《合成纤维》PPT课件

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1、第十章　合成纤维SyntheticFiber学习目的要求掌握纤维的分类与特征；初步掌握聚酯纤维、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§9-1　纤维的分类与特征纤维是指柔韧、纤细，具有相当长度、强度、弹性和吸湿性的丝状物。大多数是不溶于水的有机高分子化合物，少数是无机物。根据来源可以分为天然纤维和化学纤维两大类。一、纤维的分类纤维天然纤维化学纤维胶黏纤维铜氨纤维醋酸纤维纤维素纤维锦纶系列纤维蛋白质纤维涤纶系列纤维腈纶系列纤维聚乙烯醇系列纤维聚烯烃纤维含氯纤维耐高温纤维其他纤维§9-1　纤维的分类与特征二、成纤高聚物的特征高

2、聚物的品种很多，但并不是所有高聚物都能用于纺丝，而是具有如下特征的高聚物都能进行纺丝。成纤高聚物均为线型高分子用这类高分子纺制的纤维能沿纤维纵轴方向拉伸而有序排列。当纤维受到拉力时，大分子能同时承受作用力，使纤维具有较高的拉伸强度和适宜的延伸度及其他物理-力学性能。成纤维高聚物具有适宜的相对分子质量线型高聚物分子链的长度对纤维的物理-力学性能影响很大，尤其是对纤维的机械强度、耐热性和溶解性的影响更大。相对分子质量的高低均不好，高者不易加工，低者性能不好。常见的主要成纤高聚物的相对分子质量如下表所示。主要成纤高聚物的相对分子质量高聚物相对分子质

3、量高聚物相对分子质量聚酰胺-6或-66聚酯聚丙烯腈16000-2200016000-2000050000-80000聚乙烯醇全同聚丙烯60000-80000180000-300000§9-1　纤维的分类与特征成纤高聚物的分子链间必须有足够的次价力高聚物的物理-力学性能与次价力有密切关系。分子间次价力越大，纤维的强度越高，次价力大于20.92kJ/mol的高聚物适宜作纤维材料。成纤高聚物应具有可溶性和熔融性只有这样才能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，否则就不能进行纺丝。§9-2　聚酯纤维聚酯是制造聚酯纤维、涂料、薄

4、膜及工程塑料的原料，是由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。这类缩聚物的品种因随使用原料或中间体而异，故品种繁多数不胜数。但所有品种均有一个共同特点，就是其大分子的各个链节间都是以酯基“－COO－”相联，所以把这类缩聚物通称为聚酯。以聚酯为基础制得的纤维称为涤纶，是三大合成纤维（涤纶、锦纶、腈纶）之一，是最主要的合成纤维。下面主要介绍对苯二甲酸乙二醇酯（简称PET）生产工艺。一、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、

5、乙醚、醋酸，能溶于碱。物性常数如下：相对分子质量166.13相对密度1.55熔点384～421℃升华点402℃自燃点680℃升华热98.4kJ/mol燃烧热3227.8kJ/mol§9-2　聚酯纤维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，遇为能发生爆炸。物性常数如下：相对分子质量194.18　相对密度　　　1.065熔点140.65℃　沸点288℃纯度99.9%对苯二甲酸二甲

6、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．乙二醇乙二醇为无色微粘稠液体。具有较强的吸湿性，有醇味但不能饮用。可以和水、醇、醛、吡啶等混溶，微溶于乙醚。其物性常数如下：相对分子质量62.07　熔点－13℃沸点197.6℃　闪点（开口）116℃相对密度1.1154　粘度（20℃）20.93cp折射率1.4316　膨胀系数0.00062§9-2　聚酯纤维介电常数38.66乙二醇主要由环氧乙烷水合制取，其用途广泛，在合成工业上主要用于生产合成纤维、不饱和聚酯和增塑剂等。其中直接化聚酯法对苯二甲酸和乙二醇的质量要求实例如下表所示。直接酯

7、化法聚醚对对苯二甲酸和乙二醇的质量指标4、环氧乙烷对苯二甲酸乙二醇纯度光学密度（NH4OH，380μ）铂钴比色值（NaOH溶液）含水量灰分钾铁醛＞99.9%＜0.006＜10＜0.1%＜0.001%＜0.003%＜0.0001%0纯度相对密度沸点铂钴比色二缩三缩乙二醇水分酸度灰分铁外观99.8%1.113-1.1136（1400.7）＜10＜0.05%＜0.1%＜0.001%＜0.0005%＜0.00001%无色透明§9-2　聚酯纤维环氧乙烷又称氧化乙烯。就最简单的环醚。在常温下是无色气体，在低温下是无色易流动液体。有乙醚气味，有毒。溶于水、

8、乙醇和乙醚等，化学性质非常活泼，能与许多化合物起加成反应。能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为3.6%～78%（体积）。其物性常数如下：相对分子质量44.050相对