聚酰胺長絲簡述

1、聚酰胺纖維 錦綸長絲pa6切片錦綸錦綸dty系列產品系列產品 錦綸錦綸poy.fdy系列產品系列產品 v 19351935年，杜邦公司的卡羅瑟斯發(fā)現(xiàn)了尼龍年，杜邦公司的卡羅瑟斯發(fā)現(xiàn)了尼龍6666，19391939年年實現(xiàn)了工業(yè)化，奠定了合成纖維工業(yè)的基礎。實現(xiàn)了工業(yè)化，奠定了合成纖維工業(yè)的基礎。v 19381938年德國施拉克（年德國施拉克（schlackschlack）第一個制成尼龍）第一個制成尼龍6 6，19391939年試生產尼龍年試生產尼龍6 6纖維，同年德國法本（纖維，同年德國法本（farbenfarben）公）公司工業(yè)化生產，商品名貝綸（司工業(yè)化生產，商品名貝綸（perlonper

2、lon）。）。v 19411941年錦綸纖維的美國開始工業(yè)化生產，商品名年錦綸纖維的美國開始工業(yè)化生產，商品名 dacrondacron。v 聚酰胺纖維在三大合成纖維中實現(xiàn)工業(yè)化最早，聚酰胺纖維在三大合成纖維中實現(xiàn)工業(yè)化最早， 一度一度是化學纖維中產量最大的品種。是化學纖維中產量最大的品種。)。q 一類是由二元胺和二元酸縮聚而得 -hn(ch2)xnhco(ch2)yco-命名-尼龍x(y+2)q 另一類是由-氨基酸縮聚或由內酰胺開環(huán)聚合而得 -hn(ch2)xco-命名-尼龍x根據(jù)原料的不同，聚酰胺纖維有很多種如：pa-6，pa-66，pa1010，pa610等，目前最主要的是pa-6和pa

3、-66. 晶態(tài)結構 聚酰胺為部分結晶，結晶度聚酰胺為部分結晶，結晶度50% 尼龍尼龍66晶態(tài)結構有晶態(tài)結構有 、 兩種形式兩種形式 聚酰胺的物理性質和化學性質 密度：尼龍6：1.121.14克/厘米3尼龍66：1.131.16克/厘米3 熔點： 尼龍66為260oc 尼龍6為220oc 玻璃化溫度 尼龍66為4060oc 尼龍6為5375oc 1、聚酰胺纖維的大分子之間存在氫鍵，分子之間、聚酰胺纖維的大分子之間存在氫鍵，分子之間的作用力大，纖維強力高。的作用力大，纖維強力高。2、在大分子長度相同的情況下，酰胺基間的亞甲基在大分子長度相同的情況下，酰胺基間的亞甲基數(shù)愈多，分子間的氫鍵數(shù)愈少，大分

4、子間的作用數(shù)愈多，分子間的氫鍵數(shù)愈少，大分子間的作用力愈小，結構緊密度下降，密度變小。大分子前力愈小，結構緊密度下降，密度變小。大分子前的氫鍵數(shù)除了和亞甲基的數(shù)目有關外，還和亞甲的氫鍵數(shù)除了和亞甲基的數(shù)目有關外，還和亞甲基的奇偶數(shù)有關，亞甲基為偶數(shù)時全部基的奇偶數(shù)有關，亞甲基為偶數(shù)時全部-nh-正好正好對著對著-co-，所以形成的氫鍵較多。而亞甲基為奇，所以形成的氫鍵較多。而亞甲基為奇數(shù)時只有一半的數(shù)時只有一半的-nh-對著對著-co-，形成的氫鍵少。，形成的氫鍵少。 錦綸大分子結構特點對性能的影響錦綸大分子結構特點對性能的影響3、錦綸、錦綸6分子鏈節(jié)中亞甲基數(shù)為分子鏈節(jié)中亞甲基數(shù)為5個，在聚

5、酰胺纖維中是比個，在聚酰胺纖維中是比較少的，大分子之間所形成的氫鍵多，密度在聚酰胺纖維較少的，大分子之間所形成的氫鍵多，密度在聚酰胺纖維中是比較大的。錦綸中是比較大的。錦綸66分子鏈節(jié)中亞甲基數(shù)為分子鏈節(jié)中亞甲基數(shù)為6個，雖然個，雖然較較pa-6多一個，但亞甲基數(shù)為偶數(shù)，它的大分子間存在更多一個，但亞甲基數(shù)為偶數(shù)，它的大分子間存在更多的氫鍵，分子間的作用力也更大。氫鍵的存在又近一步多的氫鍵，分子間的作用力也更大。氫鍵的存在又近一步引導結晶，故引導結晶，故pa-66的結晶度也較的結晶度也較pa-6大。大。 因此錦綸因此錦綸6的熔點比（的熔點比（215），聚酰胺），聚酰胺66（250-260）相比

6、熔點則低得多。相比熔點則低得多。 pa-6的密度（的密度（1.121.14g/cm3）,也較也較pa-66(1.131.16g/cm3) 4、酰胺基、酰胺基-co-nh-中的中的c-n鍵和大分子主鏈中的鍵和大分子主鏈中的c-o鍵受鍵受熱后均易斷裂，使大分子聚合度下降引起強力下降。大分熱后均易斷裂，使大分子聚合度下降引起強力下降。大分子兩端的氨基和羧基對光和熱、氧較敏感，特別是氨基，子兩端的氨基和羧基對光和熱、氧較敏感，特別是氨基，在有氧環(huán)境下容易發(fā)生氧化熱裂解。在有氧環(huán)境下容易發(fā)生氧化熱裂解。 上述因素使錦綸上述因素使錦綸6和其他聚酰胺纖維的熱穩(wěn)定性較差。和其他聚酰胺纖維的熱穩(wěn)定性較差。 5、

7、大分子的端基（氨基和羧基）親水性比較好，所以錦綸、大分子的端基（氨基和羧基）親水性比較好，所以錦綸的吸濕性較好，回潮率為的吸濕性較好，回潮率為3.5%-4.5%,錦綸的公定回潮率為錦綸的公定回潮率為4.5%。大分子中的亞氨基，可用酸性染料、分散性染料及。大分子中的亞氨基，可用酸性染料、分散性染料及其它染料，且易上染色。其它染料，且易上染色。 6、因大分子鏈上的酰胺基易發(fā)生酸解，而導致鍵的斷裂，、因大分子鏈上的酰胺基易發(fā)生酸解，而導致鍵的斷裂，使聚合度下降，因此錦綸不耐酸，特別是無機酸。使聚合度下降，因此錦綸不耐酸，特別是無機酸。 7、錦綸、錦綸6大分子鏈上除酰胺基外，都是由烷烴鏈（大分子鏈上除

8、酰胺基外，都是由烷烴鏈（-ch2-）組成，組成，c-c單鍵的內旋轉阻力小，大分子的柔性較好。由于單鍵的內旋轉阻力小，大分子的柔性較好。由于酰胺基的存在大分子形成氫鍵，對大分子的滑移起到一定酰胺基的存在大分子形成氫鍵，對大分子的滑移起到一定的牽制作用。分子鏈間氫鍵中夾有較多的非極性的亞甲基的牽制作用。分子鏈間氫鍵中夾有較多的非極性的亞甲基的結構，是使錦綸的結構，是使錦綸6的回彈性較其他合成纖維好的主要原因。的回彈性較其他合成纖維好的主要原因。 錦綸的分子結構錦綸的分子結構 錦綸錦綸6大分子的柔順性好，的初始模量低，織物的抗皺性差，大分子的柔順性好，的初始模量低，織物的抗皺性差，不挺括。不挺括。

9、回彈性好、初始模量低是纖維耐磨性好的必備條件，錦綸回彈性好、初始模量低是纖維耐磨性好的必備條件，錦綸6正好符合此條件，它的耐磨性是合成纖維中最好的。正好符合此條件，它的耐磨性是合成纖維中最好的。錦綸錦綸6 的特性與用途的特性與用途 錦綸錦綸6由于結構上的特點決定了它具有下列優(yōu)良性能：由于結構上的特點決定了它具有下列優(yōu)良性能： 1、強度高、強度高 普通絲的強度為普通絲的強度為4-6元克元克/旦，強力絲高達旦，強力絲高達7-9.5克力克力/旦，旦，甚至更高。甚至更高。 2、回彈性好、回彈性好 錦綸的回彈性極好，例如在纖維伸長錦綸的回彈性極好，例如在纖維伸長3-6%時，彈性恢復時，彈性恢復率接近率接

10、近100%，當伸長，當伸長10%時為時為92-99%，而在此狀態(tài)下，而在此狀態(tài)下，滌綸的彈性恢復率為滌綸的彈性恢復率為67%，腈綸為，腈綸為56%，維綸為，維綸為45-50%，粘膠僅為粘膠僅為32-40%。 3、耐磨性好、耐磨性好 在紡織纖維中錦綸的耐磨性最好，它比棉纖維高在紡織纖維中錦綸的耐磨性最好，它比棉纖維高10倍，比倍，比羊毛高羊毛高20倍。倍。4、耐疲勞性好（輪胎）、耐疲勞性好（輪胎） 錦綸的耐疲勞性好，它可經得住數(shù)萬次雙曲撓，在同樣錦綸的耐疲勞性好，它可經得住數(shù)萬次雙曲撓，在同樣試驗條件下，比棉花高試驗條件下，比棉花高7-8倍，比粘膠高幾十倍。倍，比粘膠高幾十倍。5、耐堿性和耐微生

11、物性好、耐堿性和耐微生物性好 錦綸對堿的穩(wěn)定性較高，它在高溫下不受堿的作用，即錦綸對堿的穩(wěn)定性較高，它在高溫下不受堿的作用，即使把它放在使把它放在100的的10%的苛性鈉溶液中浸漬的苛性鈉溶液中浸漬100小時，小時，纖維強力也降低甚少，但對無機酸作用的抵抗力很差，纖維強力也降低甚少，但對無機酸作用的抵抗力很差，對細菌和微生物的作用具有較好的抵抗力，它耐腐蝕、對細菌和微生物的作用具有較好的抵抗力，它耐腐蝕、不發(fā)霉、不怕蟲蛀。不發(fā)霉、不怕蟲蛀。6、染色性能良好、染色性能良好 錦綸的染色性能雖不及天然纖維和人造纖維，但在合成錦綸的染色性能雖不及天然纖維和人造纖維，但在合成纖維中是比較易染色的，它可用

12、酸性染料、分散染料及纖維中是比較易染色的，它可用酸性染料、分散染料及其它染料染色。其它染料染色。 錦綸的主要用途錦綸的主要用途 民用：民用： 錦綸可以純紡和混紡作各種衣料及針織品，特別是它錦綸可以純紡和混紡作各種衣料及針織品，特別是它的單絲、復絲、彈力絲更宜于制成各種美觀、舒適而彈性的單絲、復絲、彈力絲更宜于制成各種美觀、舒適而彈性極好的襪子。錦綸襪耐磨性佳，一雙錦綸襪可相當于棉線極好的襪子。錦綸襪耐磨性佳，一雙錦綸襪可相當于棉線襪子襪子3-5雙。雙。 工業(yè)用工業(yè)用 在工業(yè)方面，可制工業(yè)用布、繩索、帳篷、漁網(wǎng)、容在工業(yè)方面，可制工業(yè)用布、繩索、帳篷、漁網(wǎng)、容器、覆蓋布、傳動帶、輪胎簾子線、降落

13、傘和軍用織物等。器、覆蓋布、傳動帶、輪胎簾子線、降落傘和軍用織物等。其中大量用于輪胎簾子線的優(yōu)點是強力高，耐沖擊。其中大量用于輪胎簾子線的優(yōu)點是強力高，耐沖擊。 錦綸錦綸66的性能和用途除耐熱性和尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于錦綸的性能和用途除耐熱性和尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于錦綸6外，外，其他與錦綸其他與錦綸6大致相同。染色性上錦綸大致相同。染色性上錦綸-66更容易好染，染更容易好染，染色也更鮮艷。色也更鮮艷。 錦綸的缺點錦綸的缺點 1、初始模量低、初始模量低 錦綸錦綸6的初始模量比滌綸低得多，纖維容易變形，織物挺括的初始模量比滌綸低得多，纖維容易變形，織物挺括性較差，制得的輪胎容易產生平點現(xiàn)象，而使汽車在行駛的性較差

14、，制得的輪胎容易產生平點現(xiàn)象，而使汽車在行駛的最初幾公里路內會產生顛簸現(xiàn)象。最初幾公里路內會產生顛簸現(xiàn)象。 2、耐熱和耐光性差、耐熱和耐光性差 它的物理機械性能隨溫度而變化，當溫度升高時，強力和伸它的物理機械性能隨溫度而變化，當溫度升高時，強力和伸長下降，收縮率增加。長下降，收縮率增加。pa-6熔點為熔點為215左右，軟化點為左右，軟化點為170左右左右;pa-66的熔點為的熔點為255左右，軟化點為左右，軟化點為210左右。左右。錦綸錦綸6和錦綸和錦綸66的安全使用溫度分別是的安全使用溫度分別是93和和130，汽車輪，汽車輪胎簾子線在使用中溫度較高，故需加入防老化劑。胎簾子線在使用中溫度較高

15、，故需加入防老化劑。 3、耐光性差、耐光性差 在光的長期照射下，纖維顏色發(fā)黃，強力在光的長期照射下，纖維顏色發(fā)黃，強力下降，無光纖維比消光纖維下降更為厲害下降，無光纖維比消光纖維下降更為厲害. 例如例如:錦綸在日光照射下錦綸在日光照射下16周后，有光纖維周后，有光纖維強力降低強力降低23%，消光纖維強力降低，消光纖維強力降低50%，在同樣條件下棉纖維僅下降在同樣條件下棉纖維僅下降18%。 對于上述主要缺點，近年來已研究出各種對于上述主要缺點，近年來已研究出各種辦法如添加耐光劑以改善耐光性；紡制異辦法如添加耐光劑以改善耐光性；紡制異形纖維以改善外觀和手感；采用共混或共形纖維以改善外觀和手感；采用

16、共混或共聚改進其織物的挺括性等；采用復合紡絲聚改進其織物的挺括性等；采用復合紡絲來改善耐酸性。來改善耐酸性。 己二酸的20%甲醇溶液和己二胺的50%甲醇溶液綜合，反應溫度6070oc,ph 6.77, 甲醇回流hooc(ch2)4cooh + nh2(ch2)6nh+h3n(ch2)6nh2-hooc(ch2)4coo-產物經冷卻、結晶、分離、清洗、干燥得66鹽。 （1）單體的等摩爾比 錦綸66的合成(2)可逆平衡反應可逆平衡反應 。 （3）分子量的控制及多分散性 在生產實際中，加入少量己二酸作為分子量調節(jié)劑，由體系中水的分壓和分子量調節(jié)劑共同控制尼龍66的分子量。 加入單官能團化合物（如醋酸

17、）作為分子量調節(jié)劑，單官能團化合物作為鏈端 加入的單官能團分子數(shù)目為系統(tǒng)中聚合物分子鏈總數(shù)的兩倍。 （ 4）聚合體中低分子物的含量少，一般小于1，不需要脫單體過程。（5）熔融聚合體的熱穩(wěn)定性差。聚己二酰己二胺在高溫時能生成環(huán)戊酮，環(huán)戊酮是聚己二酰己二胺的一種交聯(lián)劑，能促使大分子鏈間交聯(lián)，產生網(wǎng)狀結構而形成凝膠。大分子鏈上的己二酰結構容易與末端的氨基縮合生成吡咯結構，使聚合體泛黃。（6）縮聚時反應壓力控制的特點先在高壓下預縮聚的方法以防止己二胺的揮發(fā)，待66鹽中的己二胺和己二酸在預縮聚中化合成酰胺鍵后，再在真空條件下進行后縮聚，以排除水分，提高產物的分子量。 v pa-6可以由-氨基己酸縮聚制得

18、，也可由己內酰胺開環(huán)聚合制得。v己內酰胺的制造和精制提純均比-氨基己酸簡單，大規(guī)模工業(yè)生產中大都采用以己內酰胺為原料。v己內酰胺的聚合方法主要有三種v水解聚合v陰離子聚合(由于采用堿性催化劑，也稱堿聚合)v固相聚合。v生產纖維用的聚己內酰胺主要采用水解聚合工藝。(1)己內酰胺的引發(fā)和加成：當己內酰胺被水解生己內酰胺的引發(fā)和加成：當己內酰胺被水解生成氨基己酸后，己內酰胺分子就逐個連接到氨成氨基己酸后，己內酰胺分子就逐個連接到氨基己酸的鏈上，形成齊聚物?；核岬逆溕希纬升R聚物。(2)鏈的增長：主要是齊聚物之間的縮聚，也伴隨鏈的增長：主要是齊聚物之間的縮聚，也伴隨少量引發(fā)和加成反應。少量引發(fā)和加成

19、反應。(3)平衡階段：此階段同時進行鏈交換、縮聚和水平衡階段：此階段同時進行鏈交換、縮聚和水解等反應，使分子量重新分布，最后根據(jù)反應解等反應，使分子量重新分布，最后根據(jù)反應條件條件(如溫度、水分及分子量穩(wěn)定劑的用量等如溫度、水分及分子量穩(wěn)定劑的用量等達到一定的動態(tài)平衡，聚合物的平均分子達到一定的動態(tài)平衡，聚合物的平均分子（）也達到一定值。）也達到一定值。 己內酰胺的聚合工藝也分間歇式和連續(xù)式兩種。 間歇聚合：一次投料 混合 聚合 排料 水冷 經鑄帶 切粒 洗滌 干燥。 連續(xù)聚合：混合 熔融 過濾 單體貯罐 聚合 排料 冷卻 切粒 洗滌 干燥。錦綸6的合成 (1) 尼龍尼龍6的切片含有約的切片含

20、有約10%的單體和低聚物，紡前需要除的單體和低聚物，紡前需要除去。去。（1）直接紡絲紡前脫單體）直接紡絲紡前脫單體v 如采用直接紡絲方法，殘余單體須在紡前脫去如采用直接紡絲方法，殘余單體須在紡前脫去。v 原理是利用單體與聚合物的揮發(fā)性的差別，將單體與原理是利用單體與聚合物的揮發(fā)性的差別，將單體與聚合物分離。聚合物分離。v 由于己內酰胺的沸點較高（由于己內酰胺的沸點較高（262.5oc），在工業(yè)上采用），在工業(yè)上采用中等溫度，減壓蒸發(fā)的方法脫單體。中等溫度，減壓蒸發(fā)的方法脫單體。（2）切片紡絲-切片萃取 由于單體在水中的溶解度較大，可用熱水洗滌尼龍6切片。 用熱水萃取后切片的低分子物含量下降到1

21、.52.0%，滿足紡絲要求。 切片的干燥：切片經脫水，仍含有相當量的水分，需要干燥除去水分，這個過程對尼龍66切片也適用。 目前干燥過程基本上在切片廠家已經完成。 紡絲用的尼龍切片含水率0.060.08%） v聚酰胺纖維的取向度隨紡絲速度的增加而增加。v高速紡的目的是取得大而穩(wěn)定的預取向度，以減小后拉伸倍數(shù)。v隨著卷繞速度的提高(3500mmin以上)，大分子的取向度隨著卷繞速度的增加而明顯提高，取向誘導結晶，后結晶效應明顯減弱，可以防止松筒塌邊v生產聚酰胺預取向絲的紡速以40005200m/ min為宜。 (1)紡絲溫度 尼龍6：270oc 尼龍66：280290oc(2)冷卻條件 風溫20

22、 速度0.40.5m/s 相對濕度7585% 吹風位置：上部靠近噴絲板 上油的目的：降低接觸摩擦，減少靜電、毛絲和斷頭。上油的目的：降低接觸摩擦，減少靜電、毛絲和斷頭。集束性、柔順性、抗靜電性。集束性、柔順性、抗靜電性。 常規(guī)紡絲上油：油盤上油（缺點上油不勻）常規(guī)紡絲上油：油盤上油（缺點上油不勻） 法法高速紡上油：高速紡上油：齒輪泵計量、噴嘴上油齒輪泵計量、噴嘴上油 高速紡絲所用的油劑有多種類型，但基本是由潤滑劑、高速紡絲所用的油劑有多種類型，但基本是由潤滑劑、抗靜電抗靜電劑和乳化劑等三種組分組成。劑和乳化劑等三種組分組成。 上油率大致為：上油率大致為： poy:0.40.6%poy:0.40

23、.6% fdy:0.81.0% fdy:0.81.0% dty:2-3% dty:2-3% 根據(jù)油劑、用途的不同，上油率也不一樣。根據(jù)油劑、用途的不同，上油率也不一樣。vpoy、fdy生產中為了改善生產中為了改善poy退繞性能，一退繞性能，一般會使用網(wǎng)絡噴嘴給絲加上一定的網(wǎng)絡。般會使用網(wǎng)絡噴嘴給絲加上一定的網(wǎng)絡。v在第二拉伸輥下部對應于每根絲束設置交絡噴在第二拉伸輥下部對應于每根絲束設置交絡噴嘴，以保證每根絲束中具有每米約嘴，以保證每根絲束中具有每米約5-20個網(wǎng)絡個網(wǎng)絡點，相同網(wǎng)絡氣壓下不同的噴嘴產生的網(wǎng)絡點點，相同網(wǎng)絡氣壓下不同的噴嘴產生的網(wǎng)絡點數(shù)也不同。數(shù)也不同。v絲束經交絡后，便進入高

24、速卷繞頭，卷繞成為絲束經交絡后，便進入高速卷繞頭，卷繞成為fdy或或poy成品絲。成品絲。 聚酰胺長絲也可以進行拉伸、加捻、加彈等后聚酰胺長絲也可以進行拉伸、加捻、加彈等后加工。一般情況下有以下幾種工藝路線加工。一般情況下有以下幾種工藝路線udy-dtudy-dtpoy-dtpoy-dtpoy-dtypoy-dty我公司采用的是第三種工藝路線。我公司采用的是第三種工藝路線。2、dty工藝流程：工藝流程： poy切絲器切絲器一羅拉一羅拉止捻器止捻器熱箱熱箱 冷卻板冷卻板 加捻器加捻器二羅拉二羅拉探絲器探絲器油輪油輪卷繞卷繞織襪、染判織襪、染判外檢外檢包裝包裝錦綸加彈工藝錦綸加彈工藝ys車速：一般

25、被定義為加彈機第二羅拉的速度。車速：一般被定義為加彈機第二羅拉的速度。通常是根據(jù)臨界速度（通常是根據(jù)臨界速度（ss）來確定。臨界速度是在工藝條件下的最大）來確定。臨界速度是在工藝條件下的最大速度，也是絲條在第一熱箱的絲槽內開始抖動的速度。絲條的抖動是速度，也是絲條在第一熱箱的絲槽內開始抖動的速度。絲條的抖動是可以目測到的?？梢阅繙y到的。臨界速度（臨界速度（ss）與加捻張力（）與加捻張力（t1）幾乎成正比，并且顯示了以下趨勢。）幾乎成正比，并且顯示了以下趨勢。如果要增加加工速度的話，那么增加拉伸比（如果要增加加工速度的話，那么增加拉伸比（dr）是最有效的方式）是最有效的方式。 錦綸加彈工藝錦綸加彈工藝錦綸加彈工藝錦綸加彈工藝拉伸比拉伸比 (dr)：一般被定義為一、二羅拉表面線速：一般被定義為一、二羅拉表面線速度之比。即：度之比。即： dr=v2/v1 v2=fr2表面線速度表面線速度 v1= fr2表面線速度表面線速度 拉伸比將對拉伸比將對dty的纖度、染色均勻性、上染率、的纖度、染色均勻性、上染率、強度、伸長、加工速度等產生影響。拉伸比通常強度、伸長、加工速度等產生影響。拉伸比通常由原絲的剩余拉伸比來確定。由原絲的剩余拉伸比來確定。實際拉伸比實際拉伸比 通常