山东理工大学：《高分子材料加工工艺学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 聚酯纤维

高分子材料加工 工艺学 第二章聚酯纤维

高分子材料加工 工艺学 第二章 聚酯纤维

第二章聚酯纤维 内容提要: 本章共有7节内容,其中: ■第1节聚对苯二甲酸乙二酯的制备要了解清 楚 第2、3、4、5节是重点,要很好掌握; 第六节是聚酯纤维的性质与用途。 第7节是新产品简介,是扩展知识结构的内 容,要适当了解

第二章聚酯纤维 ◼ 内容提要： ◼ 本章共有7节内容，其中： ◼ 第1节聚对苯二甲酸乙二酯的制备要了解清 楚 ◼ 第2、3、4、5节是重点，要很好掌握； ◼ 第六节是聚酯纤维的性质与用途。 ◼ 第7节是新产品简介，是扩展知识结构的内 容，要适当了解。 2

引言: 1什么是聚酯纤维? 聚酯纤维是通过酯基相连的成纤高聚物纺制 而成的合成纤维、英文缩写为PET。我国将 含聚对苯二甲酸乙二酯组分大于85%的合成 纤维称为涤纶。 1941年 Whinfield和 Dickson用对苯二甲 酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)合成聚对苯二 甲酸乙二酯(PET),并将聚合物通过熔体纺 丝制得性能优良的纤维。1953年美国首先建 厂生产聚酯纤维

引言： 1.什么是聚酯纤维？ 聚酯纤维是通过酯基相连的成纤高聚物纺制 而成的合成纤维、英文缩写为PET。我国将 含聚对苯二甲酸乙二酯组分大于85%的合成 纤维称为涤纶。 1941年whinfield和Dickson用对苯二甲 酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)合成聚对苯二 甲酸乙二酯（PET)，并将聚合物通过熔体纺 丝制得性能优良的纤维。1953年美国首先建 厂生产聚酯纤维。 3

近年又研制开发出多种有不同特性的 实用性聚酯纤维。如具有高伸缩弹性 的聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纤维,聚 对苯二甲酸丙二酯(PT纤维 具有超高强度、高模量的全芳香族聚 酯纤维等。 目前所谓“聚酯纤维”通常指PET纤 维

近年又研制开发出多种有不同特性的 实用性聚酯纤维。如具有高伸缩弹性 的聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纤维，聚 对苯二甲酸丙二酯(PTT)纤维。 具有超高强度、高模量的全芳香族聚 酯纤维等。 目前所谓“聚酯纤维”通常指PET纤 维。 4

2聚酯纤维问世虽晚,但由于具有一系列优良性能, 如断裂强度和弹性模高,回弹性适中,热定型性 优异,耐热和耐光性好,织物具有洗可穿性等, 故有广泛的服用和产业用途; 聚酯纤维是发展速度最快,产两最大的合成纤 维品种。2011年世界纤维产量为6510万t2011 年全球化纤产量达到4866万吨。其中中国大陆的 产量达到336236万吨其中,占世界总量的69% 我国合成纤维产量309636万吨,其中我国涤纶 产量达到2800万吨,占合成纤维总量的90%。锦 纶159万吨,占5.1%,腈纶69.96万吨,占2.26%, 其它占264%

2. 聚酯纤维问世虽晚，但由于具有一系列优良性能， 如断裂强度和弹性模高，回弹性适中，热定型性 优异，耐热和耐光性好，织物具有洗可穿性等， 故有广泛的服用和产业用途； ◼ 聚酯纤维是发展速度最快，产两最大的合成纤 维品种。2011 年世界纤维产量为6 510 万t, 2011 年全球化纤产量达到4866万吨。其中中国大陆的 产量达到3362.36万吨其中，占世界总量的69%。 ◼ 我国合成纤维产量3096.36万吨，其中我国涤纶 产量达到2800万吨，占合成纤维总量的90%。锦 纶159万吨，占5.1%， 腈纶69.96万吨，占2.26%， 其它占2.64%。 5

第一节聚酯纤维原料 聚对苯二甲酸乙二酯的制备 聚对苯二甲酸乙二酯的制备包括对苯二甲酸 (TPA)及乙二醇的制备,对苯二甲酸双羟乙 酯(BHET的制备和聚对苯二甲酸乙二酯的 制备。 在工业生产中是以对苯二甲酸双羟乙酯 (BHET)为原料,经缩聚反应脱出乙二醇 (EG)来实现的,缩聚反应式如下

第一节聚酯纤维原料 ◼ 一、聚对苯二甲酸乙二酯的制备 聚对苯二甲酸乙二酯的制备包括对苯二甲酸 (TPA)及乙二醇的制备，对苯二甲酸双羟乙 酯(BHET)的制备和聚对苯二甲酸乙二酯的 制备。 在工业生产中是以对苯二甲酸双羟乙酯 (BHET)为原料，经缩聚反应脱出乙二醇 (EG)来实现的，缩聚反应式如下： 6

nHOCH,CH:0OC<>COOCH;CH:OH (BHETY HOCH CH, OOC PET) OCH; CH,OH+(n-1)HOCH,CH,OH (EG) 所以,要制备聚对苯二甲酸乙二酯(PET),首 先要制得对苯二甲酸双羟乙酯BHET),目前, BHET的生产方法有酯交换法(间接法) 直接酯化法和直接加成法(直接法)

所以，要制备聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，首 先要制得对苯二甲酸双羟乙酯(BHET),目前， BHET 的生产方法有酯交换法〔间接法)、 直接酯化法和直接加成法(直接法)。 7

对苯二甲酸双羟乙酯 (BHET)的制备 1酯交换法 原理: ①此法是先将TPA与甲醇反应,生成粗对苯二 甲酸二甲酯(粗DMT),经精制提纯后,再与EG 进行酯交换反应,得纯度较高的BHET

（一）、对苯二甲酸双羟乙酯 （BHET)的制备 1.酯交换法 原理： 此法是先将TPA与甲醇反应，生成粗对苯二 甲酸二甲酯(粗DMT)，经精制提纯后，再与EG 进行酯交换反应，得纯度较高的BHET。 8

对苹二甲酸的罕化TPA与甲蓦反应,生威DMT COOH COOCH3 t2CH,OH +m 100~110℃ +2H2O HSC41~03MP食 COOCH3 ②对苯二甲酸二甲酯的精制:DMT的精制通 常采用蒸馏法,经过精制,DMT的纯度可 由94%提高到99%以上

对苯二甲酸二甲酯的精制： DMT的精制通 常采用蒸馏法，经过精制，DMT的纯度可 由94％提高到99％以上。 9

③用对苯二甲酸二甲酯制备对苯二甲酸 双羟乙酯 在催化剂醋酸盐)存在下,EG与DMT中的甲 氧基(OCH3)交换,生成BHET,被取代的 甲氧基与EG中的氢结合,生成甲酯,其反应 式如下: CH3OOC- COOCH,+ 2HOCH, CH, OHH HOCH-CH,OOC >COOCH: CH:OH+2CH:OH

用对苯二甲酸二甲酯制备对苯二甲酸 双羟乙酯 在催化剂(醋酸盐)存在下，EG与DMT中的甲 氧基(—OCH3)交换，生成BHET，被取代的 甲氧基与EG中的氢结合，生成甲酯，其反应 式如下： 10