3-2 聚酯纤维和聚酰胺纤维在线视频

同学们大家好

我是主讲老师柴春鹏

今天我们讲聚酯纤维和聚酰胺纤维

首先是聚酯纤维

聚酯纤维是主链含有酯基的一类聚合物

经纺丝而制成的纤维

目前

多指以

聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料生产的纤维

简称为PET纤维

俗称为涤纶

早期还称之为

的确良

PET纤维是合成纤维中发展最快的品种

产量居第一位

PET的分子结构式如图所示

这一结构式显示

PET是对称芳环的线性聚合物

易于取向和结晶

具有良好的成纤性

成纤维的PET分子量一般是控制在

18000～25000 之间

PET纤维的性能

主要有以下几方面

首先是物理性能

PET纤维一般为乳白色

带有丝光

通常具有较高的结晶度

密度与羊毛接近

PET纤维的热性能方面

玻璃化温度为68～81℃

在玻璃化温度以下

大分子链段活动能力小

受外力不易变形

有利于正常使用

软化点温度为230～240℃

超过此温度

涤纶纤维开始解取向

分子链段发生运动产生形变

且形变不能回复

PET纤维的力学性能

它的强度和断裂伸长率

不仅与分子结构有关

还与纤维纺丝过程中的

拉伸和热处理工艺密切相关

经拉伸后

大分子链按一定方向排列

取向度提高

使其能均匀承受外力

故强度提高

在适当的热处理条件下

涤纶在纺丝过程中

拉伸程度愈高

则纤维的取向度愈高

纤维的断裂强度也愈高

而断裂伸长率却较低

反之

则可能获得

低强高伸长的纤维

即改变拉伸和热处理条件

可制成高强低伸或者是

低强高伸等不同品种的纤维

PET纤维的耐磨性能不如锦纶

但比其它合成纤维高出几倍

与天然纤维

或者是粘胶纤维混纺

可显著提高耐磨性

PET纤维有起球的缺点

因PET纤维丝截面为圆形

表面光滑

抱合力差

纤维末端容易浮出织物表面

形成绒毛

经摩擦

纤维纠缠在一起就会结成小球

PET纤维的化学性能方面

它有较好的耐酸性

在弱酸中煮沸没有显著损伤

在强酸中低温下稳定

高温下有损伤

纤维强度迅速会降低

PET纤维耐酸的意义在于

染整加工可以在酸性条件下进行

PET纤维的耐碱性相对较差

碱会使酯基发生水解

水解程度是随碱的种类

浓度

温度及时间不同而不同的

PET纤维对氧化剂和还原剂

均具有良好的稳定性

因此

染整加工中 漂白剂

比如次氯酸钠 双氧水

还原剂

如保险粉 二氧化硫脲

都可使用

PET纤维的耐溶剂性较好

PET纤维的染色相对困难

因为

PET分子链排列是较紧密的

染料比较难进入纤维内部

在电性能方面

PET纤维会有静电现象

由于PET纤维吸湿性比较低

表面具有较高的比电阻

当两物体接触

摩擦又立即分开后

PET纤维表面

就容易积聚大量电荷

而不会逸散

所以产生静电

在燃烧性能方面

PET纤维较易燃烧

靠近火焰时会收缩熔化为粘流状

接触火焰即燃烧

并形成熔珠而滴落

熔珠为硬的黑色小球

PET纤维的生产过程

主要包括

PET熔体合成和熔体纺丝两部分

PET熔体合成有三种方法

如图所示

第一种是酯交换法

即将对苯二甲酸二甲酯

和乙二醇进行酯交换

生成的对苯二甲酸二乙二醇酯低聚物

在 280～290℃和真空条件下

缩聚得到

聚对苯二甲酸乙二醇酯熔体

第二种是直接酯化法

也就是将

对苯二甲酸与乙二醇直接酯化

然后对

对苯二甲酸乙二酯进行缩聚获得

聚酯熔体

第三种是 环氧乙烷酯化法

在饱和低分子脂肪胺或者是季胺盐存在下

直接用环氧乙烷与对苯二甲酸反应

生成对苯二甲酸双羟乙酯

再进行缩聚反应

得到PET熔体

PET熔体温度一般在

265-270 ℃

PET熔体纺丝主要有两种方法

一是直接纺丝法和切片纺丝法

直接纺丝法的工艺流程是

PET熔体

到纺丝

然后经过后处理

就能得到成品纤维

那么切片纺丝法的工艺流程是

首先要对PET进行切片

然后干燥

熔融 纺丝

再经过后处理后

得到成品的PET纤维

聚酯纤维除PET纤维外

目前已工业化生产的

新型聚酯纤维还有

PPT纤维

也就是聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维

它像PET纤维一样

易洗快干 有较好的弹性恢复性

和抗折皱性

并有较好的耐污性

抗日光性和手感

它比PET纤维的染色性能要好

可在常压下染色

在相同条件下染料

染料对PPT纤维的渗透力要高于

PET

且染色均匀色牢度好

PBT 纤维

也就是聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维

它除具有同PET纤维一样好的特性外

还有较好的染色性

较好的抗老化性能

耐化学品性能和耐热性

PBT纤维在工程塑料

家用电器外壳

机器零件上有着广泛的用途

另外还有PEN纤维

也就是聚萘二甲酸乙二醇酯纤维

PEN纤维是半结晶状的热塑性聚酯材料

与PET纤维相比

PEN纤维

具有较好的机械性能和热性能

如强度高

模量高

抗拉伸性能好 刚性大

耐热性好

尺寸稳定 不易变形

有较好的阻燃性

耐化学品性

抗水解

抗紫外线

耐老化等

聚酯纤维的应用

由于聚酯纤维弹性好

织物有易洗快干 保形性好

免熨烫等特点

所以是理想的纺织材料

可纯纺

或与其它纤维混纺

制作各种服装及针织品

在工业上

可用作轮胎帘子线

运输带

消防水管

缆绳

渔网等

也可用作电绝缘材料

耐酸过滤布

和造纸毛毯等

聚酯纤维就介绍到这里

下面我们介绍聚酰胺纤维

聚酰胺纤维是用聚酰胺树脂制得的纤维

商品名称为锦纶或尼龙

是最早工业化的合成纤维

聚酰胺分子结构的共同特点是

大分子链节间

都以酰胺基“-CONH-”相联的特点

聚酰胺在晶体中为完全伸展的

平面锯齿型构型如图所示

此构型显示分子中羰基和亚氨基

可以在分子间或分子内形成氢键

使分子间作用力增大

聚酰胺纤维一般分为两大类

一类是由二元胺和二元酸缩聚制成的

可分别用两个数字表示两者所含的碳原子数

前者代表二胺的碳原子数

后者代表二酸的碳原子数

如聚酰胺610

就是指由己二胺和癸二酸缩聚制得 的

聚酰胺

另一类是由氨基酸缩聚

或由内酰胺开环聚合而得

其数字表示

氨基酸或内酰胺的碳原子数

如聚酰胺6

是由ω-氨基

己酸经缩聚反应而制得的

或者是含6个碳原子的

己内酰胺开环聚合而制得

聚酰胺纤维的主要的品种如表所示

它的品种非常多

其中

生产生活中应用最广泛的是

聚酰胺6和聚酰胺66

也就是通常称为尼龙6和尼纶66的产品

聚酰胺纤维的性能

聚酰胺纤维突出的优异性能主要包括

耐磨性好

它的耐磨性优于其它一切纤维

比棉花要高10倍

比羊毛要高20倍

是粘胶纤维的50倍

聚酰胺纤维强度高

耐冲击性好

聚酰胺纤维的结晶度

取向度以及分子间作用力很大

因此它是强度较高的合成纤维品种之一

它的弹性高

耐疲劳性好

聚酰胺纤维的回弹性极好

例如尼龙6

长丝在伸长10%的情况下

回弹率能为99%

可经受数万次的双曲挠

比棉花高了7～8倍

它的密度小

除聚丙烯和聚乙烯纤维外

它是所有纤维中最轻的

相对密度约为1.04～1.14

吸湿性能低于天然纤维和再生纤维

合成纤维中其

吸湿性仅次于维纶

有良好的耐蛀虫

耐腐蚀性能

和染色性能好等

当然任何事物都是有两面性的

聚酰胺纤维也不例外

它也有缺点

那么它的缺点主要表现在

耐光性较差

在长时间的日光或紫外光照射下

聚酰胺纤维的强度会下降

颜色会发黄

聚酰胺纤维的耐热性也相对较差

另外

聚酰胺纤维的初始模量

比其它大多数纤维都要低一点

因此在使用过程中容易变形

聚酰胺含酰胺键

易发生水解

对酸不稳定

对氧化剂稳定性也较差

通过改性 可以克服聚酰胺纤维的这些缺点

使其更广泛的被应用

聚酰胺纤维的改性

主要有 化学改性和物理改性两种途径

那化学改性

通常需要通过共聚

接枝等

改变原有聚酰胺大分子的化学结构

以达到改善纤维的吸湿性

耐光性

染色和抗静电等性能的目的

化学改性一般具有持久的效果

物理改性方法

是在不改变原有聚酰胺大分子的化学结构的情况下

通过改变喷丝孔的形状和结构

改变纺丝成型条件和后加工技术等来

改变纤维的形态结构

达到改善纤维的

蓬松性 手感

伸缩性

光泽等性能

如 纺制复合纺丝

异形纤维

共混纺丝或经特殊处理的聚酰胺丝

以获得聚酰胺差别化的纤维

聚酰胺纤维的应用

聚酰胺纤维的主要用途是在服装领域

和工业领域

在服装领域

聚酰胺纤维一是用于多种运动衣

健美服 游泳衣 滑雪衫等

二是用于长 短袜品 弹力袜和紧身衣

我们日常生活中穿的尼龙袜就是用聚酰胺纤维来做的

三是丝绸类的纺织品

四是用于混纺

在毛纺中混纺聚酰胺

可明显的提高其强力和耐磨性

在工业领域

聚酰胺纤维是制造工业滤布

和造纸毛毡的理想材料

可用来制作渔网

绳索和安全网等

此外

还广泛用作传动运输带

消防软管

缝纫线

安全带和降落伞等多种用品

有关聚酯纤维改性的内容

请同学们课后自学

好 这节课我们就讲到这里

同学们再见