滌綸的前景、用途、作用
滌綸是以聚酯(PET)為原料，經熔融紡絲及后加工而制得的纖維。聚酯是由精對苯二甲酸(FTA)或對苯二甲酸二甲酪(DMT)與乙二醇(EG)，經酪化反應后再經縮聚而生成的聚合物。
1953年美國杜邦(Dhpont)公司建成第一座工業(yè)化聚酪纖維廠，隨后英國、德國、意大利、日本等國，也先后建成工業(yè)化生產裝置。特別是在80年代后，聚酪纖維在世界范圍內得到了迅速的發(fā)展。
我國滌綸纖維生產起步于60年代。70年代開始先后引進了日本、德國、瑞士、美國、法國、英國等國外先進技術及設備。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年我國聚酪產量達到287．4萬噸，滌綸纖維產量達到357．5萬噸。
第一節(jié)滌綸的品種及用途
一、品種
滌綸品種較為“豐富”，可分為短纖維和長絲兩大類。
1．短纖維
滌綸短纖維種類如下：種類規(guī)格
棉型短纖維~1．5分特×33~38毫米中長型短纖維~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．長絲
滌綸長絲品種有預取向絲(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，其種類就比較繁多了，除常規(guī)滌綸外，還有有色滌綸、陽離子可染纖維、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(包括其分子量)，特別是紡絲及后加工條件等均有直接關系。
(1)外觀：滌綸纖維一般為乳白色，亦可根據(jù)用戶需要生產不同品種的產品。在生產過程中，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，其密度可降至0．6~1．2克／厘米3，可達到比羊毛還輕、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，在相對濕度為65％時，吸濕量為0．4％。0．5％，即使相對濕度在100％時，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：滌綸纖維軟化點在230―240℃，熔點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：滌綸纖維在波長為315flm以下的紫外線照射下，產生分子斷裂現(xiàn)象，纖維強度下降，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，由于摩擦而易產生靜電，易吸灰塵，這也是滌綸纖維的缺點。
(7)化學性能：滌綸纖維在常溫下，對酸、堿有一定穩(wěn)定性，但隨著溫度升高耐腐蝕性降低。對某些氧化劑具有較強抗氧化能力。
(8)抗菌性：滌綸纖維通常不會受微生物的侵蝕，具有抗菌性，因而織物不會被蛀蟲蛀壞。
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)各個方面。
(2)長絲：滌綸長絲可供機織、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：滌綸纖維經化學改性(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，其用途范圍會發(fā)生很大變化，擴大了應用領域，在工業(yè)、農業(yè)及高科技領域應用日益廣泛。如可用于繩索、汽車安全帶及輪胎子午線；還可制成拒水性、吸水性或導水性產品；制成抗靜電、阻燃型、有色纖維等。第二節(jié)滌綸的生產一、生產原料滌綸纖維生產原料為聚酪(PET熔體或切片)，特性粘度在0．6~0．7之間的PET用于生產民用滌綸，特性粘度在0．7~1．0之間的取T用于生產滌綸工業(yè)絲。
二、生產過程
滌綸纖維的生產是將聚酪熔體在壓力下，定量地由紡絲機中的噴絲孔流出絲束，經冷卻、凝固再經拉伸及后加工處理而制成滌綸短纖維和長絲。
(一)聚酪的生產
PET生產工藝路線有兩種，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生產聚酪的成本較高。
1．縮聚反應
縮聚反應分為酪化法及酯交換法兩種。這兩種技術除所使用的原料PTA、DMT不同之外，主要差別在于生產對苯二甲酸雙經乙酣(BHET)工藝過程不同，而由BHET、生產PET工藝技術是一致的。
酪化法：酪化反應不需要使用催化劑、酯化率要求低，酪化反應在壓力下進行，酯化法縮聚反應不產生甲醇，無需設置甲醇回收裝量。
酯交換法：酪交換反應使用催化劑，其結果是使反應物中灰分含量加大，為保證產品有足夠的聚合度，要求酯交換率在99％以上。酯交換反應可以在常壓下操作，反應控制容易。酪交換反應有甲醇生成，因而需設置甲醇回收裝置。
2．縮聚工藝分類
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：主要由一個酯化(或酯交換)反應器和一個縮聚反應器組成，每個反應器在分期、分批進料和反應后出料，呈間斷操作。
連續(xù)縮聚：由幾個反應器串聯(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，反應后產物連續(xù)進入下一個反應器，在終縮聚釜生產出PET，又連續(xù)地進入鑄帶切粒加工成PET切片或熔體PET進入直接紡絲工序紡絲。
半連續(xù)縮聚：該工藝特點是能夠適應生產小批量、多品種的產品。半連續(xù)縮聚生產是在第一、二酯化反應器后，增加一中間貯槽，貯存BHET，再分期分批加人間歇縮聚反應器內，進行縮聚反應，而第一、二酪化反應器與中間貯槽之間相似于連續(xù)酯化過程，來完成半連續(xù)縮聚生產。
連續(xù)編聚生產大型化，(www.ninbofp.com)目前一條生產線年產量可以達到10萬噸以上，產品質量易控制，生產易操作。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，生產成本有明顯下降。間歇縮聚生產工藝流程簡單，便于更換品種和生產特殊品種，但其生產能力低，產品質量受每批所限，均勻性和可紡性差，消耗高。
3．主要設備
酯化反應器：酪化反應器分為立式和臥式兩種，反應器內又分為單室和多室。間歇縮聚中，酯化反應式一種類型。
酯交換反應器：反應器類型分為多釜式、多室式及塔式三種。間歇縮聚工藝中，只有單釜式一種。
預縮聚反應器：分為帶有攪拌器的釜式反應器和無攪拌器的容量盤塔式反應器。反應器類型又有立式和臥式二種。
縮聚反應器：有二種類型，一種為臥式反應器，有單軸和雙軸二種，其構件由不同形式的圓盤組成。另一種為鼠籠式圓盤反應器。(二)滌綸纖維的生產滌綸纖維生產方法有直接紡絲法和切片紡絲法。
1．滌綸短纖維的生產
滌綸短纖維的生產，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，如要生產高強高模纖維，可采用二段拉伸和緊張熱定型工藝；如要生產低強高模纖維，可采用一段拉伸和緊張熱定型工藝；如要生產低強高伸型纖維，可采用一段或二段拉伸和松弛熱定型工藝；如要生產中強中伸型纖維，可采用二段拉伸和半緊張熱定型工藝。
切片紡絲工藝特點：切片紡絲工藝(聚酯廠和紡絲廠)可以分開兩地建設，因此靈活性很大，可以按每批不同切片質量要求，生產出不同品種的纖維。但由于原料PET，在形成熔體前，需進行干燥、熔融、螺桿擠壓等工藝過程，因而增加了建設費用和生產成本費用，同時并不適用于大型化紡絲需要。
直接紡工藝特點：在終縮聚釜生成的熔體PET，可直接去紡絲而不必進行鑄帶、切粒、包裝，運輸?shù)郊徑z廠，拆包、干燥和再熔融等，因而既可節(jié)省建設費用，又可大幅度的降低生產成本，從而形成生產規(guī)模化，具有競爭能力，提高企業(yè)經濟效益。其不足之處是不宜經常改換產品品種，而且紡絲和聚酪上、下游任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生故障時，都可能造成整條生產線停車。所以對直接紡絲工藝生產管理嚴格，盡量避免故障停車。目前，我國滌綸短纖維生產已具規(guī)?；?，單線年生產能力達到3萬噸。
滌綸短纖維生產的主要設備是紡絲機。紡絲機主要由紡絲箱體、冷卻吹風、紡絲筒以及卷取成條等部分組成。
紡絲箱體：紡絲箱體內由熔體分配管(1，2)、計量泵(3，4)和紡絲組件(5)構成。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時間相同，同時壓力降也要相同。紡絲箱體要求溫度恒定、密閉性良好，用導生鍋爐電加熱產生的導生蒸汽送進箱體，來達到保溫目的。
量泵是由一對齒輪、三塊板和傳動軸組成。計量泵結構簡單，要求具有裝拆和加熱方便，材質耐450℃高溫，加工精度高，不能發(fā)生泄漏事故等特點。紡絲組件由熔體導人頂板(1~5)分配板(6~7)砂過濾層、金屬網(8~2)、噴絲板(13)及耐壓板(14、15)組成。噴絲板的結構與紡絲狀態(tài)及紡絲機產量有關。噴絲板的結構參數(shù)包括孔數(shù)、排列方式、孔徑、孔的幾何形狀等。。
冷卻吹風：分為豎吹和橫吹二大類。冷卻吹風的目的是使絲條均勻冷卻、斷面結構均勻。紡絲筒：紡絲筒長短不一，在保證冷卻效果及平穩(wěn)卷繞的同時，一般在3米左右。
卷取成條：由油輪上油、卷繞、集束、補充上油、牽引、喂人、成條組成。其中卷繞輥是關鍵組件，目前較多采用的是一種小輥，它起到轉向作用。2．滌綸長絲的生產滌綸長絲的生產，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。滌綸長絲的紡絲生產工藝，按其紡絲速度分為常規(guī)紡、中速紡、高速紡三種工藝技術。
常規(guī)紡絲工藝：常規(guī)紡又稱為低速紡。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。紡絲一般采用側吹風冷卻形式，溫度控制在20~30℃，風速采用0．3~0．5米／分。
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