化纤长丝及变形-第4讲涤纶生产

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1、化纤长丝及变形第四章合成纤维的制造方法8/12/20212第一节聚酯纤维聚酯纤维是由大分子链中的各个链节通过酯基相连的成纤聚合物纺制而成的合成纤维，英文缩写PET。我国将聚对苯二甲酸乙二酯含量大于85％以上的纤维简称为涤纶。国外商品名称很多－Dacron（美国）,Tetoron（日本）,Terlenka（英国）,Lavsan（前苏联）等8/12/20213一、PET纤维原料制备及性能原料：对苯二甲酸（TPA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT)、乙二醇(PDO)8/12/20214对苯二甲酸及对苯二甲酸二甲酯的制备高温氧化法低温氧化法氧化酯化法：用对二甲苯分步氧化、酯化，直接

2、制取对苯二甲酸二甲酯8/12/20215优点：反应快，流程简单，适合大型生产，应用最广泛。缺点：设备腐蚀严重，反应温度高，需要溴化物。8/12/202168/12/202178/12/20218乙二醇的制备环氧乙烷（EO)水解法氯乙醇水解法二氯乙醇水解法等8/12/202198/12/2021108/12/202111对苯二甲酸乙二酯的制备酯交换法（间接法）直接酯化法直接加成法（直接法）8/12/2021128/12/202113酯交换法（间接法）原理：对苯二甲酸二甲酯与乙二醇反应生成对苯二甲酸乙二酯，并释放出甲醇。工艺：间歇法酯交换工艺连续法酯交换工艺8/12/20

3、2114主要工艺参数:单体配料比催化剂的种类和用量反应温度(属于吸热反应,温度过高,副反应显著酯交换率反应时间8/12/202115酯交换反应副反应生成低聚物生成对苯二甲酸甲乙酯－终止反应，聚合度下降生成环状低聚物－影响缩聚反应，分子量下降，熔点波动生成二甘醇－EG间分子缩合，熔点下降，颜色发黄，纺丝困难生成乙醛－端基裂解，终止反应，发色使切片变黄8/12/202116二甘醇(Diethyleneglycol)二甘醇又称双甘醇，也叫一缩二乙二醇、一缩二个乙二醇，更有称为一缩式乙二醇。分子式O(CH2CH2OH)2，或把它写作CH2OH.CH2.O.CH2.CH2OH，

4、分子量106.12。8/12/202117二甘醇的製備二甘醇是由環氧乙烷與乙二醇作用而得，反應式如下：CH2－CH2CH2．OH／CH2．CH2．OH＼／　＋▕　　　→OOCH2．OH＼CH2．CH2．OH環氧乙烷　　乙二醇　　　　二甘醇8/12/202118二甘醇的性質1.二甘醇是無色、無臭、粘稠液體，有甜味，有吸濕性而無腐蝕性。比重1.118，在－10.45℃凝固時(純粹時)、熔點－6.5℃、沸點244～245℃。2.二甘醇能與水、醇、醚、丙酮、乙二醇混溶；不能溶於苯、四氯化碳。8/12/202119特点历史悠久，技术成熟，产品质量好而稳定，目前还广泛使用。工

5、艺过程长，设备多、投资大，且甲醇需要量大，甲醇和乙二醇回收量大，增加设备和能量消耗8/12/202120直接酯化法原理：TPA与EG直接进行酯化反应，一步法制得BHET。TPA常态下为无色固体（针状结晶或者无定形粉末），其熔点（425℃）高于升华温度（300℃），所以反应体系为固相的TPA与液相的EG共存，酯化反应只发生在溶解于EG的TPA与EG之间。8/12/2021218/12/202122工艺：间歇法连续法8/12/202123特点流程短，投资少，生成效率高，生成过程不需要甲醇，乙二醇消耗少，可简化回收和设备。适合制取高聚合度聚酯。多相反应体系，反应不够均匀，易

6、生成较多二甘醇。8/12/202124直接加成法原理：用环氧乙烷(EO)代替乙二醇（EG）直接合成BHET。8/12/202125特点理论上最合理，生产过程短，原料低廉，产品纯度高。但是环氧乙烷沸点低（10.7℃），常温下为气体，易着火爆炸，影响运输、贮存和使用，目前应用较少。8/12/202126聚合缩聚反应8/12/202127PET的结构与性能a.具有对称性芳环结构线形大分子。b.苯环基团的刚性大。c.c-c内旋有两种空间构型。d.PET具有高度立体规性，芳环几乎在同一平面上。e.范德华力而没有定向作用力，三斜晶体。f.由于酯键存在，发生水解。g.副产品醚键存在

7、。8/12/2021282.PET的物理性能分子量：纤维用树脂分子量15000～22000分子量分布纯PETTm267℃民用Tm255～265℃8/12/202129Tg无定形67℃晶态81℃取向态结晶125℃分解温度300～350℃熔体密度g/cm31.220（270℃）1.117（295℃）8/12/202130二、PET纤维的制备1.PET切片的干燥目的：除去切片中的水分，并提高切片的结晶度和软化点聚酯可能发生的降解：热降解、热氧化降解和水解8/12/202131工艺温度：180℃以下时间：取决于采用的干燥方式和设备及其它工艺参数风速：8～10