3.3.缩聚生产工艺(涤纶)详解
涤纶生产工艺
涤纶生产工艺涤纶是一种合成纤维,由聚酯原料制成。
涤纶生产工艺主要包括聚合、纺丝、牵伸和后处理四个步骤。
首先是聚合步骤。
涤纶的聚合是指将聚酯原料与催化剂混合,在高温高压下进行缩聚反应。
首先将聚酯原料加入反应器中,加入催化剂后,反应器加热至160-220℃,同时使反应器内部保持一定的压力,从而促进原料之间的缩聚反应。
聚合反应通常持续4-8小时,直至获得理想的聚酯物。
接下来是纺丝步骤。
纺丝是指将聚酯物溶解在溶剂中,然后通过旋转孔板或喷丝孔将其拉伸成细丝状。
首先将聚酯物加入纺丝锅中,加热至其熔融点,并加入稳定剂、着色剂等辅助剂,使其溶解、混合均匀。
然后通过锥形溜槽将溶液送至旋转孔板或喷丝孔,使其受到高速旋转的离心力作用,并通过冷却气流将其快速拉伸成细丝。
拉伸过程中,还会添加拉伸剂,使细丝的结晶度增加,从而提高其强度。
然后是牵伸步骤。
牵伸是指将纺丝得到的长丝进行机械拉伸,使其纤维结构排列更加均匀,并增加其强度、弹性和耐磨性。
首先将纺丝得到的长丝穿过一系列牵伸辊,辊与辊之间的距离逐渐缩小,通过牵引作用使长丝拉伸至一定长度。
牵伸过程中,还会根据需要进行加热或冷却处理,以控制长丝的温度,保证其物理性能得到最佳调整。
最后是后处理步骤。
后处理是指对拉伸后的长丝进行各种处理,以改善其外观和性能。
首先是交织,即将拉伸后的长丝交织成带状,并通过热定型进行处理,使其保持交织状态。
然后是牵引,将交织后的长丝通过牵引机进行拉伸处理,使其纤维排列更加均匀。
最后是干燥、切断和包装,将处理完的纤维进行干燥、切断成所需长度,并进行包装,以方便运输和使用。
这就是涤纶生产的基本工艺流程。
涤纶的生产工艺不仅能够生产纤维,还可以生产其他涤纶制品,如涤纶纱线、涤纶织物等。
涤纶以其良好的强力、耐磨、不易褪色等优点,被广泛应用于纺织、汽车制造、建筑材料等领域,给人们的生活和工作带来了很多方便和舒适。
3.3.缩聚生产工艺(涤纶)详解
4
b. 聚醚化反应:二元醇与二元醇反应 n HO-R-OH + n HO-R’-OH
H-(OR-OR’)n-OH + (2n-1) H2O
c. 聚酰胺反应:二元胺与二元羧酸、二元酯、二元酰氯等反应 n H2N-R-NH2 + n ClOC-R’-COCl H-(HNRNH-OCR’CO)n-Cl + (2n-1) HCl d. 聚硅氧烷化反应:硅醇之间聚合 n HO-SiR1R2-OH + n HO-SiR1’R2’-OH H-(OSiR1’R2’-OSiR1R2)n-OH + (2n-1) H2O
+
与缩聚反应不同,逐步加成聚合反应没有小分子副产物生成。
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逐步聚合反应分类
线型逐步聚合
聚合产物 结构不同 非线型逐步聚合 (1) 线型逐步聚合反应
热力学
平衡线型逐步聚合
不平衡线型逐步聚合
参与反应的单体只含两个功能基(即双功能基单体),聚合 产物分子链只会向两个方向增长,生成线形高分子。
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双功能基单体类型:
聚合产物分子链形态不是线形的,而是支化或交联型的。 聚合体系中必须含有带两个以上功能基的单体。
12
聚合度、反应程度
反应程度P定义为反应时间t时已反应的A或B功能基的分数,即 P = 已反应的A(或B)功能基数/起始的A(或B)功能基数
数均聚合度 Xn=
起始单体的A-A和B-B分子总数 生成聚合物的分子总数
23
例:合成涤纶(PET)的传统方法
A
catalyst x H3CO C O C OCH3 + 2 x HOCH2CH2OH O 150-200 0C
B
n HOH2CH2CO ( C O
缩聚生产工艺
n HOCH2CH2COOC- Nhomakorabea-COOCH2CH2OH
O O C OCH2CH2OH
H
OCH2CH2OC
n 把异缩聚变成均缩聚,保证等当量配比。 优点: ①能保证质量(把异缩聚变成均缩聚,便可不考虑 原料配比对分子量的影响) ②工艺路线成熟 缺点: ①工艺路线复杂(制备DMT,消耗甲醇,流程 长,成本不易降低) ②成本高(副产甲醇,需增加回收设备)
1.原料配比对分子量的影响
对苯二甲酸 乙二醇 a-A-a b-B-b A—主体 a---官能团
naAa nbBb a[ AB]n b
DP:表示以重复单元表示的数均聚合度
Xn:表示以结构单元表示的数均聚合度 Xn = 2 DP
设令Na、Nb分别为官能团a、b的起始数,官能团a的反应程度为P, b分子过量即Nb>Na
主要原料
(1).对苯二甲酸(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,不溶于氯仿、乙醚 、醋酸,能溶于碱。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。
(2).对苯二甲酸二甲酯(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,遇热能发生爆 炸。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。
3. 界面缩聚(interfacial polycondensation)
单体分别溶解于两不互溶的溶剂中,反应在两相界面上进行的 缩聚。工业上聚碳酸酯的合成采用界面缩聚。
特点
属于非均相体系,为不可逆聚合,要求单体活性 高;
• 反应温度低、反应速率快; • 溶剂的用量较多,处理和回收困难; • 产物分子量高,原料配比不要求完全等摩尔; • 大部分反应在有机溶剂一侧进行,要求所选的溶 剂可使聚合物沉淀析出。
缩聚生产工艺
3. 界面缩聚(interfacial polycondensation)
单体分别溶解于两不互溶的溶剂中,反应在两相界面上进行的 缩聚。工业上聚碳酸酯的合成采用界面缩聚。
特点
属于非均相体系,为不可逆聚合,要求单体活性 高; • 反应温度低、反应速率快; • 溶剂的用量较多,处理和回收困难; • 产物分子量高,原料配比不要求完全等摩尔; • 大部分反应在有机溶剂一侧进行,要求所选的溶 剂可使聚合物沉淀析出。
(1).对苯二甲酸(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,不溶于氯仿、乙醚 、醋酸,能溶于碱。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。
(2).对苯二甲酸二甲酯(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,遇热能发生爆 炸。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。
利用了热力学因素。
所以,温度的影响具有双重性,既影响动力学因素,
又影响热力学因素。
6.氧的影响
缩聚温度高(200 ~ 300⁰C),涤纶生产在220 ~ 280 ⁰C 下进行。因而对氧的影响应有足够的重视。
在高温下氧的存在会导致氧化降解与交联并有发色基团产生。 随着氧化程度加深,颜色先转黄,后为褐色,最终甚至黑色。同 时伴随制品发脆,性能明显变坏。在生产中为防止氧的作用,通 常采取一定的措施:
q(克分子%) 0 (2) 0.1
1 1.5
P=100%
226113 22713 15180
P=99.5(4)%增加100%P=99%
涤纶生产的原理与方法
涤纶生产的原理与方法
涤纶是一种合成纤维,其生产原理和方法主要包括以下几个步骤:
1. 原料准备:涤纶的主要原料是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),PET首先通过聚合反应生成聚酯原料。
2. 聚合:将聚酯原料加入聚合釜中,在高温下通过聚合反应形成长链聚酯,并形成预聚合体。
3. 还原:将预聚合体进行还原处理,将酯键进行断裂,得到低分子量的二元醇和二元酸。
4. 缩聚:将二元醇和二元酸进行缩聚反应,形成交链的高分子聚酯。
5. 熔融纺丝:将高分子聚酯加热到熔点,并通过纺丝机将熔融的聚酯从喷孔中拉伸出来,形成连续的纤维。
6. 固化:将纤维经过冷却,使其迅速固化成为固体纤维。
7. 可选的后处理:根据需求,可以对涤纶纤维进行后处理,如热定型、拉伸、染色等。
以上就是涤纶生产的主要原理和方法。
涤纶是一种比较广泛使用的合成纤维,在纺织工业中应用广泛,具有耐磨、抗皱、易清洗等特点。
涤纶纤维的生产过程
涤纶纤维的生产过程涤纶纤维是一种合成纤维,也被称为聚酯纤维。
它是由聚酯单体经过聚合反应制成的线状聚合物。
涤纶纤维具有高强度、耐磨损、抗细菌、易干燥等特点,广泛应用于制衣、纺织品、工业材料等领域。
下面我们将详细介绍涤纶纤维的生产过程。
1.聚合反应:涤纶纤维的生产开始于聚合反应。
聚酯单体(对苯二甲酸和乙二醇)在加热的条件下经过酯交换反应,生成聚酯线状聚合物。
这个过程中,通过不同的催化剂和反应条件可以调整聚合物的分子量。
2.锥形破粒:聚酯线状聚合物经过冷却器降温至固化点以下,形成固体颗粒,这也被称为原粒。
然后,原粒通过破粒机被破碎成为较小的颗粒,这些颗粒被称为锥形破粒。
锥形破粒的尺寸通常在1-2毫米之间。
3.熔融纺丝:锥形破粒进入螺杆挤出机,通过加热和螺杆的旋转被熔化成为涤纶熔体。
熔化后的涤纶熔体通过过滤来除去杂质,然后经过多个旋转轴的作用被拉伸和延伸成为纤维状物质。
4.冷却和固化:熔融纺丝后的涤纶纤维通过冷却器降温,使其形成固态纤维。
在冷却的同时,纤维通过气流和牵引力的作用被拉伸和延伸。
拉伸和延伸过程可以调整纤维的最终性能,如强度和弹性。
5.卷绕和切割:冷却和固化的涤纶纤维通过卷绕机结成纤维纱,并在卷绕时进行整理。
根据市场需求,纺织企业可以选择将纱线卷绕成小卷或大卷。
随后,纱线经过切割机被切割成为所需长度的纤维。
6.纺纱:在涤纶纤维生产过程中,纺纱可被看作是一个附加步骤。
在纺纱过程中,涤纶纤维被加工成纱线,并通过打结、捻合和细长至所需的纱线形式。
总结起来,涤纶纤维的生产过程包括聚合反应、锥形破粒、熔融纺丝、冷却和固化、卷绕和切割以及纺纱等步骤。
这些步骤在涤纶纤维的制造商中可能会有所不同,主要取决于产品的规格和质量要求。
涤纶生产工艺流程
4/8/2014
• 2、热媒的汽相和液相技术 • 采用汽相热媒加热的方法一般是通过蒸汽自然循环 将热量传递给被加热的对象。在汽相系统中,热量是蒸汽 变到冷凝液所释放的潜热,温度等于热媒蒸汽的饱和温度。 为了保证纺丝箱体中各熔体配管以及纺丝组件中熔体温度 均一,以达到消除各个纺丝位间原丝质量差异,因此纺丝 箱体采用汽相热媒加热保温。 • 液相热媒是利用热媒温度降低过程中所释放的显热 进行加热,对于熔体输送系统来说,只要保证熔体输送管 道上各点在时间上没有差异,不需消除空间上的差异,即 保证熔体输送管道上各点的熔体温度、压力、粘度等工艺 参数恒定不随时间变化,不需要保证各个空间点上的熔体 参数都一致,因此熔体输送系统的管道采用液相热媒技术 进行加热保温。
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二、热媒加热系统 热媒---传热介质的简称,它是将热源的热量传递给需要加热的对象的热载体,反之则叫做冷 媒。对传热介质的基本要求是热稳定性好,高温下不分解。 闪点:115℃ 着火点:138℃ 自燃点:540℃ 饱和蒸汽压:0.1MPa(1kgf/cm2) 腐蚀性:液相和汽相下,对普通的金属和合金没有腐蚀作用。 可燃性:热媒是可燃性物质,但它有比较高的闪点和着火点。热媒在空气中的爆炸极限相当 狭窄。 有时热媒汽体会泄漏到大气中,一般泄漏的汽体会很快冷却到低于着火点以下的温度, 一般不会引起燃烧。因热媒有刺激性气味,因此可及时发现泄漏,及时组织抢修。然而当泄漏的热 媒蒸汽在空气中的温度、在空气中的混合体积等全都集中在狭窄的爆炸极限范围内时,就会发生爆 炸。 从管线泄漏到保温材料中的热媒同样具有危险性,这种泄漏会引起保温材料燃烧。 热媒失火可用二氧化碳或干粉灭火器,对于较大的火灾用泡沫灭火器灭火。 毒性:联苯-联苯醚混合物属于低毒类,能引起慢性中毒,主要损害肝、肺、肾等人体器官。 液相热媒对皮肤和眼睛有轻微的刺激,长时间或重复接触会发生皮炎,应尽量防止对皮肤的伤害。 车间内热媒的允许浓度控制在7mg/cm3以内,以减少对人体的危害。 稳定性:联苯混合物的热稳定性好,在380℃下可长期使用,380-400℃可短期使用。
涤纶的工艺流程简述
涤纶纤维的生产
涤纶纤维的成产方法分为两种 • 直接纺丝法 • 切片纺丝法
直接纺丝法
直接纺丝法是指将缩聚釜生成的熔体PET直接 直接纺丝法 纺丝,再后加工成涤纶纤维产品。 优点:该法生产成本较低,易形成生产规模化, 优点 具有竞争能力,提高企业经济效益。 缺点:1、不宜经常改换产品品种; 缺点 2、纺丝和聚酯任何一个环节发生故障 时,都可能造成整条生产线停车。所以对直接 纺丝工艺生产管理严格,尽量避免故障停车。
涤纶的工艺流程简述
一、聚酯的生产 二、涤纶纤维的生产
聚酯的生• 环氧乙烷法 聚酯生产工艺路线虽然多种多样,但归根 到底是由酯化(或酯交换)和缩聚两个步 骤组成。
• 首先是对苯二甲酸 对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸甲酯 对苯二甲酸 对苯二甲酸甲酯 (DMT)与乙二醇 乙二醇(EG) 在催化剂存在下进行酯交换 乙二醇 反应,生成对苯二甲酸双羟乙酯 对苯二甲酸双羟乙酯(BHET) ,常用的 对苯二甲酸双羟乙酯 催化剂为锌、钴、锰的醋酸盐。 对苯二甲酸双羟乙酯(BHET) ,在 • 第二步为生成的对苯二甲酸双羟乙酯 对苯二甲酸双羟乙酯 前缩聚釜及后缩聚釜中进行缩聚反应,前缩聚釜 中的反应温度为270℃,后缩聚釜中反应温度为 270~280℃。缩聚反应在高真空及强烈搅拌下进 行,才能获得高分子量的聚酯。
涤纶的工艺流程简述
07应化(1)班 应化( ) 应化 200707302132 王 璇
涤纶简介
• 涤纶是合成纤维中的一个重要品种,是我 国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二 甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT) 和乙二醇(EG)为原料经酯化或酯交换和 缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯 聚对苯 二甲酸乙二醇酯(PET),经纺丝和后处 二甲酸乙二醇酯 理制成的纤维。
涤纶工艺流程图
涤纶工艺流程图涤纶工艺流程图涤纶是一种合成纤维,以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料制成,主要用于纺织和塑料行业。
下面是涤纶工艺的流程图:1. 原料准备:将聚对苯二甲酸乙二醇酯原料加入反应釜中,进行预处理,去除杂质和控制分子量。
2. 聚合反应:将预处理后的原料加入聚合反应釜中,加入聚合剂和催化剂,在高温高压条件下进行聚合反应,使原料分子聚合成长链聚酯。
3. 熔融纺丝:将聚合后的聚酯融化,通过纺丝头形成细丝状的涤纶。
4. 冷却固化:将熔融纺丝的细丝经过冷却器进行冷却,使其固化成纺丝丝。
5. 牵伸拉伸:将纺丝丝经过牵伸拉伸机进行拉伸处理,增强纤维的强度和延伸性。
6. 含油处理:将拉伸后的纤维浸入含有润滑剂和防静电剂的油剂中,使其光滑、柔软,提高纤维的手感和使用性能。
7. 张伸干燥:将含油的纤维在张伸干燥机中进行干燥,除去多余的油分,使其达到合适的湿度和干燥度。
8. 绕线:将经过处理的纤维绕在纺织机上,形成纱线。
9. 织造或制品生产:将纱线通过织布机进行织造,制成涤纶织物。
或者将纱线通过高温挤出机进行注塑成型,制成涤纶塑料制品。
10. 检验:对织造或制品进行检验,包括外观、尺寸、拉力等指标的检测,确保产品质量符合要求。
11. 包装:将织造或制品进行包装,便于运输和销售。
12. 质检检验:对包装后的产品进行质检检验,确保产品质量符合标准。
13. 成品入库:将合格的涤纶织物或塑料制品入库,等待销售。
14. 销售:将成品销售给纺织企业、塑料制品厂或其他相关行业的客户。
以上是涤纶工艺的主要流程图。
涤纶工艺需要经过原料准备、聚合反应、熔融纺丝、冷却固化、牵伸拉伸、含油处理、张伸干燥、绕线、织造或制品生产、检验、包装、质检检验、成品入库和销售等多个环节。
每个环节都要严格控制工艺参数和质量指标,以确保最终产品的质量和性能。
涤纶广泛应用于纺织和塑料行业,因其优异的性能和良好的可塑性备受欢迎。
涤纶的生产工艺流程
涤纶的生产工艺流程涤纶是一种合成纤维,广泛用于纺织和制造各种产品。
下面是涤纶的生产工艺流程的简要介绍。
第一步:聚合涤纶的生产开始于聚合,即将二酯单体与聚合催化剂混合。
在高温下,催化剂促使反应发生,形成涤纶的聚合物。
这个混合物被转移到另一个容器中,在冷却过程中,聚合物凝固成固体。
第二步:切片聚合物固体被刮片机刮成小薄片。
这些薄片经过特殊处理,变成无色、无异味的颗粒,用于下一步的纺丝。
第三步:纺丝涤纶的纺丝过程是将聚合物颗粒加热至熔融状态,然后通过纺丝孔板进行挤压和拉伸。
这将形成长而连续的涤纶纤维。
纤维通过空气冷却和牵伸来固化和拉伸。
这使得纤维具有所需的强度和延展性。
第四步:拉伸和纺股在纺丝过程之后,涤纶纤维继续拉伸和纺股。
拉伸的目的是进一步提高纤维的强度和延展性。
纺股是将单根纤维纺织成卷绕状,使它容易后续加工。
第五步:电纺(可选)对于某些特殊的涤纶纤维,可以进行电纺处理。
电纺是通过电场将纤维拉伸,并使其呈现出更特殊的性能和外观。
这种处理方法产生的纤维比传统方法细薄而均匀。
第六步:涂层和后整理(可选)根据涤纶纤维的用途,可以在纤维表面进行涂层和/或后整理处理。
涂层可以为纤维提供额外的功能,如防水、抗菌等。
后整理包括热定型和染色等处理,以改善纤维的外观和性能。
第七步:包装和分发经过以上工艺处理后的涤纶纤维被包装成卷或袋,并进行标记。
然后它们被分发给纺织工厂或其他制造商,用于生产各种涤纶产品。
综上所述,涤纶的生产工艺包括聚合、切片、纺丝、拉伸、纺股、电纺、涂层和后整理、包装和分发等步骤。
每个步骤都需要严格的控制和检验,以确保纤维的质量和性能符合要求。
涤纶的生产工艺已经不断发展和改进,以满足日益增长的市场需求。
涤纶的生产工艺流程
涤纶的生产工艺流程
《涤纶的生产工艺流程》
涤纶是一种合成纤维,广泛应用于服装、家具、汽车座椅等领域。
下面我们来介绍一下涤纶的生产工艺流程。
首先是原料准备阶段。
涤纶的主要原料是对苯二甲酸和乙二醇,它们经过一系列化学反应制成聚酯原料。
另外,生产过程中还需要添加一些助剂和颜料,以提高纤维的性能和外观。
接着是聚合阶段。
聚酯原料在高温、高压下通过聚合反应形成涤纶长丝。
在这个过程中需要控制好反应条件,确保产出的长丝质量稳定。
然后是纺丝阶段。
将聚合产出的长丝通过纺丝机器进行拉伸,形成质地均匀的纤维束。
紧接着是加工阶段。
将纺丝出来的长丝进行拉伸、加热和冷却,使其变得更加强韧和有弹性。
之后经过涤纶纤维的拉伸又名万向变形,使纤维具有更好的抗拉强度等特性。
最后是整理和包装阶段。
将加工好的涤纶纤维进行整理,剪短成合适的长度,然后包装成卷或袋装便于运输。
在这个过程中还需要进行质量检测,确保产品符合标准。
以上就是涤纶的生产工艺流程。
从原料准备到最终的包装,每个环节都需要严格控制,保证产品质量。
涤纶的生产工艺虽然
复杂,但是通过现代化的生产设备和科学的管理,确保了涤纶产品的质量和稳定供应。
涤纶长丝生产工艺流程
涤纶长丝生产工艺流程涤纶长丝是一种合成纤维,常用于制造纺织品、绳索、塑料等产品。
它具有良好的耐磨、耐腐蚀和耐高温性能,因而得到广泛应用。
本文将介绍涤纶长丝的生产工艺流程。
涤纶长丝的生产主要包括聚合、纺丝、后处理和测试等环节。
首先是聚合阶段。
聚合是将单体转化成高分子化合物的过程。
涤纶的单体为对苯二甲酸和乙二醇。
在聚合反应器中,将对苯二甲酸和乙二醇与催化剂一起加热混合,使其发生酯化反应,生成聚合物溶液。
然后,将聚合物溶液进行缩聚反应,使其聚合程度达到一定的要求。
接下来是纺丝阶段。
纺丝是将聚合得到的溶液转化成纤维的过程。
首先,将聚合溶液经过过滤和净化处理,去除其中的杂质和不溶性物质。
然后,将净化后的溶液加热到适当的温度,使其成为高度粘稠的液体。
接着,将液体通过纺丝机,将其从小孔中挤出,形成涤纶长丝。
在这个过程中,由于溶液具有很高的表面张力,使得涤纶长丝能够在空气中快速凝固形成。
第三个阶段是后处理。
后处理是指对纺丝得到的长丝进行加工和改性处理的过程。
首先是拉伸,将长丝进行拉伸,使其在纵向上达到预定的拉伸倍率。
拉伸后,长丝会变得更长、更细,并具有更好的拉伸性能。
接着是热定型,将拉伸后的长丝通过热风或热辊进行加热,使其在热定型温度下保持一段时间,使分子链重新排列并形成稳定的结晶区域,从而提高长丝的强度和耐久性。
最后是涂覆处理,将长丝涂覆上一层涂料,以增加其表面的阻尼和耐磨性能。
最后一个环节是测试。
在生产过程中,需要对涤纶长丝进行质量检测,以确保其性能符合要求。
常见的测试项目包括拉伸强度、断裂伸长率、线密度、耐磨性等。
这些测试可以通过机械测试、化学分析和显微镜观察等方法进行。
总结来说,涤纶长丝的生产工艺流程主要包括聚合、纺丝、后处理和测试。
通过这些环节的处理,可以制备出质量优良、性能稳定的涤纶长丝。
不过,在实际生产中还需要注意原料控制、设备维护和工艺参数的优化等方面的问题,以提高生产效率和产品质量。
涤纶丝生产工艺
涤纶丝生产工艺涤纶丝是一种合成纤维,具有耐腐蚀、耐高温、强度高、耐磨性好等特点,并且易于染色、易于加工,因此广泛应用于纺织、化纤、塑料等多个领域。
涤纶丝的生产工艺主要分为聚合、纺丝、拉伸、整理四个步骤。
首先是聚合。
聚合是指将对苯二甲酸与乙二醇进行聚合反应,生成聚对苯二甲酸乙二酯(聚酯)的过程。
首先将对苯二甲酸与乙二醇按照一定的比例加入反应釜中,加入催化剂,并控制反应温度在200℃以下,同时加强搅拌,以促使反应进行。
经过一段时间的反应后,就可以合成出具有一定聚合度的聚酯溶液。
接下来是纺丝。
纺丝是将聚酯溶液通过纺丝机,将溶液挤出成丝的过程。
首先将聚酯溶液加热至一定温度,使其变为熔融状态,然后通过喷套将溶液挤出,形成丝状。
纺丝过程中需要控制溶液的温度、喷丝压力和速度等参数,以确保纤维的质量。
然后是拉伸。
拉伸是指通过一系列的拉伸辊将纺丝成的初纺丝进行拉伸,使其拉长、加强强度的过程。
拉伸的目的是使纤维的分子链得到定向排列,提高纤维的拉伸强度和断裂强度。
通过拉伸,还可以改变纤维的断裂伸长率和断裂强度的比值,以满足不同需求。
最后是整理。
整理是指对拉伸后的纤维进行后处理,包括冷却、润滑、切割、收卷等步骤。
首先通过冷却辊将纤维冷却至室温,然后在润滑剂的作用下,使纤维表面光滑,减少静电的产生。
经过整理后,纤维可以收卷成卷筒状,方便后续的贮存和运输。
以上就是涤纶丝的生产工艺。
通过聚合、纺丝、拉伸和整理四个步骤,可以将聚酯溶液制成具有一定强度和耐磨性的涤纶丝,广泛应用于纺织、化纤、塑料等多个领域。
同时,生产工艺中需要控制各个环节的参数,以确保纤维的质量,并采取相应的后处理措施,以提高纤维的性能。
高聚物生产技术:涤纶聚酯生产原理
体型缩聚
丙三醇与邻苯二酸酐、苯酚与甲醛等的反应。
共同特点:
在生成高聚物分子的同时,伴随有小分子副产物的生成 ,如H2O, HCl, ROH等。
(2).按参加反应的单体种类
均缩聚
2-体系
混缩聚
2-2体系
共缩聚
均+二,混+三、四
3、缩聚反应的单体
缩聚反应是通过官能团相互作用而形成聚合物的过程,单体常 带有各种官能团:-COOH、-OH、-COOR、-COCl、-NH2等 按单体所带官能团数目分类 二官能团单体 如二元醇、二元酸、二元胺、氨基酸等; 三官能团单体 如甘油、偏苯三基酸等; 四官能团单体 如季茂四醇、均苯四基酸; 多官能团单体 如山梨醇、苯六甲酸等。
①单体的官能度 f
官能度 指一个单体分子中能够参加反应的官能团的数目。
用 f 表示。在形成大分子的反应中,不参加反应的官能团不计算 在官能度内。
11
②单体平均官能度 f
平均官能度 指缩聚反应体系中实际参加聚合反应的官能
团数目相对体系中单体分子总数的平均值。
f fANA fBNB fCNC ... NA NB NC ...
n HO-R-OH + n HOOC-R’-COOH H-(ORO-OCR’CO)n-OH + (2n-1) H2O
b. 聚酰胺反应:二元胺与二元羧酸、二元酯、二元酰氯等反应 n H2N-R-NH2 + n HOOC-R’-COOH H-(HNRNH-OCR’CO)n-OH + (2n-1) H2O
n H2N-(--CH2-)5-COOH
--NH-(--CH2-)5-CO--n + n H2O
NH(CH 2)6NHCO(CH 2)4CO n
涤纶工艺流程
涤纶工艺流程我呀,今天就想跟你唠唠涤纶这玩意儿的工艺流程,那可真是个有趣又复杂的事儿呢!你知道涤纶是啥不?在咱们日常生活里,涤纶那可是无处不在。
从咱们穿的衣服,到家里用的窗帘啥的,很多都是涤纶做的。
涤纶就像一个超级明星,默默地在我们生活的各个角落闪耀着。
那涤纶是怎么被制造出来的呢?这就像一场神奇的魔法之旅。
首先得有原料,就像盖房子得有砖头一样。
制造涤纶的主要原料是对苯二甲酸和乙二醇。
这两种原料就像是两个性格迥异但又配合默契的小伙伴。
对苯二甲酸就像一个稳重的大哥,乙二醇呢,就像一个灵动的小弟。
把这两个原料放在一起的时候,那场面就像是一场神秘的聚会。
它们被放进反应釜里,这个反应釜可不得了,就像是一个巨大的魔法锅。
在这个锅里,在一定的温度和压力下,它们开始发生奇妙的化学反应。
这温度和压力就像是这场魔法的魔法咒语,少了一点都不行。
这时候呢,有工人师傅在旁边密切关注着。
有个年轻的小师傅就跟旁边经验丰富的老师傅说:“师傅,您看这反应釜里的情况,感觉像一锅沸腾的魔法药水呢!”老师傅哈哈笑着说:“小伙子,这可比魔法药水神奇多了,这可是在创造咱们生活中常用的东西啊。
”随着反应的进行,它们慢慢变成了一种叫做聚酯的东西。
这个聚酯啊,就像是一个半成品的小胚胎,还需要经过更多的工序才能变成真正的涤纶。
这就好比一个小婴儿,虽然已经成型了,但还得经过成长和磨练才能成为一个大人。
接下来,这个聚酯要被拉成丝。
这个拉丝的过程可讲究了呢。
就像把一团面团拉成一根根的面条一样,不过这可比拉面难多了。
机器就像是一个超级大厨,小心翼翼地把聚酯拉成丝。
如果拉得不好,丝就会不均匀,那做出来的涤纶就不达标了。
这时候又有工人在旁边检查丝的质量,有个工人大喊:“哎呀,这丝怎么有点粗细不均啊,得赶紧调整机器!”大家就赶紧围过来查看情况,就像一群战士守护着自己的阵地一样。
拉好丝之后呢,还要对这些丝进行后处理。
有的丝要进行加捻,加捻就像是给丝编辫子一样,让丝变得更有韧性和弹性。
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(ii) 不平衡线型逐步聚合反应
聚合反应过程中生成的聚合物分子之间不会发生交换反 应,单体分子与聚合物分子之间不存在可逆平衡,即不 存在化学平衡。 不平衡逐步聚合反应概括起来有三种: (i) 热力学不平衡反应:聚合反应的基本化学反应本身为 不可逆反应;
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(ii) 聚合方法不平衡反应:即聚合反应本身是平衡反应, 但在实施聚合反应时,人为地使聚合产物从反应体系中迅 速析出或随时除去聚合反应伴生的小分子,使可逆反应失 去条件。 (iii) 准不平衡反应:平衡常数K≥104 (2) 非线型逐步聚合反应
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2 逐步聚合类型
逐步聚合反应具体反应种类很多,概括起来主要有两大类: 缩合聚合(Polycondensation) 和 逐步加成聚合(Polyaddition) (1) 缩聚反应
a. 聚酯反应:二元醇与二元羧酸、二元酯、二元酰氯等之间反应
n HO-R-OH + n HOOC-R’-COOH
H-(ORO-OCR’CO)n-OH + (2n-1) H2O
n HO-R-COOH
H-(ORCO)n-OH + (n-1) H2O
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(i) 平衡线型逐步聚合反应
指聚合过程中生成的聚合物分子可被反应中伴生的小分 子降解,单体分子与聚合物分子之间存在可逆平衡的逐 步聚合反应。 如聚酯化反应:
n HOOC R COOH + n HO R' OH 聚合 水解 HO ( OC-R-CO O-R'-O ) H + (2n-1) H2O n
=
[NA(1+ 1/r)]/2
[NA(1-P) + NB(1-rP)]/2
=
1+ r 1+ r - 2rP
若r≠1, P 指量少功能基的反应程度
适用于线型逐步聚合反应
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分子量、分布系数
) Mn = M0Xn = M0 ( 1 + r - 2rP 单体单元的(平均)分子量 M0的计算分两种情况: A. 均缩聚:只有一种单体,所得聚合物分子只含一种单体单 元,M0就等于这一单体单元的分子量; B. 混缩聚:含两种或两种以上单体,所得聚合物分子含两种 或两种以上的单体单元,M0就为所有单体单元的分子量的平 均值。 Xw d= =1+P 聚合度分布系数: Xn 14 1+r
聚氨基甲酸酯,简称聚氨酯
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含活泼氢的功能基:-NH2, -NH, -OH, -SH, -SO2H, -COOH, -SiH等 亲电不饱和功能基:主要为连二双键和三键, 如:-C=C=O, -N=C=O,-N=C=S,-C≡C-,-C≡N等 b. Diels-Alder加成聚合:单体含一对共轭双键
如:
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b. 聚醚化反应:二元醇与二元醇反应 n HO-R-OH + n HO-R’-OH
H-(OR-OR’)n-OH + (2n-1) H2O
c. 聚酰胺反应:二元胺与二元羧酸、二元酯、二元酰氯等反应 n H2N-R-NH2 + n ClOC-R’-COCl H-(HNRNH-OCR’CO)n-Cl + (2n-1) HCl d. 聚硅氧烷化反应:硅醇之间聚合 n HO-SiR1R2-OH + n HO-SiR1’R2’-OH H-(OSiR1’R2’-OSiR1R2)n-OH + (2n-1) H2O
+
与缩聚反应不同,逐步加成聚合反应没有小分子副产物生成。
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逐步聚合反应分类
线型逐步聚合
聚合产物 结构不同 非线型逐步聚合 (1) 线型逐步聚合反应
热力学
平衡参与反应的单体只含两个功能基(即双功能基单体),聚合 产物分子链只会向两个方向增长,生成线形高分子。
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双功能基单体类型:
2 HOOC-R-COO-R'-OH
HOOC-R-COO-R'-OOC-R-COO-R'-OH + H2O 。 。 四聚体 。 。 。 。 O O n HOOC-R-COOH + n HO-R'-OH HO ( C R C OR'O ) H + (2n-1) H2O n
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基本特征:
(1)聚合反应是通过单体功能基之间的反应逐步进行 的; (2)每步反应的机理相同,因而反应速率和活化能大 致相同; (3) 反应体系始终由单体和分子量递增的一系列中 间产物组成,单体以及任何中间产物两分子间都能发 生反应; (4) 聚合产物的分子量是逐步增大的。 最重要的特征:聚合体系中任何两分子(单体分子或 聚合物分子)间都能相互反应生成聚合度更高的聚合 物分子。
缩合聚合生产工艺
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1、逐 步 聚 合 反 应概述:
特 征: 以二元羧酸与二元醇的聚合反应为例:
HOOC-R-COOH + HO-R'-OH
HOOC-R-COOH HOOC-R-COO-R'-OH + HO-R'-OH
HOOC-R-COO-R'-OH + H2O 二聚体
HOOC-R-COO-R'-OOC-R-COOH + H2O 三聚体 HO-R'-OOC-R-COO-R'-OH + H2O
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共同特点:在生成聚合物分子的同时,伴随有小分子副产物 的生成,如H2O, HCl, ROH等。 (2) 逐步加成聚合 a. 重键加成聚合: 含活泼氢功能基的亲核化合物与含亲电不饱和功能基的亲 电化合物之间的聚合。如:
n O=C=N-R-N=C=O + n HO-R’-OH
( C N R N C O R'O ) n O H H O
a. 两功能基相同并可相互反应:如二元醇聚合生成聚醚
n HO-R-OH
H-(OR)n-OH + (n-1) H2O
b. 两功能基相同, 但相互不能反应,聚合反应只能在不同单体 间进行:如二元胺和二元羧酸聚合生成聚酰胺 n H2N-R-NH2 + n HOOC-R’-COOH H-(HNRNH-OCR’CO)n-OH + (2n-1) H2O c. 两功能基不同并可相互反应:如羟基酸聚合生成聚酯
聚合产物分子链形态不是线形的,而是支化或交联型的。 聚合体系中必须含有带两个以上功能基的单体。
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聚合度、反应程度
反应程度P定义为反应时间t时已反应的A或B功能基的分数,即 P = 已反应的A(或B)功能基数/起始的A(或B)功能基数
数均聚合度 Xn=
起始单体的A-A和B-B分子总数 生成聚合物的分子总数