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研發(fā)歷史
聚酯纖維是二元羧酸和二元醇經(jīng)過(guò)酯化(或酯交換)縮聚得到熱塑性結(jié)晶高聚物,經(jīng)熔融紡絲和后加工處理制成的實(shí)用纖維,工業(yè)上大量生產(chǎn)的是以對(duì)苯二甲酸和乙二醇為原料的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維(縮寫(xiě)為PET纖維)。一般情況下,也將這一纖維稱為聚酯纖維。
遠(yuǎn)在1833年,J.Gay-Lussok和J.Pelouge在加熱乳酸時(shí)就發(fā)現(xiàn)生成了大分子,在此之前,雖然從古時(shí)候起人們就早已發(fā)現(xiàn)了如琥珀、蟲(chóng)膠等天然聚酯產(chǎn)物,并且又知道在生活中加以應(yīng)用,但是用化學(xué)方法合成聚酯還是從本世紀(jì)20年代末才開(kāi)始的。1928-1932年,美國(guó)杜邦公司的Carothers用脂肪族二元酸與二元醇合成了聚酯,做了大量的研究工作,并且發(fā)表了許多研究論文,但由于他當(dāng)時(shí)使用的是癸二酸和乙二醇、十六烷二酸、端羧基十五烷酸與丙二醇等脂肪族醇酸,所得聚酯的熔點(diǎn)低,制取纖維的強(qiáng)度差,又不耐水解和堿等,未得到重視。1941年英國(guó)人T.R.whnfield等參閱了Carothers的以往工作,采用對(duì)位芳香二酸代替酯族二酸,得到了熔點(diǎn)高達(dá)250℃的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯,并由此制成纖維。于1942年申請(qǐng)專利。1944年美國(guó)向英國(guó)購(gòu)買(mǎi)了此項(xiàng)專利,建廠生產(chǎn),于1953年工業(yè)化投產(chǎn)。以對(duì)苯二甲酸和丁二醇為原料的聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)纖維于1984年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。20世紀(jì)90年代,以對(duì)苯二甲酸和丙二醇為原料的聚對(duì)苯二甲酸丙二酯纖維和以2,6-萘二甲酸二甲酯和乙二醇為原料的聚萘二甲酸乙二酯纖維均已建成工業(yè)裝置,豐富了聚酯系列。
生產(chǎn)規(guī)模
2000年世界聚酯產(chǎn)量為18.9121Mt(約占合成纖維總產(chǎn)量的65%),我國(guó)聚酯產(chǎn)量達(dá)5.1750Mt。
生產(chǎn)技術(shù)
聚酯的合成有多種制備工藝,以精對(duì)苯二甲酸為原料的直接酯化法(稱為PTA法)和以對(duì)苯二甲酸二甲酯為原料的酯交換法(稱為DMT法);又有間歇和連續(xù)工藝之分。目前最主要的是直接酯化法的連續(xù)工藝,這種工藝多用于大型單品種生產(chǎn)裝置;為了兼容間歇和連續(xù)兩種工藝的優(yōu)點(diǎn),開(kāi)發(fā)了半連續(xù)工藝;為了解決大型連續(xù)裝置生產(chǎn)多品種問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了柔性生產(chǎn)工藝。
產(chǎn)品應(yīng)用
聚酯纖維(俗稱滌綸)具有一系列優(yōu)良性能,如斷裂強(qiáng)度和彈性模量高,回彈性適中,熱定型優(yōu)異,耐熱和耐光性好,織物具有洗可穿性等,故有廣泛的服用和商業(yè)用途;近年石油化工飛速發(fā)展,為滌綸生產(chǎn)提供了更加豐富而廉價(jià)的原料;加之近年化工、機(jī)械、電子自控等技術(shù)的發(fā)展,使滌綸原料生產(chǎn)、纖維成型和加工等過(guò)程逐步實(shí)現(xiàn)短程化、連續(xù)化、自動(dòng)化和高速化。目前,聚酯纖維已成為發(fā)展速度最快、產(chǎn)量最大的合成纖維品種。
研發(fā)趨勢(shì)
聚酯纖維作為紡織材料尚存在一些缺點(diǎn),如染色性不良、吸濕性差、織物易起毛起球、易產(chǎn)生靜電等,聚酯纖維用作簾子線時(shí),與橡膠的粘合性差。為了克服聚酯纖維的上述缺點(diǎn),自20世紀(jì)60年代開(kāi)始研究聚酯纖維的改性,20世紀(jì)80年代以來(lái),聚酯纖維改性的研究工作獲得重大進(jìn)展,并使聚酯纖維生產(chǎn)轉(zhuǎn)向新品種開(kāi)發(fā),生產(chǎn)出具有良好舒適性和獨(dú)特風(fēng)格的聚酯差別化纖維,如細(xì)旦、超細(xì)旦纖維,易染色纖維,異形纖維,異收縮纖維,阻燃聚酯纖維,吸濕性聚酯纖維,抗靜電纖維等品種。
(供稿:胡漢杰)
主要參考文獻(xiàn):
?。保妒突ぜ夹g(shù)進(jìn)展》 王基銘 袁晴棠 主編 2002年出版
?。玻陡叻肿涌茖W(xué)技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史》 錢(qián)保功 王洛禮 王霞瑜 編著 1994年出版