PET凝胶粒子的行为特征研究与应用
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在正常的纺丝温度下, 仍可变形, 在 N a 光 源下能观察到, 在紫外荧光源下呈黄色、棕色, 较细的组件可除去大部分, 但仍有少量通过纺 丝组件, 造成飘丝, 断头和染色色斑。 纺丝过程 中亦会部分转化为陈凝胶。 31213 陈凝胶
在正常的纺丝温度下不易变形, 在 N a 光 源下呈棕褐色, 几乎没有荧光性。一般的组件可 将其除去, 但会缩短纺丝组件使用周期。 313 凝胶类型的转化
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
无
3
40
无
4
40
无
5
40
无
转化后 个·m g- 1
4 6 12 15 17
意义上的凝胶。 不可拉伸压缩, 性质近无机物, 故不属本文讨论范围。 312 凝胶粒子的特征及分类 31211 嫩凝胶
在正常的纺丝工艺温度 (280～ 310℃) 下, 呈非常柔软状, 极富有变形性, 在 N a 光源下难 于观察到, 而在紫外荧光源下却呈明亮的黄色, 具有可过滤性, 通过纺丝组件时, 被分割成许许 多多的小粒子, 很难除去。 从力学性能推论, 该 粒子易造成纺丝飘丝和断头。从化学结构推论, 该粒子易生成染色色斑。 31212 普通凝胶
从高分子物理化学观点, PET 凝胶粒子是 氧化降解过程中生成的具有三维化学交联的聚 酯〔5〕。 当交联度小于 2% 时, 可用溶剂溶胀, 这 时近无色; 当交联度高于 2% 时, 交联度越高, 越难溶胀, 直至完全不溶胀。炭粒子是交联结构
表 1 凝胶类型的转化
百度文库
试样厚度
No
切片法
Λm
1
30
无
2
30
1 月～ 6 月库存量逐月增加, 7 月份库存减少, 8 月～ 11 月库存又呈上升走势, 年末库存占当月 产量的 73164%。
1997 年聚酯切片的销售价格变化较大, 一季度上升, 二季度下滑, 三季度回升, 四季度回落。 9 月份聚酯切片的价位最高, 平均出厂价达 8900 元 吨。 12 月份价格跌至谷底, 比 9 月份低 920 元 吨。
因此, 笔者认为, 切片法只测量了普通凝胶 和陈凝胶, 没有测定到嫩凝胶; 鲁奇法则测量了 所有凝胶, 且以嫩凝胶为主。 314 本研究推荐法依据
现行的鲁奇法和切片法中, 由上述讨论知, 切片法没有测量嫩凝胶, 鲁奇法则依试片厚度, 制样条件, 受挤压拉伸影响不确定因素太多, 以 及同切片法一样受试样量太少, 凝胶粒子分布 无均匀性, 随机性很强影响, 无法准确地表征凝 胶粒子的含量, 只具有半定量的意义。笔者认为 当前的争论就是这个原因。 为了克服切片法和 鲁奇法的缺点, 笔者设计了切片机切片法制样 解决制样的重复性问题; 用严格控制加热条件, 使嫩凝胶向普通凝胶转化, 并不加压使制样过 程的挤压拉伸排除到最小; 用提高试片数, 以提 高准确性, 从而提高分析测试的可靠性。 315 应用
21313 研究推荐法 用超薄切片机切取 40Λm 薄片 20 片, 分别
置于载玻片上, 盖好盖玻片, 使试样平 直, 在 FP80 热系统中, 275℃恒温 5m in, 冷却后, 置于 显微镜载物台光路中, 按显微镜常规操作观察
2 实验部分
211 样品 佛山聚酯切片厂切片、仪化一厂切片、上海
石化涤纶厂切片、开平涤纶厂切片、珠海裕华聚 酯切片厂切片。 212 主要设备和试剂
综观 1997 年全国化纤产销运行情况, 可以看出我国化纤行业产销运行艰难。 由于进口化纤的 冲击, 造成了总资源供大于求, 国产化纤价格下跌, 企业的经济效益下降。
展望 1998 年化纤的产销形势, 可以说是十分严峻, 但也存在机遇。我国大多数化纤企业先天不 足, 规模不大, 产品大路化, 缺乏竞争力。 而我国周边国家和地区化纤工业迅速发展, 这些国家和地 区受东南亚金融危机影响, 将其化纤低价销往我国, 对我国化纤工业将形成更大的冲击。目前, 一些 化纤企业在结构调整中进行兼并重组, 力图形成规模生产, 提高产品竞争力。 这两年国家三次较大 幅度降息, 大大降低了企业的财务费用, 加上提高纺织产品出口退税率, 必将推动我国纺织产品出 口, 增加对化纤的需求。这些都为化纤工业的生产提供了机遇。只要化纤企业加大新产品开发力度, 提高产品质量、扩大化纤用途、改善经营管理, 化纤企业有望走出低谷。
P ro ject 偏振光显微镜系统
各粒子行为。 21314 凝胶粒子定性
对鲁奇法和本研究推荐法观察到的有凝胶 粒子试片, 在 FP80 热系统的加热条件下, 用微 量注射器分多次注入六氟异丙醇 (在显微镜帮 助下) , 跟踪杂质粒子的溶剂反应。
3 结果与讨论
M ettler FP 80 热分析系统
4 杜邦装置技术资料 1CL 300014—15 (内部资料) 1 5 饱和聚酯与缩聚反应 1 北京科学出版社, 1983193—94
(1998202204 收到初稿, 1998203227 收到修改稿)
1997 年我国聚酯切片产销运行回顾
据中国纺织报 1998 年 3 月 24、25 日报道, 据中国纺织总会和海关统计, 1997 年全国累计生产和进口聚酯切片 206120 万吨, 同比增长
表 1)。
产应用的意义。
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
第 2 期 聚 酯 工 业
·21·
参 考 文 献
1 姚燕春 1 聚酯工业, 1991, (3) : 1 2 孙正仪 1 聚酯工业, 1993, (3) : 1 3 李燕立等 1 纺织学报, 1992, (8) : 18
213 实验方法 21311 切片法
用超薄切片机将试样切成 20Λm 薄片, 试 片为 5 片, 置于载玻片上, 盖好盖玻片, 使试样 平直, 转入显微镜载物台光路中, 按显微镜常规 操作观察各粒子行为。
21312 鲁奇法 剪 取 2m g 左 右 切 片, 置 于 载 玻 片 上, 在
FP80 热系统中加热至熔融, 压片, 测量试片为 5 片。冷却后置于显微镜载物台光路中, 按显微 镜常规操作观察各粒子行为。
第 2 期 聚 酯 工 业
·19·
PET 凝胶粒子的行为特征研究与应用
刘王莹 姚燕春
(仪化佛山聚酯有限公司, 佛山 528000)
摘要 鲁奇压片法可以半定量地表征 PET 切片或试样中的凝胶粒子含量, 而切片机切片法只是表征了普通凝胶 和陈凝胶含量, 没有表征出嫩凝胶的含量。 鲁奇法和切片法都需改进才能表征 PET 切片中的凝胶含量。 研究结果认 为: 用切片机切片制试样并解决试片厚度的影响, 用热处理使嫩凝胶成熟为普通凝胶, 可解决全面测量凝胶的困难。嫩 凝胶和普通凝胶可转化为陈凝胶。
关键词 PET 凝胶粒子 凝胶粒子行为 可纺性
1 引言
L eitz 超薄切片机 微量注射器
随着高速纺和细旦丝、超细旦丝的开发生
六氟异丙醇
产, 人们对 PET 切片的可纺性越来越注意。 为 此, 许多研究围绕 PET 切片内在质量进行了研 究〔1, 2, 3〕。在众多因素中, 杂粒子或者凝集粒子, 包括凝胶粒子的含量和标准值为切片用户所重 视, 并与 PET 切片生产厂争议较多。究其原因, 主要是人们对杂粒子的组成和定义不清, 测试 手段或方法设计不完善, 对纺丝过程的影响及 程度不清楚。 许多人把凝集粒子与凝胶粒子等 同起来。据笔者的工作, 凝集粒子与凝胶粒子对 PET 切片可纺性的影响方式是极相似的, 但它 们的影响程度却有很大差别。 研究凝胶粒子的 行为, 并以此为基础, 设计分析测试方法, 制定 PET 切片质量 指标, 对 PET 切片生产和 PET 切片用户预测可纺性和工艺设定方案具有十分 重要的意义。
将切片法观察过的试片, 经热处理后, 原先 的凝胶颜色加深, 尺寸有扩张趋势。在原先没有
档次
测 量 值 (>
20Λm , 个 m g)
用户反映
0. 2～ 0. 5 0. 5～ 1. 0 1. 0～ 1. 5 1. 5～ 2. 0
可纺性 可纺性
很好
良好
不一 可纺性差
观察到凝胶的区域产生了浅黄色的片状物 (见 由此可推论, 笔者设计的方法具有实际生
笔者应用自己设计的方法, 考察了 PET 切 片用户反映可纺性程度不一的切片。结果表明, 各厂的切片, 数据有差别。 但同一生产厂的切 片, 数据具有趋向性 (见表 2)。
以六氟异丙醇为溶剂, 通过显微镜定性鉴 表 2 凝胶含量与可纺性关系
别, 可以观察到鲁奇压片法中观察到的黄色和 棕色片状物几乎都是凝胶。 加入六氟异丙醇前 后形状发生了变化, 但无规律性。
311 凝胶粒子的定义
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
·20·
聚 酯 工 业 1998 年
从行为上, PET 凝胶粒子是一种具有双重 行为的粒子, 既不溶解于溶剂中, 也不熔融。 但 在 280～ 310℃下, 受外力作用会高度变形, 并 且可以拉伸, 具有聚合物本体的某些性能。
16108% , 国产聚酯切片 174107 万吨, 同比增长 19101% , 进口聚酯切片 32113 万吨, 同比增长 19192% 。
据仪化、上海石化等 16 家聚酯切片生产企业的产销存统计, 聚酯切片 1997 年各月产销率波动 不大, 全年产销率 95153% , 比 1996 年同期上升 1141 个百分点。
在正常的纺丝温度下不易变形, 在 N a 光 源下呈棕褐色, 几乎没有荧光性。一般的组件可 将其除去, 但会缩短纺丝组件使用周期。 313 凝胶类型的转化
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
无
3
40
无
4
40
无
5
40
无
转化后 个·m g- 1
4 6 12 15 17
意义上的凝胶。 不可拉伸压缩, 性质近无机物, 故不属本文讨论范围。 312 凝胶粒子的特征及分类 31211 嫩凝胶
在正常的纺丝工艺温度 (280～ 310℃) 下, 呈非常柔软状, 极富有变形性, 在 N a 光源下难 于观察到, 而在紫外荧光源下却呈明亮的黄色, 具有可过滤性, 通过纺丝组件时, 被分割成许许 多多的小粒子, 很难除去。 从力学性能推论, 该 粒子易造成纺丝飘丝和断头。从化学结构推论, 该粒子易生成染色色斑。 31212 普通凝胶
从高分子物理化学观点, PET 凝胶粒子是 氧化降解过程中生成的具有三维化学交联的聚 酯〔5〕。 当交联度小于 2% 时, 可用溶剂溶胀, 这 时近无色; 当交联度高于 2% 时, 交联度越高, 越难溶胀, 直至完全不溶胀。炭粒子是交联结构
表 1 凝胶类型的转化
百度文库
试样厚度
No
切片法
Λm
1
30
无
2
30
1 月～ 6 月库存量逐月增加, 7 月份库存减少, 8 月～ 11 月库存又呈上升走势, 年末库存占当月 产量的 73164%。
1997 年聚酯切片的销售价格变化较大, 一季度上升, 二季度下滑, 三季度回升, 四季度回落。 9 月份聚酯切片的价位最高, 平均出厂价达 8900 元 吨。 12 月份价格跌至谷底, 比 9 月份低 920 元 吨。
因此, 笔者认为, 切片法只测量了普通凝胶 和陈凝胶, 没有测定到嫩凝胶; 鲁奇法则测量了 所有凝胶, 且以嫩凝胶为主。 314 本研究推荐法依据
现行的鲁奇法和切片法中, 由上述讨论知, 切片法没有测量嫩凝胶, 鲁奇法则依试片厚度, 制样条件, 受挤压拉伸影响不确定因素太多, 以 及同切片法一样受试样量太少, 凝胶粒子分布 无均匀性, 随机性很强影响, 无法准确地表征凝 胶粒子的含量, 只具有半定量的意义。笔者认为 当前的争论就是这个原因。 为了克服切片法和 鲁奇法的缺点, 笔者设计了切片机切片法制样 解决制样的重复性问题; 用严格控制加热条件, 使嫩凝胶向普通凝胶转化, 并不加压使制样过 程的挤压拉伸排除到最小; 用提高试片数, 以提 高准确性, 从而提高分析测试的可靠性。 315 应用
21313 研究推荐法 用超薄切片机切取 40Λm 薄片 20 片, 分别
置于载玻片上, 盖好盖玻片, 使试样平 直, 在 FP80 热系统中, 275℃恒温 5m in, 冷却后, 置于 显微镜载物台光路中, 按显微镜常规操作观察
2 实验部分
211 样品 佛山聚酯切片厂切片、仪化一厂切片、上海
石化涤纶厂切片、开平涤纶厂切片、珠海裕华聚 酯切片厂切片。 212 主要设备和试剂
综观 1997 年全国化纤产销运行情况, 可以看出我国化纤行业产销运行艰难。 由于进口化纤的 冲击, 造成了总资源供大于求, 国产化纤价格下跌, 企业的经济效益下降。
展望 1998 年化纤的产销形势, 可以说是十分严峻, 但也存在机遇。我国大多数化纤企业先天不 足, 规模不大, 产品大路化, 缺乏竞争力。 而我国周边国家和地区化纤工业迅速发展, 这些国家和地 区受东南亚金融危机影响, 将其化纤低价销往我国, 对我国化纤工业将形成更大的冲击。目前, 一些 化纤企业在结构调整中进行兼并重组, 力图形成规模生产, 提高产品竞争力。 这两年国家三次较大 幅度降息, 大大降低了企业的财务费用, 加上提高纺织产品出口退税率, 必将推动我国纺织产品出 口, 增加对化纤的需求。这些都为化纤工业的生产提供了机遇。只要化纤企业加大新产品开发力度, 提高产品质量、扩大化纤用途、改善经营管理, 化纤企业有望走出低谷。
P ro ject 偏振光显微镜系统
各粒子行为。 21314 凝胶粒子定性
对鲁奇法和本研究推荐法观察到的有凝胶 粒子试片, 在 FP80 热系统的加热条件下, 用微 量注射器分多次注入六氟异丙醇 (在显微镜帮 助下) , 跟踪杂质粒子的溶剂反应。
3 结果与讨论
M ettler FP 80 热分析系统
4 杜邦装置技术资料 1CL 300014—15 (内部资料) 1 5 饱和聚酯与缩聚反应 1 北京科学出版社, 1983193—94
(1998202204 收到初稿, 1998203227 收到修改稿)
1997 年我国聚酯切片产销运行回顾
据中国纺织报 1998 年 3 月 24、25 日报道, 据中国纺织总会和海关统计, 1997 年全国累计生产和进口聚酯切片 206120 万吨, 同比增长
表 1)。
产应用的意义。
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
第 2 期 聚 酯 工 业
·21·
参 考 文 献
1 姚燕春 1 聚酯工业, 1991, (3) : 1 2 孙正仪 1 聚酯工业, 1993, (3) : 1 3 李燕立等 1 纺织学报, 1992, (8) : 18
213 实验方法 21311 切片法
用超薄切片机将试样切成 20Λm 薄片, 试 片为 5 片, 置于载玻片上, 盖好盖玻片, 使试样 平直, 转入显微镜载物台光路中, 按显微镜常规 操作观察各粒子行为。
21312 鲁奇法 剪 取 2m g 左 右 切 片, 置 于 载 玻 片 上, 在
FP80 热系统中加热至熔融, 压片, 测量试片为 5 片。冷却后置于显微镜载物台光路中, 按显微 镜常规操作观察各粒子行为。
第 2 期 聚 酯 工 业
·19·
PET 凝胶粒子的行为特征研究与应用
刘王莹 姚燕春
(仪化佛山聚酯有限公司, 佛山 528000)
摘要 鲁奇压片法可以半定量地表征 PET 切片或试样中的凝胶粒子含量, 而切片机切片法只是表征了普通凝胶 和陈凝胶含量, 没有表征出嫩凝胶的含量。 鲁奇法和切片法都需改进才能表征 PET 切片中的凝胶含量。 研究结果认 为: 用切片机切片制试样并解决试片厚度的影响, 用热处理使嫩凝胶成熟为普通凝胶, 可解决全面测量凝胶的困难。嫩 凝胶和普通凝胶可转化为陈凝胶。
关键词 PET 凝胶粒子 凝胶粒子行为 可纺性
1 引言
L eitz 超薄切片机 微量注射器
随着高速纺和细旦丝、超细旦丝的开发生
六氟异丙醇
产, 人们对 PET 切片的可纺性越来越注意。 为 此, 许多研究围绕 PET 切片内在质量进行了研 究〔1, 2, 3〕。在众多因素中, 杂粒子或者凝集粒子, 包括凝胶粒子的含量和标准值为切片用户所重 视, 并与 PET 切片生产厂争议较多。究其原因, 主要是人们对杂粒子的组成和定义不清, 测试 手段或方法设计不完善, 对纺丝过程的影响及 程度不清楚。 许多人把凝集粒子与凝胶粒子等 同起来。据笔者的工作, 凝集粒子与凝胶粒子对 PET 切片可纺性的影响方式是极相似的, 但它 们的影响程度却有很大差别。 研究凝胶粒子的 行为, 并以此为基础, 设计分析测试方法, 制定 PET 切片质量 指标, 对 PET 切片生产和 PET 切片用户预测可纺性和工艺设定方案具有十分 重要的意义。
将切片法观察过的试片, 经热处理后, 原先 的凝胶颜色加深, 尺寸有扩张趋势。在原先没有
档次
测 量 值 (>
20Λm , 个 m g)
用户反映
0. 2～ 0. 5 0. 5～ 1. 0 1. 0～ 1. 5 1. 5～ 2. 0
可纺性 可纺性
很好
良好
不一 可纺性差
观察到凝胶的区域产生了浅黄色的片状物 (见 由此可推论, 笔者设计的方法具有实际生
笔者应用自己设计的方法, 考察了 PET 切 片用户反映可纺性程度不一的切片。结果表明, 各厂的切片, 数据有差别。 但同一生产厂的切 片, 数据具有趋向性 (见表 2)。
以六氟异丙醇为溶剂, 通过显微镜定性鉴 表 2 凝胶含量与可纺性关系
别, 可以观察到鲁奇压片法中观察到的黄色和 棕色片状物几乎都是凝胶。 加入六氟异丙醇前 后形状发生了变化, 但无规律性。
311 凝胶粒子的定义
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
·20·
聚 酯 工 业 1998 年
从行为上, PET 凝胶粒子是一种具有双重 行为的粒子, 既不溶解于溶剂中, 也不熔融。 但 在 280～ 310℃下, 受外力作用会高度变形, 并 且可以拉伸, 具有聚合物本体的某些性能。
16108% , 国产聚酯切片 174107 万吨, 同比增长 19101% , 进口聚酯切片 32113 万吨, 同比增长 19192% 。
据仪化、上海石化等 16 家聚酯切片生产企业的产销存统计, 聚酯切片 1997 年各月产销率波动 不大, 全年产销率 95153% , 比 1996 年同期上升 1141 个百分点。