涤纶的工业生产及性能
实验室k / 2019-05-23
涤纶就是用来制造大家熟悉的“的确良”的原料。它的学名叫聚对苯二甲酸乙二醇酯,是种聚酯纤维。
分析它的名称,你一定会马上说出这是由对苯二甲酸和乙二醇这二种原料制成的。不错,然而工业生产上并不是简单地将二者直接反应就可以了。因为对苯二甲酸在乙二醇中溶解性不好,直接和乙二醇酯化,速度较慢,而且对苯二甲酸不易提纯,用不纯的对苯二甲酸缩聚时得到的树脂分子量低,不能用于纺丝。因此常把对苯二甲酸预先和甲醇制成容易精制的对苯二甲酸二甲酯,加以提纯:
然后将对苯二甲酸二甲酯与乙二醇进行酯交换反应,制得涤纶单体——对苯二甲酸乙二醇酯。
将此单体在高真空下于265~285℃时进行缩聚(以Sb2O3为催化剂),并不断蒸出乙二醇,就得到涤纶树脂:
在280~300℃时,加热涤纶树脂进行熔融鈁丝,然后进行拉伸、热处理等过程,就得到涤纶的长丝或短纤维,将其分别与棉、毛、丝等混纺,就可得到相应的“的确良”混纺商品。
至于对苯二甲酸和乙二醇这二个原料,均可通过石油加工得到。从石油和天然气生产涤纶的简单过程如图5-10所示。
涤纶纤维具有许多突出的性能。因为在涤纶的主链上有着僵硬的苯环结构,由于这种僵硬刚性基团
的存在,使官能团排列得很规整、紧密,结晶度较高,不易变形,受力形变后也易恢复,所以织物的抗绉性能特别好,外形挺括。但是,“同世界上一切事物无不具有两重性(即对立统一规律)一样”,正因为涤纶分子排列紧密,因此它吸水率低,做成内衣穿着时有不透气的感觉,所以常常和棉纤维混纺。可是,洗起来倒容易干;同时,因吸湿性小,电绝缘性就好,适宜于做电绝缘材料。
涤纶纤维在工业上可做耐酸滤布。但是,由于涤纶分子的主链上有酯键,容易发生碱性水解,遇到醇类也会发生酯交换而受到破坏,因而不耐碱、不耐醇。不过对大多数有机溶剂、氧化剂、还原剂还是稳定的,常用来做工作服、渔网、传送带、人造血管等。