高分子化学课程论文：聚酯纤维的合成及应用汇总

学号：********

高分子化学课程论文

学院化学化工学院

专业化学

年级201级化学班

姓名

论文（设计）题目聚酯纤维的合成及应用

指导教师彭琪职称讲师

成绩

2016年6月17日

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

Abstract (1)

Keywords (1)

引言 (1)

1.聚酯纤维的结构与性能 (1)

1.1聚酯纤维的结构 (1)

1.2聚酯纤维的性能 (2)

1.2.1物理性质 (2)

1.2.2力学性能 (2)

1.2.3化学稳定性 (2)

1.2.4耐微生物性 (2)

2.聚酯纤维的合成 (2)

2.1主要原料 (3)

2.2聚酯纤维的合成原理与工艺 (3)

2.2.1聚酯纤维的合成原理 (3)

2.2.2聚酯纤维的生产工艺 (4)

3.聚酯纤维的应用 (5)

3.1家纺用品方面 (5)

3.2交通运输方面 (5)

3.3工业方面 (6)

参考文献 (6)

聚酯纤维的合成及应用

学生姓名：学号：20135051

化学化工学院201级化学专业班

指导教师：彭琪职称：讲师

摘要：本文首先对聚酯纤维的结构与性能进行综述，然后介绍它的合成方法，最后介绍聚酯纤维的应用。

关键词：聚酯纤维；结构；性能；合成；应用

Abstract: In this paper,the structure and properties of polyester fiber are summarized. The synthesis methods and the application of polyester fiber are introduced. Keywords: polyester fiber; structure; properties; synthesis; application

引言

聚酯纤维是由大分子链中的各链节通过酯基相连的成纤聚合物纺制而成的合成纤维，目前，所谓聚酯纤维通常是指聚对苯二甲酸乙二酯纤维(PET)，是以对苯二甲酸二甲酯、乙二醇为原料，经酯交换、缩聚、纺丝和纤维后加工等四个步骤而制得。为目前发展速度最快、产量最大的合成纤维品种[1]。中国的商品名为涤纶，简称PET纤维，是当前合成纤维的第一大品种。除此之外还有少量聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维，简称PTT聚酯纤维。

1.聚酯纤维的结构与性能

1.1聚酯纤维的结构

聚酯纤维是合成纤维的第一大品种，其中工业化大量生产的为涤纶纤维，其大分子链化学结构式为

聚酯纤维采用熔体纺丝．所得纤维的截面一般呈圆形，纵向光滑平直。聚酯纤维的大分子链中有刚性的苯环和柔性的亚甲基链，其间由酯基连接，是典型的刚柔性兼备的线型大分子，且以刚性为主。涤纶大分子链存在折叠链和伸展链片晶，结晶度和取向度均较高，其结晶属于三斜晶系[2]。

1.2聚酯纤维的性能

1.2.1物理性质

聚酯纤维一般为乳白色，相对密度为 1.38～1.4，回潮率很低，具有易洗快干的特性。在纺织时，容易产生静电，其纺织品在使用过程中易积累静电荷而吸灰尘。聚酯纤维的熔点为255～265℃，软化温度230～240℃。遇明火能燃烧，产生黑烟并有芳香气味，但离火后自熄[3]。

1.2.2力学性能

聚酯纤维强度高、伸长率适中、模量高、回弹性好，在承受外力时不易发生形变其去负荷后伸长几乎完全可以恢复，故涤纶物的抗皱性超过其他化纤织物[4]。耐磨性仅次于锦纶而超过其他合成纤维，干、湿态下耐磨性几乎相同。

1.2.3化学稳定性

聚酯纤维的化学稳定性与其化学结构有关。在分子链中，苯环和亚甲基均较稳定，而结构中存在的酯基是唯一能起化学反应的基团。

(1)耐酸性和耐碱性：聚酯纤维对酸（尤其是有机酸）很稳定，在100℃下于质量分数为5％的盐酸溶液内浸泡24h，或在40℃下于质量分数为70％的硫酸溶液内浸泡72h后，其强度均无损失，但在室温下不能抵抗浓硝酸或浓硫酸的长时间作用。聚酯纤维分子上的酯基受碱作用容易水解。在常温下与浓碱、高温下与稀碱作用，能使纤维破坏，只有在低温下对稀碱和弱碱才比较稳定。

(2)对氧化剂和还原剂的稳定性：聚酯纤维对氧化剂和还原剂的稳定性很高，即使在浓度、温度、时间均较高时，对纤维强度的损伤也不十分明显[5]。

(3)耐溶剂性：聚酯纤维对一般非极性有机溶剂有极强的抵抗力，即使对极性有机溶剂在室温下也有相当强的抵抗力。例如在室温下于丙酮、氯仿、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳中浸泡24h，纤维强度不降低。而在加热状态下，可溶于苯酚、二甲酚、邻二氯苯酚、苯甲醇、硝基苯等溶剂中。

1.2.4耐微生物性

涤纶耐微生物作用，不受蛀虫、霉菌等作用，收藏涤纶衣物不需防虫蛀，织物保存较容易。

2.聚酯纤维的合成

工业化大量生产的聚酯纤维是用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的。它是当前合

成纤维的第一大品种。下面主要介绍其合成方法。

2.1主要原料

(1)对苯二甲酸(TPA)

对苯二甲酸的结构式为：

(2)对苯二甲酸二甲酯(DMT)

对苯二甲酸二甲酯的结构式为：

(3)乙二醇(EG)

乙二醇的结构式为：

(4)环氧乙烷(EO)

环氧乙烷的结构式为：

(5)催化剂

为了加速酯化反应和缩聚反应的速率，常需要加入催化剂。对催化剂的要求是：有较强的催化作用；不催化副反应及聚酯纤维的热降解反应；能很好地溶解在聚酯纤维中，且不使聚酯纤维着色。

(6)稳定剂

为防止聚酯纤维在合成过程中和后加工熔融纺丝时发生热降解，常加入一些稳定剂，如磷酸三甲酯、磷酸三苯酯和亚磷酸三苯酯。

2.2聚酯纤维的合成原理与工艺

2.2.1聚酯纤维的合成原理

工业上主要采用三种聚酯合成路线，即直缩法、酯交换法和环氧乙烷加成法[6]。