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第 三章 聚酯纤维 第一节 概述1、聚酯纤维的历史与发展 聚酯纤维是指主链含有酯基的一类聚合物经纺丝而制成的纤维，目前多指以对苯二甲酸乙二酯为原料生产的纤维，按其原料的英文名polyethylene terephthalate缩写简称为PET纤维。在我国俗称为涤纶 。 起源-1920s‘ du Pont 公司开始合成脂肪族聚酯，水溶，没获应用。 1941年英国人Whinfield和Dickson成功合成出PET，并成功纺丝，命名为Terylene(特丽纶）。 1946年du Pont公司购买了特丽纶在美国的专利，开始了聚酯纤维的工业化试验。 1951年du Pont公司在美国北卡罗里达州的Kingston建第一家聚酯纤维厂，1953年建成投产，年产量为16000吨。 1947年ICI（英国卜内门化学工业有限公司公司）买断了聚酯纤维除美国以外的专利权，并开始筹划建立生产厂。 1955年ICI公司开始在英国建成了其第一家年产5000吨的聚酯纤维生产厂。 随后，一些世界级的大型化工公司在高额利润的驱使下，纷纷把目光投向这一性能优异、价格低廉的合成纤维的生产上，开始聚酯纤维的生产，从此开始了聚酯纤维的高速发展时期 2、我国聚酯纤维的发展 我国的聚酯纤维工业起步于20世纪70年代初期，当时的上海第五化纤厂以国产设备和技术建成了一条年产4000吨的聚酯短纤维线，开创了我国聚酯纤维工业的先河。 20世纪70年代中期，我国相继在上海、辽阳、天津等地建设化纤基地，陆续投产了一批中小型聚酯纤维生产厂。 我国的早期聚酯纤维主要是基于国产设备和技术，产量小。 直到20世纪70年代末期，上海石化总厂二期工程和仪征化纤联合公司两个大型聚酯纤维厂相继建设投产，我国的聚酯纤维工业才开始了高速发展时期。 目前我国已成为聚酯纤维生产的第一大国。 3、聚酯纤维的分类 从形成聚酯纤维的分子结构来划分，可以将聚酯纤维分为： PET（聚对苯二甲酸乙二酯，涤纶） PBT（聚对苯二甲酸丁二酯） PTT（聚对苯二甲酸丙二酯） 在没有特别申明的情况下，我们所指的聚酯纤维是PET纤维 4、聚酯纤维的分类 第二节 聚酯纤维原料 一、聚对苯二甲酸乙二酯的制备 PET工业上是以对苯二甲酸双羟乙二酯（BHET）为原料，经缩聚反应脱除乙二醇（EG）来实现。缩聚反应如下： 所以PET的制备首先需得到BHET，目前生产BHET的方法有酯交换法和直接酯化法和直接加成法。 酯交换法：历史悠久，技术成熟，产品质量好而稳定，目前仍广泛采用，但其工艺过程长，设备多，投资大，且需要大量甲醇，甲醇和乙二醇回收量大，增加设备和能量消耗。 直接酯化法：流程短，投资少，效率高，无需使用甲醇，乙二醇耗用量少，可简化回收过程和设备，减少环境污染，特别适合制造高聚合度PET。缺点是TPA和EG在多相体系中反应，反应不易均匀，容易生成较多二甘醇，影响PET的质量。 直接加成法：理论上最为合理。优点是生产过程短，原料低廉，产品纯度高。但环氧乙烷沸点低(10.7℃)，常温下为气体，容易着火、爆炸，运输、贮存和使用都不方便，目前采用此法的不多。 二、聚酯纤维的性质 （一）物理性质 （1）颜色：涤纶一般为乳白色并带有丝光；无光产品需要加入消光剂TiO2，而生产纯白产品需要加入增白剂； （2）密度：无定形涤纶密度为1.333 g/cm3，完全结晶为1.455 g/cm3。通常涤纶具有较高的结晶度，密度与羊毛相近； （3）回潮率：标准状态下涤纶回潮率为0.4％，低于腈纶和锦纶； （4）热性能：软化点Ts为230～240℃，熔点Tm为255～265℃，分解温度Td为300℃ （二）力学性能 强度一般为4～7dN/tex，延伸度为20～50％，模量高，尺寸稳定，不变形。 第三节 聚酯切片的干燥 一、切片干燥的目的 1．除去水分 湿切片中含水率为0.4％～0.5％，干燥后下降至0.01％（常规纺）或0.003％～0.005％（高速纺）。 切片中水分的不良影响：①在纺丝温度下，水的存在使PET大分子的酯键水解，聚合度下降，纺丝困难，成品丝质量降低；②少量水分气化，往往造成纺丝断头，使生产难以正常进行。 2. 提高切片含水的均匀性 3. 提高结晶度及软化点 干燥初期，切片受热结晶，结晶度提高至25％～30％，软化点提高至210℃以上，且熔程狭窄，熔体质量均匀。 第三节 聚酯切片的干燥 二、切片干燥机理 1. 切片中的水分 PET大分子缺少亲水性基团，吸湿能力差，其水分分为两部分：一是粘附在切片表面的非结合水，另一是与PET大分子上的羰基及少量的端羟基等以氢键结合的结合水。 2. 切片的干燥曲线 由曲线可以看出，切片的含水率均随干燥时间延长而逐步降低。在干燥前期为恒速干燥阶段。这