第4章__锦纶纤维_(1)概述_(2)PA的生产.ppt

第四章 聚酰胺纤维 第一节 概述 一、定义： 大分子链中各链节通过酰胺键 相连的成纤高聚物纺制的纤维:尼龙、耐纶、卡普隆、贝纶、阿米伦 二、分类： 1、由二元胺和二元酸缩聚而得： [ HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO ]n 2、由ω-氨基酸缩聚或由己内酰胺开环聚合而得： [NH(CH2)xCO ]n 尼龙（PA）的品种很多，脂肪族就有PA4、PA6、PA11、PA12、PA66、PA610、PA612、PA1010等，还有芳香族聚酰胺。 但按其原料或还应本质来分，主要有两类，一类是二元胺和二元酸经缩聚而成，另一类是内酰胺开环加聚而成，两类最典型的代表，也是现在工业化生产的大品种，前者是PA66，后者是PA6。 1938年德国施拉克（Schlack）制成第一个尼龙6，1939年试生产尼龙6纤维，同年德国法本（Farben）公司工业化生产，商品名贝纶（Perlon）。 聚酰胺纤维在三大合成纤维中实现工业化最早， 一度是化学纤维中产量最大的品种。二十世纪七十年代由于聚酯工业的迅速发展，1972年聚酯的产量超过聚酰胺纤维，跃居化学纤维的第一大品种。 三、聚酰胺纤维生产工艺流程 1、聚酰胺6纤维 2 、聚酰胺66纤维生产 聚酰胺的物理性质和化学性质 1．密度：聚己内酰胺1.12～1.14g/cm3；聚己二酰己二胺1.13～1.16g/cm3 2．熔点：聚己内酰胺206～230℃；聚己二酰己二胺250～269℃ 3．玻璃化转变温度：聚己内酰胺48℃；聚己二酰己二胺50℃ 4．耐化学药品性：耐碱性好；耐酸性差（稀酸溶液中水解成单体和低聚物） 锦纶6是聚酰胺类纤维的一个主要品种，它是由单体已内酰胺经开环缩聚成聚氨基已酸，通过熔体纺丝成形而制得。 锦纶6大分子的结构和其它聚酰胺纤维一样，在主链上有酰胺基-CONH-存在，酰胺基之间又有一定数量的亚甲基-CH2-，大分子的端基为氨基-NH2和羧基-COOH。 它的大分子链结构是平面锯齿状。此平面内各个分子能够通过酰胺基产生氢键互相结合。这里的氢键是由亚氨基-NH-中的正电性较强的H+与另一个大分子链的羰基-CO-中负电性较强的O-构成。 1、锦纶纤维的大分子之间由于有氢键存在，所以分子之间的作用力大，这是聚酰胺纤维强力高的原因之一。 2、在大分子长度相同的情况下，酰胺基间的亚甲基数目愈多，意味着分子间的氢键数目愈少，大分子间的作用力愈小，结构紧密度下降，密度就小。锦纶6分子链节中亚甲基数为5个，亚甲基数在聚酰胺纤维中是比较少的，所以大分子之间所形成的氢键多，故客观存在的密度在聚酰胺纤维中是比较大的，为1.12-1.14 。 3、锦纶6大分子由于 亚甲基数少，形成氢键多，大分子之间的作用力强，故熔点比较高（215℃），但链节中的亚甲基数为奇数，故与聚酰胺66（250-260℃）相比熔点则低得多。 这是因为聚酰胺纤维的熔点与大分子链中亚甲基数目的多少及基本链节中亚甲基为偶数或奇数有关。如果亚甲基数多，大分子之间的作用力小，则纤维的熔点低，反之则熔点高。如果基本链节中亚甲基为奇数量，纤维熔点要比亚甲基为偶数时低，这是因为亚甲基为偶数时全部-NH-正好对着-CO-，所以形成的氢键较多。而亚甲基为奇数时只有一半的-NH-对着-CO-，形成的氢键少。 4、酰胺基-CO-NH-中的C-N键和大分子主链中的C-O键受热后均易断裂，使大分子聚合度下降而引起强力下降。大分子两端的氨基和羧基对光和热、氧较敏感，特别是氨基，在氧化热裂解过程中，数目下降。 上述因素使锦纶6和其他聚酰胺纤维的热稳定性较差。 5、大分子的端基（氨基和羧基）亲水性比较好，所以锦纶的吸湿性较好，回潮率为3.5%-4.5%。大分子中的亚氨基存在，使锦纶较容易染色，可用酸性染料、分散性染料及其它染料。 6、因大分子链上的酰胺基易发生酸解，而导致键的断裂，使聚合度下降，因此锦纶不耐酸，特别是无机酸。 7、锦纶6大分子链上除酰胺基外，都是由烷烃链（-CH2-）组成，C-C单键的内旋转阻力小，因此大分子的柔性较好，这就提供了局部的流动性。由于酰胺基的存在，大分子形成氢键，这对大分子的滑移起到一定的牵制作用。这种大分子链间氢键中夹有较多的非极性的亚甲基的分子结构是使锦纶6的回弹性在合成纤维中为最好的主要原因。 锦纶6大分子的柔顺性好，所以它的初始模量低，使织物的抗皱性差，不挺括。 回弹性好、初始模量低是纤维耐磨性好的必备条件，锦纶6正好符合此条件，所以它的耐磨性是合成纤维中最好的。 锦纶6 的特性与用途 锦纶6由于结构上的特点决定了它具有下列优良性能： 1、强度高 锦纶纤维的强度是目前已工业化生产的合成纤维中强力最高的一种。普通丝的强