聚酯纤维的结构和性能-讲义
聚酯纤维
聚酯纤维 polyester fibre juzhi xiɑnwei 聚酯纤维由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维。
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，中国的商品名为涤纶。
聚酯纤维：英文名Polyester Fiber，俗称涤纶，是当前合成纤维的第一大品种。
其面料特性爽滑有柔和的光泽感、垂感好、尺寸稳定、易洗快干、热定型好，但不透气有闷热感。
两者都是常用化纤面料。
超细纤维：英文名Micro Fiber，俗称超细。
一般把纤度0.3旦(直径5微米)以下的纤维称为超细纤维(注:一旦指9000米长纤维重量为1克)。
其面料特性：A、触感极舒适、吸汗透气、冬暖夏凉、色泽高雅。
B、舒适：细腻、保暖、干爽透气、不粘身。
C、美观：细腻、光泽高雅、有较好的悬垂性和丰满度。
D、冬暖夏凉：疏水和防污性方面性能明显提高，利用比表面积大及松软的特点，可设计不同的组织结构，使之更多地吸收阳光热能或更快散发体温，起到冬暖夏凉的作用。
1 前言超细纤维是近年来发展迅速的一种特殊的纤维.它是一种高品质的纺织原料.超细纤维优良的性能是高档时装面料和一些功能性材料的理想原料.超细纤维最显著的特点是:单丝线密度大大低于普通纤维,最细可达0.0001dtex.超细纤维具有以下性能特点:良好的织物结构,特有的界面性质,织物中可以形成微穴结构,能够和其他材料相互渗透等等.2超细纤维的发展历史20世纪40年代,受当时羊毛皮芯结构的启发,仿制出了双组分的复合粘胶纤维.该纤维具有三维卷曲，而且卷曲性能较稳定，故称为“永久卷曲粘胶纤维”[1].国外化纤公司在20世纪60年代开始对细旦和超细旦纤维的研究开发工作，杜邦公司在1964年就取得了用复合纺丝法生产超细纤维的专利，并以此作为发展超细纤维的起点.到20世纪70年代，剥离法和海岛法两种复合纺丝法制取0.1 dtex左右超细旦纤维的生产工艺实现了工业化，并取得了较好的经济效果.三菱人造丝公司采用直接纺丝法，制得纤度为0.06 dtex~0.1 dtex的超细旦腈纶[2].日本首批问世的商业化双组分共轭复合纤维结构十分简单，有“并列型”.“皮芯型”等。
聚酯纤维[聚酯纤维]
![聚酯纤维[聚酯纤维]](https://img.taocdn.com/s3/m/fea7f1d1a0c7aa00b52acfc789eb172ded6399a6.png)
聚酯纤维[聚酯纤维]发展历史聚酯(PET)纤维是由大分子链中的各链节通过酯基连成成纤聚合物纺制的合成纤维，聚酯英文缩写为PET.我国将聚对苯二甲酸乙二酯含量大于85%以上的纤维简称为涤纶，国外的商品名称很多，如美国的达克纶(Dacron)、日本的特托纶(Tetoron)、英国的特恩卡(Terlenka)、前苏联的拉乌珊(Lavsan)等。
早在1894年沃尔兰德(Vorlander)用丁二酰氯和乙二醇制得低相对分子质量的聚酯；1898年恩克恩(Einkorn)合成聚碳酸酯；卡洛泽斯(Carothers)合成脂肪族聚酯：早年合成的聚酯大多为脂肪族化合物，其相对分子质量和熔点都较低，易溶于水，故不具有纺织纤维的使用价值。
1941年英国的温菲尔德(Whinfield)和迪克松(Dickson)用对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)合成了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，这种聚合物可通过熔体纺丝制得性能优良的纤维。
1953年美国首先建厂生产PET纤维，可以说PET纤维是大品种合成纤维中发展较晚的一种纤维.随着有机合成、高分子科学和工业的发展，近年研制开发出多种具有不同特性的实用性PET纤维。
如具有高伸缩弹性的聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纤维及聚对苯二甲酸丙二酯( PTT)纤维，具有超高强度、高模量的全芳香族聚酯纤维等：所谓的“聚酯纤维”通常是指聚对苯二甲酸乙二酯纤维。
聚酯纤维具有一系列优良性能，如断裂强度和弹性模量高，回弹性适中，热定型效果优异，耐热和耐光性好。
聚酯纤维的熔点为255℃左右，玻璃化温度约70℃，在广泛的最终用途条件下形状稳定，织物具有洗可穿性，另外，还具有优秀的阻抗性（诸如，抗有机溶剂、肥皂、洗涤剂、漂白液、氧化剂）以及较好的耐腐蚀性，对弱酸、碱等稳定，故有着广泛的服用和产业用途。
石油工业的飞速发展，也为聚酯纤维的生产提供了更加丰富而廉价的原料，加之近年化工、机械、电子白控等技术的发展，使其原料生产、纤维成形和加工等过程逐步实现短程化、连续化、自动化和高速化，聚酯纤维已成为发展速度最快、产量最高的合成纤维品种。
聚酯纤维概述
聚酯纤维概述聚酯纤维是一种合成纤维，由聚酯树脂纤维化而来。
聚酯纤维是一种广泛应用的纤维，用于制造细密的纺织品、塑料瓶、热塑性粘合剂、涂料和耐火材料等。
聚酯纤维的生产在全球各地都十分普遍，其生产量正在不断增加，因为它是一种颜色鲜艳、外观美观、易于加工和经济的纤维材料。
化学组成聚酯纤维由聚酯树脂纤维化而来，其主要成分是聚酯酸及其酯类，是一种热塑性塑料。
聚酯酸是通过羰基聚合形成的，由二元酸、另一种含羟基的元素组成的二元醇、三元酸和其他辅助添加剂等组成。
制造工艺聚酯纤维的制造过程需要进行聚合反应、纤维成型、加热烘干、拉伸加工和染色等多个阶段。
聚合反应聚合反应是制造聚酯纤维的第一步。
制造商将二元酸或其酯、另一种含羟基的元素和添加剂采用缩聚反应在高温和压力下反应形成聚酯酸，然后在酸酐化反应中形成环，从而得到聚酯树脂。
纤维成型聚酯纤维需要通过纤维成型设备进行成型。
聚酯树脂经过溶解、过滤、加热、加压、挤出等多个工序后，通过特殊的模具，成型成丝状的纤维。
加热烘干将纤维成型后的聚酯纤维放入热风循环烘箱中进行烘干，使其含水量降至最低。
这一过程也有助于提高纤维的成品率和机械强度。
拉伸加工将烘干后的聚酯纤维放入拉伸加工设备中进行拉伸加工。
这个过程可以使纤维变得更加细长，增强其拉伸性能和强度，并增加其表面积和染色性能。
染色染色是聚酯纤维的最后一个阶段。
染料进入纤维内部，或与纤维表面形成化学键，从而使纤维具有颜色或颜色组合。
常用的染色方法有浸渍法、循环染色法和喷涂法等。
优点聚酯纤维具有许多优点，包括以下几个方面：1. 轻巧：与其它纤维相比，聚酯纤维重量轻，具有优良的耐疲劳性。
2. 耐用：聚酯纤维的耐磨损性能很好，并且不容易变形或老化。
3. 耐水性：与水的接触性能很好，不吸收水分，不变形，易于洗涤和保养。
4. 容易加工：聚酯纤维十分容易加工成各种不同类型的产品。
5. 色彩丰富：聚酯纤维有良好的染色性能，且颜色鲜艳、不易褪色。
6. 环保：聚酯纤维是可回收的材料。
(纤维化学与物理)第二章 聚酯纤维(涤纶)的生产、结构和性能
生产过程中各工序的作用和纤维的变化
纺丝：
作用： 使PET熔体变成长丝
变化： 大分子熔体凝固成纤维状 ——初生丝 产生一定的取向度 常规纺丝初生丝几乎无结晶
抽伸
作用： 为纤维提供必须的机械性能
变化： 取向度提高 产生部分结晶 有内应力，使纤维结构不稳定
卷曲
作用： 提高纤维的抱和力
连续法： 间歇法：
（二）纺丝：熔融法纺丝
熔体温度：285~290℃ 凝固温度：35~45 ℃ 初生丝：无结晶，有取向
（三）后处理
涤沦树脂切片
加热熔融
(285-290oC )
从喷丝头中挤出
形成丝束
丝室冷却
(35-45oC )
成形
给湿.给油
卷绕 (600-700米/分)
涤纶短纤纺丝后处理加工流程
变化： 纤维表面出现皱纹
热处理
作用： 提高纤维的结构稳定性
变化： 结晶度提高 内应力消除
第三节 涤纶的形态结构和超分子结构
一、涤纶纤维的形态结构
横截面：圆形 纵向：光滑、均匀的圆柱体
卷曲涤纶在卷曲内侧有不规则性
二、涤纶纤维的超分子结构
结晶度和取向度
产品
结晶度(%)
初生丝（常规纺丝） 完全无定形
三、常用合成纤维
短纤维
棉型 毛型 中长纤维（仿毛、仿麻）
长丝
四、合成纤维的优缺点
优点
强度高 弹性好 耐穿耐用 光泽好 化学稳定性强 耐霉腐 耐虫蛀
…
缺点
吸湿性差 耐热性差 导电性差 防污性差 易起毛起球 不易染色 腊状手感
…
五、特种合纤
复合纤维
两种以上成分组成的纤维 并列型
（四）热收缩及其对纤维结构和性能的影响
5.聚酯纤维
BHET的合成
BHET的合成主要采用以下三种方法： （1）DMT和EG的酯交换法； （2）PTA和EG的直接酯化法； （3）PTA和EO （环氧乙烷）加成法。 在工业上PET的制造采用二种方法：
酯交换法：以DMT为中间体通过酯交换法来制造 直接酯化法：以PTA（高纯度对苯二甲酸）或MTA （中纯度对苯二甲酸）为中间体通过直接酯化法来 制造。
可以达到强化熔体均匀性的目的，同时可以减少 熔体通过弯管时，管壁与管中心温度及停留时间 的差别。
➢ 在较新型的螺杆挤出机中，往往采用特殊设计的 混炼头来代替静态混合器。混炼头的主要作用是 改变螺杆沟槽中挤出的熔体的流线，使熔体进一 步均匀化
聚酯纤维
聚酯短纤
聚酯纤维的分类
• 从应用领域来划分
–服用 –装饰用 –产业用 –2000年的比例68：19：13 –2005年的比例54：33：13
聚酯纤维的生产工艺及技术
❖聚酯纤维原料的生产技术及工艺 ❖聚酯纤维的生产技术及工艺
聚酯纤维原料的生产技术
• PET原料: – 对苯二甲酸 – 乙二醇（或环氧乙烷）
We=KP，式中，K为平衡常数，P为平衡蒸汽压。 升高温度和增加干燥介质的流动有利于干燥过程。
干燥过程
➢干燥分为两个阶段，即预结晶阶段和高温 干燥阶段
➢预结晶温度和时间
– 沸腾床：温度可高至160~180oC，时间8~15min。 – 搅拌式充填：温度120~140oC，时间1~l.5小时。 – 转鼓干燥时，在120℃以下缓慢升温，预结晶时
• PET的制造大致可分为两个阶段 – 第一阶段是由基本原料对二甲苯、甲苯、邻 苯二甲酸酐合成中间体对苯二甲酸二甲酯 （DMT）或对苯二甲酸（PTA）。 – 第二阶段是由DMT或PTA与乙二醇（EG） 进行酯化或酯交换反应，生成聚酯单体对苯 二甲酸双β-羟乙酯（简称BHET或DGT） – 各种工艺路线的区别主要在前一阶段，即单 体的合成阶段。
聚酯纤维的结构和性能_图文
7.9
7.9
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
0.656
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）
聚酯纤维材质描述
聚酯纤维材质描述聚酯纤维又称聚酷纤维和聚醋纤维，俗称涤纶。
是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，简称PET纤维，属于高分子化合物。
于1941年发明，是当前合成纤维的第一大品种。
聚酯纤维具有许多优良的纺织性能和服用性能。
聚酯纤维面料也被称为涤纶面料。
涤纶面料是日常生活中用的比较多的一种化纤服装面料，这种面料最大的优点就是比较挺括，不容易起皱，保形性非常好，也适合制作很多外套服装、不同类型的箱包和户外用品等。
聚酯纤维材质是一种纤维材质，聚酯纤维布料摸起来却有很好的手感，较为光滑。
而且耐磨性和耐腐蚀性较好，使用期限较长，但是，其吸湿性较差，使用其制作的衣服透气性差，容易给人体皮肤带来刺激，且容易产生静电。
长纤在静电的影响下容易卷曲在一起，从而起球。
而如果是短纤的话，即使有静电的作用，但是因为其太短，无法卷曲成球。
聚酯纤维是一种纤维产品，其分子结构紧密，气孔较少，透气比较困难，所以聚酯纤维布料的透气性不是特别好，并且其吸湿性也挺差的。
聚酯纤维主要被作为服装生产原料，具有出色的耐皱性和稳定性，不易变形且拥有良好的弹性，在我们生活服装中随处可见，深受许多男女老少的喜爱。
聚酯纤维材质可以水洗，也可以干洗，清洗的时候可以用洗衣剂，这样清洗起来会更加干净，对于比较顽固的'污渍，在清洗前建议加清洁剂先浸泡一会儿，这样清洗起来会比较方便，可以更加快速的将污渍清理干净。
另外，为了避免聚酯纤维面料起球，清洗的时候，应将内面外翻，尽量减少机器搅拌次数。
近年来，化学纤维的品种增加了，其性质也发生了很大的变化，一些化学纤维非常柔软，亲肤，并且完全没有静电。
另外，它们可以迅速除掉水分，并逐渐被越来越广泛地使用。
伴随着纺织技术的进步，各种非天然纤维织物或混纺织物在某些特定性能上已超过天然纤维织物，某些方面已经变得不可替代。
聚酯纤维(涤纶)简介
谢谢
涤纶分子中含有酯键. 涤纶耐酸性能很好。 碱的作用 涤纶对氧化剂、还原剂作用的稳定性很好。 酸的作用
涤纶在烧碱溶液中处理时，在一定温度下， 不致发生较大溶胀，酯键的水解一般只能由表 及里地进行。由于这种由表及里的作用特点， 当表面的分子被损伤到一定程度后，便在碱液 中发生溶解而产生"剥皮"。而涤纶经过烧碱溶 液处理后宽度和重量都有减小，而聚合度基本 上不变，则剥皮现象 剥皮现象存在。 剥皮现象
涤纶纤维的形态结构
用熔纺法制得的涤纶纤维，在光学显微镜中观 察发现它具有圆形的截面和光滑、均匀而无条痕 的纵向，见图。
涤纶的性能
一、热性能
涤纶是热塑性纤维。 1.涤纶的热性能常数 2. 玻璃化温度（Tg） 3. 热收缩
涤纶纤维和锦纶6的某些热性能物理常数 涤纶纤维和锦纶 的某些热性能物理常数
纤 维 项目 熔点（℃） 软化点（℃） 玻璃化温度（Tg） 比热（卡/克/℃） 导热系数（卡/厘米/秒/℃） 255～260 238～240 238 240 67 ～ 81 0.32 2×10－4 0.46（25～200℃） 4.2×10－4 215～220 180 涤纶 锦纶6
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。
不 荷 － 延 伸 曲 线 的 影 响 同 热 处 理 条 件 对 涤 纶 长 丝 的 负
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。
(纤维化学与物理)第二章 聚酯纤维(涤纶)的生产、结构和性能
位于近(+)端的带正电荷，近(－)端的带负电荷
静电序列受材料生产条件和环境影响
4.静电的危害
生产过程中的障碍
折叠困难、电击、火灾…
使用过程中的问题
沾污、电击、刺痒感…
5.克服静电的方法
两种纤维混纺 生产抗静电纤维 进行抗静电整理 …
五、化学性能
酯键：
O
O
COC 2 C H 2O HC
纤维变细、变轻 纤维表面出现刻蚀
变得凹凸不平
（二）碱对涤纶的作用
涤纶的耐碱性差!! 碱使聚酯发生降解反应
尽量避免碱性加工条件 使用碱时要特别小心
碱处理涤纶的“剥皮现象”
测得的分子量降低小 形态结构变化大
纤维变细、变轻 纤维表面出现刻蚀
变得凹凸不平
意义——碱减量处理 提高纤维细度 提高纤维吸湿性
商品丝
40~60
全结晶(理论)
完全结晶
取向度 差 较高 较高
密度（克/厘米2） 1.335~1.337 1.38 1.455~1.498
涤纶的结构比较紧密（无定形区也较紧密）
涤纶的结晶结构模型
模型理论：折叠链-樱状原纤模型 晶胞类型：
折叠链结晶（I型） 伸直链结晶（II型） 两种晶型并存，其含量由后处理条件决定
保持在物体上的电荷为静电荷——静电
静电产生条件
电荷转移
电荷泄漏
2.影响静电大小的因素
材料的导电性
电阻越大，静电越大
材料的吸湿性
吸湿性越大，静电越小
摩擦时的力
力越大，静电越大
3.静电序列
玻 璃
人 发
羊 毛
锦 纶
粘 胶
棉
蚕 丝
钢 铁
醋 酸
聚酯纤维结构式
聚酯纤维结构式
聚酯纤维是一种合成纤维，由聚酯树脂制成，具有优异的物理性能和
化学稳定性，被广泛应用于纺织、包装、建筑等领域。
聚酯纤维的化学结构是由聚酯单元组成的长链分子，其中聚酯单元是
由二元酸和二元醇经缩合反应而成的分子。
常见的聚酯单元包括对苯
二甲酸和乙二醇，苯醌酸和1,4-丁二醇等组合。
聚酯单元结构中，二元酸和二元醇分别通过羟基基团和羧基基团相连，形成一个反复出现的酯键单元，同时在两侧还有未反应的羧基和羟基。
这些未反应的官能团可以与其他聚酯单元反应，形成更长的聚酯链，
其分子量可达到数万甚至数十万。
聚酯纤维的物理性能受其分子量和聚合度影响，通常表现为高强度、
低伸长、耐腐蚀和耐热性能。
其中，高强度主要与聚酯链间的氢键相
互作用有关，而低伸长则是由于聚酯链的高分子量和互相交织所导致的。
总结起来，聚酯纤维的结构式可以简单地表示为(-CO-O-)n，其中n
表示聚酯单元的重复次数。
聚酯纤维的结构使其具有优异的物理性能
和化学稳定性，被广泛应用于各个领域。
聚酯纤维是什么材料
聚酯纤维是什么材料
聚酯纤维是一种合成纤维，具有较高的强度和耐磨性。
聚酯纤维由聚酯树脂制成，也称为PET纤维，即聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
聚酯纤维的制造过程中，首先从原料中提取聚合物，然后通过聚合反应将聚合物连结成聚酯链。
随后，聚酯链被拉伸成连续的纤维，形成聚酯纤维。
聚酯纤维的性质和用途有以下一些特点：
1. 强度高：聚酯纤维具有高强度和高耐磨性，比棉纤维强度高3倍以上，比棉纱韧性高5倍以上。
因此，聚酯纤维常用于制作强度要求较高的织物和材料，如运动服装、户外用品等。
2. 耐热性好：聚酯纤维具有良好的耐热性能，在高温下不易熔化和变形。
因此，聚酯纤维可用于制作高温环境下的服装和材料。
3. 抗皱性强：聚酯纤维具有良好的抗皱性能，不容易皱纹，易于熨烫，并且可以保持良好的形状。
这使得聚酯纤维非常适合制作职业装、礼服和家庭纺织品等需要保持平整外观的产品。
4. 易染性好：聚酯纤维具有良好的染色性能，可以通过染色使纤维呈现出各种颜色和花纹。
因此，聚酯纤维广泛用于纺织和服装行业中，制作各种样式的服装和纺织品。
5. 耐光性好：聚酯纤维对光线的稳定性较好，不容易褪色和变黄。
这使得聚酯纤维适合用于户外用品和阳光暴晒的环境中。
6. 耐腐蚀性强：聚酯纤维具有较强的耐酸碱性能，可以耐受多种化学物质的腐蚀。
因此，聚酯纤维在工业领域中被广泛应用，如过滤器、输送带等。
总之，聚酯纤维作为一种人造纤维，具有良好的强度、耐磨性和耐化学腐蚀性能，可广泛应用于纺织、服装、户外用品等领域。
第一章聚酯纤维_2023年学习资料
第一节聚酯纤维原料-二分子量及其分布-纤维用PET树脂的分子量通常为15000~22000。PET的分-子 直接影响其纺丝性能及纤维物理性能。分子量低，则熔体-粘度下降，纺丝易断头，纤维也经不起较高倍数的拉伸，成品 性能下降。-分子量分布也对PET纺丝加工性能及成品纤维结构、性能有-较大影响。分子量低的组分含量较高的PE ,纺丝易产生断头、-毛丝和疵点，且经不起拉伸。分子量分布窄的纤维，其表面均-一，无明显裂纹。-4:35
第一节聚酯纤维原料-280-Nfcm时-240-200-t11.0-13.8-172-270'℃-120心.8-4.146.9-9.65-350℃-o-N/cm-0200-4006008001012001400 600102000-切变逑举产马-图13不同温度下PET擦体粘度与切变速率的依赖关系-[p7=0.65d2 s-。··--·一恒定切应为线一▲一▲一▲一牛顿粘度极袍-4:35
第一章聚酯纤维-1.背景-1941年Whinfield和Dickson用对苯二甲酸二甲酯DMT-和乙二醇E 合成聚对苯二甲酸乙二酯PET,这种聚合-物可通过熔体纺丝制得性能优良的纤维。1953年美国首先建厂-生产聚 纤维。-近年研制开发出了多种具有不同特性的实用性聚酯纤维。如-具有高伸缩弹性的聚对苯二甲酸丁二酯PBT纤维 聚对苯-二甲酸丙二酯（PTT纤维、具有超高强度、高模量的全芳香-族聚酯纤维等。-4:35
第一节聚酯纤维原料-由于分子链上的碳-碳键内旋转，故分子存在两种空间构想。-无定型PET为顺式：-CH:H2-结晶PET为反式：-CH.-CH.-无定型PET为无色透明固体，密度为1.335g/cm3。完全结的聚合物为乳白色固体，密度为1.455g/cm3。而PET纤维-为部分结晶，其密度为1.38~1.40g/ m3。同时，PET分子链-中的酯键在高温和水存在下或强碱介质中容易发生水解，聚合-度下降，为此，PT纺丝时 须严格控制水份含量。-4:35
聚酯纤维概述
聚酯纤维概述一、聚酯纤维工业发展聚酯纤维(polyester fibre)是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维。
主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯纤维，中国商品名为涤纶。
1941年，英国科学工作者在Carotherse工作启发下，选用具有对称结构的对苯二二甲酸和乙二醉缩聚，制成聚对苯二甲酸乙二酯，成功地在实验室中用熔体纺丝法制成了有应用价值的聚酯纤维，当时命名为特丽纶。
英国化学工业公司1949年开始进行小规模工业生产。
聚酯纤维是合成纤维的第一大品种，大约占合成纤维的70%。
世界聚酯纤维产量一表二、聚酯纤维分类和性能1.PET纤维（涤纶）：涤纶占世界合成纤维产量的60%以上.性能特点：玻璃化温度67-81℃（1）．强度高。
短纤维强度为2.6～5.7cN/dtex，高强力纤维为5.6～ 8.0cN/dtex。
由于吸湿性较低，它的湿态强度与干态强度基本相同。
耐冲击强度比锦纶高4倍，比粘胶纤维高20倍。
涤纶织物结实耐用。
（2）．弹性好。
弹性接近羊毛，当伸长5%～6%时，几乎可以完全恢复。
耐皱性超过其他纤维，即织物不折皱，尺寸稳定性好。
弹性模数为22～141cN/dtex，比锦纶高2～3倍。
.涤纶织物具有较高的强度与弹性恢复能力，因此，其坚牢耐用、抗皱免烫。
（3）涤纶的熔点比较高，而比热容和导热率都较小，因而涤纶纤维的耐热性和绝热性要高些。
是合成纤维中最好的。
（4）．耐磨性好。
耐磨性仅次耐磨性最好的锦纶，比其他天然纤维和合成纤维都好。
（5）．耐光性好。
耐光性仅次于腈纶。
涤纶织物的耐光性较好，除比腈纶差外，其耐晒能力胜过天然纤维织物。
（6）．耐腐蚀。
可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮类、石油产品及无机酸。
耐稀碱，不怕霉，但热碱可使其分解。
（7）．染色性较差，但色牢度好，不易褪色。
涤纶分子链上因无特定的染色基团，而且极性较小，所以染色较为困难，易染性较差，染料分子不易进入纤维。
(8). 吸湿性很小，即使相对湿度在100%，吸湿率也仅为0．6％。
3.聚酯纤维.doc解析
二、涤纶纤维的形态结构
用熔纺法制得的涤纶纤维，在光学显微镜中观 察发现它具有圆形的截面和光滑、均匀而无条痕 的纵向，见图。
涤纶的超分子结构
涤纶的超分子结构与纤维生产过程 中的拉伸和热处理有关。涤纶喷丝 成型后的初生纤维是无定形的，取 向度很差，需要进一步牵伸取向后 方能纺织加工。经过拉伸和热定型 处理后的纤维，结晶度约为60%，并 有较高的取向度。 涤纶的超分子结构称为“折叠链 — 缨状微原纤”
对苯二甲酸乙二酯（BHET）
直接酯化法：生产流程短，投资少，原料消耗低， 反应时间短，生产效率高，自20世纪80年代起已 成为聚酯的主要工艺和首选技术路线。
（3）直接加成法 （EO法）－－直接法
HOOC－
－COOH＋
2 CH2－CH2 O
对苯二甲酸（TPA）
环氧乙烷（EO）
HOCH2CH2COOC－
易回复。
另一方面，从涤纶的微结构来看，存在无定形区、结晶区和 取向度高的部位，分子间有比较牢固的联结点，分子间作用 力较大，受外力时不易产生形变。涤纶在一定外力作用下产 生的形变是可复形变，但在高度拉伸时，回复性能显著变差。
具有“洗可穿”性能
（3）耐磨性
涤纶的耐磨性仅次于锦纶而超过其他纤维。
结晶时，即转变为反式构象
相对分子质量及其分布
高聚物相对分子质量的大小直接影响其加工性能和纤维质量。 PET 的耐热、 光、 化学稳定等性质及纤维的强度均与相对 分子质量有关，如 PET 相对分子质量小于 1×104 时，就 不 能正常加工为高强力纤维。 工业控制通常采用相对粘度和特性粘数作为衡量相对分子质 量大小的尺度。 民用成纤 PET 切片的相对粘度ηr 至少为 1.30～1.36，相 当于 [η]＝0.55～ 0.65dL／g（分升每克）， 或相当于
- 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)。
Sichuan University
Textile Engineeri ng
聚酯的分子结构PET
Textile Engineeri ng
❖ 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、 苯环和亚甲基链，大分子的两端各有一个羟基。
❖ 例如：
Sichuan University
聚酯的构象
❖ PET的旁式构象（能量高） ❖ PET的反式构象 （能量低）
Sichuan University
Textile Engineeri ng
构象的转变
Textile Engineeri ng
❖ 聚酯的分子链可转动发生重排，大约在100 oC时开始 结晶。在结晶过程中旁式构象逐步转化为反式构象。
力比PET要低得多 ❖ 这种性质被用来制造弹性纤维。
Sichuan University
PTT的分子结构
Textile Engineeri ng
❖ PTT在两个对苯二甲酸单元之间存在着3个亚甲基单 元。
❖ 这种化学结构中奇数个亚甲基单元会在大分子链之间 产生“奇碳效应”, 使苯环不能与3个亚甲基处于同一 平面,
聚酯纤维的结构和性能
精品jing
课程介绍 第一章 聚酯纤维生产工艺
Textile Engineeri ng
• 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
课程介绍 第一章 聚酯纤维生产工艺
几种聚酯在结晶状态下大分子链的形态结构
Sichuan University
三种聚酯的结晶结构
Textile Engineeri ng
晶胞参 数
a(Å) b(Å) c(Å)
α(o)
β(o)
γ(o)
PET
4.56 5.94 10.75 98.5 118 112
PTT
4.58 8.22 18.12 96.9 89.4 111.0
Sichuan University
化学改性
IPA/(IPA+TPA) mol %
0 1 3 5 7 9 12
[η]/(dL•g)-1
0.62 0.61 0.60 0.60 0.63 0.60 0.62
Tg/oC
Textile Engineeri ng
Tc/oC
Tm/oC
81
157
253
81
159
结晶浓度 估算的结 （ kg/m3 ） 晶温度
（oC）
1488
186
2.9
3.4
5.7
1495
198
4.1
4.1
7.6
1499
212
5.1
4.9
8.4
1501
218
Sichuan University
PET纤维性能与结构的关系
Textile Engineeri ng
Sichuan University
Textile Engineeri ng
Sichuan University
1.4.2 聚酯纤维的改性
Textile Engineeri ng
❖ 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
化学改性
Textile Engineeri ng
❖ 化学改性是通过化学的方法改变聚酯分子链上某些结构或组 成，达到改变聚酯纤维性能的目的 。
– 改变聚酯的刚性结构单元
– 改变聚酯的柔性组分
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）
Textile Engineeri ng
• 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。
Sichuan University
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
❖ 临近两个羰基的斥力不能呈180°平面排列，只能以空 间120°错开排列，由此使得PTT大分子链形成螺旋状 排列，最终影响PTT的物理性能。
❖ PTT是新型弹性纤维品种。
Sichuan University
聚集态结构 ❖ PET、PTT、PBT均属三斜晶系
Textile Engineeri ng
卷 绕 速 晶胞底面高×104(μm)
度
（m/min）
a
b
C
4750 5000 5500 6000
4.504 4.495 4.485 4.480
5.90 10.7 2
5.88 10.7 2
5.88 10.7 1
5.88 10.7 1
表观晶核侧面高×103(μm)
Λ010
Λ100
ΛT05
2.4
2.9
5.4
PBT
α
β
4.83
4.95
5.94
5.67
11.59 12.95
99.7
101.7
115.2 121.8
110.8 99.9
Sichuan University
结构的形成和发展
Textile Engineeri ng
Sichuan University
PET纤维的结晶特征随卷绕速度的变化
Textile Engineeri ng
0
0.680
62.0 252.0
1
0.682
248
80
160
245
80
162
240
79.5
165
235
79
_
232
78
_
228
Sichuan University
化学改性
Textile Engineeri ng
采用间苯二甲酸二甲酯（DMI）取代对苯二甲酸二甲酯(DMT) 可以达到相同效果
DMI/mol %
[η]/(dL•g)-1
Tg/oC
Tm/oC
Sichuan University
Textile Engineeri ng
Sichuan University
PBT的分子结构
Textile Engineeri ng
❖ PBT中亚甲基链节不是完全伸直的。 ❖ PBT重复单元结构中含有四个柔性的亚甲基链节，其
可能的空间构象显然比PET更加复杂。 ❖ 可扭曲的分子链在拉力下容易伸直，故PBT的屈服应