合成纤维 lnpc(三月).ppt

第三节 人造纤维
是以天然聚合物为原料，经 过化学处理与机械加工而制得的 化学纤维。
具有与天然纤维相似的性能，有 良好的吸湿性，透气性和染色性，手 感柔软，富有光泽，是一类重要的纺 织材料。
第三节 人造纤维
粘胶纤维
是以含纤维素量较高（约为45%～ 95%）的木材、棉短绒、甘蔗渣、芦 苇为原料，以湿法纺丝制成的。
的工艺路线
水分馏塔 水
浆料混合器（4）聚合原理熔化槽
乙 二
醇
酯化
酯交换
甲醇分馏
回
预缩聚 中等粘度缩聚
塔
甲醇 收
废乙二醇 排出蒸汽冷凝
废 液
结晶干燥 熔融挤压机
造粒 结晶 固相缩聚
高粘度的最终反应器 成型
纺丝长丝加工 成
型
中粘度切片 料仓
高粘度切片 料仓
成
型
纺丝拉伸
短纤维
织物和工业 用丝
薄膜片基 瓶 子 容 器 塑 料
第四节 聚酯纤维
聚酯
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。
涤纶
以聚酯为基础制得的纤维。
常见
对苯二甲酸乙二醇酯 （简称PET）
第四节 聚酯纤维
对苯二甲酸
一、主要原料
TPA
主要 原料
环氧乙烷
对苯二甲酸 二甲酯
DMT
乙二醇
第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺
1．聚酯合成 的工艺路线
结构
第四节 聚酯纤维
三、聚酯纤维的结构、性能及用途
聚酯纤维的结构为高度对称芳 环的线性聚合物，易于取向和结 晶，具有较高的强度和良好的成 纤性及成膜性，结晶度为40%～ 60%，结晶速度慢。
性能
百度文库
第四节 聚酯纤维
三、聚酯纤维的结构、性能及用途
聚酯纤维一般为乳白色，回 潮率很低，具有易洗快干的特性。 在纺织时，容易产生静电，纺织 品尺寸稳定性好，使用过程中褶 裥持久。耐磨性仅次于聚酰胺纤 维。
（2）直接酯化聚酯生产工艺
工艺过程包括酯化反应与缩聚。 直接酯交换法中一般要加入了磷酸三苯酯、亚磷酸三 苯酯等稳定剂，所以聚酯产物的热稳定性和聚合度都比酯 交换法聚酯高，可以作为生产轮胎帘子线的高质量纤维。
第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺
3．聚酯的纺丝
3．聚酯的纺丝 熔融纺丝法
将聚酯树脂切片经过真空干燥吸附的微量水分，并 使树脂由无定型变为结晶形后，在惰性气体的保护下 加热成熔体。再在一定压力下定量压出喷丝孔，冷却 后形成纤维，再经拉伸、卷曲、切断等工序成为一定 规格的可纺短纤维；或在拉伸后进行加捻、定型等后 处理工序，成为符合各项指标的长纤维。
山羊绒是开司米山羊换毛时脱落下来的绒毛，山 羊绒极细，用于生产高档织物，手感柔软，悬垂性 好。
第二节 天然纤维
蚕丝
又称为天然丝。生丝是由两 根丝纤朊（约75%～82%） 被丝胶朊（约18%～25%） 粘合而成。丝胶朊能溶于热水 或弱碱性溶液。除去丝胶朊而 得的丝纤朊，俗称熟丝，白色， 柔软有光泽，强度高，是热和 电的不良导体。
1．聚酯合成
的工艺路线
（2）对苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路线
（直接酯化聚酯法）
消耗定额低，无甲醇回收，生产控 制稳定，流程短，投资低等优点，发展 迅速。目前国内用的比较多。
第四节 聚酯纤维
1．聚酯合成 的工艺路线
二、聚酯纤维的生产原理与工艺
（3）环氧乙烷酯化聚酯路线
（环氧乙烷法）
该路线是1973年开始工业化生产的。 该路线具有成本低；产物低聚物少，
第三节 人造纤维
粘胶短纤维生产线
第三节 人造纤维
粘胶纤维
用途
①纺织品：长丝称人造丝，可织成各种平滑柔软的丝织品，如人 造丝绸。短纤维俗称人造毛，是毛纺厂不可缺少的原料。棉型粘 胶短纤维俗称人造棉，可以织成各种色彩绚丽的人造棉布，适用 于做内衣、外衣以及各种装饰织物。
②工业上：轮胎的帘子线、帘子布。
第二位
第五节 锦纶纤维
聚酰胺-1010
聚酰胺610
聚酰胺-6
种类
聚酰胺-12 聚酰胺-11
聚酰胺66
产量最大
第五节 锦纶纤维
1 聚酰胺-6（锦纶-6）的生产
聚酰胺-6
由已内酰胺或ω-氨基已酸经缩 聚反应而制得的合成纤维
锦纶-6
尼龙-6
卡普隆
第五节 锦纶纤维
1 聚酰胺-6（锦纶-6）的生产
主要原料:已内酰胺
用途
第四节 聚酯纤维
三、聚酯纤维的结构、性能及用途
即可以纯纺也或以与其他纤维混纺制成各种机 织物和针织物。聚酯长丝可用于织造薄纱女衫、 帷幕窗帘等，与其他纤维混纺可制成各种棉型、 毛型及中长纤维纺织品。
聚酯纤维在工业上可作为轮胎帘子线、制作 运输带、篷帆、绳索等。
第五节 锦纶纤维
锦纶纤维
是由饱和的二元酸与二元胺 通过缩聚反应制得的线性高分子 缩聚物。
生产原理:高温；惰性气体保护； 水作引发剂；Mn=15000～23000
生产工艺:有常压法、高压法、 常减压并用、固相缩聚等
聚酰胺-6
第五节 锦纶纤维
1 聚酰胺-6（锦纶-6）的生产
常压
高压
常减压
固相缩聚
主要用于生产 相对粘度较低 的聚酰-6树脂， 所用的反应器 为直形VK管 和U形VK管。
采用直管形反 应器，助剂为 水和已二酸， 制备较高粘度 的树脂。聚合 后的熔体可直 接纺丝，也可 铸带切片。
第三节 人造纤维
醋酯纤维
三醋酯纤维 三醋酯纤维耐热性较好，，但湿态强 度低，回潮率仅为3.2%，耐磨性差。
第三节 人造纤维
铜氨纤维
又称铜氨纤，是经提纯的纤维素溶 解于铜氨溶液（氯化铜的氨溶液）中 ，纺制而成的一种再生纤维素纤维。
铜氨纤维颜色洁白、 光泽悦目、手感柔软， 与蚕丝很近似，它的柔 韧性大，富有弹性和极 好的悬垂性。
再纤维素纤维 二醋酯纤维 三醋酯纤维
第一节 概 述
一、纤维的分类
合成纤维
杂纤维
聚酰胺纤维 聚酯纤维 聚氨酯纤维 等……
碳链纤维
聚丙烯睛纤维
聚乙烯醇缩醛纤维
等……
第一节 概 述
一、纤维的分类
人造纤维 以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加
工而制得的纤维。
合成纤维 由合成的高分子化合物加工制成的纤维。根据
容易精制；设备利用率高，辅助设备少等 优点。如采用高纯度的对苯二甲酸和环氧 乙烷进行反应，其产物可不经过精制就可 以直接用于缩聚成聚酯。
第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺
1．聚酯合成 的工艺路线
（4）聚合原理
缩聚反应:使反应完全，必须采用真空及强力搅拌，以排出低分子副 产物。
（n＋1） HOCH2CH2COOC－
酯交换聚酯路线
对苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路线
环氧乙烷酯化聚酯路线
第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺
1．聚酯合成 的工艺路线
（1）酯交换聚酯路线
（酯交换聚酯法）
是最早（1953年）实现工 业的聚酯路线。工艺技术成 熟，所以至今在工业生产中 仍占有相当的地位。
第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺
麻纤维
苎麻是中国特有的以纺织为主要用途的农 作物，是我国国宝，我国的苎麻产量约占全世 界苎麻产量的90%以上，在国际上称为“中国 草”。
第二节 天然纤维
毛纤维
以羊毛纤维为主，主要成分是蛋白质。 纺织用的羊毛是从绵羊身上剪下的，按纤维细度、 长度分级。 羊毛一般呈圆柱形，从根部到顶梢逐渐变细，具 有螺旋卷曲。好羊毛多数呈白色或奶油色。
第二节 天然纤维
毛纤维
性能
羊毛比棉轻，强度比棉低，但弹性好，即在小变 形之后能恢复到原来形状，故其织物挺括或不易折 皱。羊毛的湿强低于干强，耐酸不耐碱，受碱破坏 后强力下降而颜色发黄。
第二节 天然纤维
毛纤维
应用
羊毛是宝贵的纺织原料，能制织四季衣着，所织 冬季织物质地厚实，手感柔软，保暖性好；春秋季 织物质地丰满，光泽柔和，挺括；夏季织物质地薄 细、滑爽。
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。
第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺 2．聚对苯二甲酸（乙1）二酯醇交酯换的法生连产续工生艺产聚酯工艺
催化剂
2
45
7
DMT EG
去甲醇
贮槽
6
9
1 10 1
接真空系 统 回收EG
1
3
14
15
12
去包装
8
1
3
第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺 2．聚对苯二甲酸乙二醇酯的生产工艺
第一节 概 述
三、成纤高聚物的特征
线型高分子 具有较高的拉伸强度和适宜 的延伸度。
第一节 概 述
三、成纤高聚物的特征 具有适宜相对分子质量
过高不易加工，过低者性能不好。
主要成纤高聚物的相对分子质量
高聚物
相对分子质量
聚酰胺-6或-66 16000-22000
聚酯
16000-20000
聚丙烯腈 50000-80000
－COOCH2CH2OH Sb2O3
HOCH2CH2COOC－
－CO－OCH2CH2COOC－
－CO－OCH2CH2OH ＋ n HOCH2CH2OH
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。
第四节 聚酯纤维
1．聚酯合TP成A TPA料二仓、聚＋Ec酯Gat E纤G单维批 的生DM产T槽原理料DD仓M与MTT(工液(固体体艺))
大分子主链的化学组成，又分为杂链纤维和碳链纤 维两类。
第一节 概 述
二、三大合成纤维
1.涤纶（聚酯为基础，产量第一位）
（1）抗皱性、保形性、耐热性、电绝缘，织物易洗、快干、免熨。 （2）不需混纺，不起球。 （3）染色比锦纶差。
2.锦纶（聚酰胺，第二位）
易染色
3.腈纶（聚丙烯腈）
性质类似羊毛（合成羊毛），用途广，来源丰富，发展快。
纤维
指柔韧、纤细，具有相 当长度、强度、弹性和吸湿 性的丝状物。
典型的纺织纤维的直径 为几微米至几十微米，而长 度超过25mm。
第一节 概 述
一、纤维的分类
按来源分类
天然纤维
棉花、 羊毛、 蚕丝、
麻 等……
化学纤维
人
合
造
成
纤
纤
维
维
第一节 概 述
一、纤维的分类
人造纤维
再生蛋白质纤维
再生纤维素纤维 粘胶纤维 铜氨纤维
③发展：高湿模量粘胶纤维（富强纤维），干、湿强度都比普通粘 胶纤维高，同时缩水率相应降低，在坚牢度、耐水洗性、抗皱性和 形状稳定性方面更接近优质棉。
第三节 人造纤维
醋酯纤维
又称醋酸纤维素纤维，是以醋酸纤 维素为原料经纺丝而制得的人造纤维 。
第三节 人造纤维
醋酯纤维
二醋酯纤维
长丝光泽优雅，手感柔软，酷似真丝， 制作织物，用于衣服及室内装饰，也可用 于香烟滤嘴材料。短纤维用于与棉、毛或 合成纤维混纺，但湿态强度低。而中空纤 维具有透析功能，可用于医疗化工净化与 分离等。
铜氨纤维适于织成 薄如蝉衣的织物和针织 内衣，穿用舒适。
第三节 人造纤维
再生蛋白质纤维
简称蛋白质纤维，是用动物或植物 蛋白质为原料制成。
主要品种
酪蛋白质纤维、大豆蛋白质纤维、玉 米蛋白质纤维和花生蛋白质纤维。
与羊毛相近似，染色性能很好。但一般强 度较低，湿强度更差，因而应用不广泛。通常 切断成短纤维。可在毛纺机上纯纺或与羊毛、 粘胶纤维和锦纶短纤维等混纺。
第二节 天然纤维
植物纤维
棉纤维 麻纤维
包括
动物纤维
羊毛 蚕丝
第二节 天然纤维
棉纤维
主要成分是 纤维素、水分、 脂肪、蜡质、 蛋白质、果胶 及灰分等。
性质 强度较 低，延伸率 较低，但湿 强度较高。
第二节 天然纤维
麻纤维
以苎麻纤维和亚麻纤维为主。 “轻如蝉翼，薄如宣纸，平如水镜，细如罗绢”
第二节 天然纤维
帘子线和 高强度纱线
第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺 2．聚对苯二甲酸乙二醇酯的生产工艺
直接酯化法聚酯连续法比间歇法的成 本低20%；酯交换法聚酯连续比间歇的 成本低10%。
第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺 2．聚对苯二甲酸乙二醇酯的生产工艺
（1）酯交换法连续生产聚酯工艺
高聚物 聚乙烯醇 全同聚丙烯
相对分子质量
60000-80000
180000300000
第一节 概 述
三、成纤高聚物的特征
分子链间必须有足够的次价力
分子间次价力越大，纤维的强度 越高。
第一节 概 述
三、成纤高聚物的特征
具有可溶性和熔融性
将高聚物溶解或熔融成溶液或熔体， 再经纺丝、凝固或冷却形成纤维。
高聚物合成技术
第五章
合成纤维
主讲教师：张立新
第五章 合成纤维
教学目标
知识目标
1.学习掌握纤维 的分类、性能及应 用；
2.掌握聚酯纤维、 锦纶纤维、腈纶纤 维、聚丙烯纤维的 生产技术、结构、 性能及应用。
能力目标
能根据需要正 确选择生产方法， 并指导具体生产过 程，合理确定工艺 条件。
第一节 概 述
所用的反应 器是两直形 管，前者供 纺丝用，后
者供注塑成 型用。
将常压法制备 树脂，经苯萃 取除去单体和 低分子物，经 回转式真空干 燥鼓，在190 ～200℃下， 用高纯度氮气 保护进行聚合 。
第五节 锦纶纤维
1 聚酰胺-6（锦纶-6）的生产
4 10
已内酰胺 3
1 5
2 6
引发剂与调节 剂
7
已内酰胺