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滌綸的前景用途作用

城南二哥 阻燃知識 2020-10-14 14:11:07 2256 0
  滌綸是以聚酯(PET)為原材料,經(jīng)熔融紡絲及后整理而制得的纖維。聚酯是由精對苯二甲酸(FTA)或?qū)Ρ蕉姿岫桌?DMT)和乙二醇(EG),經(jīng)酪化反應(yīng)后再經(jīng)縮聚而生成的聚合物。
  1953年美國杜邦(Dhpont)公司建成座工業(yè)化聚酪纖維廠,隨后英國、德國、意大利、日本等國,也先后建成工業(yè)化生產(chǎn)裝置。非常是在80年代后,聚酪纖維在世界范圍內(nèi)得到了迅速的進展。
  我國滌綸纖維生產(chǎn)起步于60年代。70年代開始先后引進了日本、德國、瑞士、美國、法國、英國等國外先進技術(shù)及設(shè)備。目前滌綸纖維工業(yè)已成為合成纖維中的龍頭老大,進展極為迅速。1998年我國聚酪產(chǎn)量達到287.4萬噸,滌綸纖維產(chǎn)量達到357.5萬噸。
  節(jié)滌綸的品種及用途
  一、品種
  滌綸品種較為“豐富”,可分為短纖維和長絲兩大類。
  1.短纖維
  滌綸短纖維種類如下:種類規(guī)格
  棉型短纖維~1.5分特×33~38毫米中長型短纖維~2.5分特×65毫米毛型短纖維3~9分特×64~114毫米毛條短纖維3~9分特(單纖維)2.長絲
  滌綸長絲品種有預(yù)取向絲(POY)、拉伸絲(DY)、拉伸變形絲(DY)、空氣變形絲(ATY)等。如按纖維功能分類,其種類就比較繁多了,除常規(guī)滌綸外,還有有色滌綸、陽離子可染纖維、抗起球纖維、抗靜電纖維、高吸水纖維、高收縮纖維、防火纖維等。
  二、性能
  滌綸纖維的性能和聚合物性質(zhì)(包含其分子量),非常是紡絲及后整理條件等均有直接關(guān)系。
  (1)外觀:滌綸纖維一般為乳白色,亦可根據(jù)用戶需要生產(chǎn)不同品種的產(chǎn)品。在生產(chǎn)過程中,添加增白劑可制得純白纖維,亦可用染料染成各種顏色而制得有色纖維。由于纖維截面形狀不同,視覺感到不同完澤。隨著消完劑(二氧化鉆)添加數(shù)量不同,可制得滿足用戶需要的不同完澤度纖維,形成超有完纖維、有完纖維、半消完纖維、全消完纖維。
  (2)密度:滌綸纖維密度隨其結(jié)晶度和取向度不同而不同,一般在1.38~1.40克/厘米3。在制備中空纖維時,其密度可降至0.6~1.2克/厘米3,可達到比羊毛還輕、而又非常保暖的效果。這種纖維可用于棉織物或棉被絮片,枕頭、玩具的填充料。
  (3)吸濕性:滌綸纖維回潮率很低,在相對濕度為65%時,吸濕量為0.4%。0.5%,即使相對濕度在100%時,吸濕率也僅為0.6%。0.8%,因而滌綸織物具有易洗快干的特性。
  (4)耐熱性:滌綸纖維軟化點在230―240℃,熔點x5加Y,和其他纖維相Lb,滌綸纖維在受熱條件下耐熱性能較好。
  (5)耐完性:滌綸纖維在波長為315flm以下的紫外線照耀下,產(chǎn)生分子斷裂現(xiàn)象,纖維強度下降,其耐完性高于錦綸而低于晴綸。
  (6)電性能:滌綸纖維在干燥狀態(tài)下,具有良好的電絕緣性,因而在整理和衣著時,由于摩擦而易產(chǎn)生靜電,易吸灰塵,這也是滌綸纖維的缺點。
  (7)化學(xué)性能:滌綸纖維在常溫下,對酸、堿有肯定穩(wěn)定性,但隨著溫度升高耐腐蝕性降低。對某些氧化劑具有較強抗氧化能力。
  (8)抑菌性:滌綸纖維通常不會受微生物的侵蝕,具有抑菌性,因而織物不會被蛀蟲蛀壞。
  三、用途
  (1)短纖維:滌綸短纖維及毛條,可用作衣著用織物或裝飾用織物的原材料,也可用于工業(yè)用毛毯及織造布原材料,可用于純紡,也可以和天然纖維、其他合成纖維混紡化纖織物做成各種織物,用于生活、工業(yè)各個方面。
  (2)長絲:滌綸長絲可供機織、針織物等布料整理的原材料,主要用于衣著布料、裝飾織物,還可用作非織造布原材料。
  (3)改性纖維:滌綸纖維經(jīng)化學(xué)改性(共聚、表面處理)、物理改性(共混紡化纖織物絲、改變纖維整理條件、改變纖維形態(tài)以及混纖交錯等)后,其用途范圍會發(fā)生很大變化,擴大了應(yīng)用領(lǐng)域,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及高科技領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。如可用于繩索、汽車安全帶及輪胎子午線;還可制成拒水性、吸水性或?qū)援a(chǎn)品;制成抗靜電、防火型、有色纖維等。第二節(jié)滌綸的生產(chǎn)一、生產(chǎn)原材料滌綸纖維生產(chǎn)原材料為聚酪(PET熔體或切片),特性粘度在0.6~0.7之間的PET用于生產(chǎn)民用滌綸,特性粘度在0.7~1.0之間的取T用于生產(chǎn)滌綸工業(yè)絲。
  二、生產(chǎn)過程
  滌綸纖維的生產(chǎn)是將聚酪熔體在壓力下,定量地由紡絲機中的噴絲孔流出絲束,經(jīng)冷卻、凝固再經(jīng)拉伸及后整理處理而制成滌綸短纖維和長絲。
  (一)聚酪的生產(chǎn)
  PET生產(chǎn)工藝路線有兩種,一種是以FTA為原材料的直接酪化縮聚工藝,在該方法中有連續(xù)法、間歇法和半連續(xù)法;一種是以DMT為原材料的酯交換縮聚工藝,在該方法中亦有連續(xù)法、間歇法和半連續(xù)法。前一種工藝路線現(xiàn)已逐漸替代后一種,主要原因是使用DMT生產(chǎn)聚酪的成本較高。
  1.縮聚反應(yīng)
  縮聚反應(yīng)分為酪化法及酯交換法兩種。這兩種技術(shù)除所使用的原材料PTA、DMT不同之外,主要差別在于生產(chǎn)對苯二甲酸雙經(jīng)乙酣(BHET)工藝過程不同,而由BHET、生產(chǎn)PET工藝技術(shù)是一致的。
  酪化法:酪化反應(yīng)不需要使用催化劑、酯化率要求低,酪化反應(yīng)在壓力下進行,酯化法縮聚反應(yīng)不產(chǎn)生甲醇,無需設(shè)置甲醇回收裝量。
  酯交換法:酪交換反應(yīng)使用催化劑,其結(jié)果是使反應(yīng)物中灰分含量加大,為保證產(chǎn)品有足夠的聚合度,要求酯交換率在99%以上。酯交換反應(yīng)可以在常壓下操作,反應(yīng)操縱簡單。酪交換反應(yīng)有甲醇生成,因而需設(shè)置甲醇回收裝置。
  2.縮聚工藝分類
  縮聚工藝主要分為間歇縮聚、連續(xù)縮聚、半連續(xù)縮聚等。
  間歇縮聚:主要由一個酯化(或酯交換)反應(yīng)器和一個縮聚反應(yīng)器組成,每個反應(yīng)器在分期、分批進料和反應(yīng)后出料,呈間斷操作。
  連續(xù)縮聚:由幾個反應(yīng)器串聯(lián)組成,原材料PTA/DMT、EG和添加劑、催化劑、消完劑、穩(wěn)定劑等,按肯定比例加入,反應(yīng)后產(chǎn)物連續(xù)進入下一個反應(yīng)器,在終縮聚釜生產(chǎn)出PET,又連續(xù)地進入鑄帶切粒整理成PET切片或熔體PET進入直接紡絲工序紡絲。
  半連續(xù)縮聚:該工藝特點是能夠適應(yīng)生產(chǎn)小批量、多品種的產(chǎn)品。半連續(xù)縮聚生產(chǎn)是在、二酯化反應(yīng)器后,增加一中間貯槽,貯存BHET,再分期分批加人間歇縮聚反應(yīng)器內(nèi),進行縮聚反應(yīng),而、二酪化反應(yīng)器和中間貯槽之間相似于連續(xù)酯化過程,來完成半連續(xù)縮聚生產(chǎn)。
  連續(xù)編聚生產(chǎn)大型化,(www.ninbofp.com)目前一條生產(chǎn)線年產(chǎn)量可以達到10萬噸以上,產(chǎn)品質(zhì)量易操縱,生產(chǎn)易操作。熔體直接紡絲省去切粒、干燥再熔融等工序,從而節(jié)約了投資,生產(chǎn)成本有明顯下降。間歇縮聚生產(chǎn)工藝流程簡單,便于更換品種和生產(chǎn)非常品種,但其生產(chǎn)能力低,產(chǎn)品質(zhì)量受每批所限,均勻性和可紡性差,消耗高。
  3.主要設(shè)備
  酯化反應(yīng)器:酪化反應(yīng)器分為站式和臥式兩種,反應(yīng)器內(nèi)又分為單室和多室。間歇縮聚中,酯化反應(yīng)式一種類型。
  酯交換反應(yīng)器:反應(yīng)器類型分為多釜式、多室式及塔式三種。間歇縮聚工藝中,只有單釜式一種。
  預(yù)縮聚反應(yīng)器:分為帶有攪拌器的釜式反應(yīng)器和無攪拌器的容量盤塔式反應(yīng)器。反應(yīng)器類型又有站式和臥式二種。
  縮聚反應(yīng)器:有二種類型,一種為臥式反應(yīng)器,有單軸和雙軸二種,其構(gòu)件由不同形式的圓盤組成。另一種為鼠籠式圓盤反應(yīng)器。(二)滌綸纖維的生產(chǎn)滌綸纖維生產(chǎn)方法有直接紡絲法和切片紡絲法。
  1.滌綸短纖維的生產(chǎn)
  滌綸短纖維的生產(chǎn),按其所用原材料(PET)(切片、熔體)不同,分為切片紡絲和直接紡絲。后整理為集束、拉伸、熱定型、卷脅、切斷、打包等。
  根據(jù)所需纖維的性能,可采納不同的工藝,如要生產(chǎn)高強高模纖維,可采納二段拉伸和緊張熱定型工藝;如要生產(chǎn)低強高模纖維,可采納一段拉伸和緊張熱定型工藝;如要生產(chǎn)低強高伸型纖維,可采納一段或二段拉伸和松弛熱定型工藝;如要生產(chǎn)中強中伸型纖維,可采納二段拉伸和半緊張熱定型工藝。
  切片紡絲工藝特點:切片紡絲工藝(聚酯廠和紡絲廠)可以分開兩地建設(shè),因此靈敏性很大,可以按每批不同切片質(zhì)量要求,生產(chǎn)出不同品種的纖維。但由于原材料PET,在形成熔體前,需進行干燥、熔融、螺桿擠壓等工藝過程,因而增加了建設(shè)花費和生產(chǎn)成本花費,同時并不適用于大型化紡絲需要。
  直接紡工藝特點:在終縮聚釜生成的熔體PET,可直接去紡絲而不必進行鑄帶、切粒、包裝,運輸?shù)郊徑z廠,拆包、干燥和再熔融等,因而既可節(jié)約建設(shè)花費,又可大幅度的降低生產(chǎn)成本,從而形成生產(chǎn)規(guī)?;?,具有競爭能力,提高企業(yè)經(jīng)濟效益。其不足之處是不宜常常改換產(chǎn)品品種,而且紡絲和聚酪上、下游任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生故障時,都可能造成整條生產(chǎn)線停車。所以對直接紡絲工藝生產(chǎn)治理嚴格,完量幸免故障停車。目前,我國滌綸短纖維生產(chǎn)已具規(guī)?;?,單線年生產(chǎn)能力達到3萬噸。
  滌綸短纖維生產(chǎn)的主要設(shè)備是紡絲機。紡絲機主要由紡絲箱體、冷卻吹風(fēng)、紡絲筒以及卷取成條等部分組成。
  紡絲箱體:紡絲箱體內(nèi)由熔體分配管(1,2)、計量泵(3,4)和紡絲組件(5)構(gòu)成。其中熔體分配管的布置,必須保證熔體自分配頭到多紡絲部位的流經(jīng)時間相同,同時壓力降也要相同。紡絲箱體要求溫度恒定、密閉性良好,用導(dǎo)生鍋爐電加熱產(chǎn)生的導(dǎo)生蒸汽送進箱體,來達到保溫目的。
  量泵是由一對齒輪、三塊板和傳動軸組成。計量泵結(jié)構(gòu)簡單,要求具有裝拆和加熱方便,材質(zhì)耐450℃高溫,整理精度高,不能發(fā)生泄漏事故等特點。紡絲組件由熔體導(dǎo)人頂板(1~5)分配板(6~7)砂過濾層、金屬網(wǎng)(8~2)、噴絲板(13)及耐壓板(14、15)組成。噴絲板的結(jié)構(gòu)和紡絲狀態(tài)及紡絲機產(chǎn)量有關(guān)。噴絲板的結(jié)構(gòu)參數(shù)包含孔數(shù)、排列方式、孔徑、孔的幾何形狀等。。
  冷卻吹風(fēng):分為豎吹和橫吹二大類。冷卻吹風(fēng)的目的是使絲條均勻冷卻、斷面結(jié)構(gòu)均勻。紡絲筒:紡絲筒長短不一,在保證冷卻效果及平穩(wěn)卷繞的同時,一般在3米左右。
  卷取成條:由油輪上油、卷繞、集束、補充上油、牽引、喂人、成條組成。其中卷繞輥是關(guān)鍵組件,目前較多采納的是一種小輥,它起到轉(zhuǎn)向作用。2.滌綸長絲的生產(chǎn)滌綸長絲的生產(chǎn),采納熔體紡絲方法,包含切片紡絲和連續(xù)縮聚。熔體直接紡絲法。滌綸長絲的紡絲生產(chǎn)工藝,按其紡絲速度分為常規(guī)紡、中速紡、高速紡三種工藝技術(shù)。
  常規(guī)紡絲工藝:常規(guī)紡又稱為低速紡。一般紡絲速度在1000~1500米/分,拉伸加捻速度在600~l100米/分,假捻變形速度在120~160米/分,卷繞速度在900~1200米/分可紡制33~167分特長絲。熔體紡絲溫度操縱在280~290℃,螺桿擠出壓力在6.5~7.5兆帕,紡絲組件壓力操縱在9.8~24.5兆帕。紡絲一般采納側(cè)吹風(fēng)冷卻形式,溫度操縱在20~30℃,風(fēng)速采納0.3~0.5米/分。

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