เส้นใยโพลีเอสเตอร์: เส้นใยโพลีเอสเตอร์เป็น“ เส้นใยที่ผลิตซึ่งสารก่อตัวของเส้นใยเป็นโพลีเมอร์สังเคราะห์ที่ยาวนานซึ่งประกอบด้วยอย่างน้อย 85% โดยน้ำหนักของเอสเตอร์ของแอลกอฮอล์ dihydric (Horoh) และกรดเทเรฟทาลิก (P-HOOC-C6H4COOH)” เส้นใยโพลีเอสเตอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดทำจากโพลีเมอร์เชิงเส้น (เอทิลีนเทเรฟทาเลต) และชั้นโพลีเอสเตอร์นี้โดยทั่วไปเรียกว่าเป็นสัตว์เลี้ยง ความแข็งแรงสูงโมดูลัสสูงการหดตัวต่ำความเสถียรของชุดความร้อนความคงทนของแสงและความต้านทานทางเคมีสำหรับสัตว์เลี้ยงที่เก่งกาจ
แผนภูมิการไหลของการผลิตเส้นใยสังเคราะห์: เส้นใยสังเคราะห์
วัตถุดิบ / โมโนเมอร์
การทำพอลิเมอไรเซชัน
การวาดและยืดกล้ามเนื้อ
การทำพื้นผิว
การรวมกัน
การตั้งค่าความร้อน
เส้นใยเสร็จแล้ว
วัตถุดิบ:
การก่อตัวของพอลิเมอร์:
รูปที่ 2: การผลิต polyethylene terephthalate
Terephthalic Acid (PTA) ผลิตโดยตรงจาก P-xylene กับการเกิดออกซิเดชันที่ควบคุมด้วยโบรไมด์
Dimethyl Terephthalate (DMT) ทำในระยะแรกโดยเอสเทอริฟิเคชันของกรดเทเรฟทาลิก อย่างไรก็ตามกระบวนการที่แตกต่างกันที่เกี่ยวข้องกับสองขั้นตอนการออกซิเดชั่นและเอสเทอริฟิเคชันในขณะนี้เป็นสาเหตุของ DMT ส่วนใหญ่
เอทิลีนไกลคอล (เช่น) เริ่มต้นเป็นผลิตภัณฑ์ระดับกลางโดยการออกซิเดชั่นของเอทิลีน เอทิลีนไกลคอลเพิ่มเติมได้มาจากปฏิกิริยาของเอทิลีนออกไซด์กับน้ำ
การสังเคราะห์พอลิเมอร์:
การสังเคราะห์พอลิเมอร์: S: โพลีเอสเตอร์ตัวแทน PET ถูกโพลีเมอร์โดยหนึ่งในสองวิธีต่อไปนี้: Ester Interchange: โมโนเมอร์เป็น diethyl terephtalate และ ethylene glycol
Direct Etherification: โมโนเมอร์เป็นกรดเทเรฟทาลิกและเอทิลีนไกลคอล ทั้งกระบวนการแลกเปลี่ยนเอสเตอร์และกระบวนการเอสเทอริฟิเคชันโดยตรงจะรวมกับขั้นตอนการชดเชยแบบโพลีคอนเดอร์ไม่ว่าจะเป็นแบบแบตช์หรืออย่างต่อเนื่อง ระบบแบทช์ที่ชาญฉลาดต้องการภาชนะสองปฏิกิริยา-หนึ่งสำหรับเอสเทอริฟิเคชันหรือการแลกเปลี่ยนเอสเตอร์อื่น ๆ สำหรับการเกิดพอลิเมอไรเซชัน ระบบต่อเนื่องต้องการเรืออย่างน้อยสามลำ - หนึ่งลำสำหรับเอสเทอริฟิเคชันหรือการแลกเปลี่ยนแรงเฉือนอีกอันหนึ่งสำหรับการลดไกลคอลส่วนเกินและอีกอันหนึ่งสำหรับการเกิดพอลิเมอไรเซชัน
อีกวิธีหนึ่งในการผลิต PET คือ polycondensation ของโซลิดเฟส ในกระบวนการนี้จะมีการละลาย polycondension อย่างต่อเนื่องจนกว่า pre-polymer จะมีความหนืดที่แท้จริงที่ 1.0-1.4 ณ จุดที่พอลิเมอร์ถูกโยนลงใน บริษัท ที่มั่นคง การทำให้เกิดผลึกล่วงหน้าดำเนินการโดยการให้ความร้อน (สูงกว่า 200โอ c) จนกว่าจะได้รับน้ำหนักโมเลกุลที่ต้องการ ต่อมาโพลิเมอร์อนุภาคจะถูกละลายเพื่อการปั่น กระบวนการนี้ไม่ได้รับความนิยมสำหรับเส้นใยสัตว์เลี้ยงสิ่งทอ แต่ใช้สำหรับเส้นใยอุตสาหกรรมบางชนิด
โพลีเอสเตอร์กิ่งและเชื่อมขวาง: หากกลีเซอรอลได้รับอนุญาตให้ทำปฏิกิริยากับ diacid หรือ anhydride แต่ละกลีเซอรอลจะสร้างจุดสาขาเดียว โมเลกุลดังกล่าวสามารถเพิ่มขึ้นเป็นน้ำหนักโมเลกุลที่สูงมาก หากการมีเพศสัมพันธ์ภายในเกิดขึ้น (ปฏิกิริยาของกลุ่มไฮดรอกซิลและฟังก์ชั่นกรดจากกิ่งก้านของโมเลกุลเดียวกันหรือต่างกัน) พอลิเมอร์จะกลายเป็น crosslinked โพลีเมอร์เชื่อมขวางอย่างเข้มงวดนั้นไม่ได้รับผลกระทบจากตัวทำละลายอย่างสมบูรณ์
การสร้างเส้นใย:
กระบวนการผลิต:
เส้นด้ายเส้นใยการผลิต:
การทำพอลิเมอไรเซชัน
1. ในการสร้างโพลีเอสเตอร์ dimethyl terephthalate จะทำปฏิกิริยาครั้งแรกกับเอทิลีนไกลคอลต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 302-410 ° F (150-210 ° C)
2. สารเคมีที่เกิดขึ้นโมเลกุล (โมเลกุลเดี่ยวที่ไม่ทำซ้ำ) แอลกอฮอล์รวมกับกรดเทเรฟทาลิกและเพิ่มขึ้นเป็นอุณหภูมิ 472 ° F (280 ° C) โพลีเอสเตอร์ที่จัดขึ้นใหม่ซึ่งมีความชัดเจนและหลอมเหลวถูกอัดผ่านช่องเพื่อสร้างริบบิ้นยาว
การทำให้แห้ง
3. หลังจากโพลีเอสเตอร์โผล่ออกมาจากการเกิดพอลิเมอไรเซชันริบบิ้นหลอมเหลวยาวจะได้รับอนุญาตให้เย็นจนกว่ามันจะเปราะ วัสดุถูกตัดเป็นชิปเล็ก ๆ และแห้งอย่างสมบูรณ์เพื่อป้องกันความผิดปกติในความสอดคล้อง
ละลาย
4. ชิปพอลิเมอร์ละลายที่ 500-518 ° F (260-270 ° C) เพื่อสร้างสารละลายเหมือนน้ำเชื่อม วิธีแก้ปัญหาจะถูกใส่ในภาชนะโลหะที่เรียกว่าสปินเนอร์และถูกบังคับผ่านรูเล็ก ๆ ซึ่งมักจะกลม แต่อาจเป็นรูปสี่เหลี่ยมหรือรูปร่างอื่น ๆ เพื่อผลิตเส้นใยพิเศษ จำนวนหลุมในสปินเน็ตกำหนดขนาดของเส้นด้ายเนื่องจากเส้นใยที่เกิดขึ้นใหม่ถูกนำมารวมกันเพื่อสร้างเส้นเดียว
5. ในขั้นตอนการปั่นสารเคมีอื่น ๆ อาจถูกเพิ่มเข้าไปในสารละลายเพื่อให้สารหน่วงไฟของวัสดุที่ได้รับการป้องกันหรือย้อมง่ายขึ้น
การวาดเส้นใย
6. เมื่อโพลีเอสเตอร์โผล่ออกมาจากสปินเน็ตมันจะนุ่มและยาวได้ง่ายถึงห้าเท่าของความยาวดั้งเดิม การยืดกล้ามเนื้อบังคับโมเลกุลโพลีเอสเตอร์แบบสุ่มให้จัดแนวในการก่อตัวแบบขนาน สิ่งนี้จะเพิ่มความแข็งแกร่งความดื้อรั้นและความยืดหยุ่นของเส้นใย เวลานี้เมื่อเส้นใยแห้งเส้นใยจะแข็งและแข็งแรงแทนที่จะเปราะ
7. เส้นใยที่วาดอาจแตกต่างกันอย่างมากในเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวขึ้นอยู่กับลักษณะที่ต้องการของวัสดุสำเร็จรูป นอกจากนี้เมื่อมีการวาดเส้นใยพวกเขาอาจมีพื้นผิวหรือบิดเพื่อสร้างผ้านุ่มหรือหมองคล้ำ
ที่คดเคี้ยว
8. หลังจากวาดเส้นด้ายโพลีเอสเตอร์แล้วมันจะเป็นแผลบนกระสวยขนาดใหญ่หรือแพ็คเกจที่แบนแล้วพร้อมที่จะถักเป็นวัสดุ
เส้นใยหลักของการผลิต: ละลาย (ขั้นตอนที่ 1-4 ด้านบน) เหมือนกับในการผลิตเส้นด้ายเส้นใย อย่างไรก็ตามในกระบวนการหมุนละลายสปินเน็ตมีรูอีกมากมายเมื่อผลิตภัณฑ์เป็นเส้นใยหลัก การรวมกลุ่มของโพลีเอสเตอร์ที่มีลักษณะคล้ายเชือกที่เกิดขึ้นเรียกว่าพ่วง
วาดพ่วง
1. พ่วงที่จัดขึ้นใหม่จะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วในกระป๋องที่รวบรวมเส้นใยหนา มีการรวบรวมความยาวหลายครั้งแล้วดึงลูกกลิ้งอุ่นให้ยาวถึงสามหรือสี่เท่าความยาวดั้งเดิมของพวกเขา
การจีบ
2. ดึงพ่วงจะถูกป้อนเข้าสู่กล่องบีบอัดซึ่งบังคับให้เส้นใยพับเหมือนหีบเพลงในอัตรา 9-15 crimps ต่อนิ้ว (3-6 ต่อซม.) กระบวนการนี้ช่วยให้เส้นใยรวมตัวกันในช่วงระยะเวลาการผลิตในภายหลัง
การตั้งค่า
3. หลังจากพ่วงถูกจีบมันจะถูกทำให้ร้อนที่ 212-302 ° F (100-150 ° C) เพื่อทำให้เส้นใยแห้งและตั้งค่าจีบอย่างสมบูรณ์ crimp บางตัวจะถูกดึงออกจากเส้นใยอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในระหว่างกระบวนการต่อไปนี้
การตัด
4. การตั้งค่าความร้อนต่อไปนี้พ่วงจะถูกตัดเป็นความยาวที่สั้นลง โพลีเอสเตอร์ที่จะผสมกับฝ้ายจะถูกตัดในชิ้น 1.25-1.50 นิ้ว (3.2-3.8 ซม.) สำหรับการผสมเรยอนความยาว 2 นิ้ว (5 ซม.) จะถูกตัด สำหรับผ้าที่หนักกว่าเช่นพรมเส้นใยโพลีเอสเตอร์จะถูกตัดเป็นความยาว 6 นิ้ว (15 ซม.)
กระบวนการหมุน: โอ c) มีความหนืดแรงเฉือนต่ำคือ 1,000-3000 บทกวี PET น้ำหนักโมเลกุลต่ำปั่นที่ 265โอ C ในขณะที่ PET น้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษถูกปั่นที่ 300OC หรือสูงกว่า ระดับของการปฐมนิเทศโดยทั่วไปเป็นสัดส่วนกับความเร็วลมในกระบวนการหมุน ในทางทฤษฎีการปฐมนิเทศสูงสุดพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของผลผลิตจะได้รับด้วยความเร็วลม 10,000 เมตร/นาที แม้ว่าจะเป็นผิวที่เป็นโมฆะผลข้างเคียงอาจปรากฏขึ้นที่ความเร็วลมสูงกว่า 7000m/นาที
กระบวนการวาดภาพ: โอ c) เนื่องจากกระบวนการวาดภาพให้การวางแนวเพิ่มเติมกับผลิตภัณฑ์อัตราส่วนการจับ (3: 1-6: 1) จะแตกต่างกันไปตามการใช้ปลายทางสุดท้าย สำหรับ tenacities ที่สูงขึ้นจำเป็นต้องมีอัตราส่วนการจับรางวัลที่สูงขึ้น นอกเหนือจากการปฐมนิเทศแล้วผลึกอาจได้รับการพัฒนาในระหว่างการวาดที่ช่วงอุณหภูมิ 140-220โอ ค.
แผนภูมิการไหลของเส้นใยโพลีเอสเตอร์:
รูปที่ 3: แผนภูมิการไหลของเส้นใยโพลีเอสเตอร์
การผลิตโพลีเอสเตอร์ล่าสุด (วิธีการวิจัย):
องค์ประกอบโครงสร้างของสัตว์เลี้ยง:
แรงแบบโต้ตอบสร้างการบรรจุแน่นที่ไม่ยืดหยุ่นในหมู่ macromolecules แสดงโมดูลัสสูงความแข็งแรงและความต้านทานต่อความชื้นสีย้อมและตัวทำละลาย ความยืดหยุ่นที่ จำกัด ในโมเลกุลขนาดใหญ่ส่วนใหญ่เกิดจากกลุ่มเอทิลีน เส้นใยดับแบบขยายไม่ได้แสดงการพัฒนาผลึกในระยะแรก การเติบโตของผลึกเริ่มเกิดขึ้นเมื่อวาด จำเป็นต้องมีแบบจำลองโครงสร้างพื้นฐานจำนวนหนึ่งเพื่อแสดงสถานะที่แตกต่างกันของเส้นใย: อสัณฐาน (ไม่มีการวางแนว) หลังจากการอัดขึ้นรูป, amorphous (ไม่มีการปฐมนิเทศ) หลังจากการวาดรูปเย็น, การปฐมนิเทศผลึกหลังจากการรักษาด้วยความร้อน รูปแบบที่มุ่งเน้นผลึกยังสามารถรับได้โดยการปั่นความเครียดสูง (ความเร็วสูง)
การสแกนที่แตกต่างกัน calorimerty (DSC) สามารถวัดความเป็นผลึกและการวางแนวโมเลกุลภายในเส้นใย การวิเคราะห์ประเภทนี้ขึ้นอยู่กับค่าที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนของความร้อนของฟิวชั่นสำหรับรูปแบบผลึกและรูปแบบที่ไม่ใช่ผลึกของพอลิเมอร์ ความร้อนของการหลอมรวมของตัวอย่างถูกนำมาเปรียบเทียบกับมาตรฐานการสอบเทียบ ผลึกถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ต่อไปนี้
% ผลึก = ΔHฟ /ΔH*ฟ
ที่ไหน,ชม*ฟ คือความร้อนของการหลอมรวมของพอลิเมอร์ผลึก 100% ที่รายงานในวรรณคดีมีประมาณ 33.45 cal/g (เท่ากับ 140 j/g) TG (อุณหภูมิการเปลี่ยนแก้ว) และ TM (จุดหลอมเหลว) ของเส้นใยสามารถกำหนดได้โดยการวิเคราะห์ DSC ผลลัพธ์ของการวัดความหนาแน่นและ DSC แสดงในตารางที่ 1
ตารางที่ 1: ผลึกของเส้นใยโพลีเอสเตอร์
การไล่ระดับสีความหนาแน่น
การวัด DSC
เส้นใยฐานชนิดไฟเบอร์
ความหนาแน่น (G/CC)
ผลึก (%)
tg (โอ c)
TM (โอ c)
∆H (cal/g)
ผลึก (%)
อัน
1.3803
41.22
154.3
251.3
17.19
51.38
ข
1.3584
45.80
161.7
254.6
16.61
49.65
C
1.3809
41.73
152.9
255.8
15.29
45.73
d
1.3871
47.34
161.0
255.5
15.40
46.03
อี
1.3825
43.71
175.9
257.4
16.41
49.05
TG - อุณหภูมิการเปลี่ยนแก้ว
สัตว์เลี้ยงดับอย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องวาดเป็นสิ่งที่อสัณฐาน ช่วงอุณหภูมิของการตกผลึกสำหรับ PET นั้นจาก 10OC ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวถึงอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนแก้วเล็กน้อย 250-100โอ C. สัตว์เลี้ยงทั่วไปมีผลึก 50% หน่วยทำซ้ำของ PET คือ 1.075 nm และสั้นกว่าความยาวของโซ่ขยายอย่างเต็มที่เล็กน้อย (1.09 nm) ดังนั้นโซ่เกือบจะเป็นระนาบ เซลล์หน่วยคริสตัลเป็น triclinic ที่มีขนาด a = 0.456nm, b = 0.594nm, c = 1.075nm โครงสร้างผลึก PET แสดงในด้านล่างรูปที่ 4 ปัจจัยอีกประการหนึ่งสำหรับการตกผลึกคือตำแหน่งของวงแหวนเบนซีน หากวางแหวนเบนซีนไว้บนแกนโซ่ (C) จากนั้นปิดการบรรจุของโซ่โมเลกุลจะช่วยลดการตกผลึกพอลิเมอร์
ติดต่อเราตลอดเวลา
ลูชาน โมเด็นไทม์ เขตลูชาน เมืองฟูยาง จังหวัดเจเจียงจาน จีน
