高聚物生产技术--课件--10 合成纤维.ppt

第十章合成纤维Synthetic Fiber
学****目的要求
掌握纤维的分类与特征;初步掌握聚酯纤维、锦纶纤维、***纶纤维、聚丙烯纤维的生产技术、结构、性能及应用
§9-1 纤维的分类与特征
纤维是指柔韧、纤细,具有相当长度、强度、弹性和吸湿性的丝状物。大多
数是不溶于水的有机高分子化合物,少数是无机物。根据来源可以分为天然纤维
和化学纤维两大类。
一、纤维的分类
纤维
天然纤维
化学纤维
胶黏纤维
铜氨纤维
醋酸纤维
纤维素纤维
锦纶系列纤维
蛋白质纤维
涤纶系列纤维
***纶系列纤维
聚乙烯醇系列纤维
聚烯烃纤维
含***纤维
耐高温纤维
其他纤维
§9-1 纤维的分类与特征
二、成纤高聚物的特征
高聚物的品种很多,但并不是所有高聚物都能用于纺丝,而是具有如下特征
的高聚物都能进行纺丝。
成纤高聚物均为线型高分子用这类高分子纺制的纤维能沿纤维纵轴方向拉
伸而有序排列。当纤维受到拉力时,大分子能同时承受作用力,使纤维具有较高
的拉伸强度和适宜的延伸度及其他物理-力学性能。
成纤维高聚物具有适宜的相对分子质量线型高聚物分子链的长度对纤维的
物理-力学性能影响很大,尤其是对纤维的机械强度、耐热性和溶解性的影响更
大。相对分子质量的高低均不好,高者不易加工,低者性能不好。常见的主要成
纤高聚物的相对分子质量如下表所示。
主要成纤高聚物的相对分子质量
高聚物
相对分子质量
高聚物
相对分子质量
聚酰***-6或-66
聚酯
聚丙烯***
16000-22000
16000-20000
50000-80000
聚乙烯醇
全同聚丙烯
60000-80000
180000-300000
§9-1 纤维的分类与特征
成纤高聚物的分子链间必须有足够的次价力高聚物的物理-力学性能与次
价力有密切关系。分子间次价力越大,纤维的强度越高,
的高聚物适宜作纤维材料。
成纤高聚物应具有可溶性和熔融性只有这样才能将高聚物溶解或熔融成溶
液或熔体,再经纺丝、凝固或冷却形成纤维,否则就不能进行纺丝。
§9-2 聚酯纤维
聚酯是制造聚酯纤维、涂料、薄膜及工程塑料的原料,是由饱和的二元酸与
二元醇通过缩聚反应制得的一类线性高分子缩聚物。这类缩聚物的品种因随使用
原料或中间体而异,故品种繁多数不胜数。但所有品种均有一个共同特点,就是
其大分子的各个链节间都是以酯基“-COO-”相联,所以把这类缩聚物通称为聚
酯。以聚酯为基础制得的纤维称为涤纶,是三大合成纤维(涤纶、锦纶、***纶)
之一,是最主要的合成纤维。下面主要介绍对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)生
产工艺。
一、主要原料
(TPA)
对苯二甲酸是芳香族二元羧酸的一种,它在常温下,外观为白色晶体,无毒,
易燃。稍溶于热乙醇,微溶于水,不溶于***仿、***、醋酸,能溶于碱。物性常
数如下:
相对分子质量 相对密度
熔点 384~421℃ 升华点 402℃
自燃点 680℃升华热
燃烧热
§9-2 聚酯纤维
对苯二甲酸由对二甲苯、苯酐或甲苯制得,主要用于制造聚酯纤维和塑料。
(DMT)
对苯二甲酸二甲酯是芳香族二元酯的一种,在常温下,外观为白色结晶粉末,
无毒、易燃,其蒸气或粉尘与空气混合至一定比例,遇为能发生爆炸。物性常数
如下:
相对分子质量 相对密度
熔点 ℃沸点 288℃
纯度 %
对苯二甲酸二甲酯由对苯二甲酸与甲醇酯化,然后经重结晶或真空蒸馏制得。

乙二醇为无色微粘稠液体。具有较强的吸湿性,有醇味但不能饮用。可以和
水、醇、醛、吡啶等混溶,微溶于***。其物性常数如下:
相对分子质量 熔点-13℃
沸点 ℃闪点(开口) 116℃
相对密度 粘度(20℃)
折射率 膨胀系数
§9-2 聚酯纤维
介电常数
乙二醇主要由环氧乙烷水合制取,其用途广泛,在合成工业上主要用于生产
合成纤维、不饱和聚酯和增塑剂等。
其中直接化聚酯法对苯二甲酸和乙二醇的质量要求实例如下表所示。
直接酯化法聚醚对对苯二甲酸和乙二醇的质量指标

4、环氧乙烷
对苯二甲酸
乙二醇
纯度
光学密度(NH4OH,380μ)
铂钴比色值(NaOH溶液)
含水量
灰分
钾
铁
醛
>%
<
<10
<%
<%
<%
<%
0
纯度
相对密度
沸点
铂钴比色
二缩三缩乙二醇
水分
酸度
灰分
铁