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聚酯纤维

聚酯纤维,俗称“涤纶”。是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维,简称PET纤维,属于高分子化合物。于1941年发明,是当前合成纤维的第一大品种。聚酯纤维最大的优点是抗皱性和保形性很好,具有较高的强度与弹性恢复能力。其坚牢耐用、抗皱免烫、不粘毛。

简介

聚酯(PET)纤维是由大分子链中的各链节通过酯基连成成纤聚合物纺制的合成纤维。我国将聚对苯二甲酸乙二醇酯含量大于85%以上的纤维简称为涤纶,国外的商品名称很多,如美国的达克纶(Dacron)、日本的特托纶(Tetoron)、英国的特恩卡(Terlenka)、前苏联的拉乌珊(Lavsan)等。早在1894年沃尔兰德(Vorlander)用丁二酰氯和乙二醇制得低相对分子质量的聚酯;1898年恩克恩(Einkorn)合成聚碳酸酯;卡洛泽斯(Carothers)合成脂肪族聚酯:早年合成的聚酯大多为脂肪族化合物,其相对分子质量和熔点都较低,易溶于水,故不具有纺织纤维的使用价值。1941年英国的温菲尔德(Whinfield)和迪克松(Dickson)用对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)合成了聚对苯二甲酸乙二酯(PET),这种聚合物可通过熔体纺丝制得性能优良的纤维。1953年美国首先建厂生产PET纤维,可以说PET纤维是大品种合成纤维中发展较晚的一种纤维。随着有机合成、高分子科学和工业的发展,近年研制开发出多种具有不同特性的实用性PET纤维。如具有高伸缩弹性的聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纤维及聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)纤维,具有超高强度、高模量的全芳香族聚酯纤维等:所谓的“聚酯纤维”通常是指聚对苯二甲酸乙二酯纤维。聚酯纤维具有一系列优良性能,如断裂强度和弹性模量高,回弹性适中,热定型效果优异,耐热和耐光性好。聚酯纤维的熔点为255℃左右,玻璃化温度约70℃,在广泛的最终用途条件下形状稳定,织物具有洗可穿性,另外,还具有优秀的阻抗性(诸如抗有机溶剂、肥皂、洗涤剂、漂白液、氧化剂)以及较好的耐腐蚀性,对弱酸、碱等稳定,故有着广泛的服用和产业用途。石油工业的飞速发展,也为聚酯纤维的生产提供了更加丰富而廉价的原料,加之近年化工、机械、电子自控技术等技术的发展,使其原料生产、纤维成形和加工等过程逐步实现短程化、连续化、自动化和高速化,聚酯纤维已成为发展速度最快、产量最高的合成纤维品种。2010年,全球聚酯纤维的产量达到3730万吨,占到世界合成纤维总量的74%。

评价

涤纶的生产过程包括聚酯熔体合成和熔体纺丝两部分。合成聚酯的原料为聚对苯二甲酸和乙二醇,主要从石油裂解获得,也可从煤和天然气取得。石油加热裂解得到甲苯、二甲苯和乙烯等,经化学加工后可得到对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯及乙二醇。在早期涤纶生产中由于对苯二甲酸不易精制,曾用对苯二甲酸二甲酯和乙二醇为原料。1965年对苯二甲酸的精制获得成功,使涤纶生产工序减少,成本降低。用对苯二甲酸和乙二醇为原料生产的涤纶逐年都有增加。缩聚:将对苯二甲酸二甲酯和乙二醇进行酯交换,生成的对苯二甲酸二乙二醇酯低聚物,在280~290℃和真空条件下缩聚而得聚对苯二甲酸乙二醇酯;或将对苯二甲酸与乙二醇直接酯化,然后对苯二甲酸乙二酯进行缩聚获得聚酯熔体。聚酯熔体可以用于制备聚酯切片和熔体直接纺丝。聚酯切片是将聚酯熔体经铸带、切粒而得到切片。1、纺丝。聚酯切片经过干燥、熔融可以用于纺丝、制备聚酯膜、聚酯瓶等。熔融过程中,切片所含的水分能使聚酯发生水解而影响纺丝性能和纤维质量,因此在纺丝前必须经过干燥,使切片含水率降低到0.01%以下。切片纺丝则将干燥后的聚酯切片在螺杆中加热熔融,挤压送入纺丝箱体的各个纺丝部位,由计量泵精确计量和过滤后,从喷丝板的喷丝孔中喷出。喷丝孔的直径一般为0.15~0.30毫米。喷出的熔体细流,被冷却气流冷却凝固成丝条。冷却后的丝条根据不同的加工工艺分为聚酯长丝和聚酯短纤维(或聚酯短丝)。2、聚酯短丝。纺制短纤维时,多根线条集合在一起,经给湿上油后落入盛丝桶。再经集束、拉伸、卷曲、热定形、切断等工序得到成品。 如在拉伸后经过一次180℃左右的紧张热定形,则可得到强度达到6cN/dtex以上、伸长率在30%以下的高强度、低伸长率短纤维。涤纶短纤维分为棉型短纤维(长度38mm)和毛型短纤维(长度56mm),分别用于跟棉花纤维和羊毛混纺。 [1]

参考文献