滌綸的前景、用途、作用

　　滌綸是以聚酯(PET)為原料，經(jīng)熔融紡絲及后加工而制得的纖維。聚酯是由精對(duì)苯二甲酸(FTA)或?qū)Ρ蕉姿岫桌?DMT)與乙二醇(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(guó)杜邦(Dhpont)公司建成第一座工業(yè)化聚酪纖維廠，隨后英國(guó)、德國(guó)、意大利、日本等國(guó)，也先后建成工業(yè)化生產(chǎn)裝置。特別是在80年代后，聚酪纖維在世界范圍內(nèi)得到了迅速的發(fā)展。

　　我國(guó)滌綸纖維生產(chǎn)起步于60年代。70年代開(kāi)始先后引進(jìn)了日本、德國(guó)、瑞士、美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)等國(guó)外先進(jìn)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，發(fā)展極為迅速。1998年我國(guó)聚酪產(chǎn)量達(dá)到287．4萬(wàn)噸，滌綸纖維產(chǎn)量達(dá)到357．5萬(wàn)噸。

　　第一節(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(zhǎng)絲兩大類(lèi)。

　　1．短纖維

　　滌綸短纖維種類(lèi)如下：種類(lèi)規(guī)格

　　棉型短纖維~1．5分特×33~38毫米中長(zhǎng)型短纖維~2．5分特×65毫米毛型短纖維3~9分特×64~224毫米毛條短纖維3~9分特(單纖維)2．長(zhǎng)絲

　　滌綸長(zhǎng)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(lèi)，其種類(lèi)就比較繁多了，除常規(guī)滌綸外，還有有色滌綸、陽(yáng)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、阻燃纖維等。

　　二、性能

　　滌綸纖維的性能與聚合物性質(zhì)(包括其分子量)，特別是紡絲及后加工條件等均有直接關(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(guò)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(jué)感到不同光澤。隨著消光劑(二氧化鉆)添加數(shù)量不同，可制得滿足用戶需要的不同光澤度纖維，形成超有光纖維、有光纖維、半消光纖維、全消光纖維。

　　(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(shí)，其密度可降至0．6~1．2克／厘米3，可達(dá)到比羊毛還輕、而又十分保暖的效果。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(duì)濕度為65％時(shí)，吸濕量為0．4％。0．5％，即使相對(duì)濕度在100％時(shí)，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(diǎn)在230―240℃，熔點(diǎn)x5加Y，與其他纖維相Lb，滌綸纖維在受熱條件下耐熱性能較好。

　　(5)耐光性：滌綸纖維在波長(zhǎng)為315flm以下的紫外線照射下，產(chǎn)生分子斷裂現(xiàn)象，纖維強(qiáng)度下降，其耐光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，因而在加工和衣著時(shí)，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(diǎn)。

　　(7)化學(xué)性能：滌綸纖維在常溫下，對(duì)酸、堿有一定穩(wěn)定性，但隨著溫度升高耐腐蝕性降低。對(duì)某些氧化劑具有較強(qiáng)抗氧化能力。

　　(8)抗菌性：滌綸纖維通常不會(huì)受微生物的侵蝕，具有抗菌性，因而織物不會(huì)被蛀蟲(chóng)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料，也可用于工業(yè)用毛毯及織造布原料,可用于純紡，也可以與天然纖維、其他合成纖維混紡做成各種織物，用于生活、工業(yè)各個(gè)方面。

　　(2)長(zhǎng)絲：滌綸長(zhǎng)絲可供機(jī)織、針織等紡織加工的原料，主要用于衣著面料、裝飾織物，還可用作非織造布原料。

　　(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(共混紡絲、改變纖維加工條件、改變纖維形態(tài)以及混纖交織等)后，其用途范圍會(huì)發(fā)生很大變化，擴(kuò)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(chē)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、阻燃型、有色纖維等。第二節(jié)滌綸的生產(chǎn)一、生產(chǎn)原料滌綸纖維生產(chǎn)原料為聚酪(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(guò)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(jī)中的噴絲孔流出絲束，經(jīng)冷卻、凝固再經(jīng)拉伸及后加工處理而制成滌綸短纖維和長(zhǎng)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)除所使用的原料PTA、DMT不同之外，主要差別在于生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸雙經(jīng)乙酣(BHET)工藝過(guò)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(jìn)行，酯化法縮聚反應(yīng)不產(chǎn)生甲醇，無(wú)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)控制容易。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(lèi)

　　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(gè)酯化(或酯交換)反應(yīng)器和一個(gè)縮聚反應(yīng)器組成，每個(gè)反應(yīng)器在分期、分批進(jìn)料和反應(yīng)后出料，呈間斷操作。

　　連續(xù)縮聚：由幾個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)組成，原料PTA/DMT、EG和添加劑、催化劑、消光劑、穩(wěn)定劑等，按一定比例加入，反應(yīng)后產(chǎn)物連續(xù)進(jìn)入下一個(gè)反應(yīng)器，在終縮聚釜生產(chǎn)出PET，又連續(xù)地進(jìn)入鑄帶切粒加工成PET切片或熔體PET進(jìn)入直接紡絲工序紡絲。

　　半連續(xù)縮聚：該工藝特點(diǎn)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)是在第一、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(jìn)行縮聚反應(yīng)，而第一、二酪化反應(yīng)器與中間貯槽之間相似于連續(xù)酯化過(guò)程，來(lái)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(dá)到10萬(wàn)噸以上，產(chǎn)品質(zhì)量易控制，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)省了投資，生產(chǎn)成本有明顯下降。間歇縮聚生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)單，便于更換品種和生產(chǎn)特殊品種，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)器分為立式和臥式兩種，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(lèi)型。

　　酯交換反應(yīng)器：反應(yīng)器類(lèi)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(wú)攪拌器的容量盤(pán)塔式反應(yīng)器。反應(yīng)器類(lèi)型又有立式和臥式二種。

　　縮聚反應(yīng)器：有二種類(lèi)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(pán)組成。另一種為鼠籠式圓盤(pán)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)，按其所用原料(PET)(切片、熔體)不同，分為切片紡絲和直接紡絲。后加工為集束、拉伸、熱定型、卷脅、切斷、打包等。

　　根據(jù)所需纖維的性能，可采用不同的工藝，如要生產(chǎn)高強(qiáng)高模纖維，可采用二段拉伸和緊張熱定型工藝；如要生產(chǎn)低強(qiáng)高模纖維，可采用一段拉伸和緊張熱定型工藝；如要生產(chǎn)低強(qiáng)高伸型纖維，可采用一段或二段拉伸和松弛熱定型工藝；如要生產(chǎn)中強(qiáng)中伸型纖維，可采用二段拉伸和半緊張熱定型工藝。

　　切片紡絲工藝特點(diǎn)：切片紡絲工藝(聚酯廠和紡絲廠)可以分開(kāi)兩地建設(shè)，因此靈活性很大，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。但由于原料PET，在形成熔體前，需進(jìn)行干燥、熔融、螺桿擠壓等工藝過(guò)程，因而增加了建設(shè)費(fèi)用和生產(chǎn)成本費(fèi)用，同時(shí)并不適用于大型化紡絲需要。

　　直接紡工藝特點(diǎn)：在終縮聚釜生成的熔體PET，可直接去紡絲而不必進(jìn)行鑄帶、切粒、包裝，運(yùn)輸?shù)郊徑z廠，拆包、干燥和再熔融等，因而既可節(jié)省建設(shè)費(fèi)用，又可大幅度的降低生產(chǎn)成本，從而形成生產(chǎn)規(guī)模化，具有競(jìng)爭(zhēng)能力，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。其不足之處是不宜經(jīng)常改換產(chǎn)品品種，而且紡絲和聚酪上、下游任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生故障時(shí)，都可能造成整條生產(chǎn)線停車(chē)。所以對(duì)直接紡絲工藝生產(chǎn)管理嚴(yán)格，盡量避免故障停車(chē)。目前，我國(guó)滌綸短纖維生產(chǎn)已具規(guī)?；?，單線年生產(chǎn)能力達(dá)到3萬(wàn)噸。

　　滌綸短纖維生產(chǎn)的主要設(shè)備是紡絲機(jī)。紡絲機(jī)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(jì)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(shí)間相同，同時(shí)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(jìn)箱體，來(lái)達(dá)到保溫目的。

　　量泵是由一對(duì)齒輪、三塊板和傳動(dòng)軸組成。計(jì)量泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，要求具有裝拆和加熱方便，材質(zhì)耐450℃高溫，加工精度高，不能發(fā)生泄漏事故等特點(diǎn)。紡絲組件由熔體導(dǎo)人頂板(1~5)分配板(6~7)砂過(guò)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)與紡絲狀態(tài)及紡絲機(jī)產(chǎn)量有關(guān)。噴絲板的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括孔數(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(lèi)。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(zhǎng)短不一，在保證冷卻效果及平穩(wěn)卷繞的同時(shí)，一般在3米左右。

　　卷取成條：由油輪上油、卷繞、集束、補(bǔ)充上油、牽引、喂人、成條組成。其中卷繞輥是關(guān)鍵組件，目前較多采用的是一種小輥，它起到轉(zhuǎn)向作用。2．滌綸長(zhǎng)絲的生產(chǎn)滌綸長(zhǎng)絲的生產(chǎn)，采用熔體紡絲方法，包括切片紡絲和連續(xù)縮聚。熔體直接紡絲法。滌綸長(zhǎng)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(chēng)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(zhǎng)絲。熔體紡絲溫度控制在280~290℃，螺桿擠出壓力在6．5~7．5兆帕，紡絲組件壓力控制在9．8~24．5兆帕。紡絲一般采用側(cè)吹風(fēng)冷卻形式，溫度控制在20~30℃，風(fēng)速采用0．3~0．5米／分。