《聚酯纤维》PPT课件

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1、第三章聚酯纤维第一节概述聚酯(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，英文缩写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。聚酯纤维是到目前为止发展速度最快、产量最高的合成纤维品种。2009年1-12化纤产量完成情况2010年1-5月涤纶产量从分省市产量统计看，1-5月浙江产量486.97万吨，居全国之首，产量增速达到16.08%，高于全国平均水平。第二到第五位依次是江苏、福建、四川、广东，而上海、山东、河南传统聚酯涤纶大省分居六、七、八位。早年合成的聚酯大多为脂肪族化合物，不具有纺织纤维的使用价值。1941年，英国人用对苯二甲酸（DMT）

2、和乙二醇（EG）合成了聚对苯二甲酸乙二酯（PET）。1953年，美国首先建厂生产PET纤维，其是大品种合成纤维中发展较晚的一种。近年研发的新聚酯纤维，如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。聚酯纤维的优点：⑴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。⑵熔点约255℃，玻璃化温度约70℃，形状稳定，织物具有洗可穿性。⑶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。⑷原料丰富、廉价、生产过程简单。缺点：⑴染色性差、吸湿性低、易积累静电、易起球。⑵用

3、作帘子线时与橡胶的粘接性差。为了克服缺点，20世纪60年代开始改性，80年代以来取得重大进展，生产出具有良好舒适性和独特风格的差别化及功能化聚酯纤维。改性方法分为两类：⑴化学改性⑵物理改性聚酯纤维中常用的英文缩写PET聚对苯二甲酯乙二酯PolyethyleneterephthalateTPA对苯二甲酸terephthalicDMT对苯二甲酸二甲酯DimethylterephthalateEG乙二醇EthyleneglycolBHET对苯二甲酸乙二酯BishydroxyethylterphthalateEO环氧乙烷Ethyleneoxide一、对苯二甲酸及乙二醇的制备⒈对苯二甲酸及对苯二甲酸二甲

4、酯的制备目前工业制取对苯二甲酸及其二甲酯的方法主要有高温氧化法低温氧化法氧化酯化法第二节聚对苯二甲酸乙二酯⑴高温氧化法以醋酸为溶剂，醋酸钴或醋酸锰为催化剂，溴化物为促进剂，在高温下以对二甲苯为原料，经空气液相氧化将对二甲苯一步氧化为对苯二甲酸优点：反应快、流程简单，收率在90％以上，适合大型化生产，是目前应用最广泛的方法。缺点：设备腐蚀严重，反应温度较高，并需用溴化物作促进剂。⑵低温氧化法此法以醋酸为溶剂，以甲乙酮为促进剂，醋酸钴为催化剂，在130℃、1.5MPa压力下，以纯氧为氧化剂，用对二甲苯制对苯二甲酸。优点：反应温度、压力较低，操作简便，产品纯度高，收率亦高；缺点：需用氧化促进剂且副产

5、品醋酸需专门处理，反应时间长，动力消耗大。⑶氧化酯化法此法用对二甲苯分步氧化、酯化，直接制取对苯二甲酸二甲酯。优点：不必分步制取TPA和DMT，而是将氧化和酯化过程两步合并，故称氧化合并酯化法。此法反应不需用醋酸作溶剂，反应条件温和。缺点：反应收率偏低，仅为85％左右，对二甲苯单耗大。⒉乙二醇的制备生产PET纤维用乙二醇(EG)，通常可用两种方法制备：⑴环氧乙烷(EO)水解法优点：所得EG纯度高缺点：EO容易着火、爆炸，贮存和运输困难。此外还有二氯乙烷水解法等。粗制的EG，需经进一步精制提纯。⑵氯乙醇水解法对苯二甲酸乙二酯的制备方法主要有三种：酯交换法（间接法）直接酯化法直接加成法（直接法）二

6、、对苯二甲酸乙二酯的制备图3-1PET纤维生产路线⒈酯交换法⑴酯交换原理纯对苯二甲酸二甲酯与乙二醇反应可生成对苯二甲酸乙二酯（BHET），释出甲醇。酯交换反应是在催化剂（Mn、Zn、Co、Mg等的醋酸盐）存在下加热至150～220℃进行的均相反应，乙二醇与对苯二甲酸二甲酯中的甲氧基(-OCH3）交换，生成BHET，被取代的甲氧基和乙二醇中的氢结合生成甲醇，其反应式如下：上述反应本质上相似于酯化反应或皂解反应，是一个可逆平衡反应。为使正反应程度尽量完全，生产上通常采用增加反应物浓度和减少生成物浓度两种方法。因此，在酯交换反应的配比中加入过量的乙二醇；或者把所生成的甲醇从体系中排除，从而抑制逆反应

7、。生产中为了增加BHET的收率，通常将以上两种方法同时采用。在上述酯交换反应过程中伴随着主反应可发生许多副反应。例如①生成低聚物，它们可能是二聚、三聚或四聚体，利用熔点不同，可将这些低聚体分离；②生成对苯二甲酸甲乙酯，这是缩聚反应的链转移剂，会使BHET的缩聚反应终止，致使PET的聚合度下降；③生成环状低聚物，这些环状低聚物会影响BHET的缩聚反应，使PET的相对分子质量下降，熔点波动；④生成二甘