聚酯纖維

基本信息

簡介

1941年，英國的J.R.溫菲爾德和J.T.迪克森以對苯二甲酸和乙二醇為原料在實驗室內首先研制成功聚酯纖維，命名為特麗綸(Terylene)。1953年美國生產商品名為達可綸(Dacron)的聚酯纖維。隨后聚酯纖維在世界各國得到迅速發展。1960年聚酯纖維的世界產量超過聚丙烯腈纖維，1972年又超過聚酰胺纖維，成為合成纖維的第一大品種。

指由多種二元醇和芳香族二元羧酸或其酯經縮聚生成的聚酯為原料所制得纖維的統稱。

由于聚對苯二甲酸乙二酯纖維是其主要品種，故習稱聚酯纖維即指這種纖維。這類纖維外觀挺括，熱穩定性好，但吸濕性稍差。它們主要用于制作各種衣著用品、床上用品、室內裝飾用品等；個別品種如：聚2,6-萘二酸乙二酯纖維主要用于工業方面。

聚酯纖維是指由多種二元醇和芳香族二元羧酸或其酯經縮聚生成的聚酯為原料所制得纖維的統稱。具體品種有：聚對苯二甲酸乙二酯纖維，聚對苯二甲酸丁二酯纖維，聚對苯二甲酸丙二酯纖維，聚對苯二甲酸-1,4-環己二甲酯纖維，聚-2,6-萘二酸乙二酯纖維，以及多種改性的聚對苯二甲酸乙二酯纖維(如:CDP，ECDP，EDDP)等。

再生聚酯纖維

再生纖維主要分為兩大類：再生纖維素纖維和再生合成纖維。粘膠纖維是最早的再生纖維，以后相繼出現了新型再生纖維素纖維如Lyocell纖維、纖維素氨基甲酸酯纖維、超導粘膠纖維、木棉纖維以及竹纖維等。聚酯纖維大約占合成纖維的70%，而且聚酯在制瓶行業的應用迅速擴大，因此再生合成纖維以再生聚酯纖維為主。

滌綸改性

滌綸和天然纖維相比存在含水率低、透氣性差、染色性差、容易起球起毛、易沾污等缺點。為了改善這些缺點，采取化學改性和物理變形的方法。化學改性方法有：①添加有親水基團的單體或低聚體聚乙二醇等進行共聚，能提高纖維的吸濕率；②添加具有抗靜電性能的單體進行共聚，可以提高纖維的抗靜電和抗沾污性能；③添加含磷、含鹵素和銻的化合物以改善纖維耐燃燒性能；④采用較低聚合度的聚酯紡絲以提高抗起球能力；⑤與親染料基團的單體（如磺酸鹽等）進行共聚，以改善纖維的染色性能。經過物理變形的有各種異形滌綸、與其他高聚物復合紡絲、著色的滌綸、細旦滌綸和高收縮滌綸等。

制造

滌綸的生產過程包括縮聚和熔體紡絲兩部分。原料主要從石油裂解獲得，也可從煤和天然氣取得。石油加熱裂解得到甲苯、二甲苯和乙烯等，經化學加工后可得到對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯及乙二醇。在早期滌綸生產中由于對苯二甲酸不易精制，曾用對苯二甲酸二甲酯和乙二醇為原料。1965年對苯二甲酸的精制獲得成功，使滌綸生產工序減少，成本降低。用對苯二甲酸和乙二醇為原料生產的滌綸逐年都有增加。縮聚：將對苯二甲酸二甲酯和乙二醇進行酯交換，生成的對苯二甲酸乙二酯，在270～290℃和真空條件下縮聚而得聚對苯二甲酸乙二酯;或將對苯二甲酸與乙二醇直接酯化,然后對苯二甲酸乙二酯進行縮聚獲得合成纖維聚合物。熔體紡絲：有切片紡絲法和直接紡絲法兩種。切片紡絲是將縮聚后的高聚物熔體經鑄帶、切粒而得到切片，再經過干燥、熔融而紡絲。熔融過程中，切片所含的水分能使聚酯發生水解而影響紡絲性能和纖維質量，因此在紡絲前必須經過干燥，使切片含水率降低到0.01%以下。直接紡絲則將高聚物熔體干燥后的滌綸切片在螺桿中加熱熔融，擠壓送入紡絲箱體的各個紡絲部位，由計量泵精確計量和過濾后，從噴絲板的小孔中噴出。噴絲孔的直徑一般為0.25～0.30毫米。噴出的熔體細流，被冷卻氣流冷卻凝固成絲條。

紡制短纖維時,多根線條集合在一起,經給濕上油后落入成絲桶。再經集束、拉伸、卷曲、熱定形、切斷等工序得到成品。 如在拉伸后經過一次180℃左右的緊張熱定形，則可得到強度達到6克/旦以上、伸長率在30%以下的高強度、低伸長率短纖維。

在紡制長絲時，凝固成形的絲條經給濕上油后，即以 1000米/分左右的速度卷繞在筒管上。卷繞絲在雙區熱拉伸機上經拉伸而得到長絲,稱為無拈無定形長絲,可直接用于織造或經變形加工而成變形絲。也可進一步經雙層加拈機提高拈度，再經蒸汽熱定形后供織造用。

高速紡絲卷繞 　1970年以來發展了高速紡絲卷繞技術，為滌綸變形絲的發展創造了條件。紡絲卷繞的速度一般分為普通速、半高速、高速和超高速四種。卷繞速度在1800米/分以下為普通速；在1800～3000米/分稱為半高速；在3000～5000米/分稱為高速；6000米/分以上為超高速。工業化生產的高速紡絲卷繞速度已達到3000～3500米/分。高速紡絲卷繞因卷繞速度提高,在熔體細流從熔融態到固態的過程中，高分子處于較高的速度梯度場內，受到較高的張力而形成部分取向，因而卷繞絲稱為預取向絲(POY)。預取向絲的取向度較高,高分子間的吸引力較大，纖維結構比較穩定，所以便于貯存和長途運輸。預取向絲的條干均勻性和染色均勻性也都有所改善。

預取向絲在拉伸變形機上經拉伸和變形可制成變形紗,稱為拉伸變形絲(DTY)。因此高速紡絲不僅能提高產量，而且能縮短制造工序。

美國商品科代爾 (kodel)是已工業化生產的另一種聚酯纖維。它由對苯二甲酸與1,4-環己烷二甲醇縮聚而得的高聚物紡絲而成。與滌綸相比，比重較輕，為1.22，熔點較高為290～295℃，耐分解性能較強，纖維的強度和伸長率稍低。適宜與棉、毛等混紡，制成的織物彈性、手感、耐皺和抗起球性能較好，但強度和耐磨性較差。

參考書目

1. W. Moncrieff,　Mɑn-mɑde　Fibers,　6th　ed., Buttworths & Co,England,1975.

2. F.Mark，S.M.Atlas，E.Cernia，Mɑn-mɑde Fibers Science ɑnd Technology，Vol.Ⅲ, John Wiley & Sons, New York,1968.

polyester fiber

性能用途

性能

滌綸的比重為1.38;熔點255???260℃,在205℃時開始粘結，安全熨燙溫度為135℃；吸濕度很低,僅為0.4%；長絲的斷裂強度為4.5～5.5克/旦,短纖維為3.5～5.5克/旦；長絲的斷裂伸長率為15～25%，短纖維為25～40%;高強型纖維強度可達7～8克/旦,伸長為7.5～12.5%。滌綸有優良的耐皺性、彈性和尺寸穩定性，有良好的電絕緣性能，耐日光，耐摩擦，不霉不蛀，有較好的耐化學試劑性能，能耐弱酸及弱堿。在室溫下，有一定的耐稀強酸的能力，耐強堿性較差。滌綸的染色性能較差，一般須在高溫或有載體存在的條件下用分散性染料染色。

作用

1、 改善高溫穩定性，提高高溫穩定度由于聚酯纖維單絲的三維立體分布，同時與瀝青具有很強的吸附性，且不纏繞，可以吸附過多的自由瀝青，使瀝青的粘稠度和粘聚力增大，同時由于縱橫交錯的加筋和橋接作用，降低了瀝青的流動性能，限制了集料的側向位移或流動，有效的改善了高溫穩定性，使纖維瀝青混凝土的穩定度得到很大提高。

2、 改善低溫抗裂性，纖維對瀝青的吸附作用，導致瀝青混凝土中最佳瀝青用量增加，較高的瀝青含量，使纖維瀝青混合料在-40℃的低溫下仍然保持柔韌性和較高的抗拉強度，有效的抵抗收縮應力，使混合料的低溫抗裂性能增強，減少溫縮裂縫的產生以及可以防止反射裂縫的發展。

3、改善抗疲勞性能瀝青路面在外界氣溫環境作用下，經受車輪荷載的反復作用，當荷載重復作用超過一定的次數后，在荷載作用下路面內產生的應力就會超過強度下降的結構抗力，使路面出現裂紋，導致產生疲勞斷裂破壞，摻加聚酯纖維后，纖維單絲在混合料中的均勻分布的加筋作用，使其勁度模量增加，改善瀝青混凝土的抗疲勞性能。

4、提高水穩定性瀝青路面的水穩性是指瀝青路面在水存在的條件下，經受交通荷載和溫度漲縮的反復作用。聚酯纖維的加入，使瀝青膜增厚，使水置換瀝青的強度減小，以及水分滲入瀝青混凝土量的減少，再加上纖維的吸附作用使瀝青的粘滯度變大，提高了瀝青與集料的粘結作用力，加強瀝青混合料中瀝青與集料形成的界面膜抵抗水分剝離作用的能力，從而提高了瀝青混合料的水穩定性。 

用途

滌綸具有許多優良的紡織性能和服用性能，用途廣泛，可以純紡織造，也可與棉、毛、絲、麻等天然纖維和其他化學纖維混紡交織，制成花色繁多、堅牢挺刮、易洗易干、免燙和洗可穿性能良好的仿毛、仿棉、仿絲、仿麻織物。滌綸織物適用于男女襯衫、外衣、兒童衣著、室內裝飾織物和地毯等。由于滌綸具有良好的彈性和蓬松性，也可用作絮棉。在工業上高強度滌綸可用作輪胎簾子線、運輸帶、消防水管、纜繩、漁網等，也可用作電絕緣材料、耐酸過濾布和造紙毛毯等。用滌綸制作無紡織布可用于室內裝飾物、地毯底布、醫藥工業用布、絮絨、襯里等。

物理參數

技術參數

加強纖維

介紹

聚酯纖維是以聚酯（PET，聚對苯二甲酸乙二醇酯）為主要原料，添加一定的功能母料，產品密度136g/cm3,可溶于苯酚一四氯乙烷、鄰氯苯酚等溶劑，吸濕性極小，能耐酸，化學穩定性高與聚酰胺，且有良好的耐光性能。纖維在-40℃--+250℃的溫度內不脆化、不變形，每根纖維都是獨立的，與同時是石油產品的瀝青有極強的吸附性，在介質中有良好的吸附性和分散性。當每噸瀝青混合料摻入2250克纖維時，將有多達18億根纖維以三維立體方式對混合料進行加強，提供巨大的內聚力，提高公路的質量和壽命。

主要功能

提高道路質量、延長道路使用壽命

提高瀝青混凝土的高溫穩定性

提高瀝青混凝土的低溫抗裂性

提高瀝青混凝土的抗疲勞特性

提高瀝青混凝土的柔韌性、抗剝落性、抗磨耗性和水穩性

防止產生車轍和路面渠化

防止產生反射裂縫和溫度裂縫

防止由于強壓造成的路面坑洼

主要用途

保護橋石配筋或鋼板不受侵蝕

瀝青路面的薄層瀝青混凝土罩面

鋼結構橋鋪設瀝青土面層路石的修復和補筑

機場跑道與停機坪的加強

新建瀝青路面面層　舊瀝青面罩層

舊水泥路面罩面

涂補、灌縫、路緣石

聚酯纖維除具有普通聚合物纖維細度大、強度高、易分散的特點，還具有突出的耐高溫性能，可廣泛應用于熱拌合瀝青混凝土工程，也可應用于高強混凝土的增強防裂，是理想的多功能增強材料。經國內多家權威機構檢測，順通聚酯纖維主要技術性能指標達到國外同類產品先進水平，另一家誠能聚酯纖維更是在價格和質量上走在中國國內的最前面。

應用領域

• 用于舊瀝青混凝土路面罩面

• 用于新舊瀝青混凝土路面罩面

• 在橋面建立氣膜層(防水層)

• 機場跑道與停機坪的加強

• 用于新舊混凝土罩面(白+黑)

• 用于混凝土、鋼橋面罩面(鋼+黑)

• 路面的補強與修復

• 路沿的加強

施工建議

• 用于高速公路　　（晝夜交通量）交通密度 摻合量　　<3000 1-2kg/噸　　3000-30000 2.5-4kg/噸　　>30000 4kg/噸

• 用于橋面鋪裝　　氣壓層 2.5kg/噸　　磨耗層 3.5kg/噸

產品

芳香族聚酯纖維

由全芳族共聚聚酯所紡成的纖維，亦稱聚芳酯纖維。有高強型和高模型，密度各為1.41和1.37g/cm3，拉伸強度各為22.9和19.4cN/dtex，斷裂伸長率各為3.8和2.4%，模量各為528和774cN/dtex，分解溫度>400℃，吸水性小，抗蠕變和耐磨性好。制法是將對羥基苯甲酸和2-羥基6-萘甲酸或其他三元、四元單體共聚后熔紡及熱處理而得。用作光纖補強件、繩索、漁網、輪胎簾子線、防切割用具、體育用品、制冷劑用電絕緣材料、船帆、土工布等。

聚酯中空纖維膜

具有氣體分離功能的聚酯中空纖維均質膜。纖維內徑15～20μm，外徑28.2～37.8μm，中空率28%～34%，He與CH4的滲透系數各層12.2×10-9和0.031×10-9cm3·cm/(cm2·s·cmHg)。[9×10-9和0.023×10-9cm3·cm/(cm2·s·kPa)]操作溫度40℃，可通過四級分離，使天然氣中所含的0.5%氦，提純至99.9%濃度。制法是將聚酯用中空噴絲板熔紡，中心部通入低壓氣體或吸入自然風。用途是從天然氣分離氦氣等。

聚酯超細纖維氈

由熔噴法等制得的聚酯超細纖維氈片。對平均直徑2μm和定積重量為200g/m2的氈片，表觀密度0.23kg/cm3，拉伸強度2.2kg/cm，y值(染色指標)5，柔軟而富有彈性。制法是將聚酯在295℃溫度及322℃高速(壓力0.226MPa)蒸氣流下熔噴至移動捕集面上而制得，必要時再用2.94和0.98MPa高速水流處理。用作人造革基布和各種濾材，經特殊處理后可用作油水分離器等。