聚酯纤维,也就是我们俗称的“
涤纶”,是一种由有机
二元酸和
二元醇通过化学
缩聚制成的
合成纤维,它属于
高分子化合物的一种。它的发明可以追溯到20世纪30年代,如今是合成纤维中最主要的一种。
发展历史
聚酯纤维,简称
PET纤维,是一种
合成纤维,由
大分子链中的各链节通过
酯基连接而成。我国将
聚对苯二甲酸乙二醇酯含量大于85%的纤维称为
涤纶,而在国外有很多商品名称,比如美国的达克纶(Dacron)、日本的特托纶(Tetoron)、英国的特恩卡(Terlenka)、前苏联的拉乌珊(Lavsan)等。
聚酯纤维的历史可以追溯到1894年,当时沃尔兰德(Vorlander)使用
丁二酰氯和
乙二醇制得低分子量的
聚酯。随后的几十年间,人们合成了不同类型的聚酯,但早期的聚酯由于分子量低和熔点较低,易溶于水,不适合用于纺织。
直到1941年,英国的温菲尔德(Whinfield)和迪克松(Dickson)合成了聚对苯二甲酸乙二酯(PET),这种聚合物通过熔体纺丝制得的纤维性能优良。1953年,美国首先建厂生产
PET纤维,因此PET纤维在合成纤维中算是较晚发展的品种。
随着有机合成、高分子科学和工业的进步,近年来我们开发出多种具有不同特性的实用性PET纤维。例如
聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纤维和
聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)纤维具有高伸缩弹性,全芳香族聚酯纤维具有超高强度和高模量。一般所说的“聚酯纤维”通常指的是聚对苯二甲酸乙二酯纤维。
聚酯纤维具有很多优点,比如
断裂强度和
弹性模量高,回弹性适中,热定型效果优异,耐热和耐光性好。它的熔点大约在255℃左右,玻璃化温度约为70℃,在广泛的使用条件下形状稳定,织物具有耐洗耐穿的特性。此外,聚酯纤维还具有优异的抗有机溶剂、抗肥皂、抗洗涤剂、抗漂白液、抗氧化剂等性能,同时还有较好的耐腐蚀性,对弱酸和弱碱稳定。因此,在家居纺织品制造和制造工业用防护服等方面有着广泛的用途。随着石油工业的快速发展,聚酯纤维的生产原料变得更加丰富和廉价。加上化工、机械、电子自动化等技术的进步,聚酯纤维的生产过程也变得更加高效。因此,聚酯纤维已成为合成纤维中发展速度最快、产量最高的品种。截至2010年,全球聚酯纤维的产量达到3730万吨,占世界合成纤维总量的74%。
性能与作用
聚酯纤维的物理性质
聚酯纤维的力学性能
聚酯纤维的化学稳定性
涤纶的化学稳定性主要取决于分子链结构。
合成方法
涤纶是聚酯纤维的俗称,它是一种合成纤维,制造过程分为聚酯熔体合成和
熔体纺丝两部分。
合成聚酯:制造涤纶的原料是聚对苯二甲酸和乙二醇,这些原料主要来自石油、煤和天然气。首先从石油中获得甲苯、二甲苯和乙烯等化学物质,再进行化学反应得到对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯及乙二醇。在过去,由于对苯二甲酸不易精制,人们使用对苯二甲酸二甲酯和乙二醇来制造涤纶。但自从1965年对苯二甲酸的精制成功后,涤纶的生产工序减少,成本降低。现在常用的涤纶是用对苯二甲酸和乙二醇为原料生产的。这些原料通过缩聚反应,形成聚酯熔体。
纺丝:聚酯熔体可以用于制备聚酯纤维。首先,将聚酯熔体经过干燥和熔融处理,以降低水分含量。然后,将干燥后的聚酯熔体加热至高温,通过纺丝工艺,将熔融的聚酯挤压出来形成细丝。这些细丝可以根据加工方式分为聚酯长丝和聚酯短纤维。
聚酯长丝:聚酯长丝通常通过拉伸、
加捻等处理得到。拉伸丝(DT)和拉伸变形丝(DTY)是用来织布的。全拉伸丝(FDY)可以直接用于织造织物。另外,还有一种叫做“科代尔”的聚酯纤维,它比涤纶稍轻,强度和伸长率略低,适合与棉、毛等混纺。
涤纶是一种常用的合成纤维,具有很好的性能,广泛用于纺织和其他领域。以上是涤纶的合成过程和不同类型的制备方法。
聚酯纤维在沥青混凝土中的主要作用
以上就是聚酯纤维在沥青混凝土中的主要作用,通过这些作用,聚酯纤维能够显著改善沥青混凝土的性能,使路面更加耐用和稳定。
涤纶改性的方法
涤纶与天然纤维相比存在一些缺点,如含水率低、透气性差、染色性差、容易起球起毛、易沾污等。为了改善这些缺点,我们采取了
化学改性和物理变形的方法。
化学改性的方法
物理变形的方法
通过这些改性方法,我们能够优化涤纶的性能,使其满足各种应用需求,提高涤纶在不同领域的应用范围和效果。
涤纶的用途
涤纶是一种具有高强度、高模量和低吸水性的合成纤维,因此在民用织物和工业用织物中都有广泛的应用。作为
纺织材料,
涤纶短纤维既可以纯纺,也适合与其他纤维混纺使用。它可以与天然纤维如棉、麻、羊毛混纺,也可以与其他化学短纤维如
粘纤、
醋酯纤维、
聚丙烯腈纤维等混纺。纺制出的仿棉、仿毛、仿麻织物通常保留了涤纶的优良特性,如抗皱性、尺寸稳定性、耐磨性、洗后不变形等。通过混纺亲水性纤维,还可以一定程度上减轻和改善一些涤纶原有的缺点,比如减少静电现象、提高染色性能、增强透气性等。
涤纶加捻长丝(DTY)主要用于织造仿丝绸织物,也可与天然纤维或化学短纤维纱线交织,甚至与蚕丝或其他化学纤维长丝交织。这种交织物保留了涤纶的一系列优点,并且织物具有高蓬松、大卷曲度、毛感强、柔软等特点,适用于制作仿毛呢、哔叽等西装面料,外衣、外套,以及各种装饰织物如窗帘、台布、沙发面料等。
涤纶空气变形丝(ATY)和网络丝的抱合性和平滑性良好,适合直接用于喷水织机,特别适用于织造仿真丝绸和薄型织物,也可用于织造中厚型织物。
涤纶纤维在工业、农业及新技术领域的应用日益广泛,例如制造帘子线、输送带、绳索、电绝缘材料等。涤纶强力丝的强度和初始模量高,以及良好的耐热性、耐疲劳性和形态稳定性,使其特别适用于纺制轮胎帘子线,能够减少轮胎的平点现象。
聚酯纤维在各个领域中发挥着重要的作用,为我们的生活和生产提供了多样化的选择。