聚酯纤维的改性-PPT精选文档
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聚酯纤维的结构和性能_图文
7.9
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96.8
44.0
5
8
PEN纤维的性能 PEN纤维的耐化学腐蚀性、抗紫外线辐射、热稳定性和水解稳定性均优
于PET。 PEN的玻璃化温度高达110oC左右,其纤维可以耐200oC左右的温度。
目前纤维级的PEN树脂已由美国Shell公司研制成功并投放市场，其商品名 称为Vituf。美国Amoco公司的PEN纤维也已投放市场。
• 第四节 聚酯纤维的结构性能及改性
重点内容：聚酯纤维的各种改性方法和目的。
1.4.1 聚酯纤维的结构和性能
聚酯纤维的结构 – 分子链结构 – 聚集态结构 结晶结构 取向结构
聚酯纤维的性质 – 聚酯纤维的化学性质 – 聚酯纤维的物理性质
聚酯的分子结构PET
聚酯是指分子链中含有酯基的聚合物的总称 聚酯分子的重复单元结构中由三部分组成，即酯基、
62.0 252.0
1
0.682
61.5 248.5
5
0.677
58.8 237.3
8
0.750
57.0 232.0
10
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55.4 226.5
15
0.712
54.7 217.5
随着间位苯环含量的增加，共聚酯的Tg和Tm下降，而冷结晶温度则上升。当 IPA的含量大于 9 mol % 时，共聚酯已无冷结晶峰存在。美国于1959年实现了 PET—IPA共聚酯工业化生产，该共聚酯的商品名为Vycron，主要用于制备易 染纤维。由于PET—IPA结晶速率慢，我国则更多用其制备高收缩纤维。应该 指出的是这种共聚酯广泛用于瓶用聚酯，IPA的添加量为2%～4％
改变聚酯的刚性结构单元
一、间苯二甲酸代替对苯二甲酸 在PET的直接酯化聚合过程中，用对称性较差的间苯二甲 酸（IPA）取代部分的对苯二甲酸（TPA）
聚酯纤维教育课件
第二章 聚酯纤维
②缩聚反应 缩聚反应设备与酯交换基本相同，连续酯化后的
酯交换法连续生产聚酯工艺包括酯交换、预缩聚、 缩聚等过程，其原则工艺流程如图3-2所示。
①酯交换 将原料对苯二甲酸二甲酯连续加入熔化 器中，加热（150±5）℃熔化后，用齿轮泵送入高位槽 中。另将乙二醇连续加入到乙二醇预热器中预热至150160℃后，用离心泵送入高位槽中。将上述两种原料按 摩尔比1∶2分别用计量泵连续定量加入酯交换塔上部。
第二章 聚酯纤维
二、 聚对苯二甲酸乙二酯的生产
1 . 生产原理 用精制后的对苯二甲酸双羟乙酯在缩聚反应催化剂
和稳定剂缩聚反应，分离出乙二醇后即得聚对苯二甲酸 乙二醇酯，其反应如下：
第二章 聚酯纤维
由于缩聚反应属于可逆反应，为了使缩聚 反应进行完全，必须排出反应生成的低分子物质 （乙二醇），为此必须采用真空及强力搅拌，缩 聚反应最终压力不大于266.6Pa，才能获得高相 对分子质量的聚酯，一般产品的平均相对分子质 量不低于20000，用于制造纤维、薄膜的相对分 子质量约为25000。
聚酯纤维 PPT讲座
第二章 聚酯纤维
学习目的要求
初步掌握聚酯纤维的合成、纺丝等生产技术, 把握 结构、性能及应用, 了解其改性和新型聚酯纤维.
第二章 聚酯纤维
第一节 概述
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、腈纶）之一，是最主要的合成纤维。
聚酯纤维涤纶简介PPT课件
3.染色温度提高到200℃左右，染料升华，进入纤维
内部。
四、静电现象
不同的纺织纤维之间或纤维与其他物 体之间相互摩擦时，往往会产生静电场。
两种物质结构不同的物体相互摩擦时， 介电常数高的带正电荷，低的带负电荷，有关纤 维带电情况如下：
玻 人羊 锦 粘 棉 蚕 钢 醋 维 涤 腈 聚 乙
璃 发毛 纶 胶 丝 铁 纤 纶 纶 纶 烯
一些纺织纤维从形变中回复的能力
纤维
棉 粘胶 羊毛 蚕丝 锦纶 涤纶
从形变中回复（%）（相对湿度60%）
1%伸长 5%伸长 10%伸长
91
52
—
67
32
23
99
69
51
84
54
34
90
89
89
98
65
51
涤纶纤 维是热塑型纤 维的一种，温 度的高低对它 的机械性能影 响很大。用涤 纶丝（纱）， 在不同温度下 测定它的负荷 －延伸曲线， 如图所示。
上不变，则剥皮现象存在。
谢谢
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/25
涤纶纤维经过无张力热处理后， 负荷－延伸曲线发生明显的改变。
经过无张力热处理后的普遍现象 是纤维的初杨氏模量减小，断裂伸长 率和纤维的韧性变大，并随着处理温 度的升高而加大。
负 荷 － 延 伸 曲 线 的 影 响
不 同 热 处 理 条 件 对 涤 纶 长
丝
的
三、吸湿性和染色性能
涤纶纤维在标准状态下的吸湿 率只有0.4%，即使在100%相对湿度下的吸 湿率也仅为0.6～0.8%。由于涤纶纤维的 吸湿性低，因而具有一些特性。例如涤纶 纤维在水中的溶胀度小，干、湿强度和断 裂延伸度基本相同，导电性差，容易产生 静电和沾污现象以及染色困难等。
内部。
四、静电现象
不同的纺织纤维之间或纤维与其他物 体之间相互摩擦时，往往会产生静电场。
两种物质结构不同的物体相互摩擦时， 介电常数高的带正电荷，低的带负电荷，有关纤 维带电情况如下：
玻 人羊 锦 粘 棉 蚕 钢 醋 维 涤 腈 聚 乙
璃 发毛 纶 胶 丝 铁 纤 纶 纶 纶 烯
一些纺织纤维从形变中回复的能力
纤维
棉 粘胶 羊毛 蚕丝 锦纶 涤纶
从形变中回复（%）（相对湿度60%）
1%伸长 5%伸长 10%伸长
91
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涤纶纤 维是热塑型纤 维的一种，温 度的高低对它 的机械性能影 响很大。用涤 纶丝（纱）， 在不同温度下 测定它的负荷 －延伸曲线， 如图所示。
上不变，则剥皮现象存在。
谢谢
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/25
涤纶纤维经过无张力热处理后， 负荷－延伸曲线发生明显的改变。
经过无张力热处理后的普遍现象 是纤维的初杨氏模量减小，断裂伸长 率和纤维的韧性变大，并随着处理温 度的升高而加大。
负 荷 － 延 伸 曲 线 的 影 响
不 同 热 处 理 条 件 对 涤 纶 长
丝
的
三、吸湿性和染色性能
涤纶纤维在标准状态下的吸湿 率只有0.4%，即使在100%相对湿度下的吸 湿率也仅为0.6～0.8%。由于涤纶纤维的 吸湿性低，因而具有一些特性。例如涤纶 纤维在水中的溶胀度小，干、湿强度和断 裂延伸度基本相同，导电性差，容易产生 静电和沾污现象以及染色困难等。
第一章聚酯纤维-熔体纺丝-PPT精品
第一章 聚酯纤维－熔体纺丝
第一节 聚酯纤维原料 一、PET的制备 二、PET的结构与性能 三、PET的干燥 1、干燥除水 2、干燥预结晶 3、干燥工艺控制 4、干燥设备
真空转鼓干燥机外形
第二节 聚酯纤维纺丝
一、概述 PET熔体纺丝的工艺流程：
干 燥 切 片
挤 出 机
纺 丝 熔 体
纺 丝 箱 体
纺 丝 头
行星计量泵外观
（三）丝条冷却装置
闭环冷却
开环冷却
（四）、卷取装置
熔 体 细 流
丝 条 冷 却 器
卷 绕 装 置
初 生 纤 维
二、纺丝熔体的制备单螺杆挤Fra bibliotek机螺杆结构
单螺杆外观
三、纺丝机的基本结构
1、聚合物熔融装置－－单螺杆挤出机 2、纺丝箱体
3、丝条冷却装置
4、丝条收集装置 5、上油装置 （一）纺丝箱体及纺丝头组件
纺 丝 头
喷丝板结构
（二）计量泵
第一节 聚酯纤维原料 一、PET的制备 二、PET的结构与性能 三、PET的干燥 1、干燥除水 2、干燥预结晶 3、干燥工艺控制 4、干燥设备
真空转鼓干燥机外形
第二节 聚酯纤维纺丝
一、概述 PET熔体纺丝的工艺流程：
干 燥 切 片
挤 出 机
纺 丝 熔 体
纺 丝 箱 体
纺 丝 头
行星计量泵外观
（三）丝条冷却装置
闭环冷却
开环冷却
（四）、卷取装置
熔 体 细 流
丝 条 冷 却 器
卷 绕 装 置
初 生 纤 维
二、纺丝熔体的制备单螺杆挤Fra bibliotek机螺杆结构
单螺杆外观
三、纺丝机的基本结构
1、聚合物熔融装置－－单螺杆挤出机 2、纺丝箱体
3、丝条冷却装置
4、丝条收集装置 5、上油装置 （一）纺丝箱体及纺丝头组件
纺 丝 头
喷丝板结构
（二）计量泵
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Sichuan University
表面改性
Textile Engineering
二、聚酯纤维的氨解处理 氨解--是聚酯纤维又一种表面处理的化学方法。 在氨 解反应中，聚酯与胺发生亲核取代反应，胺作用于缺电子 的羰基碳上，使聚酯的分子链断裂形成酰胺，分子量减少 并溶出。 经过氨解处理，不仅使纤维产生具有较大亲水性的酰 胺基和氨基，而且在纤维的表面产生裂纹和坑洼。因此， 氨解处理可以极大地改善聚酯纤维的手感、亲水性、易去 污性、可染性，同时还可以提高纤维的抗静电性、抗起球 性、悬垂效果等。 如在经过氨解的聚酯纤维上涂敷一层丝素分子膜，可 以使丝素分子膜牢固地附着在聚酯纤维的表面，使其具有 更好地仿真丝效果。
减量效果与碱浓度的关系
Sichuan University
减 重 率
W .
K
L
( % )
表面改性
Textile Engineering
碱减量后纤维性能的改进 碱减量后，聚酯纤维织物的去污性能得到改善， 例如以10％NaOH碱减量后的聚酯织物进行悬浮性污 物去污试验，其效果相当于一般去污后整理，但耐洗 性却比后者好得多。 织物经碱减量后，纤维间抱合力减小，孔隙增大， 透气量增加，这对穿着舒适性有一定改善。 由于强度略有下降，有利于改进织物抗起球性能。 纯涤纶、涤棉或涤毛混纺织物经碱减量后抗起球性能 有所改善，目前国内外部分仿毛织物产品也采用碱减 量处理。
Sichuan University
表面改性
Textile Engineering
三、强氧化剂处理法
强氧化剂氧化法是由于纤维在强氧化剂的作用下，表
面被强氧化剂烧蚀，使聚合物表面发生裂解、交联和氧 化，使纤维和染料及其它材料之间的物理键合力和化学 键合力增强，提高了纤维的表面活化能力和润湿性，从 而改善了纤维的润湿性能。强氧化剂氧化法有酸洗、臭 氧氧化和双氧水浸润等
Sichuan University
表面改性
Textile Engineering
氨解的三个阶段 第一阶段反应发生在无定型区，对纤维的重量或结 晶度影响不大，但聚合物的分子量下降很快。 第二阶段，纤维失重较快，但由于聚酯分子链的链 断裂而产生大量可萃取的低分子量物质，结晶度也增加。 第三阶段，反应速率逐渐降低，这是因为无定型区 的反应基本结束，反应逐步转向结构紧密的结晶区的缘 故。
• 第五节 产业用聚酯纤维的产品种类和 应用领域
重点内容：了解聚酯纤维的产业应用领域和前景。
• 第四节 聚乳酸纤维
重点内容：了解聚乳酸纤维的特点与生产方法。
Sichuan University
1.4.2 聚酯纤维的改性
Textile Engineering
改性的原因 – 染色性、吸湿性差 – 易起球、静电大、易沾污等 – 不同应用领域的要求差异 改性方法 – 化学方法 共聚、纤维表面改性处理 – 物理方法 共混 改进纺丝加工技术，变更纤维加工条件 改变纤维形态以及通过后纺与其他纤维混纺、交织等
Sichuan University
Textile Engineering
DLZT-1000型 等离子体改性设备 DLZT-1000型等离子体改性设备为卧式圆筒型材料表面改性处理设备。 是利用电容式耦合辉光放电技术使气体电离产生冷等离子体。冷等离子体 不同于一般中性气体,它的基本特点是系统主要由带电粒子支配（冷等离 子体中含有大量的电子、离子、激发态原子和分子及自由基等活性粒子）， 在外部电场、磁场的影响下,存在多种基元过程和等离子体与固体表面的 相互作用,可以在材料（金属、半导体、高分子材料）表面引起刻蚀、氧 化、还原、裂解、交联和聚合等物理、化学反应,对材料表面进行改性。 这些改性在不损伤基体的前提下，赋予材料表面新的性能,• 如亲水性（或 疏水性）、可染性、粘接性、耐磨性、抗静电性及生物相容性等等。这种 技术尤其适用于天然高分子材料（棉、毛、丝、麻）和合成高分子材料 （化纤、塑料、合成橡胶等），因而在材料、化工、电子、印刷、纺织、 制造、医疗、生物技术等领域有广泛的应用。
Sichuan University
表面改性
Textile Engineering
四、光化学表面处理
在光化学处理过程中,聚合物链在γ射线、紫外线、
电子束等高能射线的照射下,发生链断裂而产生很多 自由基,在辐照的同时引入比较亲水的单体在纤维表 面聚合,使纤维表面活化,从而达到改善纤维表面润湿 性和染色性。 最常用的单体为丙烯酸 处理后纤维的强度下降较多，但可改善聚酯纤维 的润湿性和粘着性等表面性能
Sichuan University
表面改性
Textile Engineering
表面改性是在纤维形成以后进行的 表面改性方法具有针对性强、效果显著等优点 表面改性方法包括：化学改性、光化学改性、等离 子体处理等
一、 聚酯纤维的碱减量处理 原理：聚酯纤维在强碱和高温作用下,大分子中的酯 基发生水解反应断裂，分解为热水可溶的低聚物或单体。 经水洗过程,热水可溶性物从纤维中洗出。
化纤生产各论
Textile Engineering
Sichuan University
课程介绍 第一章 聚酯纤维生产工艺
Textile Engineering
• 第一节 概论
重点内容：聚酯纤维的发展简史与产品分类。
• 第二节 聚酯原料生产工艺及技术
重点内容：聚酯原料的生产技术与工艺。
Sichuan University
Sichuan University
表面改性
Textile Engineering
五、等离子体处理 等离子体技术在纤维表面处理方面的应用始于20世纪60 年代末。 与化学表面处理处理方法相比有如下优点: （1）省能源,无公害,满足环保的需要; （2）处理时间短,效率高（10-500s）; （3）处理仅在纤维的表面，典型的作用深度为5~50nm，对 所处理的纤维的性能影响不大； （4）可处理形状较复杂的材料,材料表面处理的均匀性好; （5）反应环境温度低。因此,等离子体技术适合于材料表面 的改性。
Sichuan University
表面改性
Textile Engineering
Sichuan University
表面改性
( D )
Textile Engineering
s
8 7.5 7
25 20 15 10 5 0 0 5 10 15
/
着 色 强 度
6.5 6 5.5
NaOH浓 度 （ %）
课程介绍 第一章 聚酯纤维生产工艺
Textile Engineering
• 第三节 聚酯纤维的生产技术及工艺
重点内容：聚酯纤维的的生产技术与工艺。
• 第四节 聚酯纤维的结构性能及改性
重点内容：聚酯纤维的各种改性方法和目的。
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课程介绍 第一章 聚酯纤维生产工艺
Textile Engineering
表面改性
Textile Engineering
二、聚酯纤维的氨解处理 氨解--是聚酯纤维又一种表面处理的化学方法。 在氨 解反应中，聚酯与胺发生亲核取代反应，胺作用于缺电子 的羰基碳上，使聚酯的分子链断裂形成酰胺，分子量减少 并溶出。 经过氨解处理，不仅使纤维产生具有较大亲水性的酰 胺基和氨基，而且在纤维的表面产生裂纹和坑洼。因此， 氨解处理可以极大地改善聚酯纤维的手感、亲水性、易去 污性、可染性，同时还可以提高纤维的抗静电性、抗起球 性、悬垂效果等。 如在经过氨解的聚酯纤维上涂敷一层丝素分子膜，可 以使丝素分子膜牢固地附着在聚酯纤维的表面，使其具有 更好地仿真丝效果。
减量效果与碱浓度的关系
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减 重 率
W .
K
L
( % )
表面改性
Textile Engineering
碱减量后纤维性能的改进 碱减量后，聚酯纤维织物的去污性能得到改善， 例如以10％NaOH碱减量后的聚酯织物进行悬浮性污 物去污试验，其效果相当于一般去污后整理，但耐洗 性却比后者好得多。 织物经碱减量后，纤维间抱合力减小，孔隙增大， 透气量增加，这对穿着舒适性有一定改善。 由于强度略有下降，有利于改进织物抗起球性能。 纯涤纶、涤棉或涤毛混纺织物经碱减量后抗起球性能 有所改善，目前国内外部分仿毛织物产品也采用碱减 量处理。
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表面改性
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三、强氧化剂处理法
强氧化剂氧化法是由于纤维在强氧化剂的作用下，表
面被强氧化剂烧蚀，使聚合物表面发生裂解、交联和氧 化，使纤维和染料及其它材料之间的物理键合力和化学 键合力增强，提高了纤维的表面活化能力和润湿性，从 而改善了纤维的润湿性能。强氧化剂氧化法有酸洗、臭 氧氧化和双氧水浸润等
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表面改性
Textile Engineering
氨解的三个阶段 第一阶段反应发生在无定型区，对纤维的重量或结 晶度影响不大，但聚合物的分子量下降很快。 第二阶段，纤维失重较快，但由于聚酯分子链的链 断裂而产生大量可萃取的低分子量物质，结晶度也增加。 第三阶段，反应速率逐渐降低，这是因为无定型区 的反应基本结束，反应逐步转向结构紧密的结晶区的缘 故。
• 第五节 产业用聚酯纤维的产品种类和 应用领域
重点内容：了解聚酯纤维的产业应用领域和前景。
• 第四节 聚乳酸纤维
重点内容：了解聚乳酸纤维的特点与生产方法。
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1.4.2 聚酯纤维的改性
Textile Engineering
改性的原因 – 染色性、吸湿性差 – 易起球、静电大、易沾污等 – 不同应用领域的要求差异 改性方法 – 化学方法 共聚、纤维表面改性处理 – 物理方法 共混 改进纺丝加工技术，变更纤维加工条件 改变纤维形态以及通过后纺与其他纤维混纺、交织等
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DLZT-1000型 等离子体改性设备 DLZT-1000型等离子体改性设备为卧式圆筒型材料表面改性处理设备。 是利用电容式耦合辉光放电技术使气体电离产生冷等离子体。冷等离子体 不同于一般中性气体,它的基本特点是系统主要由带电粒子支配（冷等离 子体中含有大量的电子、离子、激发态原子和分子及自由基等活性粒子）， 在外部电场、磁场的影响下,存在多种基元过程和等离子体与固体表面的 相互作用,可以在材料（金属、半导体、高分子材料）表面引起刻蚀、氧 化、还原、裂解、交联和聚合等物理、化学反应,对材料表面进行改性。 这些改性在不损伤基体的前提下，赋予材料表面新的性能,• 如亲水性（或 疏水性）、可染性、粘接性、耐磨性、抗静电性及生物相容性等等。这种 技术尤其适用于天然高分子材料（棉、毛、丝、麻）和合成高分子材料 （化纤、塑料、合成橡胶等），因而在材料、化工、电子、印刷、纺织、 制造、医疗、生物技术等领域有广泛的应用。
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表面改性
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四、光化学表面处理
在光化学处理过程中,聚合物链在γ射线、紫外线、
电子束等高能射线的照射下,发生链断裂而产生很多 自由基,在辐照的同时引入比较亲水的单体在纤维表 面聚合,使纤维表面活化,从而达到改善纤维表面润湿 性和染色性。 最常用的单体为丙烯酸 处理后纤维的强度下降较多，但可改善聚酯纤维 的润湿性和粘着性等表面性能
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表面改性
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表面改性是在纤维形成以后进行的 表面改性方法具有针对性强、效果显著等优点 表面改性方法包括：化学改性、光化学改性、等离 子体处理等
一、 聚酯纤维的碱减量处理 原理：聚酯纤维在强碱和高温作用下,大分子中的酯 基发生水解反应断裂，分解为热水可溶的低聚物或单体。 经水洗过程,热水可溶性物从纤维中洗出。
化纤生产各论
Textile Engineering
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课程介绍 第一章 聚酯纤维生产工艺
Textile Engineering
• 第一节 概论
重点内容：聚酯纤维的发展简史与产品分类。
• 第二节 聚酯原料生产工艺及技术
重点内容：聚酯原料的生产技术与工艺。
Sichuan University
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表面改性
Textile Engineering
五、等离子体处理 等离子体技术在纤维表面处理方面的应用始于20世纪60 年代末。 与化学表面处理处理方法相比有如下优点: （1）省能源,无公害,满足环保的需要; （2）处理时间短,效率高（10-500s）; （3）处理仅在纤维的表面，典型的作用深度为5~50nm，对 所处理的纤维的性能影响不大； （4）可处理形状较复杂的材料,材料表面处理的均匀性好; （5）反应环境温度低。因此,等离子体技术适合于材料表面 的改性。
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表面改性
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表面改性
( D )
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s
8 7.5 7
25 20 15 10 5 0 0 5 10 15
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着 色 强 度
6.5 6 5.5
NaOH浓 度 （ %）
课程介绍 第一章 聚酯纤维生产工艺
Textile Engineering
• 第三节 聚酯纤维的生产技术及工艺
重点内容：聚酯纤维的的生产技术与工艺。
• 第四节 聚酯纤维的结构性能及改性
重点内容：聚酯纤维的各种改性方法和目的。
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课程介绍 第一章 聚酯纤维生产工艺
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