合成纖維工藝簡介

1、合成纖維簡介合成纖維簡介一 合成纖維與天然纖維 纖維材料主要供紡織工業(yè)用。按產(chǎn)品使用范圍，可分為工業(yè)用和民用。按來源可分為兩類：一類是天然纖維，如棉、毛、絲、麻等；另一類是化學(xué)纖維?；瘜W(xué)纖維又分為人造纖維和合成纖維。人造纖維是利用自然界中不能直接紡織的纖維素（如木材、棉短絨），經(jīng)過化學(xué)處理與機(jī)械加工制得的纖維，如人造絲、人造棉等。合成纖維是以石油、天然氣為原料，通過人工合成的高分子化合物經(jīng)紡絲和后加工而制得的纖維，如滌綸等。合成纖維工業(yè)是20世紀(jì)40年代初開始發(fā)展起來的，最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)是聚酰胺纖維（錦綸），隨后腈綸、滌綸等陸續(xù)投入工業(yè)生產(chǎn)。合成纖維性能優(yōu)異，原料來源豐富，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷

2、發(fā)展，短短幾十年間，世界合成纖維的產(chǎn)量已接近天然纖維，成為紡織纖維的重要原料。1996年，世界合成纖維產(chǎn)量為1900萬噸，我國合成纖維產(chǎn)量為291萬噸。與此相應(yīng)，世界棉花總量為1900萬噸。根據(jù)化學(xué)組成，合成纖維可分為聚酰胺纖維、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯醇纖維澄。它們習(xí)慣被稱為錦綸（或尼龍）、滌綸、腈綸、丙綸、維綸。除上述幾種之外，常見的合成纖維還有氨綸。做為民用纖維，人們力求使合成纖維制品能保持天然纖維制品的優(yōu)點(diǎn)，克服性能和產(chǎn)量的不足。二 纖維分類圖天然纖維化學(xué)纖維纖 維人造纖維合成纖維滌滌 綸綸錦 綸腈 綸丙 綸維 綸氨 綸三 滌綸生產(chǎn) 滌綸學(xué)名為聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維

3、。1953年美國工業(yè)化生產(chǎn)了這種商品名為達(dá)可綸的滌綸纖維。在合成纖維中，滌綸是比較理想的紡織材料，世界滌綸纖維的產(chǎn)量1996年為1247萬噸，占當(dāng)年合成纖維總產(chǎn)量的65.5。20世紀(jì)80年代后，隨著合成纖維工業(yè)的迅速發(fā)展，我國聚酯的消費(fèi)量也快速增長。 1990年合成纖維用聚酯表觀消費(fèi)量為105.4萬t，1995年增加到268.9萬t。2000年表觀消費(fèi)量增長到616.8萬t，2001年達(dá)到710.7萬t，2002年達(dá)到859.7萬t。我國聚酯的消費(fèi)絕大部分用于生產(chǎn)滌綸纖維。滌綸纖維是我國合成纖維中增長最快的品種，1965年滌綸纖維產(chǎn)量只有100噸，僅占我國合成纖維總產(chǎn)量約1.92 %，位于錦綸

4、、維綸和腈綸之后而居第四位。1976年滌綸纖維產(chǎn)量上升到2.69萬t，超過上述三種纖維而躍居首位，占合成纖維總產(chǎn)量的34.3 %。1990年產(chǎn)量突破100萬t，達(dá)到104.2萬t。2001年產(chǎn)量猛增到632.6萬t，2002年更達(dá)到772.1萬t，創(chuàng)歷史最高記錄。1996-2002年間，我國滌綸纖維平均年遞增82萬t，占世界年均增量的一半以上，成為推動世界聚酯纖維增長的主要國家。近期內(nèi)，我國滌綸纖維產(chǎn)量仍將以10 %的年率增長，生產(chǎn)滌綸纖維消耗聚酯約占聚酯總消費(fèi)量的90 %。1. 滌綸的生產(chǎn)生產(chǎn)滌綸的主要原料是對苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿狨?、乙二醇。工業(yè)上生產(chǎn)對苯二甲酸乙二醇的工藝路線主要分為酯交換

5、法和直接酯化法兩大類?？刹扇∵B續(xù)法、半連續(xù)法和間歇法生產(chǎn)。酯交換縮聚法：酯交換縮聚法： 酯交換法反應(yīng)條件緩和，對原料和設(shè)備的要求不高，工藝上易于操作和控制，是最早工業(yè)化的方法，至今還在應(yīng)用，但生產(chǎn)步驟多（包括生產(chǎn)對苯二甲酸二甲酯）。直接酯化法反應(yīng)工序少，原材料消耗少，產(chǎn)品質(zhì)量較高，但對原料， 設(shè)備和操作控制的要求較高，是當(dāng)今的主要生產(chǎn)方法。2. 滌綸的分類詳細(xì)分可分為短纖維、拉伸絲、變形絲、裝飾用長絲、工業(yè)用長絲以及各種差別化纖維。根據(jù)后加工程序的不同分為滌綸長絲與滌綸短纖。 滌綸長絲的分類: 初生絲:(1)UDY/UOY(未拉伸絲/未取向絲),(2)MOY(半預(yù)取向絲) (3)POY (預(yù)取

6、向絲),(4)HOY/FOY(高取向絲) 拉伸絲:(1)DT(兩步法拉伸絲),(2)FDY(全拉伸絲,拉伸一步法) 變形絲:(1)TY(常規(guī)變形絲),(2)DTY(拉伸變形絲),(3)ATY(空氣變形絲) 3.滌綸長絲生產(chǎn)路線: 按速度可分為常規(guī)紡絲(紡絲速度1000-1500m/min),中速紡絲(紡絲速度1800-2500m/min),高速紡絲(紡絲速度3000-3600m/min). 按原料分為熔體直接紡和間接紡(切片紡). 4. 滌綸纖維的特點(diǎn)及用途強(qiáng)度： 滌綸纖維的強(qiáng)度比棉花高近1倍，比羊毛高3倍，因此滌綸織物結(jié)實耐用。 耐熱性： 可在70170C使用，是合成纖維中耐熱性和熱穩(wěn)定性最

7、好的。 彈性： 滌綸的彈性接近羊毛，耐皺性超過其他纖維，織物不皺，保行性好。 耐磨性： 滌綸的耐磨性僅次于錦綸，在合成纖維中居第二位。 吸水性： 滌綸的吸水回潮率低，絕緣性能好，但由于吸水性低，摩擦產(chǎn)生的靜電大，染色性能較差. 滌綸作為衣用纖維，其織物在洗后達(dá)到不皺、免燙的效果。常將滌綸與各種纖維混紡或交織，如棉滌、毛滌等，廣泛用于各種衣料和裝飾材料。滌綸在工業(yè)上可用于傳送帶、帳篷、帆布、纜繩、漁網(wǎng)等，特別是做輪胎用的滌綸簾子線， 在性能上已接近錦綸。滌綸還可用于電絕緣材料、耐酸過濾布、醫(yī)藥工業(yè)用布等。合成纖維因具有強(qiáng)度高，耐磨、耐酸、耐堿、耐高溫、質(zhì)輕、保暖、電絕緣性好及不怕霉蛀等特點(diǎn)，在國

8、民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。三三 名稱簡寫的含義名稱簡寫的含義:PX-對二甲苯, TPA-對苯二甲酸, PTA-高純度對苯二甲酸EG-乙二醇, PET- 對苯二甲酸乙二醇酯(聚酯)HDI- 高旦尼工業(yè)絲,LDI - 低旦尼工業(yè)絲HMLS- 高模低縮工業(yè)絲,SSP- 固相聚合T/W (twisting/weaving)- 加捻/織造, DIPPING -浸膠CP 切片(切粒) 纖維和紗線的線密度有多種表示形式，一般采用與紗線截面積成比例的間接指標(biāo)來表示。常用的指標(biāo)有特克斯（號數(shù)）、公制支數(shù)、英制支數(shù)、旦數(shù)等?？偟膩碚f，纖維和紗線的線密度指標(biāo)主要分定長制和定重制兩類。定長制 定長制是指一定長

9、度的纖維或紗線所具有的重量，它的數(shù)值越大，表示纖維或紗線越粗。目前常用的有特（tex）、分特（dtex）、毫特（mtex）、旦（D）等。我國法定計量單位為特數(shù)制。特克斯 簡稱“特”，它是指1000米長的纖維或紗線的重量克數(shù)。特克斯對于棉型紗線俗稱為號數(shù)。旦（D）指9000米長的纖維或紗線的重量克數(shù)。 化學(xué)纖維的復(fù)絲線密度，用組成復(fù)絲的單絲根數(shù)和總特克斯數(shù)表示。如：1100 dtex/240 f，表示復(fù)絲總線密度為1100dtex，單絲根數(shù)為240根。化學(xué)纖維或蠶絲的復(fù)絲線密度為組成該復(fù)絲的單絲線密度之和。 滌綸工業(yè)絲 一般根據(jù)其性能可以分為標(biāo)準(zhǔn)型（HT 高強(qiáng)低伸系列）、低縮型（LS 中強(qiáng)低收縮

10、系列）、尺寸穩(wěn)定型（HMLS 高模低縮系列）。在亞東分為:HDI,LDI,HMLS.標(biāo)準(zhǔn)型滌綸工業(yè)絲用途廣泛，需求量大，制造難度及生產(chǎn)成本相對較低。低縮型和尺寸穩(wěn)定型滌綸工業(yè)絲的性能要求高，制造難度較大，生產(chǎn)成本相對較高，特別是尺寸穩(wěn)定型滌綸工業(yè)絲主要用于乘用車和輕載車的子午輪胎，關(guān)乎生命安全，對質(zhì)量要求更高。簾子布是輪胎外胎的骨架材料，其重量約占外胎總重量的1015，其成本約占輪胎生產(chǎn)成本的37，是輪胎生產(chǎn)的主要原材料之一。目前輪胎簾子布主要有錦綸簾子布、滌綸簾子布、粘膠簾子布和鋼絲簾布等。隨著輪胎子午化率的不斷提高，總的趨勢是滌綸工業(yè)絲的需求量不斷增加，滌綸工業(yè)絲產(chǎn)量不斷提高。 亞東工業(yè)生

11、產(chǎn)流程 流程 原料CPSSPHDI/HMLST/WDIPPINGT/C 原料：二酸+二醇酯化反應(yīng)聚合 二酸：對苯二甲酸，PTA指純的TPA，簡稱PTA 二醇：EG（HOCCOH）、MEG、DEG PTA+EG BHET+H2O BHETPET+EG PTA+EG PET 固相縮聚（SSP）： EG+ EG-（PTA-EG）nPET+ EG，通過排走EG，使得聚合度n變大。排走EG，使得聚合度n變大的方式有：對于小批量的間歇式固相縮聚，采用滾筒反應(yīng)器抽真空的方式進(jìn)行。而對于大批量的連續(xù)式固相縮聚，采用抽真空的方式不妥，而采用N2或惰性氣體來排掉反應(yīng)生成的EG，其原理是N2以一定流速通過時，帶走生

12、成的EG，EG從高濃度地區(qū)向低濃度地區(qū)擴(kuò)散，使得反應(yīng)朝正向反應(yīng)，聚合度n不停的增大 。 纖維級切片：黏度0.6450.015 dL/g HLMS/HDI/SSP級切片：黏度約1.0 dL/g，粒重1.80.18g/100顆 料倉from SSPfrom SSPSpinning hopperSpinning hopperExtruderExtruderSpin blockSpin block Metering pump SpinneretMetering pumpSpinneret Heating hood (Long) Insulation hood Quenching chamber Hea

13、ting hood (Short) Insulation hood Quenching chamber (Hot air Circular flow) FL FL Spinning process Regular (HT) HMLSlong length annealing zone and cross flow quenching.short length annealing zone and hot air circular flow quenching. HDI/LDI HMLS 浸膠 術(shù)語解釋1、特性黏度：表示流體流動時所受到的阻力，阻力越大，黏度越大。dL/g2、斷裂強(qiáng)度：纖維在拉斷過程中所受到的最大的力的大小。cN/dtex, g/d3、斷裂伸長：纖維在拉斷過程中最大強(qiáng)度下的伸長 。4、含油率：附在纖維上的油劑