聚合物合成工藝講義纖維演示文稿

聚合物合成工藝講義纖維演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有151頁\編輯于星期四（優(yōu)選）聚合物合成工藝講義纖維現(xiàn)在是2頁\一共有151頁\編輯于星期四現(xiàn)在是3頁\一共有151頁\編輯于星期四

天然纖維合成纖維（syntheticfiber）：用石油、天然氣、煤、及農(nóng)副產(chǎn)品為原料，經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)，合成高分子化合物，再經(jīng)過加工而制得的纖維。如PET，PA66，PAN，PP現(xiàn)在是4頁\一共有151頁\編輯于星期四

我國早在南宋，就有記載，周去非的《嶺外代答》一書記述，廣西某縣楓樹上有“食葉之蟲”稱做“絲蟲”，它的外形“似蠶而呈赤黑色”，每當(dāng)五月（農(nóng)歷）間“蟲腹如蠶之熟”，當(dāng)?shù)厝司妥交赜么捉n，然后剖開蟲腹取出絲素，在醋中牽引成絲，一蟲可得絲長6-7尺，這種從野蠶身上抽絲的方法，堪稱是人類人工制絲技術(shù)最早的事實。

二、合成纖維的發(fā)展現(xiàn)在是5頁\一共有151頁\編輯于星期四桑蠶結(jié)繭：1.桑蠶；2.吐絲；3、4.成繭；5.桑蠶繭剖面現(xiàn)在是6頁\一共有151頁\編輯于星期四

到十八世紀(jì)人們測定了蠶絲和桑葉的組成，發(fā)現(xiàn)：桑葉中大量含有碳、氫、氧三元素，而蠶絲中除含有上述元素外，還含有氮。這一發(fā)現(xiàn)，啟發(fā)人們用硝酸來處理纖維素來增加氮的部分。1884年在法國Chardonnet制得硝酸纖維。但因其容易燃燒，加上成本貴，又沒多少紡用價值，所以問世不久便停產(chǎn)了，但它畢竟是人類歷史上第一次人工制造的纖維。

現(xiàn)在是7頁\一共有151頁\編輯于星期四

1891年在英國，有人將纖維素磺酸酯溶于稀堿中制成很粘的液體紡絲，因其很粘，故稱為粘膠，制成的纖維稱為粘膠纖維。它在1905年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)?？梢哉f人造纖維的制造成功是仿生學(xué)應(yīng)用的成功。

1935年2月杜邦公司基礎(chǔ)化學(xué)研究所有機化學(xué)部的科學(xué)家卡羅瑟斯(WallaceH.Carothers，1896-1937)合成出聚酰胺66，1938年開始工業(yè)化生產(chǎn)，命名為尼龍(nylon)

。是投入大規(guī)模生產(chǎn)的第一種合成纖維。

現(xiàn)在是8頁\一共有151頁\編輯于星期四WallaceHumeCarothers(1896-1937)Carotherssynthesizedandanalyzedanextensiveseriesofnewpolymericsubstances,includingpolyesters,neoprenes,andnylons..Thenextfiveyearswerespentlookingforasyntheticpolymerbehavinglikenaturalsilkthatwouldbeapracticalsilksubstitute.Successcamein1935intheformofapolymerthatwouldbecomeknownasNylon.

現(xiàn)在是9頁\一共有151頁\編輯于星期四

尼龍又叫錦綸，在我國是錦州化工廠最早開始生產(chǎn)尼龍的。

1941年英國的溫費爾德(T.R.Whinfield,1901-1966)首先合成的，產(chǎn)量在20世紀(jì)居各種纖維之冠的聚酯(PET)纖維--滌綸(的確良)，后來相繼出現(xiàn)了聚丙烯腈纖維--腈綸、聚丙烯纖維--丙綸、聚乙烯醇縮甲醛纖維--維尼綸。聚酯(PET)纖維：現(xiàn)在是10頁\一共有151頁\編輯于星期四從1938年，合成纖維生產(chǎn)已有70多年的歷史，其發(fā)展可分為四個階段。第一階段：1938-1950年，尼龍，同時探索新的成纖聚合物。第二階段：1950-1956年，滌綸與腈綸問世，并實現(xiàn)了工業(yè)化。第一代合成纖維第三階段：1956-1960，發(fā)展了第二代合成纖維——改性纖維。第四階段：1960-今天，發(fā)展特種纖維現(xiàn)在是11頁\一共有151頁\編輯于星期四特種纖維，即高技術(shù)纖維（hightechnologyfibre），或高性能纖維，亦稱為第三代合成纖維，其中包括碳纖維、耐熱的和高強度高模量的聚芳酰胺（芳綸）、高彈性纖維（氨綸）、超高分子量聚乙烯纖維（高強度高模量）。現(xiàn)在是12頁\一共有151頁\編輯于星期四儀征化纖、上海石化、淄博萬杰、洛陽石化、開平滌綸、江蘇鷹翔、鞍山合成等。

滌綸錦綸腈綸其他丙綸維綸我國2007年合成纖維（包括長絲和短纖）產(chǎn)量2201.75萬噸，各合成纖維所占比例如圖現(xiàn)在是13頁\一共有151頁\編輯于星期四天然纖維棉花、羊毛、蠶絲、麻等……

三、纖維的分類化學(xué)纖維人造纖維合成纖維按來源分類現(xiàn)在是14頁\一共有151頁\編輯于星期四棉纖維麻纖維包括植物纖維羊毛蠶絲動物纖維棉纖維麻纖維毛纖維天然纖維現(xiàn)在是15頁\一共有151頁\編輯于星期四人造纖維再生蛋白質(zhì)纖維再生纖維素纖維粘膠纖維銅氨纖維再生纖維素纖維二醋酯纖維三醋酯纖維人造纖維

以天然高聚物為原料，經(jīng)過化學(xué)處理與機械加工而制得的纖維。現(xiàn)在是16頁\一共有151頁\編輯于星期四合成纖維雜鏈纖維聚酰胺纖維聚酯纖維聚氨酯纖維等……碳鏈纖維聚丙烯睛纖維聚乙烯醇縮醛纖維聚丙烯纖維等……雜鏈纖維大分子主鏈除碳原子外，還含有其他元素（N，O)碳鏈纖維大分子主鏈全部由C-C組成現(xiàn)在是17頁\一共有151頁\編輯于星期四按性能功用分：

耐高溫纖維，

如聚苯并咪唑纖維（PBI）；

耐高溫腐蝕纖維，如聚四氟乙烯（PTFE）；

高強度纖維，如聚對苯二甲酰對苯二胺；

耐輻射纖維，如聚酰亞胺纖維；

阻燃纖維、高分子光導(dǎo)纖維等。現(xiàn)在是18頁\一共有151頁\編輯于星期四

聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維(PET)

滌綸、的確良、Terylene、Dacron

聚己內(nèi)酰胺纖維(PA6)

錦綸6、尼龍6、Kapron、Perlon

聚己二酰己二胺纖維(PA66)

錦綸66、尼龍66、Nylon

丙烯腈-丙烯酸酯共聚物

腈綸、Cashmilan、Orlon、Courtelle

聚丙烯纖維(PP)，

丙綸、Pylen、Meraklon

聚間苯二甲酰間苯二胺纖維

芳綸1313、Nomex

常見纖維及特點、用途現(xiàn)在是19頁\一共有151頁\編輯于星期四

超高分子量聚乙烯纖維(UHMW-PE)

Spectra900、Dyneema

聚乙烯醇縮甲醛

維綸、維尼綸、Kuralon、Mewlon

聚氯乙烯纖維(PVC)

氯綸、Leavil、Rhovyl

聚氨酯彈性纖維(PU)

氨綸、Lycra、Dorlustan、Vairin

聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維(PTT)

PTT纖維,Corterra現(xiàn)在是20頁\一共有151頁\編輯于星期四主要而重點發(fā)展的：聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈和等規(guī)聚丙烯纖維其次：聚乙烯醇和聚氯乙烯纖維其它：高技術(shù)纖維現(xiàn)在是21頁\一共有151頁\編輯于星期四錦綸又稱耐綸、尼龍，是聚酰胺類的高分子化合物。特點：耐磨、強度高、比重大、不怕蟲蛀。但是錦綸織物保形性差，易起皺變形，易起毛結(jié)球。常用來制作運動服、彈力襪等?，F(xiàn)在是22頁\一共有151頁\編輯于星期四滌綸俗稱“的確良”，是聚酯類高分子化合物。它的強度高、彈性好，不易變形，易洗、易干，是一種比較理想的紡織材料。但是，由于其吸水性差，穿著時會感到氣悶不舒服，因此宜做外衣不宜做內(nèi)衣。滌綸常與棉、毛混紡，以彌補其不足?，F(xiàn)在是23頁\一共有151頁\編輯于星期四腈綸是聚丙烯腈纖維，素有“合成羊毛”之美稱。主要特點:蓬松、柔軟，比羊毛輕，有良好的保暖性，易洗、易干，不怕蟲蛀和霉?fàn)€，適于編織毛衣、毛料、毛毯，也可加工成人造毛皮等。腈綸的耐曬性很高，因此適于制作窗簾、幕布、帳蓬、船帆等室外使用的織物。缺點：腈綸的耐磨性、耐堿性差，所以洗滌時不要用力搓洗，不要用堿性太強的肥皂或洗滌劑。

現(xiàn)在是24頁\一共有151頁\編輯于星期四窗簾仿羊絨衫帳蓬地毯毛毯腈綸現(xiàn)在是25頁\一共有151頁\編輯于星期四丙綸是聚丙烯纖維，是最輕的纖維，密度是棉花的3/5，能浮在水面上。它的吸水性小，耐磨性好，做成的衣服不走樣，可用來制成各種針織物、衣料、人造毛皮。還可以用來制作蚊帳布、地毯、帆布、尿不濕等，醫(yī)學(xué)上丙綸可以代替棉紗布，做衛(wèi)生用品。另外，丙綸耐酸、耐堿、彈性較好，有優(yōu)良的電絕緣性和機械性能，工業(yè)上大量用來制造繩索、包裝材料、漁網(wǎng)、降落傘等。缺點：耐光、耐熱性差，因此不宜在烈日下暴曬，洗滌時也不能在開水中浸泡。丙綸的另一缺點是染色困難。

現(xiàn)在是26頁\一共有151頁\編輯于星期四吊帶拔河繩汽車腳墊丙綸無紡布現(xiàn)在是27頁\一共有151頁\編輯于星期四氯綸的化學(xué)名稱是聚氯乙烯纖維，是將聚氯乙烯溶于丙酮和苯的混合劑或純丙酮溶劑中，紡絲成形的。它的化學(xué)穩(wěn)定性好，耐強酸強堿，遇火不燃燒，因此常被用來作為化工廠的濾布、工作服、安全帳幕，以及民用的窗簾、地毯、家具上的覆蓋材料等。氯綸的保暖性很好，比棉花高50%，比羊毛高10%—20%，用它的短纖維做成的絮棉很受歡迎。氯綸還有一種奇妙的特性，它的帶靜電作用很強，再加上它良好的保暖性，所以貼身穿氯綸織物，對于患有風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的人有一定的療效。氯綸的缺點是耐熱性差，沸水收縮率大，染色也較困難?，F(xiàn)在是28頁\一共有151頁\編輯于星期四40%氯綸防火濾布腈氯綸現(xiàn)在是29頁\一共有151頁\編輯于星期四1、顯微鏡法：利用顯微鏡配合切片方法觀察纖維的縱向外觀和橫截面形狀來鑒別纖維合成纖維的鑒別纖維種類橫截面形狀縱向外觀滌綸圓形表面光滑錦綸圓形表面光滑丙綸圓形表面光滑腈綸啞鈴形有條紋維綸腰子形有粗條紋現(xiàn)在是30頁\一共有151頁\編輯于星期四2、燃燒法：根據(jù)不同纖維的燃燒特性來鑒別纖維掌握好：煙、焰、味、灰纖維種類燃燒情況氣味灰燼顏色及形狀滌綸邊熔化邊緩慢燃燒芳香氣味易碎，黑褐色硬塊錦綸邊熔化邊緩慢燃燒特殊臭味堅硬褐色小球丙綸邊收縮邊熔化燃燒燒臘臭味黃褐色硬塊腈綸邊熔化邊燃燒魚腥臭味易碎，黑色硬塊維綸燃燒緩慢特殊臭味易碎，褐色硬塊現(xiàn)在是31頁\一共有151頁\編輯于星期四3、著色法：根據(jù)不同纖維在著色劑中著色后顏色的不同來鑒別纖維配置A、B兩種試劑A：3gKI（60mL水）+1gI2（40mL水），放置幾分鐘，濾去溶液中過剩的I2；B：兩份甘油，先加入一份水，再加入三份硫酸；鑒別過程：A2份+B1份充分混合，把待測纖維放入，1min后取出用清水洗凈，觀察纖維的顏色。現(xiàn)在是32頁\一共有151頁\編輯于星期四纖維種類顯色情況滌綸淡黃色錦綸深棕色丙綸不上色腈綸不上色維綸黑褐色或深灰色4、溶解法：根據(jù)不同纖維在不同化學(xué)試劑中溶解性能的不同來鑒別纖維現(xiàn)在是33頁\一共有151頁\編輯于星期四合成纖維纖維的分類與特征

纖維的分類成纖高聚物的特征聚酯纖維

主要原料生產(chǎn)原理與工藝聚酯和PA6的生產(chǎn)工藝現(xiàn)在是34頁\一共有151頁\編輯于星期四1聚合物長鏈必須是線型的，盡可能少的支鏈，也無交聯(lián)。2聚合物具有適當(dāng)高的分子量，分子量分布要窄。3聚合物分子結(jié)構(gòu)要規(guī)整，易于結(jié)晶，最好能形成部分結(jié)晶的結(jié)構(gòu)。4聚合物大分子中含有極性基團，可增加分子間的作用力，提高纖維的物理和機械性能。5結(jié)晶性聚合物的熔點和軟化點應(yīng)比允許的使用溫度高得多，而非結(jié)晶性的聚合物，其玻璃化溫度應(yīng)比使用溫度高。6聚合物要有一定的熱穩(wěn)定性，易于加工成纖，并具有使用價值。成纖聚合物的結(jié)構(gòu)與特性：現(xiàn)在是35頁\一共有151頁\編輯于星期四12.2聚酯纖維五、聚酯生產(chǎn)設(shè)備一、概論二、聚酯結(jié)構(gòu)與性能及應(yīng)用三、聚酯原料的合成四、聚酯生產(chǎn)工藝現(xiàn)在是36頁\一共有151頁\編輯于星期四一、概論Carothers1941年英國Whenfield和Dikson以對苯二甲酸和乙二醇為原料合成了聚對苯二甲酸乙二酯，并制成了纖維?，F(xiàn)在是37頁\一共有151頁\編輯于星期四聚酯的分子結(jié)構(gòu)是線型、無支鏈,可沿著拉伸方向相互平行排列。聚酯可以制成為無定型和結(jié)晶兩種形態(tài)。完全無定型的聚酯是無色透明,密度為1.33g/cm3。而完全結(jié)晶（很難得到）聚酯樹脂,密度為1.47g/cm3。結(jié)晶時,聚酯樹脂失去其透明性及光澤轉(zhuǎn)化為乳白色。二、聚酯的結(jié)構(gòu)與性能及應(yīng)用現(xiàn)在是38頁\一共有151頁\編輯于星期四聚酯不僅可以抽絲制成纖維,而且還可以制成薄膜或塑料。室溫下具有優(yōu)良的機械性能和磨擦、磨損性能等,強度為聚乙烯的9倍。其抗蠕變性能,剛性和硬度等,都勝過多種工程塑料。其吸水性低,線膨脹系數(shù)小,尺寸穩(wěn)定性高聚酯薄膜可以制造電影膠片,照相底片,錄音磁帶的帶基,也可以做絕緣材料,其塑料主要用于制造機械及電器設(shè)備的零部件,以及化工設(shè)備中的耐腐蝕零部件等。二、聚酯的結(jié)構(gòu)與性能及應(yīng)用現(xiàn)在是39頁\一共有151頁\編輯于星期四三、聚酯原料的合成乙二醇對苯二甲酸對苯二甲酸二甲酯石油裂解鉑重整乙烯環(huán)氧乙烷O2乙二醇水合甲苯、二甲苯現(xiàn)在是40頁\一共有151頁\編輯于星期四1、乙二醇的制備工業(yè)生產(chǎn)乙二醇（EG）是以乙烯為原料，先合成環(huán)氧乙烷（EO），再水合制得。乙烯合成EO有氯乙醇法和直接氧化法兩種?，F(xiàn)在是41頁\一共有151頁\編輯于星期四現(xiàn)在是42頁\一共有151頁\編輯于星期四2、對苯二甲酸的制備將甲苯和混合二甲苯異構(gòu)（歧化）為對二甲（PX），再進(jìn)一步氧化為對苯二甲酸（TPA）。甲苯

歧化

與烷

基轉(zhuǎn)

移催化劑為非金屬或Si-Al載體的金屬催化劑現(xiàn)在是43頁\一共有151頁\編輯于星期四PX氧化制TPA通常是在溫度190-230℃，壓力下，在醋酸鈷、醋酸錳和四溴乙烷（Co-Mn-Br）復(fù)合催化體系作用下，于醋酸溶劑中用空氣氧化而成。現(xiàn)在是44頁\一共有151頁\編輯于星期四現(xiàn)在是45頁\一共有151頁\編輯于星期四現(xiàn)在是46頁\一共有151頁\編輯于星期四工藝過程有氧化、產(chǎn)物后處理和溶劑回收三個階段。①原料PX與催化劑和溶劑在混合槽中混合均勻后，進(jìn)入氧化反應(yīng)器。產(chǎn)物是30%的TPA漿液；②漿液經(jīng)三臺串聯(lián)結(jié)晶器分步結(jié)晶，濃度提高到40%，經(jīng)離心、打漿、再離心、兩段離心機分離，含濕10%TPA濾餅進(jìn)入干燥器；③母液再汽提塔的蒸餾釜中蒸出95%醋酸并精餾脫水處理，釜底殘液用薄膜蒸發(fā)器處理得到的殘渣可送催化劑回收或焚燒處理?，F(xiàn)在是47頁\一共有151頁\編輯于星期四現(xiàn)在是48頁\一共有151頁\編輯于星期四TPA加氫精制PTATPA中的雜質(zhì)是對羧基苯甲醛和芴酮類等，由于對羧基苯甲醛與TPA結(jié)構(gòu)相近，易形成共晶，難分離精制。TPA的加氫精制是在270-280℃、壓力6.5-7MPa下，在鈀/活性炭催化作用下于水溶液中進(jìn)行，對羧基苯甲醛轉(zhuǎn)化為易溶于水的甲基苯甲酸，而被分離除去，再經(jīng)結(jié)晶分離和干燥，最后得到PTA。現(xiàn)在是49頁\一共有151頁\編輯于星期四3、對苯二甲酸二甲酯的制備將甲苯和混合二甲苯異構(gòu)（歧化）為對二甲苯（PX），再進(jìn)一步氧化酯化為對苯二甲酸二甲酯（DMT）?，F(xiàn)在是50頁\一共有151頁\編輯于星期四現(xiàn)在是51頁\一共有151頁\編輯于星期四現(xiàn)在是52頁\一共有151頁\編輯于星期四精DMT可水解制PTA現(xiàn)在是53頁\一共有151頁\編輯于星期四合并氧化產(chǎn)物PT酸和MMT進(jìn)行酯交換直接制TPA現(xiàn)在是54頁\一共有151頁\編輯于星期四現(xiàn)在是55頁\一共有151頁\編輯于星期四聚對苯二甲酸乙二酯的合成、聚酯合成副反應(yīng)和降解四、聚酯生產(chǎn)工藝反應(yīng)溫度高,約260—290℃;反應(yīng)時間長,一般為十幾小時通惰性氣體保護及時排出低分子副產(chǎn)物1、聚酯生產(chǎn)工藝特點現(xiàn)在是56頁\一共有151頁\編輯于星期四1配料比的影響2雜質(zhì)的影響3反應(yīng)程度的影響4平衡常數(shù)的影響5反應(yīng)溫度的影響6氧的影響主要影響因素現(xiàn)在是57頁\一共有151頁\編輯于星期四合成聚酯的路線聚酯樹脂的生產(chǎn)過程大體上可分為以下幾個工序:(1)對苯二甲酸的制備;(2)苯二甲酸乙二酯（BEHT）的制備;(3)聚對苯二甲酸乙二酯的制備。聚酯合成在工業(yè)生產(chǎn)中主要有：精對苯二甲酸與乙二醇直接縮聚制得聚酯樹脂（PTA法）和以對苯二甲酸二甲酯（DMT）與乙二醇的酯交換法合成?，F(xiàn)在是58頁\一共有151頁\編輯于星期四BHET合成方法（1）直接酯化法；（2）對苯二甲酸與環(huán)氧乙烷加成法；（3）酯交換法。（1）直接酯化法由對苯二甲酸與乙二醇在催化劑作用下直接酯化脫水生成對苯二甲酸雙β-羥乙酯(BHET)。催化劑現(xiàn)在是59頁\一共有151頁\編輯于星期四因為對苯二甲酸的熔點高于升華溫度,不能熔融。而乙二醇的沸點（196-199℃）與對苯二甲酸（300℃）升華溫度相比較低,所以固體對苯二甲酸在乙二醇沸點下酯化反應(yīng)是在固/液非均相體系中進(jìn)行的。隨反應(yīng)的進(jìn)行，懸浮的PTA溶解速度不斷增加，因PTA在反應(yīng)混合物體系中溶解度遠(yuǎn)大于在純EG中的溶解度。PTA全溶后，體系由非均相混濁轉(zhuǎn)向均相透明?，F(xiàn)在是60頁\一共有151頁\編輯于星期四TPA對苯二甲酸（固體）部分溶解TPAEGBHET現(xiàn)在是61頁\一共有151頁\編輯于星期四因為反應(yīng)體系在對苯二甲酸完全熔解之前,溶液中對苯二甲酸總是飽和狀態(tài),所以酯化反應(yīng)速度與對苯二甲酸濃度無關(guān)。為了加快反應(yīng)速度,常采取提高反應(yīng)溫度,使反應(yīng)在乙二醇沸點以上進(jìn)行,并同時加大乙二醇的摩爾比但是這樣會加劇乙二醇脫水致使醚化反應(yīng)生成一縮二乙二醇,這種醚化反應(yīng)比酯交換法的醚化反應(yīng)速度大得多,所以直接酯化反應(yīng)中,工藝的控制是一個很重要的問題?，F(xiàn)在是62頁\一共有151頁\編輯于星期四（2）環(huán)氧乙烷法（EO法）由DMT和EG酯交換反應(yīng)制取的BHET不純，需要提純。用PTA和環(huán)氧乙烷直接反應(yīng)可以制得低聚物含量很少的BHET。由對苯二甲酸與環(huán)氧乙烷直接酯化制得BHET的方法。現(xiàn)在是63頁\一共有151頁\編輯于星期四(1)省去制乙二醇的過程;(2)不用與甲醇進(jìn)行酯交換反應(yīng),在原料和設(shè)備上都較節(jié)約;(3)不用高純度的對苯二甲酸,生成的BHET易于提純和精制;(4)環(huán)氧乙烷與對苯二甲酸反應(yīng)速度快,設(shè)備利用率高。環(huán)氧乙烷法的優(yōu)點現(xiàn)在是64頁\一共有151頁\編輯于星期四環(huán)氧乙烷易燃易爆,其沸點低,隨反應(yīng)溫度升高,對設(shè)備的要求也增高,若控制不當(dāng),會使副產(chǎn)物增加從而影響B(tài)HET的質(zhì)量。環(huán)氧乙烷法的缺點現(xiàn)在是65頁\一共有151頁\編輯于星期四由環(huán)氧乙烷生成對苯二甲酸乙二酯的方法對苯二甲酸與環(huán)氧乙烷的加成反應(yīng)有兩種方法粗TPA和EO加成反應(yīng)生成的BHET,經(jīng)精制后再縮聚PTA和EO加成反應(yīng)生成BHET,直接縮聚現(xiàn)在是66頁\一共有151頁\編輯于星期四由環(huán)氧乙烷生成對苯二甲酸乙二酯的方法加成反應(yīng)的工藝路線有溶劑法和無溶劑法兩種現(xiàn)在是67頁\一共有151頁\編輯于星期四溶劑法

◆加成反應(yīng)用的溶劑：芳烴（如苯、甲苯、二甲苯）;

◆用量：為TPA重量的1.5倍.

◆作用：改善了反應(yīng)系統(tǒng)中TPA的擴散狀態(tài),使反應(yīng)物接觸均勻,反應(yīng)易于控制。

但溶劑會使反應(yīng)速度減緩,設(shè)備利用率降低?，F(xiàn)在是68頁\一共有151頁\編輯于星期四◆過程離心分離TPA懸浮于芳烴介質(zhì)中堿金屬Cat存在下100-200℃分離TPA和EO溶解在芳烴介質(zhì)中BHET萃取水入水相結(jié)晶出粗BHET過濾精BHET現(xiàn)在是69頁\一共有151頁\編輯于星期四無溶劑法液化環(huán)氧乙烷＋對苯二甲酸20-30kg/cm2壓力90-130℃反應(yīng)生成BHET溶解于水與EO分離形成精BHET現(xiàn)在是70頁\一共有151頁\編輯于星期四（3）酯交換法

間歇反應(yīng)◆酯交換法有

連續(xù)反應(yīng)◆間歇酯交換法

催化劑類型：醋酸鋅、醋酸鈷、醋酸錳和三氧化二銻等催化劑用量：約為DMT的0.01-0.05%（重量）反應(yīng)溫度：一般控制在180℃以上,酯交換結(jié)束時,可達(dá)到

200℃或更高些。副反應(yīng)：乙二醇在高溫下生成一縮二乙二醇，它相當(dāng)于一種鏈節(jié)較長的二元醇,當(dāng)進(jìn)入大分子主鏈中會降低產(chǎn)品熔點,影響質(zhì)量。酯交換過程還會生成少量分子量較大的環(huán)狀物;

◆缺點：制備DMT,要消耗甲醇,流程長,成本不易降低現(xiàn)在是71頁\一共有151頁\編輯于星期四酯交換反應(yīng)的原理

◆酯交換反應(yīng)：在催化劑存在時，于常壓下加熱進(jìn)行。反應(yīng)進(jìn)行時,DMT發(fā)生醇解和酯化，是一個可逆的反應(yīng)。乙二醇甲醇現(xiàn)在是72頁\一共有151頁\編輯于星期四

酯交換反應(yīng)是在Cat存在時,于常壓下加熱進(jìn)行。反應(yīng)進(jìn)行時,DMT發(fā)生醇解和酯化,是一個可逆的反應(yīng)?？刂颇娣磻?yīng)的方法

①DMT與乙二醇的摩爾比為②從反應(yīng)體系中排除甲醇,甲醇沸點64.7℃,而酯交換反應(yīng)溫度180-200℃?，F(xiàn)在是73頁\一共有151頁\編輯于星期四間歇法酯交換甲醇相階段:

當(dāng)DMT和附有Cat的乙二醇進(jìn)入酯交換釜后,升溫,反應(yīng)在攪拌下進(jìn)行。當(dāng)溫度升至150-160℃時,反應(yīng)放出的甲醇蒸餾通過溫度控制在65-70℃分隔柱（被甲醇帶出的乙二醇回流到釜內(nèi)）進(jìn)入冷凝器被冷凝下來。其流出量達(dá)理論值的75-90%時,可認(rèn)為甲醇相階段結(jié)束。乙二醇相階段:

不讓乙二醇回流,而只讓冷凝器收集乙二醇（進(jìn)行乙二醇的蒸餾）,200-240℃乙二醇和剩下的甲醇一起蒸出來?，F(xiàn)在是74頁\一共有151頁\編輯于星期四連續(xù)法酯交換在連續(xù)酯交換中：一面進(jìn)料,一面出料,形成動態(tài)平衡,并要求產(chǎn)物反應(yīng)程度一致,質(zhì)量均一,把這種反應(yīng)器根據(jù)反應(yīng)物不同濃度的變化,分成幾只串聯(lián)起來,就可以形成一個連續(xù)酯交換的反應(yīng)器。大部分連續(xù)反應(yīng)裝置只是把間歇法中隨反應(yīng)時間和所遭遇到的反應(yīng)條件,設(shè)法由一連續(xù)系統(tǒng)的空間各點來對應(yīng)地滿足它。即是說在間歇法中反應(yīng)過程是隨反應(yīng)時間而變化。而連續(xù)法的反應(yīng)進(jìn)程則隨定向位置而變化?，F(xiàn)在是75頁\一共有151頁\編輯于星期四串聯(lián)酯交換釜的工藝流程：

DMT在熔融態(tài)下由中間貯槽用計量泵連續(xù)地經(jīng)過導(dǎo)熱器送入第一酯交換器,同時在第一酯交換器內(nèi)連續(xù)加入Cat,從第一酯交換器出來的反應(yīng)物的位落差,進(jìn)入第二和第三酯交換器。各酯交換器上部分別裝有甲醇與溶柱及冷凝器,使反應(yīng)生成的醇進(jìn)行分離,并經(jīng)冷凝后收集由第二酯交換器生成的BHET送至BHET貯槽,并在貯槽中連續(xù)加入消光劑和熱穩(wěn)定劑,同時加熱蒸餾除去過剩的乙二醇?，F(xiàn)在是76頁\一共有151頁\編輯于星期四泡罩塔連續(xù)酯交換的工藝流程

DMT和EG在Cat作用下,從酯交換器自上而下地通過進(jìn)行酯交換反應(yīng)，從塔下部再沸器旁側(cè)排出。酯交換后產(chǎn)生的甲醇蒸汽經(jīng)酯交換塔上端的分餾柱排入甲醇冷凝器,冷凝的甲醇進(jìn)入甲醇貯桶。酯交換生成的BHET從再沸器溢出,和來自穩(wěn)定劑的溶解釜的穩(wěn)定劑，經(jīng)閥復(fù)壓差作用進(jìn)入了縮聚塔?，F(xiàn)在是77頁\一共有151頁\編輯于星期四酯交換的工藝條件溫度:第一酯交換器第二酯交換器第三酯交換器BHET貯槽溫度（℃）190210—220210—2202.35停留時間（hrs）2—32—32—31.5反應(yīng)率（%）65—7090—9299

現(xiàn)在是78頁\一共有151頁\編輯于星期四泡罩塔的連續(xù)酯交換工藝熔融釜溫度150-160℃乙二醇導(dǎo)熱器溫度160℃進(jìn)料溫度150-160℃酯交換塔反應(yīng)溫度分餾柱65-70℃塔頂下段170-180℃中段190-200℃再沸器240-250℃現(xiàn)在是79頁\一共有151頁\編輯于星期四配料比:DMT/EG的摩爾比為

反應(yīng)時間2-3小時醋酸錳、三氧化二銻為DMT的0.04%。反應(yīng)壓力:壓力是自上而下逐漸增加的?？刂普＞湍苓_(dá)到自動平衡。如控制不當(dāng),造成某幾層塔板中溫度過高或產(chǎn)生蒸汽量過多,就會產(chǎn)生過高的壓力,而將上一層塔板的液體頂住,不能下降。這種現(xiàn)象稱為氣阻。泡罩塔的主要作用是使上升的蒸汽與回流的液體得以充分的接觸,進(jìn)行相互間的物質(zhì)和熱量交換。作為酯交換的反應(yīng)泡攪拌,是一面使

DMT與EG互相密切接觸,同時有助于甲醇從液相轉(zhuǎn)入氣相,DMT和EG生成的單體從氣相轉(zhuǎn)入液相。泡罩塔的連續(xù)酯交換工藝現(xiàn)在是80頁\一共有151頁\編輯于星期四聚酯生產(chǎn)工藝流程現(xiàn)在是81頁\一共有151頁\編輯于星期四“三釜”連續(xù)酯化縮聚生產(chǎn)工藝（1）酯化按EG/PTA摩爾比為配制的漿料進(jìn)入貯罐，由底部進(jìn)入酯化釜進(jìn)行反應(yīng)。常壓、溫度275-280℃，停留時間為50-60分鐘，酯化率96%以上。酯化產(chǎn)物由底部放出，進(jìn)入預(yù)縮聚釜。酯化產(chǎn)生的水和蒸發(fā)出的EG經(jīng)汽提塔分離后，塔頂逸出水蒸氣冷凝送廢水處理裝置，塔底EG冷卻回收利用。現(xiàn)在是82頁\一共有151頁\編輯于星期四（2）預(yù)縮聚酯化產(chǎn)物（BHET）添加催化劑Sb2O3、消光劑TiO2和少量DEG，過濾和補加適量EG后進(jìn)入預(yù)縮聚釜。預(yù)縮聚釜為立式，頂部為擴大部分，無機械攪拌，內(nèi)有16塊塔盤，頂端塔盤上液面高度約130mm，過量的EG汽化，在抽真空時使塔內(nèi)物料形成大泡，強化了傳熱和反應(yīng)。釜底溫度280℃，釜頂溫度285℃，真空度（余壓）2-2.7kPa，時間僅15-20分鐘，預(yù)縮聚物的聚合度可達(dá)40，特性粘度為0.2。預(yù)縮聚產(chǎn)物由上部排出后進(jìn)入縮聚釜，反應(yīng)中蒸出的EG（夾帶有低聚物）進(jìn)入噴霧冷凝器，經(jīng)旋風(fēng)分離器，有下部放出回收利用。現(xiàn)在是83頁\一共有151頁\編輯于星期四縮聚釜為臥式，釜內(nèi)有鼠籠式攪拌器，沿軸向由密到疏排列網(wǎng)柵，籠與釜壁間隙僅4-5mm。進(jìn)口溫度285℃，出口溫度289-290℃，釜內(nèi)真空度（余壓）為267-333Pa，停留時間為60-80分鐘。產(chǎn)品PET聚合度為85，最終酯化率為100%，特性粘度為0.6dl/g。完成縮聚的熔體可直接紡絲或鑄條切粒。（3）縮聚設(shè)備現(xiàn)在是84頁\一共有151頁\編輯于星期四BHET的精制BHET精制的方法很多,有重結(jié)晶法、溶液萃取法、活性炭吸附法和還原法等。在生產(chǎn)中經(jīng)常是幾種方法同時并用的。通常把粗BHET調(diào)配成30-40%的水溶液，在70-80℃下用碳酸氫鈉式NaOH調(diào)節(jié)PH＝7.9，然后讓溶液通過鋅片塔和活性碳塔,使醛類雜質(zhì)還原成醇（除掉著色物）和吸附其著色物。最后將溶液冷至10℃左右結(jié)晶分離出BHET,并予以干燥?，F(xiàn)在是85頁\一共有151頁\編輯于星期四縮聚反應(yīng)溫度和催化劑由于酯交換反應(yīng)后生成的BHET及相應(yīng)的低聚物的熔點最高為220℃（n=4的低聚物）,在縮聚過程中分子量不斷增大,最后樹脂的熔點可達(dá)到260℃,為了使整個反應(yīng)體系保持在液相條件下進(jìn)行,反應(yīng)溫度必須超過260℃,但聚酯樹脂在290℃以上時熱分解,故工業(yè)上選擇270-280℃為宜?？s聚反應(yīng)的催化劑一般不選擇醋酸鋅、醋酸錳這類催化劑,其原因是對聚酯的熱分解有效,產(chǎn)生的羧基會使其失效,故一般選擇Sb2O3,它對羧基不敏感,其活性與羥基的濃度成反比,其用量為DMT的0.03%左右。現(xiàn)在是86頁\一共有151頁\編輯于星期四為防止聚酯樹脂降解,反應(yīng)中常加入亞磷酸或其酯類穩(wěn)定劑,如亞磷酸三苯酯,其用量為DMT的0.03%左右。后處理包括：出料、鑄帶、冷卻、切粒以及干燥等過程,最后得粒狀產(chǎn)品。若作為絕緣薄膜用,則從反應(yīng)釜底部經(jīng)鑄帶器流出一定寬度與厚度熔體,該熔體在內(nèi)部通有冷卻水的光滑輥筒表面上冷卻,便得到透明厚膜,它再經(jīng)雙向拉伸定向處理,最后得到高強度的絕緣薄膜?？s聚反應(yīng)及后處理現(xiàn)在是87頁\一共有151頁\編輯于星期四聚對苯二甲酸乙二酯的生產(chǎn)經(jīng)過酯交換或直接酯化后的對苯二甲酸乙二酯,還需要經(jīng)過縮聚工序,使之形成線型高分子化合物,稱之為聚酯樹脂。制備聚對苯二甲酸乙二酯的方法,大致可分為三種,即熔融縮聚法、溶液縮聚法和固相縮聚法。第一種方法早已投入生產(chǎn),并有成熟的工藝和設(shè)備。下面著重對第一種方法加以討論?，F(xiàn)在是88頁\一共有151頁\編輯于星期四熔融縮聚法是聚酯樹脂生產(chǎn)上常用的方法。聚合過程可慨述為將對苯二甲酸二甲酯與乙二醇酯交換后生成的對苯二甲酸乙二酯單體及其低聚物在不銹鋼反應(yīng)釜中于270-290℃這間加熱攪拌縮聚,反應(yīng)是在熔融狀態(tài)下進(jìn)行。所以稱為熔融縮聚,熔融縮聚又可分為間歇法與連續(xù)法,現(xiàn)在各國生產(chǎn)聚酯樹脂以連續(xù)法為主。連續(xù)酯交換法合成聚酯樹脂的優(yōu)點是生產(chǎn)能力大,產(chǎn)品質(zhì)量均勻穩(wěn)定,自動化程度高。便于和紡絲工序結(jié)合在一起,但其設(shè)備較復(fù)雜。熔融縮聚法制備聚酯的生產(chǎn)工藝現(xiàn)在是89頁\一共有151頁\編輯于星期四聚酯縮聚反應(yīng)原理（1）縮聚反應(yīng)的原理:（2）二聚體又可以和單體作用生成三聚體270~250℃現(xiàn)在是90頁\一共有151頁\編輯于星期四（3）三聚體又可以與單體作用生成四聚體這樣繼續(xù)反應(yīng)下去就生成了高分子量的聚酯樹脂可以用通式表示為,?聚酯縮聚反應(yīng)原理現(xiàn)在是91頁\一共有151頁\編輯于星期四對苯二甲酸乙二酯縮聚的聚酯樹脂的反應(yīng)和酯交換反應(yīng)一樣是可逆反應(yīng)。必須除去生成的乙二醇才能得到高分子量的聚酯樹酯。乙二醇通出的快慢是控制反應(yīng)速率的極為重要的因素。據(jù)報導(dǎo)在縮聚時如使反應(yīng)物的極薄的液膜狀態(tài),并在真空中，只需幾秒鐘即可以縮聚成樹脂。在實際生產(chǎn)中,需要加快乙二醇的擴散和蒸發(fā),常采用攪拌、薄液層、高真空和加熱等方式來實現(xiàn)。聚酯縮聚反應(yīng)原理現(xiàn)在是92頁\一共有151頁\編輯于星期四間歇縮聚的工藝條件生產(chǎn)配方：對苯二甲酸乙二酯,一批酯交換量催化劑:Sb2O3,其用量為對苯二甲酸二甲酯重量的0.02-0.03%左右。穩(wěn)定劑:亞磷酸三苯酯、磷酸三苯酯或兩者的混合物,

其量為對苯二甲酸二乙酯重量的0.015-0.02%左右?？s聚反應(yīng)的工藝條件:縮聚反應(yīng)分為三個階段。第一階段為大量蒸發(fā)乙二醇的階段大約有80%的乙二醇要在這一階段排除。此時需要供給充分熱量,這時物料的特性粘度約

0.1左右。同時這時的反應(yīng)溫度不宜過高。現(xiàn)在是93頁\一共有151頁\編輯于星期四間歇縮聚操作（1）常壓縮聚（2）低真空縮聚（3）高真空縮聚（4）出料現(xiàn)在是94頁\一共有151頁\編輯于星期四常壓縮聚階段（或預(yù)縮聚階段）:溫度約250℃左右,約80%的乙二醇在這一階段排除,攪拌速度60轉(zhuǎn)/分,時間1.5-2小時。低真空度階段:此時大量的乙二醇已被蒸出,溫度由250℃升至270℃,真空度達(dá)到750mmHg,攪拌速度30-40轉(zhuǎn)/分,時間1.5-2小時（操作要點:逐漸打開真空閥,在視鏡中看不到乙二醇?xì)饬鳛橹梗８哒婵针A段:高真空,余壓控制在0.5mmHg以下,溫度270-280℃,轉(zhuǎn)速10-20轉(zhuǎn)/分,時間1-3.5小時,攪拌電機的電流升到一定值后即可出料?，F(xiàn)在是95頁\一共有151頁\編輯于星期四乙二醇的排除反應(yīng)初期物料粘度低，乙二醇排除量較多，這時真空度不宜過高，否則乙二酯大量溢出，沸騰劇烈，可能將縮聚物帶出，甚至堵塞管道。反應(yīng)后期物料的粘度加劇提高，乙二醇排除量減少，而且是以擴散方式逐漸排出，所以要求高的真空度，促使乙二醇的排出?，F(xiàn)在是96頁\一共有151頁\編輯于星期四影響合成聚酯反應(yīng)的因素催化劑：可使縮聚反應(yīng)加快。Cat的用量多，縮聚反應(yīng)加快。但加入量過多，會使付反應(yīng)增加，對產(chǎn)品質(zhì)量不利。通常選用三氧化二銻為縮聚的催化劑，其用量為對苯二甲酸二甲酯重量的0.02-0.03%左右。氫氧化鋅、氫氧化鋁、氫氧化鎘和鋁酸鈉等物質(zhì)也可以作為催化劑。經(jīng)實驗證明：由于上述物質(zhì)酸性比Sb2O3低，可使副反應(yīng)減少，制得的聚合物熔點比用Sb2O3時要高，色澤也較白，而且紡絲性能良好。現(xiàn)在是97頁\一共有151頁\編輯于星期四穩(wěn)定劑：因聚酯樹脂在高溫下發(fā)生氧化裂解反應(yīng)，這種裂解反應(yīng)包括酯鍵的氧化、水解和羧基的氧化，在嚴(yán)重的情況下還可能脫羧，甚至高分子物的分解。所以需要加入穩(wěn)定劑?？勺鳛榉€(wěn)定劑的物質(zhì)有磷酸、亞磷酸三苯酯、磷酸三苯酯和亞磷酸三對叔丁基苯酯，這些穩(wěn)定劑可以單獨使用，也可以混合使用。一方面使熱穩(wěn)定性提高。但它也會使使縮聚反應(yīng)減慢。影響合成聚酯反應(yīng)的因素現(xiàn)在是98頁\一共有151頁\編輯于星期四縮聚反應(yīng)需要的穩(wěn)定劑，消光劑是在單體輸入的管道中加入。單體在預(yù)縮聚塔中進(jìn)行初步縮聚后的低聚物再進(jìn)入縮聚釜中進(jìn)行縮聚，使具有一定的特性粘度和分子量，達(dá)到要求后即可用出料螺桿泵連續(xù)打出進(jìn)行切沖式直接紡絲。影響合成聚酯反應(yīng)的因素現(xiàn)在是99頁\一共有151頁\編輯于星期四五、聚酯生產(chǎn)設(shè)備一般采用“三釜”法進(jìn)行制備聚酯。聚合設(shè)備包括：（1）酯交換釜；（2）預(yù)聚反應(yīng)塔；（3）臥式縮聚反應(yīng)釜現(xiàn)在是100頁\一共有151頁\編輯于星期四酯交換的主要設(shè)備是酯交換釜，不銹鋼制成，釜內(nèi)裝有錨式攪拌器，釜外裝有熱載體的加熱灰套。熱載體依賴電熱棒加熱。釜的容積按產(chǎn)量大小而定，常為1000-2000升。釜蓋有加料孔和接有分餾柱的冷凝器，分餾柱內(nèi)有磁卷填料，分餾柱外部有冷卻水灰套。此外釜蓋有視孔，釜底有出料口?，F(xiàn)在是101頁\一共有151頁\編輯于星期四間歇縮聚的主要設(shè)備間歇縮聚的主要設(shè)備為縮聚釜,它是用不銹鋼制的帶攪拌的高壓釜。釜外有加熱夾套,夾套中可用聯(lián)苯和聯(lián)苯醚組成的高溫導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱,高壓釜要求高度的氣密性,嚴(yán)防泄漏。高壓釜的容積可按工廠的需要而定。高壓釜還要考慮密封和傳熱均勻性。我國一般的高壓釜容積為2000立升,今后考慮擴大到4000立升?，F(xiàn)在是102頁\一共有151頁\編輯于星期四縮聚反應(yīng)可分別在2-3個反應(yīng)器中進(jìn)縮聚反應(yīng)器的設(shè)計要求乙二醇能迅速排除?？s聚可以在立式（塔式）或臥式（釜式）設(shè)備中進(jìn)行。連續(xù)縮聚只把通過酯交換式直接酯化后制得的對苯二甲酸乙二酯（單體）經(jīng)過過濾除去雜質(zhì)以后用計量泵輸入預(yù)縮聚塔中。合成反應(yīng)設(shè)備現(xiàn)在是103頁\一共有151頁\編輯于星期四目前主要采用立式逆筒板式塔作為預(yù)縮聚釜。預(yù)縮聚塔可以分為三節(jié)。塔內(nèi)凡與物料接觸部分均用不銹鋼式復(fù)合子銹鋼板制成。合成反應(yīng)設(shè)備現(xiàn)在是104頁\一共有151頁\編輯于星期四后縮聚設(shè)備一般具有攪拌裝置，使物料，形成薄層，擴大蒸發(fā)面積，有助于乙二醇的排除。同時使物料橫向有充分的混合條件。目前后縮聚采用臥式的為多。臥式縮聚釜有多種形式，其主要差別幾乎在于攪拌器的形式不同。后縮聚釜是否滿足工藝上的要求，很大程度上是由攪拌器的設(shè)計是否得當(dāng)而決定的。后縮聚設(shè)備現(xiàn)在是105頁\一共有151頁\編輯于星期四圖1臥式熔融縮聚釜結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是106頁\一共有151頁\編輯于星期四塔式反應(yīng)器預(yù)縮聚反應(yīng)器通常為立式反應(yīng)釜和塔。上部裝有分離塔（柱）或捕集器，以防止物料由酯化反應(yīng)器進(jìn)入預(yù)縮聚反應(yīng)器。由于減壓閃蒸逸出的蒸汽夾帶低聚物。中下部裝有加熱（管），以適應(yīng)縮聚反應(yīng)工藝?，F(xiàn)在是107頁\一共有151頁\編輯于星期四圖2薄層縮聚反應(yīng)裝置如圖2所示，使單體或預(yù)聚體以極薄的厚度涂布在連續(xù)運動的金屬帶上,于一定的真空度及反應(yīng)溫度下進(jìn)行反應(yīng)。由于反的表面積極大,因此,既有利于傳熱,也有利于小分子付產(chǎn)物的及時逸出?，F(xiàn)在是108頁\一共有151頁\編輯于星期四圖3高溫載熱體在縮聚釜夾套內(nèi)強制循環(huán)如圖3所示，為使物料受熱均勻,提高傳熱效率,載熱體可采用強制循環(huán)的形式,現(xiàn)在是109頁\一共有151頁\編輯于星期四圖4釜夾套為半圓管式的縮聚釜如圖4所示。為了進(jìn)一步改善傳熱狀況,釜的夾套可作成平園管形式,提高傳熱效果,并有利于加熱均勻,釜內(nèi)則多采用錨式或框帶式攪拌器,減少局部過熱發(fā)生?，F(xiàn)在是110頁\一共有151頁\編輯于星期四1描述纖維性能的參數(shù)有哪些？工業(yè)上用于生產(chǎn)線型縮聚物的方法有哪些？縮聚物中的大品種如聚酯、聚酰胺都是用哪種方法進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)？在聚對苯二甲酸乙二醇酯的生產(chǎn)中，有哪些主要影響因素，可以采取哪些措施來保證制得平均聚合度在100以上的產(chǎn)物？成纖高聚物有哪些特征？生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂采用哪些原材料？聚酯的合成方法有哪幾種？

簡述間歇酯交換法生產(chǎn)PET工藝流程。

現(xiàn)在是111頁\一共有151頁\編輯于星期四第六章錦綸

1.概述2.錦綸的生產(chǎn)3.錦綸的結(jié)構(gòu)4.錦綸的性能5.錦綸的用途和發(fā)展前景現(xiàn)在是112頁\一共有151頁\編輯于星期四錦綸POY.FDY系列產(chǎn)品短纖現(xiàn)在是113頁\一共有151頁\編輯于星期四聚酰胺纖維：polyamidefibre，PA中國名稱：錦綸；翻譯名稱：“耐綸”、“尼龍”，“阿米綸”，“貝綸”。

錦綸纖維大分子鏈中各鏈節(jié)通過酰胺鍵相連的成纖高聚物紡制的纖維。1.概述1.1定義第二位現(xiàn)在是114頁\一共有151頁\編輯于星期四1938年德國的Schlack合成出了聚酰胺6，1941年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。1935，Carthers等在實驗室制備出了線性聚酰胺661936—1937年由杜邦公司通過熔體紡絲法制造出聚酰胺66纖維——尼龍。1939年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)世界上最早投入工業(yè)化生產(chǎn)的合成纖維在我國最早是錦州化纖廠開始生產(chǎn)尼龍的，所以稱為錦綸。1.2發(fā)展歷史現(xiàn)在是115頁\一共有151頁\編輯于星期四1、由飽和的二元酸與二元胺通過縮聚反應(yīng)制得的線性高分子縮聚物，再經(jīng)過熔融紡絲及后加工而制得的纖維。1.3分類2、由ω-氨基酸縮聚或由己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合制得的線性高分子縮聚物，再經(jīng)過熔融紡絲及后加工而制得的纖維。錦綸纖維現(xiàn)在是116頁\一共有151頁\編輯于星期四聚酰胺-1010聚酰胺-6聚酰胺-66聚酰胺-11種類聚酰胺-12聚酰胺-610產(chǎn)量最大69%其次29%1.4品種現(xiàn)在是117頁\一共有151頁\編輯于星期四1聚酰胺-6（錦綸-6）的生產(chǎn)聚酰胺-6

由己內(nèi)酰胺開環(huán)或ω-氨基己酸經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的合成纖維錦綸-6尼龍-6卡普隆2、錦綸的生產(chǎn)簡介現(xiàn)在是118頁\一共有151頁\編輯于星期四1聚酰胺-6（錦綸-6）的生產(chǎn)主要原料:己內(nèi)酰胺生產(chǎn)原理:高溫；惰性氣體保護；水作引發(fā)劑；Mn=15000～23000

生產(chǎn)工藝:有常壓法、高壓法、常減壓并用、固相縮聚等聚酰胺-6現(xiàn)在是119頁\一共有151頁\編輯于星期四（1）聚合原理

已內(nèi)酰胺在高溫下，微量水存在時的聚合反應(yīng)如下：nNH（CH2）5C＝O－NH（CH2）5C－n微量H2O反應(yīng)的溫度：250~260℃引發(fā)劑的用量：已內(nèi)酰胺的0.5%～5%；分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑：乙酸（0.07%～0.14%）或己二酸（0.2%～0.3%）；反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率：一般為85%～90%現(xiàn)在是120頁\一共有151頁\編輯于星期四1聚酰胺-6（錦綸-6）的生產(chǎn)常壓高壓常減壓固相縮聚現(xiàn)在是121頁\一共有151頁\編輯于星期四常壓法

主要用于生產(chǎn)相對粘度較低（ηr＝2.2～2.7，相對分子質(zhì)量為13000～14000）的聚酰-6樹脂，所用的反應(yīng)器為直形VK管和U形VK管。直形VK管高為9m左右，以聯(lián)苯-聯(lián)苯醚為載熱體，采用分段加熱的方式進(jìn)行加熱變。一段溫度為230～240℃；第二段溫度為（265±2）℃；第三段溫度為（240±2）℃。投料前用氮氣置換反應(yīng)器中的空氣后，再將熔融的（90～100℃）的己內(nèi)酰胺經(jīng)過濾后，用齒輪泵送入熔體貯罐，并將引發(fā)劑和相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑送入助劑計量槽，然后按比例將物料從VK管頂部加入，使其慢慢從管內(nèi)多孔擋板間曲折流下。單體在第一段被引發(fā)劑開環(huán)并初步聚合；經(jīng)過第二段和第三段完成平衡聚合反應(yīng)。反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水份不斷從反應(yīng)器頂部排出。單體物料在管內(nèi)的平均停留時間約20h。聚合后熔融的產(chǎn)物用齒輪泵從直形VK管底部送出，可以直接紡絲、也可以鑄帶切片。U形VK管是兩根并列的雙層夾套直管，下端連通，并通過旋塞控制兩管之間物料的通過速度，熔融的已內(nèi)酰胺和助劑通過助劑計量槽進(jìn)入第一管，經(jīng)過第一段（220±1）℃和第二段（260±1）℃聚合反應(yīng)，經(jīng)旋塞進(jìn)入第二管，保持保持（260±1）℃下反應(yīng)。第二管內(nèi)有內(nèi)管，熔融的聚合物溢流通過內(nèi)管形成膜層以保證充分混合，質(zhì)量均勻和較好地排除水汽和氣泡。聚合時間根據(jù)樹脂的用途來確定，單絲用樹脂為35h左右，簾子線用樹脂為40～70h。聚合好的熔體用齒輪泵送出，可直接紡絲，也可以鑄帶切片?，F(xiàn)在是122頁\一共有151頁\編輯于星期四現(xiàn)在是123頁\一共有151頁\編輯于星期四高壓法高壓法是在250～260℃，0.98MPa條件下，采用直管形反應(yīng)器，助劑用0.13%的水和0.05%的己二酸，制備較高粘度（ηr＝3.5左右，相對分子質(zhì)量為18000～22000）的樹脂，聚合時間70h左右。聚合后的熔體用齒輪泵送出，可直接紡絲，也可以鑄帶切片。常減壓并用法該法中所用的反應(yīng)器是兩直形管，第一管分三段加熱使單體聚合，聚合后的熔體用齒輪泵送入第二管的頂部以薄膜的形式通過真空度為26.7～40kPa區(qū)域，蒸出單體和水份，其中所含的5%的單體回收使用，然后進(jìn)入第二管下部的細(xì)徑管中進(jìn)一步聚合成高粘度樹脂，ηr＝3.5或4.4，前者供紡絲用，后者供注塑成型用，其中含低分子物7%～10%?，F(xiàn)在是124頁\一共有151頁\編輯于星期四現(xiàn)在是125頁\一共有151頁\編輯于星期四固相縮聚法該法是將常壓法制備的相對粘度為2.6～2.9的聚酰胺-6樹脂，經(jīng)過苯萃取除去單體和低分子物，然后送到回轉(zhuǎn)式真空干燥機，在190～200℃下，用高純度氮氣保護下進(jìn)行聚合。再在532.8Pa真空度下進(jìn)一步抽出單體和低分子物。樹脂粘度ηr＝3.4～3.7，聚合時間約為18～34h。現(xiàn)在是126頁\一共有151頁\編輯于星期四聚酰胺-66（錦綸-66）的生產(chǎn)聚酰胺-66

是己二酸與己二胺的縮聚物，是最早實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的聚酰胺品種，也是產(chǎn)量最大?！，F(xiàn)在是127頁\一共有151頁\編輯于星期四主要原料:己二酸、己二胺生產(chǎn)原理:需要嚴(yán)格控制兩種單體配料比，才能得到高相對分子質(zhì)量的高聚物。生產(chǎn)上采用：縮聚反應(yīng)前，先制成鹽，再縮聚。聚酰胺-66現(xiàn)在是128頁\一共有151頁\編輯于星期四聚酰胺-66的生產(chǎn)過程主要有：66鹽制備、66鹽的縮聚。①66鹽的制備和縮聚制備66鹽時，分別將己二胺和己二酸配制成溶液，然后再混合成66鹽溶液，再在適當(dāng)?shù)臈l件下縮聚。配制成水溶液，控制反應(yīng)溫度為98℃，可以生產(chǎn)含63%66鹽的水溶液，直接用于生產(chǎn)聚酰胺-66，收率99.9%，這是最理想的工藝。以甲醇為溶劑，將兩種單體分別配制溶液，在60～70℃下攪拌混合，中和成鹽，再冷卻析出66鹽，過濾，在70℃下真空干燥，得白色結(jié)晶粉末狀66鹽，縮聚時再配制成60%的水溶液。nHOOC（CH2）4COOH＋nH2N（CH2）6NH2n－OOC（CH2）4COHN（CH2）6NH3+HO－OC（CH2）4COHN（CH2）6NH－H＋（2n－1）H2On現(xiàn)在是129頁\一共有151頁\編輯于星期四性能：強韌耐磨、彈性高、質(zhì)量輕，染色性好，較不易起皺，抗疲勞性好。吸濕率為3.5%~5.0%，在合成纖維中是較大的，吸汗性適當(dāng)，但容易走樣。聚己二酰己二胺纖維（錦綸－66，尼龍－66）用途：約一半作衣料用，一半用于工業(yè)生產(chǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中，約1/3是做輪胎簾子線。尼龍－66的耐熱性比尼龍－6高，做輪胎簾子線很受歡迎。

現(xiàn)在是130頁\一共有151頁\編輯于星期四間歇溶液縮聚法連續(xù)溶液縮聚法聚酰胺-66（錦綸-66）的生產(chǎn)工藝現(xiàn)在是131頁\一共有151頁\編輯于星期四

將66鹽配制成50%～60%的水溶液，加入縮聚釜中；同時，根據(jù)產(chǎn)物相對分子質(zhì)量要求加入相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑乙酸或已二酸，如產(chǎn)物相對分子質(zhì)量為13000時，加入量為66鹽的0.5%（質(zhì)量）；控制反應(yīng)溫度為230℃左右，壓力1.7～1.8MPa，保壓2h左右，進(jìn)行預(yù)縮聚成低相對分子質(zhì)量的聚合體（注意時間不要太長，太長容易脫羧）。然后，逐步泄壓，排出水蒸氣，隨著水分的不斷排出，溫度逐步提高、壓力逐步下降，從1.8MPa下降到一定壓力時，抽真空使壓力達(dá)到0.1MPa左右，保持45min，溫度控制在280℃以下，防止熱降解，排出水分進(jìn)行最后縮聚?？s聚反應(yīng)完成后，將物料壓出、鑄帶、切粒、干燥，得聚酰胺-66樹脂。該樹脂可以作為紡絲或工程塑料的原料。間歇溶液縮聚法現(xiàn)在是132頁\一共有151頁\編輯于星期四123456789101112131415固體66鹽空氣N2聚酰胺-66間歇溶液縮聚法現(xiàn)在是133頁\一共有151頁\編輯于星期四

將制備好的63%66鹽水溶液和相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑乙酸和已二酸等，一起加入靜態(tài)混合器中混合；然后送入蒸發(fā)反應(yīng)器，在溫度232℃、壓力1.8MPa下，保壓3h。然后，將物料送入管式反應(yīng)器，溫度從230℃升高到285℃，壓力從1.7MPa逐步降至0.28MPa左右，反應(yīng)3h。再將物料送入后反應(yīng)器，進(jìn)行后縮聚反應(yīng)。制得的聚合物經(jīng)擠壓鑄帶、切粒、干燥，得聚酰胺-66樹脂。該樹脂可以作為紡絲或工程塑料的原料。連續(xù)溶液縮聚法現(xiàn)在是134頁\一共有151頁\編輯于星期四連續(xù)溶液縮聚法1234567891010101112131415161718192021222366鹽蒸發(fā)反應(yīng)器管式反應(yīng)器現(xiàn)在是135頁\一共有151頁\編輯于星期四3、聚酰胺的結(jié)構(gòu)1、形態(tài)