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1、化工化纤基础知识化工化纤基础知识 主讲：于主讲：于 欣欣一、化纤是什么？一、化纤是什么？ n化学纤维化学纤维(Chemical Fibers)是指以天是指以天然或人工高分子物质为原料制成的纤维。然或人工高分子物质为原料制成的纤维。n化学纤维可根据原料来源的不同，化学纤维可根据原料来源的不同，分为分为再生纤维和合成纤维再生纤维和合成纤维等。等。（一）再生（一）再生(人造人造)纤维纤维(Artificial Fiber) 用纤维素和蛋白质等天然高分子化合物为原料，经化用纤维素和蛋白质等天然高分子化合物为原料，经化学加工制成高分子浓溶液，再经纺丝和后处理而制得学加工制成高分子浓溶液，再经纺丝和后处理
2、而制得的纺织纤维。的纺织纤维。1、再生纤维素纤维、再生纤维素纤维 用天然纤维素为原料的再生纤维，由于它的化学组成用天然纤维素为原料的再生纤维，由于它的化学组成和天然纤维素相同而物理结构已经改变，所以称再生和天然纤维素相同而物理结构已经改变，所以称再生纤维素纤维。纤维素纤维。 n粘胶纤维粘胶纤维是以天然棉短绒、木材为原料制成的，它具是以天然棉短绒、木材为原料制成的，它具有几个突出的优点。有几个突出的优点。粘胶纤维的优点是：粘胶纤维的优点是：（1）手感柔软光泽好，）手感柔软光泽好，粘胶纤维像棉纤维一样柔软，丝纤粘胶纤维像棉纤维一样柔软，丝纤维一样光滑。维一样光滑。（2）吸湿性、透气性良好，）吸湿性
3、、透气性良好，粘胶纤维的基本化学成份与棉粘胶纤维的基本化学成份与棉纤维相同，因此，它的一些性能和棉纤维接近，不同的纤维相同，因此，它的一些性能和棉纤维接近，不同的是它的吸湿性与透气性比棉纤维好，可以说它是所有化是它的吸湿性与透气性比棉纤维好，可以说它是所有化学纤维中吸湿性与透气性最好的一种。学纤维中吸湿性与透气性最好的一种。（3）染色性能好，）染色性能好，由于粘胶纤维吸湿性较强，所以粘胶纤由于粘胶纤维吸湿性较强，所以粘胶纤维比棉纤维更容易上色，色彩纯正、艳丽，色谱也最齐维比棉纤维更容易上色，色彩纯正、艳丽，色谱也最齐全。全。 粘胶纤维最大的缺点粘胶纤维最大的缺点是湿牢度差，弹性也较差，织物易是
4、湿牢度差，弹性也较差，织物易折皱且不易恢复；耐酸、耐碱性也不如棉纤维。折皱且不易恢复；耐酸、耐碱性也不如棉纤维。2、富强纤维、富强纤维n俗称虎木棉、强力人造棉。它是变性的粘胶纤维。俗称虎木棉、强力人造棉。它是变性的粘胶纤维。n富强纤维同普通粘胶纤维（即人造棉、人造毛、人造富强纤维同普通粘胶纤维（即人造棉、人造毛、人造丝）比较起来，有以下几个丝）比较起来，有以下几个主要特点：主要特点：（1）强度大，）强度大，也就是说富强纤维织物比粘胶纤维织物结也就是说富强纤维织物比粘胶纤维织物结实耐穿。实耐穿。（2）缩水率小，）缩水率小，富强纤维的缩水率比粘胶纤维小富强纤维的缩水率比粘胶纤维小1倍。倍。（3）弹
5、性好，）弹性好，用富强纤维制做的衣服比较板整，耐折皱用富强纤维制做的衣服比较板整，耐折皱性比粘胶纤维好。性比粘胶纤维好。（4）耐碱性好，）耐碱性好，由于富强纤维的耐碱性比粘胶纤维好，由于富强纤维的耐碱性比粘胶纤维好，因此富强纤维织物在洗涤中对肥皂等洗涤剂的选择就因此富强纤维织物在洗涤中对肥皂等洗涤剂的选择就不像粘胶纤维那样严格。不像粘胶纤维那样严格。3、蛋白纤维、蛋白纤维以大豆为原料故亦称大豆纤维。以大豆为原料故亦称大豆纤维。（上世纪（上世纪90年代国内新开发产品）年代国内新开发产品）（1）手感柔软，像棉纤维一样柔软，丝纤维一）手感柔软，像棉纤维一样柔软，丝纤维一样光滑。样光滑。（2）吸湿性、
6、透气性良好。）吸湿性、透气性良好。（3）染色性能一般。所以市面上销售产品均为）染色性能一般。所以市面上销售产品均为浅色内衣。浅色内衣。（二）合成纤维（二）合成纤维(Synthetic Fiber)n合成纤维是由合成的高分子化合物制成合成纤维是由合成的高分子化合物制成的。的。n常用的合成纤维有常用的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶、氨纶维纶、丙纶、氯纶、氨纶等。等。1.涤纶涤纶 n涤纶的学名叫聚对苯二甲酸乙二醇酯涤纶的学名叫聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和包括和包括80年代开发的聚对苯二甲酸丁二醇脂年代开发的聚对苯二甲酸丁二醇脂(PBT），近），近来开发聚对苯二甲酸
7、丙二醇脂来开发聚对苯二甲酸丙二醇脂(PTT)简称聚酯纤维。简称聚酯纤维。涤纶是我国的商品名称，国外有称涤纶是我国的商品名称，国外有称“大可纶大可纶”，“特利纶特利纶”，“帝特纶帝特纶”等。等。n涤纶由于原料易得、性能优异、用途广泛、发展非涤纶由于原料易得、性能优异、用途广泛、发展非常迅速，现在的产量已居化学纤维的首位。在世界常迅速，现在的产量已居化学纤维的首位。在世界范围内约占范围内约占55%左右，国内约占左右，国内约占80%以上。以上。1.涤纶涤纶 n涤纶的优点：涤纶的优点： 它的弹性比任何纤维都强；强度和耐磨性较它的弹性比任何纤维都强；强度和耐磨性较好，由它纺织的面料不但牢度比其它纤维高好
8、，由它纺织的面料不但牢度比其它纤维高出出34倍，而且挺括、不易变形，有倍，而且挺括、不易变形，有免烫免烫的美称；涤纶的耐热性也是较强的；具有较的美称；涤纶的耐热性也是较强的；具有较好的化学稳定性，在正常温度下，都不会与好的化学稳定性，在正常温度下，都不会与弱酸、弱碱、氧化剂发生作用。弱酸、弱碱、氧化剂发生作用。1.涤纶涤纶n涤纶的缺点：涤纶的缺点： 染色性能差。吸湿性极差，由它纺织的面料染色性能差。吸湿性极差，由它纺织的面料穿在身上发闷、不透气。穿在身上发闷、不透气。 另外，由于纤维表面光滑，纤维之间的抱合另外，由于纤维表面光滑，纤维之间的抱合力差，经常摩擦之处易起毛、结球。力差，经常摩擦之处
9、易起毛、结球。n其其35%短纤维和短纤维和65%棉混纺纤维织成布，棉混纺纤维织成布，俗称俗称“的确凉的确凉”。n后续将对涤纶作比较详细介绍，此处不再多后续将对涤纶作比较详细介绍，此处不再多述。述。2.锦纶锦纶 n锦纶是我国的商品名称（也是当时我国第一种能由锦纶是我国的商品名称（也是当时我国第一种能由锦西化工厂自己生产单体的化纤产品，故定名为锦西化工厂自己生产单体的化纤产品，故定名为“锦纶锦纶”），它的学名叫聚酰胺纤维；有锦纶），它的学名叫聚酰胺纤维；有锦纶6、锦纶锦纶66、锦纶、锦纶1010等不同品种。锦纶在国外等不同品种。锦纶在国外的商品名又称的商品名又称“尼龙尼龙(Nylon)”，“耐纶耐
10、纶”，“卡卡普纶普纶(Caplon)”，“阿米纶阿米纶”等。等。n 锦纶是世界上最早的合成纤维品种，由德国法锦纶是世界上最早的合成纤维品种，由德国法本公司于本公司于1939年开发成功尼龙年开发成功尼龙6，并投入工业化，并投入工业化生产。生产。40年代风靡上海滩的美国年代风靡上海滩的美国“玻璃丝袜玻璃丝袜”即是即是杜邦公司的尼龙杜邦公司的尼龙66代表作。代表作。2.锦纶锦纶 n由于性能优良，原料资源丰富，因此一直是由于性能优良，原料资源丰富，因此一直是合成纤维产量最高的品种。直到合成纤维产量最高的品种。直到1970年以年以后，由于聚酯纤维的迅速发展，才退居合成后，由于聚酯纤维的迅速发展，才退居合
11、成纤维的第二位。在世界范围内约占纤维的第二位。在世界范围内约占35%左左右，国内约占右，国内约占15%左右。左右。n锦纶的最大锦纶的最大优点优点是强度高、耐磨性好，它的是强度高、耐磨性好，它的强度及耐磨性居所有纤维之首。强度及耐磨性居所有纤维之首。2.锦纶锦纶n锦纶的锦纶的缺点缺点与涤纶一样，吸湿性和通透性都较差。在与涤纶一样，吸湿性和通透性都较差。在干燥环境下，锦纶易产生静电，短纤维织物也易起毛、干燥环境下，锦纶易产生静电，短纤维织物也易起毛、起球。锦纶的耐热、耐光性都不够好，熨烫承受温度起球。锦纶的耐热、耐光性都不够好，熨烫承受温度应控制在应控制在140以下。此外，锦纶的保形性差，用其以下
12、。此外，锦纶的保形性差，用其做成的衣服不如涤纶挺括，易变形。但它可以随身附做成的衣服不如涤纶挺括，易变形。但它可以随身附体，是制做各种体形衫的好材料。体，是制做各种体形衫的好材料。1）纤维）纤维 民用丝：长丝民用丝：长丝尼龙面料（塔夫绸）、袜子等尼龙面料（塔夫绸）、袜子等 短丝短丝呢绒毛线配料、造纸毛毯等呢绒毛线配料、造纸毛毯等 工业用丝：帘子布、渔网、绳缆、降落伞工业用丝：帘子布、渔网、绳缆、降落伞 地毯丝（地毯丝（BCF)：锦纶地毯：锦纶地毯 鬃丝：钓鱼线、搭扣拉链鬃丝：钓鱼线、搭扣拉链2）薄膜：流延膜、双向拉伸膜（）薄膜：流延膜、双向拉伸膜（BOPA6）3）工程塑料：铁路、汽车、电动工具
13、、电器仪表）工程塑料：铁路、汽车、电动工具、电器仪表简单介绍尼龙简单介绍尼龙6生产过程：生产过程：n从石油分离中获得的苯为原料，经加氢得到环己烷、从石油分离中获得的苯为原料，经加氢得到环己烷、液态环己烷在催化剂存在下进行空气氧化，产生环己液态环己烷在催化剂存在下进行空气氧化，产生环己酮和环己醇、再将环己醇脱氢也得到环己酮。环己酮酮和环己醇、再将环己醇脱氢也得到环己酮。环己酮经羟胺肟化、贝克曼转位得到粗己内酰胺，将其精制经羟胺肟化、贝克曼转位得到粗己内酰胺，将其精制后获得产品己内酰胺后获得产品己内酰胺(Caplonlactam)。n 目前国内仅有四家生产工厂：南京帝斯曼目前国内仅有四家生产工厂：
14、南京帝斯曼(DSM)公司、石家庄炼化己内酰胺厂、湖南巴陵石化鹰山石公司、石家庄炼化己内酰胺厂、湖南巴陵石化鹰山石化厂化厂 和浙江巨化公司锦纶厂。正在建设的是浙江恒和浙江巨化公司锦纶厂。正在建设的是浙江恒逸集团己内酰胺有限公司。逸集团己内酰胺有限公司。 n 己内酰胺聚合生成聚己内酰胺，经造粒（切片）、己内酰胺聚合生成聚己内酰胺，经造粒（切片）、萃取、干燥，纺丝获得锦纶萃取、干燥，纺丝获得锦纶6（尼龙（尼龙6）。）。 再简单介绍尼龙再简单介绍尼龙66生产过程：生产过程：n前面部分与上相同，环己烷氧化得到的环己酮前面部分与上相同，环己烷氧化得到的环己酮和环己醇混合物简称和环己醇混合物简称KA油，经硝
15、酸氧化获得油，经硝酸氧化获得粗己二酸、将其精制后获得产品精己二酸。粗己二酸、将其精制后获得产品精己二酸。n 二个丙烯腈经电解偶联得到己二腈，己二二个丙烯腈经电解偶联得到己二腈，己二腈再进行加氢制得己二胺。腈再进行加氢制得己二胺。n 将己二酸和己二胺混合进行缩聚，获得尼将己二酸和己二胺混合进行缩聚，获得尼龙龙66。纺丝得到锦纶。纺丝得到锦纶66。 3.腈纶腈纶 n腈纶是国内的商品名称，其学名为腈纶是国内的商品名称，其学名为聚丙烯聚丙烯腈纤维。腈纤维。国外又称国外又称“奥纶奥纶”，“考特尔考特尔”，“德拉纶德拉纶”等。等。n 腈纶的外观呈白色、卷曲、蓬松、手感柔软，腈纶的外观呈白色、卷曲、蓬松、手
16、感柔软，酷似羊毛，多用来和羊毛混纺或作为羊毛的代用品，酷似羊毛，多用来和羊毛混纺或作为羊毛的代用品，故又被称为故又被称为“合成羊毛合成羊毛”，亦称，亦称“膨体纱膨体纱”。n 腈纶的吸湿性不够好，但润湿性却比羊毛、丝腈纶的吸湿性不够好，但润湿性却比羊毛、丝纤维好。它的耐磨性是合成纤维中较差的，腈纶纤纤维好。它的耐磨性是合成纤维中较差的，腈纶纤维的熨烫承受温度在维的熨烫承受温度在130以下。以下。简单介绍腈纶生产过程：简单介绍腈纶生产过程：n从石油分离中获得的丙烯为原料与氢氰酸反从石油分离中获得的丙烯为原料与氢氰酸反应生成丙烯腈，丙烯腈聚合生成聚丙烯腈，应生成丙烯腈，丙烯腈聚合生成聚丙烯腈，将其纺
17、成短纤维即是腈纶。（少有长丝）将其纺成短纤维即是腈纶。（少有长丝）n主要生产厂商：中石油抚顺石化公司、兰州主要生产厂商：中石油抚顺石化公司、兰州石化公司，中石化上海金山石化公司。石化公司，中石化上海金山石化公司。4.维纶维纶 n维纶的学名为聚乙烯醇缩甲醛纤维。国外又称维纶的学名为聚乙烯醇缩甲醛纤维。国外又称“维尼纶维尼纶”，“维纳尔维纳尔”等。等。n维纶洁白如雪，柔软似棉，因而常被用作天然棉花的代用品，维纶洁白如雪，柔软似棉，因而常被用作天然棉花的代用品，人称人称“合成棉花合成棉花”。维纶的吸湿性能是合成纤维中。维纶的吸湿性能是合成纤维中吸湿性能最吸湿性能最好好的。另外，维纶的耐磨性、耐光性、
18、耐腐蚀性都较好。的。另外，维纶的耐磨性、耐光性、耐腐蚀性都较好。n最大最大缺点缺点是染色性能差，其成品布颜色单调是染色性能差，其成品布颜色单调只有一个浅灰。只有一个浅灰。n国内工厂北京有机化工厂、上海金山石化二分厂、石家庄维尼国内工厂北京有机化工厂、上海金山石化二分厂、石家庄维尼纶厂、吉林省四平联合化工厂和贵州有机化工厂、湖南维尼纶纶厂、吉林省四平联合化工厂和贵州有机化工厂、湖南维尼纶厂、福建纺织化纤集团维纶厂、兰州新西部维尼纶有限公司、厂、福建纺织化纤集团维纶厂、兰州新西部维尼纶有限公司、中石化四川维尼纶厂中石化四川维尼纶厂(重庆长寿）等。采用电石法生产该产品重庆长寿）等。采用电石法生产该产
19、品的北京、吉林、湖南、贵州、石家庄五家工厂早已经停业。的北京、吉林、湖南、贵州、石家庄五家工厂早已经停业。5.氯纶氯纶 n氯纶的学名为聚氯乙烯纤维。国外有氯纶的学名为聚氯乙烯纤维。国外有“天美龙天美龙”，“罗维尔罗维尔”之称。之称。n氯纶的氯纶的优点优点较多，耐化学腐蚀性强；导热性能比羊较多，耐化学腐蚀性强；导热性能比羊毛还差，因此，保温性强；电绝缘性较高，难燃。毛还差，因此，保温性强；电绝缘性较高，难燃。另外，它还有一个突出的优点，即用它织成的内衣另外，它还有一个突出的优点，即用它织成的内衣裤可治疗风湿性关节炎或其它伤痛，而对皮肤无刺裤可治疗风湿性关节炎或其它伤痛，而对皮肤无刺激性或损伤。激
20、性或损伤。n氯纶的氯纶的缺点缺点也比较突出，即耐热性极差。也比较突出，即耐热性极差。 n一般生产长丝。而聚偏氯乙烯纤维大多以短纤维为一般生产长丝。而聚偏氯乙烯纤维大多以短纤维为主。主。6.氨纶氨纶 n氨纶的学名为氨纶的学名为聚氨酯聚氨酯弹性纤维，国外又称弹性纤维，国外又称“莱卡莱卡(Lycra)”，“斯潘齐尔斯潘齐尔”等。等。n它是一种具有特别的弹性性能的化学纤维，它是一种具有特别的弹性性能的化学纤维，1959年开始工业化生产，并成为发展最快年开始工业化生产，并成为发展最快的一种弹性纤维。的一种弹性纤维。n其代表性生产厂商：美国杜邦公司干法和其代表性生产厂商：美国杜邦公司干法和日本东洋纺湿法。
21、日本东洋纺湿法。6.氨纶氨纶 n氨纶弹性优异，伸长率氨纶弹性优异，伸长率300500%。而。而强度比乳胶丝高强度比乳胶丝高23倍，线密度也更细，倍，线密度也更细，并且更耐化学降解。氨纶的耐酸碱性、耐并且更耐化学降解。氨纶的耐酸碱性、耐汗、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均较好。汗、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均较好。n氨纶纤维一般不单独使用，而是少量地掺氨纶纤维一般不单独使用，而是少量地掺入织物中，如与其它纤维合股或制成包芯入织物中，如与其它纤维合股或制成包芯纱，用于织制弹力织物。纱，用于织制弹力织物。6.氨纶氨纶n 原料：原料：20%MDI(二苯甲烷二异氰酸酯）二苯甲烷二异氰酸酯）+80%PTMG（
22、聚丁二醇）（聚丁二醇）n生产厂商：干法：上海青浦杜邦生产厂商：干法：上海青浦杜邦 湿法：山东烟台氨纶，江苏连云湿法：山东烟台氨纶，江苏连云港（杜钟）、常熟（泰光）、江阴（双良），港（杜钟）、常熟（泰光）、江阴（双良），浙江萧山（舒尔姿）、嘉兴（晓星）、瑞安浙江萧山（舒尔姿）、嘉兴（晓星）、瑞安（华峰）、绍兴（五环）、海宁（新高纤（华峰）、绍兴（五环）、海宁（新高纤维）、诸暨、义乌、余姚等等。维）、诸暨、义乌、余姚等等。 7.丙纶丙纶 n聚丙烯纤维。丙纶的聚丙烯纤维。丙纶的优点优点耐化学腐蚀性强；耐化学腐蚀性强；其其缺点缺点是吸湿性差、抗静电性能不良。因此，是吸湿性差、抗静电性能不良。因此，服装
23、用已经不见踪影，其长丝都用于织造工服装用已经不见踪影，其长丝都用于织造工业滤布和地毯丝（业滤布和地毯丝（BCF）制成丙纶地毯。）制成丙纶地毯。 中空长纤维制作超滤膜。中空长纤维制作超滤膜。n 短丝用作土工布（无纺布）短丝用作土工布（无纺布）8.其它其它n其它尚有聚乙烯纤维（乙纶）、聚四氟乙烯纤维其它尚有聚乙烯纤维（乙纶）、聚四氟乙烯纤维（氟纶）、聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（芳纶（氟纶）、聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（芳纶1414）、）、聚酰亚胺纤维聚酰亚胺纤维、碳素纤维、酚醛纤维等等。、碳素纤维、酚醛纤维等等。n20世纪世纪50年代开展合成纤维的改性研究，主要是用年代开展合成纤维的改性研究，主要是用
24、物理和化学方法改善合成纤维的吸湿、染色、抗静物理和化学方法改善合成纤维的吸湿、染色、抗静电、阻燃、抗污、抗起球等性质。总之，合成纤维电、阻燃、抗污、抗起球等性质。总之，合成纤维向着差别化纤维和功能性纤维发展。向着差别化纤维和功能性纤维发展。8.其它其它n为了达到上述目的开发出以下各种不为了达到上述目的开发出以下各种不同形态和特性的纤维：同形态和特性的纤维：（1）异型纤维）异型纤维 “三异一空三异一空”即异截即异截面、异径、异收缩和中空面、异径、异收缩和中空（2）复合纤维）复合纤维 锦涤复合丝锦涤复合丝（3）变形纤维）变形纤维 DTY ATY（4）有色纤维）有色纤维（5）离子型纤维）离子型纤维
25、阳离子可染阳离子可染8.其它其它（6）超细纤维）超细纤维（7）海岛纤维）海岛纤维（8）阻燃纤维）阻燃纤维 （添加溴系或氮系阻燃剂）（添加溴系或氮系阻燃剂）（9）抗静电纤维）抗静电纤维 （10）抗污纤维（添加纳米材料）抗污纤维（添加纳米材料）（11）特种纤维）特种纤维 芳纶芳纶1414、聚酰亚胺纤维聚酰亚胺纤维、碳素纤维等碳素纤维等二、聚酯纤维生产二、聚酯纤维生产n聚酯纤维是由二元醇和二元酸聚酯线型大分子所构聚酯纤维是由二元醇和二元酸聚酯线型大分子所构成的合成纤维。成的合成纤维。n1941年英国卡利科印染工作者协会（年英国卡利科印染工作者协会（CPA)协议选协议选用对称芳香族二元酸用对称芳香族二
26、元酸对苯二甲酸和乙二醇缩聚，对苯二甲酸和乙二醇缩聚，制成了聚对苯二甲酸乙二醇脂制成了聚对苯二甲酸乙二醇脂(英文英文Polyester缩写缩写PET)，并成功地在实验室中将其制成了有实用价值，并成功地在实验室中将其制成了有实用价值的聚酯纤维。并被命名为特丽纶（的聚酯纤维。并被命名为特丽纶（Terylene)。1942年年CPA取得专利权。取得专利权。n1946年美国杜邦公司购买了年美国杜邦公司购买了CPA专利，且于专利，且于1951年开始建厂，年开始建厂，1953年建成世界上第一个聚酯纤维生年建成世界上第一个聚酯纤维生产工厂，年生产能力产工厂，年生产能力16000吨。其商品名定为达克吨。其商品名
27、定为达克纶（纶（Dacron)。二、聚酯纤维生产二、聚酯纤维生产n1947年英国帝国化学工业公司（年英国帝国化学工业公司（I.C.I)从从CPA购得购得除美国外的全世界专利权。并分别于除美国外的全世界专利权。并分别于1949年和年和1955年建成年产年建成年产1000吨中试工厂和吨中试工厂和5000吨生产吨生产工厂。商品名仍为特丽纶。工厂。商品名仍为特丽纶。n此后，德国赫斯特公司此后，德国赫斯特公司(Hechst)、恩卡、恩卡.格拉斯道格拉斯道夫夫(Ena Glanzstoff)公司，法国隆布利公司，法国隆布利(Rhne-Poulene)公司，意大利蒙德迪松公司，意大利蒙德迪松(Montedi
28、son)公公司以及日本东丽和帝人公司均引进了英国司以及日本东丽和帝人公司均引进了英国I.C.I(CPA)技术。并于技术。并于50年代后期投入生产，从年代后期投入生产，从此聚酯纤维在世界范围内走上了快速发展的道路。此聚酯纤维在世界范围内走上了快速发展的道路。聚酯用途聚酯用途 n分为纤维和非纤维二大类分为纤维和非纤维二大类n非纤维应用包括薄膜、容器和工程塑料。目非纤维应用包括薄膜、容器和工程塑料。目前，非纤用聚酯发展很快，世界上非纤用聚前，非纤用聚酯发展很快，世界上非纤用聚酯已占聚酯需求总量的酯已占聚酯需求总量的2030。n 2010年世界聚酯产能约为年世界聚酯产能约为6825万吨，万吨，其中亚洲
29、及远东地区约为其中亚洲及远东地区约为4832万吨。实际产万吨。实际产量约为量约为5372万吨，其中亚洲及远东地区约为万吨，其中亚洲及远东地区约为3612万吨。而中国产量就达万吨。而中国产量就达2356万吨。万吨。1. 纤维用聚酯纤维用聚酯n民用丝：民用丝：长丝长丝涤纶面料、经编织物涤纶面料、经编织物 短丝短丝涤棉布料、涤腈毛混纺、涤麻混纺、喷胶棉及涤棉布料、涤腈毛混纺、涤麻混纺、喷胶棉及涤棉填充料、无纺布涤棉填充料、无纺布n工业用丝：工业用丝：帘子布、各类帆布、硬绳线、渔网、工业缝纫线、帘子布、各类帆布、硬绳线、渔网、工业缝纫线、缆绳、输送带、安全带、吊装带、牵引带、紧固带、灯、箱广缆绳、输送
30、带、安全带、吊装带、牵引带、紧固带、灯、箱广告布、土工织物告布、土工织物n纤维用聚酯纤维用聚酯：全世界：全世界 3352 其中：短丝其中：短丝 1379 长丝长丝 1972 亚洲及远东亚洲及远东 2817 其中：短丝其中：短丝 1124 长丝长丝 16932.非非纤维用聚酯纤维用聚酯n薄膜薄膜 流延膜、双向拉伸膜（流延膜、双向拉伸膜（BOPET)摄影摄影胶片片基、包装膜、印刷膜、胶片片基、包装膜、印刷膜、 镀铝膜、烫金膜、亚光膜、高透明膜、镀铝膜、烫金膜、亚光膜、高透明膜、高强度金拉线膜、胶带膜、绝缘膜、护高强度金拉线膜、胶带膜、绝缘膜、护卡膜、电容膜等。卡膜、电容膜等。2.非非纤维用聚酯纤维
31、用聚酯n塑料：塑料：饮料、矿泉水、食油等包装瓶饮料、矿泉水、食油等包装瓶n工程塑料：工程塑料：电子电器、汽车、轻工、机电子电器、汽车、轻工、机械等械等n非纤用聚酯非纤用聚酯 全世界全世界 塑料塑料 1613 薄膜薄膜 175 亚洲及远东亚洲及远东 562 106（一）聚酯纤维性能（一）聚酯纤维性能 1、强度高。、强度高。短纤维短纤维强度为强度为2.65.7cN/dtex，高强力，高强力纤维为纤维为5.6 8.0cN/dtex。由于。由于吸湿性吸湿性较低，它较低，它的湿态强度与干态强度基本相同。耐冲击强度比的湿态强度与干态强度基本相同。耐冲击强度比锦锦纶纶高高4倍，比倍，比粘胶纤维粘胶纤维高高2
32、0倍。倍。 2、弹性弹性好。弹性接近好。弹性接近羊毛羊毛，当伸长，当伸长5%6%时，几时，几乎可以完全恢复。耐皱性超过其他纤维，即织物不乎可以完全恢复。耐皱性超过其他纤维，即织物不折皱，尺寸稳定性好。折皱，尺寸稳定性好。弹性模数弹性模数为为22141cN/dtex，比锦纶高，比锦纶高23倍。倍。 3、耐热性耐热性和热稳定性在合成纤维织物中是最好的。和热稳定性在合成纤维织物中是最好的。 4、涤纶表面光滑，内部分子排列紧密。、涤纶表面光滑，内部分子排列紧密。 （一）聚酯纤维性能（一）聚酯纤维性能 5、耐磨性好。耐磨性仅次于耐磨性最好的锦、耐磨性好。耐磨性仅次于耐磨性最好的锦纶，比其他纶，比其他天然
33、纤维天然纤维和合成纤维都好。和合成纤维都好。 6、耐光性好。耐光性仅次于、耐光性好。耐光性仅次于腈纶腈纶。 7、耐腐蚀。可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮、耐腐蚀。可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮类、石油产品及无机酸。耐稀碱，不怕霉，类、石油产品及无机酸。耐稀碱，不怕霉，但热碱可使其分解。但热碱可使其分解。 8、染色性较差，但色牢度好，不易褪色。、染色性较差，但色牢度好，不易褪色。 （二）聚酯纤维品种（二）聚酯纤维品种n涤纶的大类品种有短纤维、涤纶的大类品种有短纤维、拉伸拉伸丝、变丝、变形丝、装饰用形丝、装饰用长丝长丝、工业用长丝以及各、工业用长丝以及各种种差别化纤维差别化纤维。 1.涤纶短纤维涤纶短纤
34、维（1）按物理性能区分：）按物理性能区分：高强低伸型、中强中高强低伸型、中强中伸型、低强中伸型、高伸型、低强中伸型、高模量模量型、高强高模量型、高强高模量型型 （2）按后加工要求区分：）按后加工要求区分：棉型、毛型、麻型、棉型、毛型、麻型、丝型丝型 （3）按用途区分：）按用途区分：服装用、絮棉用、装饰用、服装用、絮棉用、装饰用、工业用工业用 （4）按功能区分：）按功能区分：阳离子可染、吸湿、阻燃、阳离子可染、吸湿、阻燃、有色、抗起球、抗静电有色、抗起球、抗静电 （5）按纤维截面区分：）按纤维截面区分：异型丝、中空丝。异型丝、中空丝。 2.涤纶长丝涤纶长丝 （1）初生丝：）初生丝：未拉伸丝（低速
35、未拉伸丝（低速纺丝纺丝）（LOY）、半预取向丝（中速纺丝）半预取向丝（中速纺丝）（MOY）、预取向丝、预取向丝（高速纺丝）（高速纺丝）（POY）、高取向丝（超高速纺、高取向丝（超高速纺丝）丝）（HOY） （2）拉伸丝：）拉伸丝：拉伸丝（低速拉伸丝）拉伸丝（低速拉伸丝）（DY）、全拉伸丝（纺丝拉伸一步法）全拉伸丝（纺丝拉伸一步法）（FDY）、全取、全取丝（纺丝一步法）丝（纺丝一步法）（FOY） （3）变形丝：）变形丝：常规变形丝常规变形丝（TY）、拉伸变形丝、拉伸变形丝（DTY）、空气变形丝空气变形丝（ATY）。 （三）聚酯生产工艺（三）聚酯生产工艺 n PET主要用途为合成纤维、聚酯薄膜、聚酯
36、主要用途为合成纤维、聚酯薄膜、聚酯包装瓶和工程塑料。用途不同，对特性黏度包装瓶和工程塑料。用途不同，对特性黏度要求也不同，常规要求也不同，常规PET特性黏度为特性黏度为066068dLg，瓶用为，瓶用为075095dLg，纺高强纤维为，纺高强纤维为09015dLg，工，工程塑料为程塑料为08105dLg。新开发的超。新开发的超高分子量高分子量PET纤维特性黏度达纤维特性黏度达23dLg。（三）聚酯生产工艺（三）聚酯生产工艺 n 其生产工艺路线很多。其生产工艺路线很多。PET制造大致分为二制造大致分为二个阶段，第一阶段是由基本原料对二甲苯、个阶段，第一阶段是由基本原料对二甲苯、甲苯、邻苯二甲酸酐
37、等制取聚酯中间体对苯甲苯、邻苯二甲酸酐等制取聚酯中间体对苯二甲酸二甲脂二甲酸二甲脂(DMT)或对苯二甲酸或对苯二甲酸(TPA)。第二阶段是由对苯二甲酸二甲脂或对苯二甲第二阶段是由对苯二甲酸二甲脂或对苯二甲酸和乙二醇酸和乙二醇(EG)进行酯化或酯交换，生成进行酯化或酯交换，生成聚酯单体聚酯单体对苯二甲酸双羟乙酯对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)，进而缩聚成进而缩聚成PET。 1.聚酯中间体生产工艺聚酯中间体生产工艺 n 制造聚酯中间体制造聚酯中间体DMT或或PTA的主要原的主要原料对二甲苯料对二甲苯(PX)。由于当时技术条件。由于当时技术条件限制而无法从石油炼制中大量获得情况限制而无法从石油炼制中大
38、量获得情况下；下；50年代末和年代末和60年代采用煤炼焦副年代采用煤炼焦副产品邻二甲苯产品邻二甲苯(OX)、萘和甲苯为基本、萘和甲苯为基本原料生产聚酯中间体。原料生产聚酯中间体。（1）第一亨格尔法）第一亨格尔法 n以萘或邻二甲苯以萘或邻二甲苯(OX)为基本原料，经氧化为基本原料，经氧化制得邻苯二甲酸酐（简称苯酐）；苯酐与制得邻苯二甲酸酐（简称苯酐）；苯酐与氢氧化钾氢氧化钾(KOH)反应生成钾盐；该盐在催反应生成钾盐；该盐在催化剂作用下化剂作用下n进行高温转位或歧化转变成对苯二甲酸二进行高温转位或歧化转变成对苯二甲酸二钾，再用甲醇酯化（或置换）生成钾，再用甲醇酯化（或置换）生成DMT。n该法由于
39、不易大型化和连续化，又需价格该法由于不易大型化和连续化，又需价格昂贵的昂贵的KOH，故已被淘汰。，故已被淘汰。（2） 第二亨格尔法第二亨格尔法 n以甲苯为基本原料经氧化制得苯甲酸，与氢以甲苯为基本原料经氧化制得苯甲酸，与氢氧化钾氧化钾(KOH)反应生产苯甲酸钾；将其在反应生产苯甲酸钾；将其在催化剂作用下进行高温歧化得到对苯二甲酸催化剂作用下进行高温歧化得到对苯二甲酸二钾和苯。前者再用甲醇酯化（或置换）生二钾和苯。前者再用甲醇酯化（或置换）生成成DMT。同上理由且生成等分子苯，不易。同上理由且生成等分子苯，不易处理，亦已停产。处理，亦已停产。（3）对二甲苯）对二甲苯(PX)氧化酯化法（威顿法）氧
40、化酯化法（威顿法）制取制取DMTn 首先，在首先，在130140oC、0.10.5bar条条件下进行钴催化空气氧化成对甲基苯甲酸件下进行钴催化空气氧化成对甲基苯甲酸（PT酸酸)，接着用甲醇，接着用甲醇(CH3OH)酯化生成酯化生成对甲基苯甲酸甲酯对甲基苯甲酸甲酯(PT脂脂)；再将；再将PT脂进一脂进一步氧化成对苯二甲酸单甲酯步氧化成对苯二甲酸单甲酯(MMT)，最后，最后再用甲醇酯化再用甲醇酯化MMT生成对苯二甲酸二甲脂生成对苯二甲酸二甲脂(DMT)。本法已基本上被淘汰。本法已基本上被淘汰。（4）对二甲苯）对二甲苯(PX)氧化制取对苯二甲酸氧化制取对苯二甲酸(PTA)n随着石油化工技术的不断进步
41、，与炼油装置和随着石油化工技术的不断进步，与炼油装置和乙烯生产装置大型化同时出现的联合芳烃装置，乙烯生产装置大型化同时出现的联合芳烃装置，为获得大量苯、甲苯、混合二甲苯和乙苯为获得大量苯、甲苯、混合二甲苯和乙苯(BTX)提供了可能。混合二甲苯的定向异构化提供了可能。混合二甲苯的定向异构化技术成功使直接获得对二甲苯变得非常容易，技术成功使直接获得对二甲苯变得非常容易，为大规模、连续化生产为大规模、连续化生产PTA提供了可能。（见提供了可能。（见原油到合成纤维例图）原油到合成纤维例图）n 特别是阿莫科特别是阿莫科(Amoco)公司开发的高温公司开发的高温氧化法，以其工艺先进、流程较短、产品质量氧化
42、法，以其工艺先进、流程较短、产品质量高，而得以大量采用，是目前主流方法。其简高，而得以大量采用，是目前主流方法。其简要生产过程如下：要生产过程如下：（4）对二甲苯）对二甲苯(PX)氧化制取对苯二甲酸氧化制取对苯二甲酸(PTA)nPX在溶剂醋酸在溶剂醋酸(HAc)中，中，160oC、1215bar条件下进行催化空气氧化，得到粗条件下进行催化空气氧化，得到粗对苯二甲酸对苯二甲酸(CTA)，经结晶分离回收溶剂，经结晶分离回收溶剂后；后；CTA再经加氢精制、结晶、干燥获得再经加氢精制、结晶、干燥获得产品产品精对苯二甲酸（精对苯二甲酸（PTA）。）。n单套装置生产规模已从本世纪初单套装置生产规模已从本世
43、纪初3040万万吨提高到中期吨提高到中期60万吨，到目前已达到万吨，到目前已达到120150万吨。（介绍有关工厂简况）万吨。（介绍有关工厂简况）2.聚酯单体聚酯单体(BHET)制造方法制造方法n 制造聚酯中间体制造聚酯中间体DMT或或PTA的主要原的主要原料对二甲苯料对二甲苯(PX)。由于当时技术条件。由于当时技术条件限制而无法从石油炼制中大量获得情限制而无法从石油炼制中大量获得情况下；况下；50年代末和年代末和60年代采用煤炼焦年代采用煤炼焦副产品邻二甲苯副产品邻二甲苯(OX)、萘和甲苯为基、萘和甲苯为基本原料生产聚酯中间体。本原料生产聚酯中间体。（1）DMT和和EG的酯交换法的酯交换法 n
44、在聚酯生产早期，由于对苯二甲酸在常用溶剂中难在聚酯生产早期，由于对苯二甲酸在常用溶剂中难溶，受热时有升华和脱羧现象，精制困难，一般先溶，受热时有升华和脱羧现象，精制困难，一般先制成制成DMT再提纯再提纯 使用。使用。DMT和和EG的酯交换法历的酯交换法历史长、技术成熟、产品质量稳定。史长、技术成熟、产品质量稳定。1964年前生产年前生产BHET几乎全部采用此法；但是，由于几乎全部采用此法；但是，由于PTA转化为转化为DMT后再和后再和EG反应不如反应不如PTA直接酯化合理，而且直接酯化合理，而且这种方法还付产甲醇，需增加回收设备，经济上不这种方法还付产甲醇，需增加回收设备，经济上不如直接酯化合
45、理。如直接酯化合理。n 但只有当但只有当1965年阿莫科年阿莫科(Amoco)公司开发成公司开发成功直接酯化法后，渐被淘汰。功直接酯化法后，渐被淘汰。（2）PTAPTA和和EG的直接酯化法的直接酯化法n直接酯化法工业化较晚，其原因是：（直接酯化法工业化较晚，其原因是：（1）PTA精制困精制困难；（难；（2）PTA和和EG为非均相反应，反应既难均匀，为非均相反应，反应既难均匀，反应速率又慢；（反应速率又慢；（3）PET产品中二甘醇含量较高，色产品中二甘醇含量较高，色相较差。相较差。1965年后这些问题相继获得解决，本法才得年后这些问题相继获得解决，本法才得到快速发展，并成为目前到快速发展，并成为
46、目前PET的最主要生产方法。的最主要生产方法。n其主要优点是：其主要优点是：原料费用降低。生产原料费用降低。生产1kg聚酯需要的聚酯需要的DMT理论值为理论值为1.01kg，而，而PTA理论值仅为理论值仅为0.865kg。因此，从理论。因此，从理论需要量看需要量看DMT将比将比PTA多多17%。不副产甲醇，可省去甲醇回收设备。不副产甲醇，可省去甲醇回收设备。酯化反应可以不用催化剂，聚合物的热稳定性好。酯化反应可以不用催化剂，聚合物的热稳定性好。更适合于生产高粘度聚酯。更适合于生产高粘度聚酯。（3） PTA和和EO（环氧乙烷）加成法（环氧乙烷）加成法n 加成法从理论上看最为经济，乙二醇是由加成法
47、从理论上看最为经济，乙二醇是由环氧乙烷加水而成；实验室的试验亦非常成环氧乙烷加水而成；实验室的试验亦非常成功。但由于环氧乙烷在常压下的沸点仅功。但由于环氧乙烷在常压下的沸点仅10.7oC，通常情况下为气体，运输比较困，通常情况下为气体，运输比较困难；同时反应副产的乙二醇处理麻烦，故而难；同时反应副产的乙二醇处理麻烦，故而至今未见大规模生产至今未见大规模生产 3.聚酯单体聚酯单体(BHET)的缩聚的缩聚n聚酯中间体聚酯中间体DMT或或PTA和和EG通过脂交换或酯化反通过脂交换或酯化反应生成对苯二甲酸双羟乙脂应生成对苯二甲酸双羟乙脂(BHET)，再经缩聚反，再经缩聚反应即可制得聚对苯二甲酸乙二脂应
48、即可制得聚对苯二甲酸乙二脂(PET)。n 由于在当前采用由于在当前采用PTA和和EG直接酯化法大工业直接酯化法大工业生产中，聚酯单体生产中，聚酯单体(BHET)生产和其缩聚反应是同生产和其缩聚反应是同时在一条连续生产线中完成的，很难将聚酯单体时在一条连续生产线中完成的，很难将聚酯单体制造和缩聚这二个过程分开来进行，也不可能从制造和缩聚这二个过程分开来进行，也不可能从过程中得到对苯二甲酸双羟乙酯过程中得到对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)这种中间这种中间体。所以，随着直接酯化法广泛运用，酯交换法体。所以，随着直接酯化法广泛运用，酯交换法逐步被淘汰。逐步被淘汰。3.聚酯单体聚酯单体(BHET)的缩聚的
49、缩聚n 缩聚反应有三种方法：溶液和悬浮缩聚法、缩聚反应有三种方法：溶液和悬浮缩聚法、熔融缩聚法和固相缩聚法。目前世界各国熔融缩聚法和固相缩聚法。目前世界各国均采用熔融缩聚。均采用熔融缩聚。n缩聚又分为间歇法和连续法两大类。前者缩聚又分为间歇法和连续法两大类。前者由于产量小、批次间差异造成质量不稳定；由于产量小、批次间差异造成质量不稳定；随着工业装置大型化已被淘汰。随着工业装置大型化已被淘汰。（1）直接酯化连续缩聚）直接酯化连续缩聚 n本法主要分为以下五个步骤本法主要分为以下五个步骤 ： 浆料配置浆料配置 酯化酯化 预缩聚预缩聚 缩聚缩聚 乙二醇回收乙二醇回收 n（见聚酯生产流程）（见聚酯生产流
50、程） 聚酯生产流程聚酯生产流程n 直接酯化法采用直接酯化法采用PTA与与EG直接酯化生产直接酯化生产PET。PTA法分为间歇和连续工艺两种，连续法分为间歇和连续工艺两种，连续生产工艺由于优势明显，目前已占主导地位。生产工艺由于优势明显，目前已占主导地位。连续工艺又分为五釜流程、三釜流程和近年来连续工艺又分为五釜流程、三釜流程和近年来开发的二釜流程。采用五釜生产工艺的有吉玛开发的二釜流程。采用五釜生产工艺的有吉玛Zimmer、钟纺、伊文达、钟纺、伊文达Inventa公司；采用公司；采用三釜生产工艺的有杜邦三釜生产工艺的有杜邦Du Pont公司；采用二公司；采用二釜生产工艺的有意大利釜生产工艺的有