《材料化学涤纶》PPT课件.ppt

涤纶,聚酯纤维,制作人：李淼,一、简介,涤纶，中国俗称“的确良”。涤纶的用途很广，大量用于制造衣着面料和工业制品。涤纶又称特丽纶，美国人又称它为“达克纶”。当它在香港市场上出现时，人们根据广东话把它译为“的确良”这一家喻户晓的名称。terylene 涤纶是三大合成纤维中工艺最简单的一种，价格也比较便宜。再加上它有结实耐用、弹性好、不易变形、耐腐蚀、绝缘、挺括、易洗快干等特点，为人们所喜爱。,二、来源,1927年，年仅32岁，才华出众的化学家瓦勒斯卡罗瑟斯被聘为美国最大的化学公司杜邦公司的研究负责人，负责合成具有特殊性能的高分子化合物。卡罗瑟斯从化学发展史的研究中发现：任何物质的化学变化都是有规可循的，找到了这种规律，就会避免盲目性，收到事半功倍的效果。于是，他选择了二元醇和二元酸为原料，研究他们缩合聚合反应规律。,在几年中，卡罗瑟斯和他的助手希尔斯用不同的二元醇和二元酸互相搭配反应。通过严格的控制反应物的配比，使反应得转化率超过99.5%。大量的实验使他们摸清了缩聚反应的规律，制造了多种结构不同的高分子化合物。1930年的一天，希尔斯发现在反应结束后，反应器中生成了厚厚的一层浆糊状物质。当他从反应器中取出玻璃搅拌器时，玻璃搅棒上挂着的浆糊状细丝冷却后很快固化。他用手拉了拉固化后的细丝，发现它能像橡胶一样拉伸，具有很好的弹性。希尔斯兴高采烈地把结果告诉卡罗瑟斯，卡罗瑟斯意识到这是纺丝材料的特性。,他指示希尔斯根据纺丝工艺要求来改进这种聚酯的性能。他们把聚酯样品放在蒸馏器中使相对分子质量进一步降低，发现性能又有了明显改善。可是，这种聚酯材料虽然具有柔软性、韧性和弹性等众多优点，但软化温度较低，不符合纺丝工艺要求，功亏一篑。过了10年，英国的温费尔特和狄克逊在卡罗瑟斯和希尔斯研究的基础上，找出了失败的原因，他们用对苯二甲酸和乙二醇为原料缩聚合成了聚酯纤维（涤纶)，并于1950年投入工业化生产，成为化学纤维的新秀。,四、种类,涤纶的大类品种有短纤维、拉伸丝、变形丝、装饰用长丝、工业用长丝等。下面主要介绍涤纶短纤维的分类。,涤纶短纤维：1.按物理性能区分：高强低伸型、中强中伸型、低强中伸型、高模量型、高强高模量型 2.按后加工要求区分：棉型、毛型、麻型、丝型 3.按用途区分：服装用、絮棉用、装饰用、工业用 4.按功能区分：阳离子可染、吸湿、阻燃、有色、抗起球、抗静电 5.按纤维截面区分：异型丝、中空丝。,分子量一般控制在1800025000左右。,五、基本组成 涤纶的基本组成物质是聚对苯二甲酸乙二酯，分子结构如下：,八、制备,涤纶纤维的生产是将聚酯熔体在压力下，定量地由纺丝机中的喷丝孔流出丝束，经冷却、凝固再经拉伸及后加工处理而制成涤纶短纤维和长丝。,以二元羧酸与二元醇为原料：,。,。,2）分子中 刚性较大，PET熔点较高；CH2CH2具有柔性，分子链易折叠。,3）分子中不含亲水基团，极性小，属疏水性纤维，吸湿性差。,六、结构特点：1）是含有苯环的线形大分子，没有大的支链，所有苯环几乎处于一个平面上，因此大分子易于平行排列，有较好的结晶倾向。,涤纶纤维的形态结构,用熔纺法制得的涤纶纤维，在光学显微镜中观察发现它具有圆形的截面和光滑、均匀而无条痕的纵向，见图。,1、热收缩,在生产过程中没有经过热定型的涤纶纤维，在沸水中或在其它加热的条件下，将会发生剧烈的收缩，经过热定型后将比较稳定。涤纶丝在热空气中，开始时长度发生迅速收缩，30分钟后收缩率不再继续增加，平衡收缩率约为8%。若在热水中进行热处理，只需5分钟便达到了稳定的长度，同时由于水的溶胀作用，使平衡收缩率增大到14%。,七、性能,关于热定型温度,2、吸湿性和染色性能,涤纶纤维在标准状态下的吸湿率只有0.4%，即使在100%相对湿度下的吸湿率也仅为0.60.8%。由于涤纶纤维的吸湿性低，因而具有一些特性。例如涤纶纤维在水中的溶胀度小，导电性差，容易产生静电和沾污现象以及染色困难等。,涤纶染色比较困难。原因可以从两方面加以说明。首先是分子结构中缺少象纤维素或蛋白质纤维那样能和染料发生结合的活性基团。其次，即使采用分散性染料染色，除了某些分子量较小的染料以外，也还存在着另外的一些困难，这种困难主要是由于涤纶分子排列得比较紧密，纤维中只存在较小的空隙。,染色方法,高温高压染色携染剂染色 热熔染色,1.将染色温度提高到100以上，或高至120，由于纤维分子链运动加剧，瞬时间形成较大的空隙，这样便有利于染料分子渗透到纤维内部去。,2.织物先用携染剂处理，再进行染色。携染剂常是涤纶的增塑剂，如有机胺或酚类，常用的有邻苯基苯酚。携染剂被纤维吸收之后，将存在于纤维分子之间，有减弱分子间吸引力的作用，使分子链段能进行比较自由的活动。,3.染色温度提高到200左右，染料升华，进入纤维内部。,3、静电现象,不同的纺织纤维之间或纤维与其他物体之间相互摩擦时，往往会产生静电场。两种物质结构不同的物体相互摩擦时，介电常数高的带正电荷，低的带负电荷，有关纤维带电情况如下：,4强度高。由于吸湿性较低，它的湿态强度与干态强度基本相同。5弹性好。弹性接近羊毛。耐皱性超过其他纤维，尺寸稳定性好。6耐热性好。熔点255265，比聚酰胺纤维的耐热性好。其允许使用温度范围大，可在70170使用。,7耐磨性好。耐磨性仅次于耐磨性最好的锦纶，比其他天然纤维和合成纤维都好。8耐光性好。耐光性仅次于腈纶。9耐腐蚀。可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮类、石油产品及无机酸。耐稀碱，不怕霉，但热碱可使其分解。还有较强的抗酸碱性，抗紫外线的能力,九、应用,涤纶的用途很广，大量用于衣料、床上用品、各种装饰布料、国防军工特殊织物等纺织品以及其他工业用纤维制品，如过滤材料、绝缘材料、轮胎帘子线、传送带等。改性纤维用途范围发生很大变化，扩大了应用领域。在工业、农业及高科技领域应用日益广泛，如可用于绳索、汽车安全带及轮胎子午线；还可制成抗静电、阻燃型、有色纤维等。,十、前景,我们涤纶生产现有工艺技术虽已达到国外现代水平，但从全面分析还有一定差距，今后涤纶生产工艺技术装备要坚持全面实现：规模化、高速化、短程化、功能化。我国涤纶发展前景广阔，是合成纤维中的支柱品种。下个世纪涤纶发展的重点是：调整产品结构、提到放肆比例，加大长丝生产比例，加大装饰用、产业用丝比例，在国内涤纶工艺技术水平已达到或接近国际先进水平的同时，要着眼于对外输出及转让，真正成为世界和省纤维第一大国。,生活小知识,1.洗涤剂的碱性。宜采用洗涤羊毛专用的中性洗涤剂2.洗涤温度不能太高，一般在40以下。3.洗涤不要用力揉搓或拧绞。4不要在日光下直接晾晒，以免织物变色。5.熨烫温度不要过高，涤纶适于熨烫温度140160,谢谢！,