第五章、聚酰胺纤维
→对苯二甲酸双羟乙酯BHET→PET (一)对苯二甲酸PTA 1.石油→对二甲苯 2.对二甲苯→对苯二甲酸 (二)乙二醇EG 1.环氧乙烷EO水解法: 2.氯乙醇水解法: (三)对苯二甲酸二甲酯DMT 1.对二甲苯氧化酯化法: 2.甲酯化法:间歇甲酯化法+连续甲酯化法(高压、常压) 高压连续甲酯化法:对苯二甲酸PTA+甲醇 粗对苯二甲酸二甲酯DMT+水 (四)对苯二甲酸双羟乙酯BHET 对苯二甲酸双羟乙酯是PET的单体,制备方法有酯交换法(间歇法、连续法)、直接酯化
3.流变性: 熔点: 纯PET:267℃ 工业PET:255~264℃(EG不纯;副产物DEG) 工业PET熔点下降的原因:
EG分子内脱水 EG分子间脱水
熔体粘度:表征熔体流变性,与纺丝密切相关 T↑→熔体粘度↓ (纺丝用熔体温度调节熔体粘度)
表 熔体粘度(Pa·s)与其分子量和温度的关系
第二节、聚酯切片的干燥
铸带头: (1)长条形缝隙式铸带头:薄片
(2)多孔型铸带头:圆形长条
三、聚对苯二甲酸乙二酯的结构和性质:
1、分子结构 线型:大分子易于沿纤维拉伸方向平行排列 基团:刚性大→纯PET熔点较高(267℃) 分子链高度立体规整:结晶倾向大:无定形PET无色透明固体
(1.333g/cm3);完全结晶PET乳白色固体 (1.455g/cm3);PET纤维部分结晶(1.38~ 1.40g/cm3); 酯基(易水解):聚合度↓ 副产物:羰基、环状低聚物、二甘醇→大分子规整性↓→大分子间的 敛集↓→PET熔点↓→纺丝困难、成品纤维物理机械性↓ 2、分子量及其分布: 分子量:纤维级PET树脂分子量15000~22000; 特性粘度0.62~ 0.68dL/g 分子量↑→熔体粘度↑→分子间作用力↑→拉伸能力↑ →成 品强度↑ 分子量分布:分子量分布↓→聚合度均匀↑→可纺性↑ (高速纺分子 量分布<2.02)
短纤维:国产:
VD403、VD404、VD405、 VD406、VD408、HV451-481;
进口:日本帝人SSM-70、 日本东洋纺TK48、 瑞士伊文达
常规长丝:国产:VC401(炉栅)、 VC402(炉栅)、
VC403、VC404、VC405、 VC杆套筒:单头短区渐变或突变螺杆;38CrMoAlA(螺杆和螺杆套筒) 传动部分:电动机+减速器+轴承 加热和冷却装置:加热(电阻加热、电感应加热);冷却(夹套或盘管通冷却水)
短纤维常规纺丝工艺流程图
1—切片料斗;2—螺杆挤出机; 3、3’—螺杆挤出机和计量泵传动装置; 4—纺丝箱体;5—吹风窗;6—甬道; 7—上油轮;8—导丝器;9—绕丝辊; 10—总上油轮;11—牵引辊;12—喂入轮; 13—盛丝桶;14—总绕丝辊
普通长丝纺丝工艺流程图
1—切片料仓;2—切片干燥机;3—螺杆挤出机; 4—箱体;5—上油轮;6—上导丝盘;7—下导丝盘; 8—卷绕筒子;9—摩擦辊;10—卷绕机; 11—纺丝甬道;12—冷却吹风
法(间歇法、连续法)、环氧乙烷法。
工艺流程示意图
聚合车间
聚合车间
聚合车间
切片图:
二、铸带和切粒(切片纺丝):
工艺流程: 惰性气体压送高聚物熔体→铸带头→金属冷却滚筒表面(滚
筒旋转、下半部浸在冷水中)→PET熔体薄片(或圆形长条)冷却→ 冷却槽→切粒机→振动筛→上层:连刀块(废品);下层:粉末(废 品);中层:正品进入湿切片储斗
旋涡式预结晶和气缝式充填干燥机工艺流程图(BM) 1—氯化锂脱湿机;2—干燥风机;3—热管式省热器; 4—高效过滤器;5—电加热器;6—气缝式充填干燥机; 7—旋涡式预结晶器;8—旋风分离器;9—粉尘箱; 10一顶结晶风机;11一电加热器;12—计量涌
图 卧式沸腾床BM连续预结晶装置示意图 l—进气口;2—空气柜;3—孔板;4—上干燥; 5—进料口;6—排气口7—视镜;8—可调挡板; 9—出料口;10—振动弹簧;11—振动电机
一、切片干燥目的 除去水分 使含水率批与批均匀,保证纤维质量均匀 提高结晶度、软化点 二、切片干燥原理: 水分脱出:含水量=自由含水量+平衡含水量 结晶
VC353真空转鼓干燥机 1—冷却桶 2—除尘桶 3—加热夹套
回转一充填组合干燥工艺流程图 1—混合料仓;2—上部切片料斗;3—回转式干燥机;4—下部切片料斗 5—旋风分离器;6—第三料斗;7—充填式干燥机
第五章 聚酯纤维
聚酯纤维(广义):大分子链中各链节通过
酯
基相连的成纤高聚物纺制的纤维
聚酯纤维PET(狭义):含聚对苯二甲酸乙二酯大于85%
的合成纤维 。
聚酯切片
涤纶全牵伸丝(P-FDY)
涤纶低弹丝(P-DTY)
涤纶短纤维
涤纶预取向丝(P-POY
涤纶废丝
第一节、聚酯纤维原料
一、聚对苯二甲酸乙二酯的制备:PET 对苯二甲酸+乙二醇→→→→→→→→→→→→→→→→PET 对苯二甲酸+甲醇→对苯二甲酸二甲酯DMT+(乙二醇)
第三节、聚酯纤维的纺丝(常规纺丝)
一、概述 1、熔体纺丝过程:熔体制备→熔体自喷丝孔挤出→熔体细流拉长变细并冷却固
化→上油→卷绕 2、方法: 切片纺→→ 直接纺→→→常规纺丝(1000~1500m/min)→UDY(未拉伸丝)、短纤维 中速纺丝(1500~3000m/min)→MOY(中取向丝) 高速纺丝(3000~6000m/min)→POY(预取向丝)、FDY(全拉伸丝) 超高速纺丝(6000~8000m/min)→FOY(全取向丝) 3、纺丝新技术: 高速纺丝普及化 直接纺丝法 纺丝后加工联合工艺 纺丝拉伸整经工艺 差别化纤维
二、纺丝机:
高聚物熔融装置:螺杆挤出机 熔体输送、分配、纺丝及保温装置:弯管、纺丝箱体
(熔体分配管、计量泵、纺丝头组件)
丝条冷却装置:纺丝窗及冷却套筒 丝条收集装置:给湿上油机构、导丝结构、卷绕机或受丝装置 1、熔融装置:螺杆挤出机 作用:固体物料的供给、聚合物熔融、熔体定量挤出 螺杆三段:进料段、压缩段、计量段 螺杆挤出机结构与技术要求