聚酯纤维的结构和性能.ppt

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1、TextileEngineering化纤生产各论SichuanUniversity课程介绍第一节概论重点内容：聚酯纤维的发展简史与产品分类。第二节聚酯原料生产工艺及技术重点内容：聚酯原料的生产技术与工艺。第一章聚酯纤维生产工艺SichuanUniversity课程介绍第三节聚酯纤维的生产技术及工艺重点内容：聚酯纤维的的生产技术与工艺。第四节聚酯纤维的结构性能及改性重点内容：聚酯纤维的各种改性方法和目的。第一章聚酯纤维生产工艺SichuanUniversity1.4.1聚酯纤维的结构和性能聚酯纤维的结构

2、分子链结构聚集态结构结晶结构取向结构聚酯纤维的性质聚酯纤维的化学性质聚酯纤维的物理性质SichuanUniversity聚酯的分子结构PET聚酯是指分子链中含有酯基的聚合物的总称聚酯分子的重复单元结构中由三部分组成，即酯基、苯环和亚甲基链，大分子的两端各有一个羟基。例如：SichuanUniversityPET的旁式构象（能量高）PET的反式构象（能量低）聚酯的构象SichuanUniversity构象的转变聚酯的分子链可转动发生重排，大约在100oC时开始结晶。在结晶过程中旁式构象逐步转化为反式构象

3、。SichuanUniversitySichuanUniversityPBT的分子结构PBT中亚甲基链节不是完全伸直的。PBT重复单元结构中含有四个柔性的亚甲基链节，其可能的空间构象显然比PET更加复杂。可扭曲的分子链在拉力下容易伸直，故PBT的屈服应力比PET要低得多这种性质被用来制造弹性纤维。SichuanUniversityPTT的分子结构PTT在两个对苯二甲酸单元之间存在着3个亚甲基单元。这种化学结构中奇数个亚甲基单元会在大分子链之间产生“奇碳效应”,使苯环不能与3个亚甲基处于同一平面,临近两

4、个羰基的斥力不能呈180°平面排列，只能以空间120°错开排列，由此使得PTT大分子链形成螺旋状排列，最终影响PTT的物理性能。PTT是新型弹性纤维品种。SichuanUniversity聚集态结构PET、PTT、PBT均属三斜晶系几种聚酯在结晶状态下大分子链的形态结构SichuanUniversity三种聚酯的结晶结构晶胞参数PETPTTPBTαβa(Å)4.564.584.834.95b(Å)5.948.225.945.67c(Å)10.7518.1211.5912.95α(o)98.596.99

5、9.7101.7β(o)11889.4115.2121.8γ(o)112111.0110.899.9SichuanUniversity结构的形成和发展SichuanUniversityPET纤维的结晶特征随卷绕速度的变化卷绕速度（m/min）晶胞底面高×104(μm)表观晶核侧面高×103(μm)结晶浓度（kg/m3）估算的结晶温度（oC）abCΛ010Λ100ΛT0547504.5045.9010.722.42.95.4148818650004.4955.8810.722.93.45.7149519

6、855004.4855.8810.714.14.17.6149921260004.4805.8810.715.14.98.41501218SichuanUniversityPET纤维性能与结构的关系SichuanUniversitySichuanUniversity1.4.2聚酯纤维的改性改性的原因染色性、吸湿性差易起球、静电大、易沾污等不同应用领域的要求差异改性方法化学方法共聚、纤维表面改性处理物理方法共混改进纺丝加工技术，变更纤维加工条件改变纤维形态以及通过后纺与其他纤维混纺、交织等Sichuan

7、University化学改性化学改性是通过化学的方法改变聚酯分子链上某些结构或组成，达到改变聚酯纤维性能的目的。改变聚酯的刚性结构单元改变聚酯的柔性组分改变聚酯的刚性结构单元一、间苯二甲酸代替对苯二甲酸在PET的直接酯化聚合过程中，用对称性较差的间苯二甲酸（IPA）取代部分的对苯二甲酸（TPA）SichuanUniversityIPA/(IPA+TPA)mol%[η]/(dL•g)-1Tg/oCTc/oCTm/oC013579120.620.610.600.600.630.600.6281818080

8、79.57978157159160162165__253248245240235232228化学改性SichuanUniversity采用间苯二甲酸二甲酯（DMI）取代对苯二甲酸二甲酯(DMT)可以达到相同效果DMI/mol%[η]/(dL•g)-1Tg/oCTm/oC015810150.6800.6820.6770.7500.6560.71262.061.558.857.055.454.7252.0248.5237.3232.0226.5217.5随着