1、Textile Engineering 化纖生產(chǎn)各論1課程介紹第一節(jié) 概論重點(diǎn)內(nèi)容：聚酯纖維的發(fā)展簡(jiǎn)史與產(chǎn)品分類。第二節(jié) 聚酯原料生產(chǎn)工藝及技術(shù) 重點(diǎn)內(nèi)容：聚酯原料的生產(chǎn)技術(shù)與工藝。第一章 聚酯纖維生產(chǎn)工藝2課程介紹第三節(jié) 聚酯纖維的生產(chǎn)技術(shù)及工藝重點(diǎn)內(nèi)容：聚酯纖維的的生產(chǎn)技術(shù)與工藝。第四節(jié) 聚酯纖維的結(jié)構(gòu)性能及改性重點(diǎn)內(nèi)容：聚酯纖維的各種改性方法和目的。第一章 聚酯纖維生產(chǎn)工藝3課程介紹第五節(jié) 產(chǎn)業(yè)用聚酯纖維的產(chǎn)品種類和應(yīng)用領(lǐng)域重點(diǎn)內(nèi)容：了解聚酯纖維的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域和前景。第四節(jié) 聚乳酸纖維重點(diǎn)內(nèi)容：了解聚乳酸纖維的特點(diǎn)與生產(chǎn)方法。第一章 聚酯纖維生產(chǎn)工藝41.4.2 聚酯纖維的改性改性的原因

2、染色性、吸濕性差易起球、靜電大、易沾污等不同應(yīng)用領(lǐng)域的要求差異改性方法化學(xué)方法共聚、纖維表面改性處理物理方法共混改進(jìn)紡絲加工技術(shù)，變更纖維加工條件改變纖維形態(tài)以及通過后紡與其他纖維混紡、交織等5表面改性 表面改性是在纖維形成以后進(jìn)行的 表面改性方法具有針對(duì)性強(qiáng)、效果顯著等優(yōu)點(diǎn) 表面改性方法包括：化學(xué)改性、光化學(xué)改性、等離子體處理等 一、 聚酯纖維的堿減量處理 原理：聚酯纖維在強(qiáng)堿和高溫作用下,大分子中的酯基發(fā)生水解反應(yīng)斷裂，分解為熱水可溶的低聚物或單體。經(jīng)水洗過程,熱水可溶性物從纖維中洗出。6表面改性7 減量效果與堿濃度的關(guān)系表面改性8堿減量后纖維性能的改進(jìn) 堿減量后，聚酯纖維織物的去污性能得

3、到改善，例如以10NaOH堿減量后的聚酯織物進(jìn)行懸浮性污物去污試驗(yàn)，其效果相當(dāng)于一般去污后整理，但耐洗性卻比后者好得多。 織物經(jīng)堿減量后，纖維間抱合力減小，孔隙增大，透氣量增加，這對(duì)穿著舒適性有一定改善。 由于強(qiáng)度略有下降，有利于改進(jìn)織物抗起球性能。純滌綸、滌棉或滌毛混紡織物經(jīng)堿減量后抗起球性能有所改善，目前國(guó)內(nèi)外部分仿毛織物產(chǎn)品也采用堿減量處理。 表面改性9二、聚酯纖維的氨解處理 氨解-是聚酯纖維又一種表面處理的化學(xué)方法。 在氨解反應(yīng)中，聚酯與胺發(fā)生親核取代反應(yīng)，胺作用于缺電子的羰基碳上，使聚酯的分子鏈斷裂形成酰胺，分子量減少并溶出。 經(jīng)過氨解處理，不僅使纖維產(chǎn)生具有較大親水性的酰胺基和氨基

4、，而且在纖維的表面產(chǎn)生裂紋和坑洼。因此，氨解處理可以極大地改善聚酯纖維的手感、親水性、易去污性、可染性，同時(shí)還可以提高纖維的抗靜電性、抗起球性、懸垂效果等。 如在經(jīng)過氨解的聚酯纖維上涂敷一層絲素分子膜，可以使絲素分子膜牢固地附著在聚酯纖維的表面，使其具有更好地仿真絲效果。 表面改性10氨解的三個(gè)階段 第一階段反應(yīng)發(fā)生在無定型區(qū)，對(duì)纖維的重量或結(jié)晶度影響不大，但聚合物的分子量下降很快。 第二階段，纖維失重較快，但由于聚酯分子鏈的鏈斷裂而產(chǎn)生大量可萃取的低分子量物質(zhì)，結(jié)晶度也增加。 第三階段，反應(yīng)速率逐漸降低，這是因?yàn)闊o定型區(qū)的反應(yīng)基本結(jié)束，反應(yīng)逐步轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)緊密的結(jié)晶區(qū)的緣故。表面改性11三、強(qiáng)氧

5、化劑處理法 強(qiáng)氧化劑氧化法是由于纖維在強(qiáng)氧化劑的作用下，表面被強(qiáng)氧化劑燒蝕，使聚合物表面發(fā)生裂解、交聯(lián)和氧化，使纖維和染料及其它材料之間的物理鍵合力和化學(xué)鍵合力增強(qiáng)，提高了纖維的表面活化能力和潤(rùn)濕性，從而改善了纖維的潤(rùn)濕性能。強(qiáng)氧化劑氧化法有酸洗、臭氧氧化和雙氧水浸潤(rùn)等 表面改性12四、光化學(xué)表面處理 在光化學(xué)處理過程中,聚合物鏈在射線、紫外線、電子束等高能射線的照射下,發(fā)生鏈斷裂而產(chǎn)生很多自由基,在輻照的同時(shí)引入比較親水的單體在纖維表面聚合,使纖維表面活化,從而達(dá)到改善纖維表面潤(rùn)濕性和染色性。 最常用的單體為丙烯酸 處理后纖維的強(qiáng)度下降較多，但可改善聚酯纖維的潤(rùn)濕性和粘著性等表面性能 表面改

6、性13五、等離子體處理 等離子體技術(shù)在纖維表面處理方面的應(yīng)用始于20世紀(jì)60年代末。 與化學(xué)表面處理處理方法相比有如下優(yōu)點(diǎn):（1）省能源,無公害,滿足環(huán)保的需要;（2）處理時(shí)間短,效率高（10-500s）;（3）處理僅在纖維的表面，典型的作用深度為550nm，對(duì)所處理的纖維的性能影響不大；（4）可處理形狀較復(fù)雜的材料,材料表面處理的均勻性好;（5）反應(yīng)環(huán)境溫度低。因此,等離子體技術(shù)適合于材料表面的改性。表面改性14DLZT-1000型等離子體改性設(shè)備 DLZT-1000型等離子體改性設(shè)備為臥式圓筒型材料表面改性處理設(shè)備。是利用電容式耦合輝光放電技術(shù)使氣體電離產(chǎn)生冷等離子體。冷等離子體不同于一般

7、中性氣體,它的基本特點(diǎn)是系統(tǒng)主要由帶電粒子支配（冷等離子體中含有大量的電子、離子、激發(fā)態(tài)原子和分子及自由基等活性粒子），在外部電場(chǎng)、磁場(chǎng)的影響下,存在多種基元過程和等離子體與固體表面的相互作用,可以在材料（金屬、半導(dǎo)體、高分子材料）表面引起刻蝕、氧化、還原、裂解、交聯(lián)和聚合等物理、化學(xué)反應(yīng),對(duì)材料表面進(jìn)行改性。這些改性在不損傷基體的前提下，賦予材料表面新的性能, 如親水性（或疏水性）、可染性、粘接性、耐磨性、抗靜電性及生物相容性等等。這種技術(shù)尤其適用于天然高分子材料（棉、毛、絲、麻）和合成高分子材料（化纖、塑料、合成橡膠等），因而在材料、化工、電子、印刷、紡織、制造、醫(yī)療、生物技術(shù)等領(lǐng)域有廣泛

8、的應(yīng)用。15紡織品常壓等離子體連續(xù)處理裝置16等離子體處理前后滌綸織物的SEM照片171.4.3 聚酯纖維的應(yīng)用一、聚酯短纖維的應(yīng)用 聚酯短纖維在棉紡行業(yè)的應(yīng)用：大約80%被棉紡行業(yè)使用； 聚酯短纖維在毛紡行業(yè)的應(yīng)用：少量聚酯短纖維用于毛紡行業(yè)，通過以下的仿毛技術(shù)： （1）通過化學(xué)改性和特殊的紡絲方法提高聚酯的熱收縮性(由于羊毛具有很高的彈性回復(fù)率)，使其沸水收縮率提高到25%以上； （2）采用混纖法將不同截面或不同熱收縮率的聚酯纖維進(jìn)行混纖，使紗線、織物產(chǎn)生毛感； （3）復(fù)合紡絲法，將其它的聚合物與聚酯一起進(jìn)行復(fù)合紡絲，生產(chǎn)紡毛纖維。 18聚酯短纖維在其它行業(yè)的應(yīng)用(1) 細(xì)旦有光縫紉線專用

9、短纖維 (2) 聚酯超短纖維（12mm）的應(yīng)用 一是用于造紙業(yè)；二是用作復(fù)合材料的加強(qiáng)填充料；三是用于植絨類產(chǎn)品。(3) 聚酯短纖維作復(fù)合材料的填充料 (4) 非織造布領(lǐng)域的應(yīng)用 (5) 聚酯纖維紙19二、聚酯長(zhǎng)絲的應(yīng)用 1、紡織方面 2、裝飾方面 3、產(chǎn)業(yè)方面201. 簡(jiǎn)述聚酯纖維的主要改性方法和手段。2. 聚酯長(zhǎng)絲有哪些產(chǎn)品種類和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域？思考題（不交作業(yè)）21第五節(jié) 產(chǎn)業(yè)用聚酯纖維的產(chǎn)品種類和應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)用紡織品發(fā)展戰(zhàn)略國(guó)務(wù)院於2009年2月4日發(fā)布的紡織工業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃明確提出，未來三年，中國(guó)產(chǎn)業(yè)用紡織品纖維消費(fèi)量將每年增長(zhǎng)80100萬噸，在全行業(yè)纖維加工總量中的比重將增加到19%

10、左右。 產(chǎn)業(yè)用紡織品是近十年來紡織行業(yè)新興的最具有發(fā)展?jié)摿透吒郊又档募夹g(shù)性紡織品，目前已成為中國(guó)紡織工業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。22我國(guó)產(chǎn)業(yè)用紡織品發(fā)展現(xiàn)狀 2007年，中國(guó)產(chǎn)業(yè)用紡織品進(jìn)口金額為275.56億美元，同年中國(guó)產(chǎn)業(yè)用紡織品出口創(chuàng)匯506.4億美元，約占加工總產(chǎn)量的30%。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)還處於初級(jí)階段，發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)用紡織品在其纖維加工總量中的比重一般占到30%左右，而2007年中國(guó)產(chǎn)業(yè)用紡織品的產(chǎn)量為544.32萬噸，僅占全行業(yè)纖維加工總量的15.4%。 23聚酯纖維的應(yīng)用領(lǐng)域 2006年世界化學(xué)纖維總產(chǎn)量約為3703萬噸，聚酯纖維約占65%， 2010年將超過

11、70%，全球聚酯纖維需求量平均年增長(zhǎng)率約7.0%，廣泛應(yīng)用於居室、運(yùn)動(dòng)和旅游方面，同時(shí)在交通、建筑、石化、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。24聚酯纖維的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用高模量低收縮（HMLS）聚酯工業(yè)絲 適合作為速度較高的轎車子午線輪胎和輕載子午線輪胎的骨架材料 中的超高強(qiáng)型、超低收縮型、耐磨型、活化型聚酯工業(yè)絲 輸送帶、傳動(dòng)三角帶、PVC涂貼層織物、安全氣囊（聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN） 、消防水帶、膠管等的骨架材料，被廣泛應(yīng)用於煤炭、冶金、礦山、化工、港口等行業(yè)。25聚酯纖維的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用阻燃工業(yè)絲 各種公共建筑、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)和各種交通工具的內(nèi)裝飾，以及碼頭、倉庫等的頂蓬等 高收縮滌綸短纖維 是人造革基

12、布的主要材料，根據(jù)不同的人造革制造過程，高收縮纖維的熱水收縮率可以達(dá)到80%，適用於制造高密度非織造布產(chǎn)品。26聚酯纖維的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用滌綸超短纖維 1）化學(xué)分析用濾紙、高效真空吸塵器集成袋用紙、飲料一次性用濾紙、食品加工用濾紙、汽車工業(yè)用濾紙 2）在瀝青混凝土中加入超短聚酯纖維，利用纖維的吸附作用和微觀加筋作用，可以增加瀝青之間的粘滯力，延緩了瀝青從礦料表面剝離的速度，因此增加了路面抵抗水侵蝕的能力。 3）短纖維橡膠基復(fù)合材料（簡(jiǎn)稱SFRC），來滿足傳動(dòng)帶、密封制品、膠管等行業(yè)產(chǎn)品的需求。 27第六節(jié) 聚乳酸纖維1.6 聚乳酸纖維性能 聚乳酸（PLA）是一種聚羥基酸，它的原料乳酸可由玉米乳清、甜菜

13、下腳、土豆廢渣、奶酪下腳等經(jīng)發(fā)酵、蒸餾獲得。在常見的可生物降解聚合物中，聚乳酸的性能最為優(yōu)越（見表1-6-1）：耐熱性能良好、結(jié)晶度高、強(qiáng)度高、透明，且可熱塑成形。人們對(duì)它進(jìn)行了大量的研究，并取得了許多進(jìn)展。圖1-6-1 聚乳酸和聚羥基乙酸的結(jié)構(gòu)28表1-6-1 各種可生物降解聚合物的性能比較29雖是可以完全分解的聚合物，但在一般的大氣環(huán)境和儲(chǔ)存?zhèn)}庫中并不會(huì)進(jìn)行分解，僅在下列皆具備的環(huán)境下才會(huì)快速進(jìn)行分解反應(yīng)：a.充足的水氣（相對(duì)濕度90%以上）b.充足的氧氣（非密閉環(huán)境中）c.適當(dāng)?shù)臏囟龋?870）適合的加工方式有：真空成型、射出成型、吹瓶、押出、發(fā)泡、透明膜、保鮮膜等 。30圖1-6-2

14、Lactron 在堆肥中的生物降解情況 311.6.2 聚乳酸纖維的制備及其應(yīng)用 采用適合的聚合條件（主要是溫度的控制和水分的脫除），由乳酸直接聚合或?qū)⑷樗岘h(huán)狀二聚體丙交酯開環(huán)聚合，均可得到高分子量聚乳酸（圖1-6-3）。 采用常規(guī)熔融紡絲工藝（高速紡一步法和紡絲拉伸二步法），可將聚乳酸紡制成纖維。聚乳酸纖維制品可在98110下用分散染料進(jìn)行染色，且具有較好的色牢度，是較好的服用材料。此外，聚乳酸纖維的應(yīng)用已拓展到非服用領(lǐng)域，如用作日常用品、土木/建筑工程、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、包裝、醫(yī)用和衛(wèi)生材料等。32圖1-6-3 聚乳酸的合成路線33 目前，由熔融紡絲法生產(chǎn)的聚乳酸纖維已進(jìn)入了半商品化生產(chǎn)階段。 Lactron是日本鐘紡公司生產(chǎn)的PLLA長(zhǎng)絲的商品名。 Lactron有多種規(guī)格的產(chǎn)品，如復(fù)絲、單絲、短絲、紗線、紡粘非織造布等。 Lactron的物理性能與常規(guī)PA和PET纖維接