第三章 聚酯纖維

1、LOGO 第三章聚酯纖維第三章聚酯纖維化化 纖纖 工工 藝藝 學(xué)學(xué)第三章第三章 聚酯纖維聚酯纖維化化 纖纖 工工 藝藝 學(xué)學(xué) 聚酯纖維具有一系列聚酯纖維具有一系列優(yōu)點優(yōu)點： 1 1、斷裂強度和彈性模量高，回彈性適中，熱定型、斷裂強度和彈性模量高，回彈性適中，熱定型優(yōu)異，耐熱和耐光性好。優(yōu)異，耐熱和耐光性好。 2 2、熔點約、熔點約255255，玻璃化溫度約，玻璃化溫度約7070，形狀穩(wěn)定，形狀穩(wěn)定，織物具有洗可穿性。織物具有洗可穿性。 3 3、具有優(yōu)秀的阻抗性、具有優(yōu)秀的阻抗性( (諸如，抗有機溶劑、肥皂、諸如，抗有機溶劑、肥皂、洗滌劑、漂白液、氧化劑洗滌劑、漂白液、氧化劑) )以及較好的耐腐

2、蝕性，對以及較好的耐腐蝕性，對弱酸、堿等穩(wěn)定。弱酸、堿等穩(wěn)定。 4 4、原料豐富、廉價、生產(chǎn)過程簡單。、原料豐富、廉價、生產(chǎn)過程簡單。 缺點缺點： 1 1、染色性差、吸濕性低、易積累靜電、易起球、染色性差、吸濕性低、易積累靜電、易起球 . . 2 2、用作簾子線時與橡膠的粘接性差、用作簾子線時與橡膠的粘接性差 改性方法改性方法分為兩類分為兩類: : 1 1、化學(xué)改性化學(xué)改性2 2、物理改性物理改性 聚酯纖維的品種多樣性的確令人驚嘆，它的應(yīng)用聚酯纖維的品種多樣性的確令人驚嘆，它的應(yīng)用面很廣泛，到目前為止可以說是舉世無雙的。面很廣泛，到目前為止可以說是舉世無雙的。 聚酯纖維中常用的英文縮寫：聚酯纖

3、維中常用的英文縮寫： PETPET聚對苯二甲酸乙二聚對苯二甲酸乙二酯酯Polyethlene terephthalatePolyethlene terephthalateTPATPA對苯二甲酸對苯二甲酸t(yī)erephthalicterephthalicDMTDMT對苯二甲酸二甲酯對苯二甲酸二甲酯Dimethyl terephthalateDimethyl terephthalateEGEG乙二醇乙二醇Ethylene glycolEthylene glycolBHETBHET對苯二甲酸乙二酯對苯二甲酸乙二酯B i s h y d r o x y e t h y l B i s h y d r o

4、 x y e t h y l terephthalateterephthalateEOEO環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷Ethylene oxideEthylene oxide一、對苯二甲酸及乙二醇的制備一、對苯二甲酸及乙二醇的制備1. 1.對苯二甲酸及對苯二甲酸二甲酯的制備對苯二甲酸及對苯二甲酸二甲酯的制備目前工業(yè)制取對苯二甲酸及其二甲酯的方法主要有目前工業(yè)制取對苯二甲酸及其二甲酯的方法主要有 高溫氧化法、高溫氧化法、 低溫氧化法低溫氧化法 氧化酯化法氧化酯化法。 第二節(jié)第二節(jié) 聚對苯二甲酸乙二酯聚對苯二甲酸乙二酯 (1)(1)高溫氧化法高溫氧化法：此法以醋酸為溶劑，醋酸鈷或醋酸錳為催化劑，溴化物為促進劑

5、此法以醋酸為溶劑，醋酸鈷或醋酸錳為催化劑，溴化物為促進劑，在高溫下以對二甲苯為原料，經(jīng)空氣液相氧化將對二甲苯一步，在高溫下以對二甲苯為原料，經(jīng)空氣液相氧化將對二甲苯一步氧化為對苯二甲酸：氧化為對苯二甲酸： 優(yōu)點優(yōu)點：反應(yīng)快、流程簡單，收率在：反應(yīng)快、流程簡單，收率在9090以上，適合大以上，適合大型化生產(chǎn)，是目前應(yīng)用最廣泛的方法。型化生產(chǎn)，是目前應(yīng)用最廣泛的方法。缺點缺點：設(shè)備腐蝕嚴(yán)：設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，反應(yīng)溫度較高，并需用溴化物作促進劑。重，反應(yīng)溫度較高，并需用溴化物作促進劑。 Co(CH3COO)2KBrMn(CH3COO)2 160230 oC1.53.0MPaCH3CH3+ 3O2COOHC

6、OOH+ 2H2O (2)(2)低溫氧化法低溫氧化法： 此法以醋酸為溶劑，以此法以醋酸為溶劑，以甲乙酮為促進劑甲乙酮為促進劑，醋酸鈷為，醋酸鈷為催化劑，在催化劑，在130130、1.5MPa1.5MPa壓力下，以純氧為氧化劑，壓力下，以純氧為氧化劑，用對二甲苯制對苯二甲酸。用對二甲苯制對苯二甲酸。 優(yōu)點：反應(yīng)溫度、壓力較低，操作簡便，產(chǎn)品純度優(yōu)點：反應(yīng)溫度、壓力較低，操作簡便，產(chǎn)品純度高，收率亦高；高，收率亦高； 缺點：需用氧化促進劑且副產(chǎn)品醋酸需專門處理，缺點：需用氧化促進劑且副產(chǎn)品醋酸需專門處理，反應(yīng)時間長，動力消耗大。反應(yīng)時間長，動力消耗大。 (3)(3)氧化酯化法氧化酯化法: : 此法

7、用對二甲苯分步氧化、酯化，直接制取對苯二此法用對二甲苯分步氧化、酯化，直接制取對苯二甲酸二甲酯。甲酸二甲酯。 優(yōu)點：不必分步制取優(yōu)點：不必分步制取TPATPA和和DMTDMT，而是將氧化和酯，而是將氧化和酯化過程兩步合并，故稱氧化合并酯化法。此法反應(yīng)不化過程兩步合并，故稱氧化合并酯化法。此法反應(yīng)不需用醋酸作溶劑，反應(yīng)條件溫和；需用醋酸作溶劑，反應(yīng)條件溫和； 缺點：反應(yīng)收率偏低，僅為缺點：反應(yīng)收率偏低，僅為8585左右，對二甲苯單左右，對二甲苯單耗大。耗大。 2.2.乙二醇的制備乙二醇的制備 生產(chǎn)生產(chǎn)PETPET纖維用乙二醇纖維用乙二醇(EG)(EG)，通?？捎脙煞N方法制備：，通?？捎脙煞N方法制

8、備： (1)(1)環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷(EO)(EO)水解法水解法：H2COCH2190220 H2O1.0MPaH2CCH2OHOH 優(yōu)點：所得優(yōu)點：所得EGEG純度高，純度高， 缺點：缺點：EOEO容易著火、爆炸、貯存和運輸困難。容易著火、爆炸、貯存和運輸困難。 此外還有此外還有二氯乙烷水解法二氯乙烷水解法等。等。 粗制的粗制的EGEG，需經(jīng)進一步精制提純。，需經(jīng)進一步精制提純。 (2)(2)氯乙醇水解法：氯乙醇水解法：ClH2CCH2OH7880 1.0MPaHOH2CCH2OH+ NaHCO3+ NaCl + CO2H2O 對苯二甲酸乙二酯的制備方法主要有三種：對苯二甲酸乙二酯的制備方法主

9、要有三種： 酯交換法酯交換法 （間接法）（間接法）Transesterification 直接酯化法直接酯化法Direct esterification 直接加成法直接加成法Direct Addition二、對苯二甲酸乙二酯的制備二、對苯二甲酸乙二酯的制備 （直接法）（直接法） 見圖見圖3-13-1。圖圖3-1 PET3-1 PET纖維生產(chǎn)路線纖維生產(chǎn)路線 1. 1.酯交換法酯交換法 (1)(1)酯交換原理酯交換原理：純對苯二甲酸二甲酯與乙二醇反應(yīng)可：純對苯二甲酸二甲酯與乙二醇反應(yīng)可生成對苯二甲酸乙二酯生成對苯二甲酸乙二酯(BHET)(BHET)，釋出甲醇。酯交換反應(yīng)，釋出甲醇。酯交換反應(yīng)是在

10、催化劑（是在催化劑（MnMn、ZnZn、CoCo、MgMg等的醋酸鹽）存在下加等的醋酸鹽）存在下加熱至熱至150150220220進行的均相反應(yīng)，乙二醇與對苯二甲酸進行的均相反應(yīng)，乙二醇與對苯二甲酸二甲酯中的甲氧基二甲酯中的甲氧基(OCH(OCH3 3) )交換，生成交換，生成BHETBHET，被取代，被取代的甲氧基和乙二醇中的氫結(jié)合生成甲醇，其反應(yīng)式如下的甲氧基和乙二醇中的氫結(jié)合生成甲醇，其反應(yīng)式如下： COOCH3CH3OOC COOCH2CH2OHHOCH2CH2OOC+ 2CH3OH+ 2HOCH2CH2OH 上述反應(yīng)本質(zhì)上相似于酯化反應(yīng)或皂解反應(yīng)，是上述反應(yīng)本質(zhì)上相似于酯化反應(yīng)或皂解

11、反應(yīng)，是一個一個可逆平衡反應(yīng)可逆平衡反應(yīng)。為使正反應(yīng)程度盡量完全，生產(chǎn)。為使正反應(yīng)程度盡量完全，生產(chǎn)上通常采用上通常采用增加反應(yīng)物濃度增加反應(yīng)物濃度和和減少生成物濃度減少生成物濃度兩種方兩種方法。因此，在酯交換反應(yīng)的配比中加入法。因此，在酯交換反應(yīng)的配比中加入過量的乙二醇過量的乙二醇；或者把所生成的或者把所生成的甲醇從體系中排除甲醇從體系中排除，從而抑制逆反應(yīng)。，從而抑制逆反應(yīng)。生產(chǎn)中為了增加生產(chǎn)中為了增加BHETBHET的收率，通常將以上兩種方法的收率，通常將以上兩種方法同時采用即加入過量的同時采用即加入過量的EGEG，并從體系中排除反應(yīng)副產(chǎn)，并從體系中排除反應(yīng)副產(chǎn)物甲醇。物甲醇。 酯交換反

12、應(yīng)過程中可發(fā)生酯交換反應(yīng)過程中可發(fā)生副反應(yīng)副反應(yīng)： 生成低聚物生成低聚物，它們可能是二聚、三聚或四聚體，利用熔，它們可能是二聚、三聚或四聚體，利用熔點不同，可將這些低聚體分離；點不同，可將這些低聚體分離； 生成對苯二甲酸甲乙酯生成對苯二甲酸甲乙酯，這是縮聚反應(yīng)的鏈轉(zhuǎn)移劑，會，這是縮聚反應(yīng)的鏈轉(zhuǎn)移劑，會使使BHETBHET的縮聚反應(yīng)終止，致使的縮聚反應(yīng)終止，致使PETPET的聚合度下降；的聚合度下降； 生成環(huán)狀低聚物生成環(huán)狀低聚物，這些環(huán)狀低聚物會影響，這些環(huán)狀低聚物會影響B(tài)HETBHET的縮聚的縮聚反應(yīng)，使反應(yīng)，使PETPET的相對分子質(zhì)量下降，熔點波動；的相對分子質(zhì)量下降，熔點波動； 生成二

13、甘醇生成二甘醇，使，使PETPET熔點下降，顏色發(fā)黃，樹脂質(zhì)量下熔點下降，顏色發(fā)黃，樹脂質(zhì)量下降，紡絲困難；降，紡絲困難； 生成乙醛生成乙醛，它是，它是BHETBHET縮聚過程的鏈終止劑，使縮聚過程的鏈終止劑，使PETPET相對相對分子質(zhì)量降低，此外醛類又是發(fā)色基團，會使切片變黃。分子質(zhì)量降低，此外醛類又是發(fā)色基團，會使切片變黃。 （2 2）間歇法酯交換工藝間歇法酯交換工藝： 間歇法酯交換一般是與間歇縮聚相配套，工藝流程間歇法酯交換一般是與間歇縮聚相配套，工藝流程比較簡單，主機只有一臺酯交換釜和一臺縮聚釜比較簡單，主機只有一臺酯交換釜和一臺縮聚釜( (見圖見圖32)32)。 間歇法酯交換生產(chǎn)操

14、作簡單，對于改性間歇法酯交換生產(chǎn)操作簡單，對于改性PETPET或變換或變換生產(chǎn)品種較為方便。生產(chǎn)品種較為方便。圖圖3-23-2間歇法酯交換縮聚工藝流程圖間歇法酯交換縮聚工藝流程圖 工藝流程：如圖工藝流程：如圖3-23-2。a.a.原料原料DMTDMT、EGEG以及配制好的催化劑等經(jīng)計量后以及配制好的催化劑等經(jīng)計量后加入加入酯交換釜酯交換釜; ;b.b.甲醇相階段甲醇相階段: :升溫到升溫到200200，酯交換反應(yīng)生成的甲醇經(jīng)，酯交換反應(yīng)生成的甲醇經(jīng)酯交換釜上部的蒸餾塔餾出，當(dāng)甲醇餾出量達到理論生成酯交換釜上部的蒸餾塔餾出，當(dāng)甲醇餾出量達到理論生成量量( (按理論計算，每噸按理論計算，每噸DMT

15、DMT生成甲醇約生成甲醇約417417升升) )的的9090時，時，認(rèn)為酯交換反應(yīng)結(jié)束。酯交換反應(yīng)通常在常壓下進行。認(rèn)為酯交換反應(yīng)結(jié)束。酯交換反應(yīng)通常在常壓下進行。c. c.乙二醇相階段乙二醇相階段: :物料繼續(xù)升溫，蒸出多余的物料繼續(xù)升溫，蒸出多余的EGEG，并進行，并進行初期縮聚反應(yīng)，反應(yīng)程度根據(jù)蒸出的初期縮聚反應(yīng)，反應(yīng)程度根據(jù)蒸出的EGEG量來確定。量來確定。酯交換過程蒸出的甲醇或酯交換過程蒸出的甲醇或EGEG蒸汽，先后經(jīng)蒸餾塔和冷凝蒸汽，先后經(jīng)蒸餾塔和冷凝器器冷凝冷凝，收集的，收集的粗甲醇粗甲醇或或粗粗EGEG，送去蒸餾，送去蒸餾提純提純后后回收回收再再用。用。 酯交換反應(yīng)主要工藝參數(shù)

16、的討論酯交換反應(yīng)主要工藝參數(shù)的討論： a. a.單體配料比：按理論計算，酯交換反應(yīng)的配料比單體配料比：按理論計算，酯交換反應(yīng)的配料比為為DMTDMT：EGEG1 1：2(2(摩爾比摩爾比) )。但為了增加。但為了增加BHETBHET收率，收率，必須使用必須使用過量的過量的EGEG，通常，通常DMTDMT：EGEG1 1：2.32.32.52.5。EG量過少：量過少：未反應(yīng)的未反應(yīng)的DMT被帶入縮聚階段進行酯交換被帶入縮聚階段進行酯交換反應(yīng)，會生成低聚物而堵塞管道，并影響反應(yīng)，會生成低聚物而堵塞管道，并影響PET的聚合度的聚合度EG量偏多量偏多：過量的：過量的EG會自聚生成多縮乙二醇，并嵌會自聚

17、生成多縮乙二醇，并嵌入入PET的大分子鏈中，影響的大分子鏈中，影響PET的結(jié)構(gòu)規(guī)整性，使大的結(jié)構(gòu)規(guī)整性，使大分子鏈柔性增加，熔點降低，亦會增加分子鏈柔性增加，熔點降低，亦會增加EG的回收量的回收量，而增加生產(chǎn)成本。，而增加生產(chǎn)成本。 b.b.催化劑的種類和用量：催化劑的種類和用量： 酯交換催化劑應(yīng)也是縮聚反應(yīng)的催化劑酯交換催化劑應(yīng)也是縮聚反應(yīng)的催化劑。目前大多。目前大多采用錳、鈷、鋅、鎂、鈣等鹽類采用錳、鈷、鋅、鎂、鈣等鹽類( (醋酸鹽或氯化物醋酸鹽或氯化物) )作作為酯交換反應(yīng)的催化劑。催化劑用量一般在為酯交換反應(yīng)的催化劑。催化劑用量一般在0.050.05( (對對DMTDMT重量重量) )

18、左右。左右。 c. c.反應(yīng)溫度：反應(yīng)溫度： 是吸熱反應(yīng)，溫度過低，反應(yīng)緩慢，適當(dāng)提高溫度是吸熱反應(yīng)，溫度過低，反應(yīng)緩慢，適當(dāng)提高溫度有利于反應(yīng)進行和甲醇蒸氣排出，但溫度過高，尤其有利于反應(yīng)進行和甲醇蒸氣排出，但溫度過高，尤其在在200200以上時，副反應(yīng)顯著，且以上時，副反應(yīng)顯著，且DMTDMT會升華而阻塞會升華而阻塞分餾柱，甚至產(chǎn)生氣阻和液泛現(xiàn)象，使乙二醇和甲醇分餾柱，甚至產(chǎn)生氣阻和液泛現(xiàn)象，使乙二醇和甲醇一起蒸出，物料倒流。溫度在甲醇相階段控制在乙二一起蒸出，物料倒流。溫度在甲醇相階段控制在乙二醇沸點左右，即醇沸點左右，即180180200200；在乙二醇相階段溫度逐；在乙二醇相階段溫度

19、逐漸升高至漸升高至230240230240。 d.d.反應(yīng)時間：反應(yīng)時間： 在生產(chǎn)中，甲醇相階段約需在生產(chǎn)中，甲醇相階段約需3h3h，乙二醇相階段約需，乙二醇相階段約需1.5h1.5h，總反應(yīng)時間為，總反應(yīng)時間為4 46h6h。 e. e.酯交換率：酯交換率： 酯交換率越高越好，一般要求在酯交換率越高越好，一般要求在9999以上，過低時以上，過低時縮聚的聚合度下降，影響成品質(zhì)量?？s聚的聚合度下降，影響成品質(zhì)量。 (3)(3)連續(xù)酯交換工藝：連續(xù)酯交換工藝： 連續(xù)酯交換反應(yīng)中，一面進料，一面出料，物料連續(xù)酯交換反應(yīng)中，一面進料，一面出料，物料在連續(xù)流動和攪拌過程中完成酯交換反應(yīng)。連續(xù)酯交在連續(xù)流

20、動和攪拌過程中完成酯交換反應(yīng)。連續(xù)酯交換裝置有多種形式，如多個帶攪拌的立式反應(yīng)釜串聯(lián)換裝置有多種形式，如多個帶攪拌的立式反應(yīng)釜串聯(lián)式，多個帶攪拌的臥式反應(yīng)釜串聯(lián)式和多層泡罩式，式，多個帶攪拌的臥式反應(yīng)釜串聯(lián)式和多層泡罩式，但這些裝置都是根據(jù)反應(yīng)物濃度的變化，分成幾個反但這些裝置都是根據(jù)反應(yīng)物濃度的變化，分成幾個反應(yīng)器串聯(lián)而成的。應(yīng)器串聯(lián)而成的。 2 2直接酯化法直接酯化法 所謂直接酯化法，就是所謂直接酯化法，就是TPATPA與與EGEG直接進行酯化反應(yīng)，直接進行酯化反應(yīng)，一步法制得一步法制得BHETBHET。由于。由于TPATPA在常態(tài)下為無色針狀結(jié)晶或在常態(tài)下為無色針狀結(jié)晶或無定形粉末，其熔

21、點（無定形粉末，其熔點（425425）高于升華溫度（）高于升華溫度（300300），而，而EGEG的沸點（的沸點（197197）又低于）又低于TPATPA的升華溫度。因此，的升華溫度。因此，直接酯化體系為直接酯化體系為固相固相TPATPA與液相與液相EGEG共存共存的多相體系，酯化的多相體系，酯化反應(yīng)只發(fā)生在已溶解于反應(yīng)只發(fā)生在已溶解于EGEG中的中的TPATPA和和EGEG之間，反應(yīng)式如之間，反應(yīng)式如下下 COOHHOOC+ 2HOCH2CH2OH COOCH2CH2OHHOCH2CH2OOC+ 2H2O + 4.187kJ/molKK 溶液中反應(yīng)消耗的溶液中反應(yīng)消耗的TPATPA，由隨后溶

22、解的，由隨后溶解的TPATPA補充。補充。由于由于TPATPA在在EGEG中的溶解度不大，所以在中的溶解度不大，所以在TPATPA全部溶解全部溶解前，體系中的液相為前，體系中的液相為TPATPA的飽和溶液，故酯化反應(yīng)速的飽和溶液，故酯化反應(yīng)速度與度與TPATPA濃度無關(guān)，平衡向生成濃度無關(guān)，平衡向生成BHETBHET方向進行，此時方向進行，此時酯化反應(yīng)為零級反應(yīng)。酯化反應(yīng)為零級反應(yīng)。 直接酯化反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，但熱效應(yīng)較小，為直接酯化反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，但熱效應(yīng)較小，為4.18KJ/mol4.18KJ/mol。因此，升高溫度，反應(yīng)速度略有增加。因此，升高溫度，反應(yīng)速度略有增加。與酯交換法一樣，直接酯

23、化法亦有兩種，一種為間歇與酯交換法一樣，直接酯化法亦有兩種，一種為間歇法，另一種為連續(xù)法。目前工業(yè)生產(chǎn)多用連續(xù)法。法，另一種為連續(xù)法。目前工業(yè)生產(chǎn)多用連續(xù)法。 3.3.直接加成法直接加成法 近年來，化學(xué)工作者們正致力于用環(huán)氧乙烷近年來，化學(xué)工作者們正致力于用環(huán)氧乙烷(EO)(EO)代替代替乙二醇直接合成乙二醇直接合成BHETBHET的工作。此法較直接酯化法具有成的工作。此法較直接酯化法具有成本更低、反應(yīng)更快的優(yōu)點。反應(yīng)式如下：本更低、反應(yīng)更快的優(yōu)點。反應(yīng)式如下： 該反應(yīng)副產(chǎn)物該反應(yīng)副產(chǎn)物BHETBHET的雙分子縮合物是一種膠狀的雙分子縮合物是一種膠狀物，會影響精制與過濾，因而必須嚴(yán)格控制反應(yīng)條

24、件物，會影響精制與過濾，因而必須嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，減少副反應(yīng)的發(fā)生。，減少副反應(yīng)的發(fā)生。H2COCH2 COOHHOOC+ COOCH2CH2OHHOCH2CH2OOC酯交換法：歷史悠久，技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量好而穩(wěn)酯交換法：歷史悠久，技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量好而穩(wěn)定，目前仍廣泛采用，但其工藝過程長，設(shè)備多，定，目前仍廣泛采用，但其工藝過程長，設(shè)備多，投資大，且需要大量甲醇，甲醇和乙二醇回收量大，投資大，且需要大量甲醇，甲醇和乙二醇回收量大，增加設(shè)備和能量消耗。增加設(shè)備和能量消耗。 三種工藝路線各有特點比較三種工藝路線各有特點比較: 直接酯化法：流程短，投資少，效率高，無需使用直接酯化法：流程短，投資少

25、，效率高，無需使用甲醇；乙二醇耗用量少，可簡化回收過程和設(shè)備，減甲醇；乙二醇耗用量少，可簡化回收過程和設(shè)備，減少環(huán)境污染，特別適合制造高聚合度少環(huán)境污染，特別適合制造高聚合度PETPET。缺點是。缺點是TPATPA和和EGEG在多相體系中反應(yīng)，反應(yīng)不易均勻，容易生在多相體系中反應(yīng)，反應(yīng)不易均勻，容易生成較多二甘醇，影響成較多二甘醇，影響PETPET的質(zhì)量。近年來，研究開發(fā)的質(zhì)量。近年來，研究開發(fā)的中純度的中純度TPATPA與與EGEG酯化制取酯化制取BHETBHET的工藝方法，省去的工藝方法，省去TPATPA的精制，縮短了生產(chǎn)過程，大大降低生產(chǎn)成本，的精制，縮短了生產(chǎn)過程，大大降低生產(chǎn)成本，經(jīng)

26、濟效益顯著。經(jīng)濟效益顯著。 直接加成法：理論上最為合理。優(yōu)點是生產(chǎn)過程直接加成法：理論上最為合理。優(yōu)點是生產(chǎn)過程短，原料低廉，產(chǎn)品純度高。但環(huán)氧乙烷沸點低短，原料低廉，產(chǎn)品純度高。但環(huán)氧乙烷沸點低(10.7)(10.7)，常溫下為氣體，容易著火、爆炸，運輸、，常溫下為氣體，容易著火、爆炸，運輸、貯存和使用都不方便，因而目前采用此法的不多。貯存和使用都不方便，因而目前采用此法的不多。三、聚對苯二甲酸乙二酯的生產(chǎn)三、聚對苯二甲酸乙二酯的生產(chǎn) 1 . 生產(chǎn)原理生產(chǎn)原理用精制后的對苯二甲酸雙羥乙酯在縮聚反應(yīng)催用精制后的對苯二甲酸雙羥乙酯在縮聚反應(yīng)催化劑和穩(wěn)定劑縮聚反應(yīng)，分離出乙二醇后即得聚對化劑和穩(wěn)定

27、劑縮聚反應(yīng)，分離出乙二醇后即得聚對苯二甲酸乙二醇酯，其反應(yīng)如下：苯二甲酸乙二醇酯，其反應(yīng)如下： COOCH2CH2OHHOCH2CH2OOCn COOCH2CH2OOCHOCH2CH2OOC COn -1OCH2CH2OH + HOCH2CH2OH( PET )( EG )PET生產(chǎn)可采用間歇法縮聚和連續(xù)法縮聚。生產(chǎn)可采用間歇法縮聚和連續(xù)法縮聚。2.2.間歇法縮聚工藝間歇法縮聚工藝 (1)(1)工藝流程：間歇法縮聚通常與間歇法酯交換流工藝流程：間歇法縮聚通常與間歇法酯交換流程配合程配合( (見圖見圖32)32)。在間歇酯交換生成的。在間歇酯交換生成的BHETBHET中加中加入縮聚催化劑和熱穩(wěn)定

28、劑，并經(jīng)高溫入縮聚催化劑和熱穩(wěn)定劑，并經(jīng)高溫(230(230240)240)常壓蒸出常壓蒸出EG(EG(實際是常壓縮聚實際是常壓縮聚) )后，用后，用NN2 2氣壓送入縮氣壓送入縮聚釜進行縮聚反應(yīng)。聚釜進行縮聚反應(yīng)。 兩段控制兩段控制: :前段是低真空前段是低真空( (余壓約余壓約5.3kPa)5.3kPa)縮聚，縮聚， 250250260260后段是高真空后段是高真空( (余壓小于余壓小于6.6Pa)6.6Pa)縮聚。縮聚。 270270280280取樣測定聚合物特性粘數(shù)達到一定值取樣測定聚合物特性粘數(shù)達到一定值( (通常為通常為0.640.64一一0.66dL0.66dLg)g)，即可打開

29、縮聚釜出料，熔體經(jīng)鑄帶頭鑄，即可打開縮聚釜出料，熔體經(jīng)鑄帶頭鑄條、冷卻后由切粒機切成一定規(guī)格的條、冷卻后由切粒機切成一定規(guī)格的PETPET粒子供紡絲粒子供紡絲用。用。(2)(2)縮聚反應(yīng)主要工藝參數(shù)的討論：縮聚反應(yīng)主要工藝參數(shù)的討論：縮聚反應(yīng)溫度：縮聚反應(yīng)溫度：從化學(xué)平衡考慮，縮聚是從化學(xué)平衡考慮，縮聚是放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)，升高溫度使反，升高溫度使反應(yīng)應(yīng)平衡常數(shù)平衡常數(shù)略降，對提高略降，對提高PETPET的平均聚合度不利，但的平均聚合度不利，但在一定溫度范圍內(nèi)升高溫度能在一定溫度范圍內(nèi)升高溫度能降低物料的表觀粘度降低物料的表觀粘度，易于排除體系中的易于排除體系中的EGEG，故有利于提高聚合度。，

30、故有利于提高聚合度。根據(jù)反應(yīng)動力學(xué)原理，升高溫度使鏈增長的反應(yīng)速根據(jù)反應(yīng)動力學(xué)原理，升高溫度使鏈增長的反應(yīng)速度加快，但大分子鏈熱降解的反應(yīng)速度隨溫度升高而度加快，但大分子鏈熱降解的反應(yīng)速度隨溫度升高而加快的速度更大，使所得加快的速度更大，使所得PETPET的聚合度最大值變小。的聚合度最大值變小。 從副反應(yīng)考慮，溫度過高，除了使大分子裂解反從副反應(yīng)考慮，溫度過高，除了使大分子裂解反應(yīng)加速外，還可使生成環(huán)狀低聚物以及端羧基、端醛應(yīng)加速外，還可使生成環(huán)狀低聚物以及端羧基、端醛基、乙二醇醚等反應(yīng)加快，使最終產(chǎn)物基、乙二醇醚等反應(yīng)加快，使最終產(chǎn)物PETPET的熔點降低的熔點降低，色澤變黃，可紡性變差。，

31、色澤變黃，可紡性變差。 綜上所述，隨反應(yīng)溫度升高，綜上所述，隨反應(yīng)溫度升高，PETPET的達到最大值的時間的達到最大值的時間縮短，但所得數(shù)值變小，產(chǎn)物雜質(zhì)含量增加。溫度過低，縮短，但所得數(shù)值變小，產(chǎn)物雜質(zhì)含量增加。溫度過低，不僅縮聚反應(yīng)速度變慢，且體系中不僅縮聚反應(yīng)速度變慢，且體系中EGEG的排除困難，也不能的排除困難，也不能獲得高相對分子質(zhì)量的獲得高相對分子質(zhì)量的PETPET。故通常控制縮聚溫度在。故通?？刂瓶s聚溫度在低真低真空階段為空階段為250250260260，高真空階段為，高真空階段為270270280280。 縮聚反應(yīng)真空度：縮聚反應(yīng)真空度：p影響生成物的相對分子質(zhì)量和質(zhì)量。影響生

32、成物的相對分子質(zhì)量和質(zhì)量。p抽真空將縮聚體系中生成的抽真空將縮聚體系中生成的EGEG不斷排除。不斷排除。p真空度越高，殘存的真空度越高，殘存的EGEG越少，越少，PETPET的聚合度值越高。的聚合度值越高。p真空度不高，縮聚時間過長，真空度不高，縮聚時間過長，PETPET熔體粘度低，色黃。熔體粘度低，色黃。縮聚反應(yīng)初期，物料粘度低，縮聚反應(yīng)初期，物料粘度低，EGEG排出量亦多，這時真排出量亦多，這時真空度不宜過高空度不宜過高( (通常余壓通常余壓5.35.3kPakPa) )；反應(yīng)后期，；反應(yīng)后期，EGEG排出排出量減少，且物料粘度激增，故要求體系真空度高量減少，且物料粘度激增，故要求體系真空

33、度高( (余壓余壓小于小于6.66.6PaPa) )。 縮聚的催化劑及穩(wěn)定劑：縮聚的催化劑及穩(wěn)定劑：金屬催化劑，其催化活性和金屬離子與金屬催化劑，其催化活性和金屬離子與BHETBHET羰基氧的羰基氧的配位能力有關(guān)。目前，普遍使用的是配位能力有關(guān)。目前，普遍使用的是SbSb2 2O O3 3，用量是，用量是DMTDMT重量重量( (酯交換法酯交換法) )的的0.030.03一一0.040.04，與在酯交換時加，與在酯交換時加入的酯交換反應(yīng)催化劑如入的酯交換反應(yīng)催化劑如MnMn、CoCo、ZnZn的醋酸鹽同時起的醋酸鹽同時起催化縮聚作用。催化縮聚作用。為提高為提高PETPET的熱穩(wěn)定性，減少熱降解

34、、改善制品的色澤的熱穩(wěn)定性，減少熱降解、改善制品的色澤，在縮聚過程中常加入熱，在縮聚過程中常加入熱穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑亞磷酸三苯酯亞磷酸三苯酯，用量為，用量為DMTDMT重量的重量的0.0150.0150.030.03。 縮聚時間：縮聚時間：縮聚反應(yīng)的時間與真空度、溫度和催化劑有關(guān)，當(dāng)這縮聚反應(yīng)的時間與真空度、溫度和催化劑有關(guān)，當(dāng)這些因素不變時，主要取決于聚合物相對分子質(zhì)量的大些因素不變時，主要取決于聚合物相對分子質(zhì)量的大小。在縮聚過程中，聚合物熔點、熔體粘度隨反應(yīng)時小。在縮聚過程中，聚合物熔點、熔體粘度隨反應(yīng)時間增加而不斷升高，攪拌電動機功率也逐漸增加，但間增加而不斷升高，攪拌電動機功率也逐漸增加，

35、但達到達到一定時間后粘度不再增加一定時間后粘度不再增加，此時攪拌功率達到極，此時攪拌功率達到極大值，即為大值，即為縮聚終點縮聚終點，應(yīng)及時出料，否則粘度會因熱，應(yīng)及時出料，否則粘度會因熱降解而下降。一般縮聚反應(yīng)時間為降解而下降。一般縮聚反應(yīng)時間為4-6h4-6h。出料時間應(yīng)。出料時間應(yīng)盡可能縮短，以免釜內(nèi)高聚物熔體受熱時間過長而使盡可能縮短，以免釜內(nèi)高聚物熔體受熱時間過長而使相對分子質(zhì)量下降。相對分子質(zhì)量下降。間歇法間歇法生產(chǎn)生產(chǎn)PETPET因熔體停留時間不一致，因熔體停留時間不一致，聚合度不均聚合度不均勻勻，再熔融后紡絲，再熔融后紡絲易發(fā)生熱降解易發(fā)生熱降解。連續(xù)法連續(xù)法可避免聚合物熱降解，

36、因為連續(xù)縮聚是物料在可避免聚合物熱降解，因為連續(xù)縮聚是物料在連續(xù)流動過程中完成縮聚反應(yīng)，而且物料的性質(zhì)和狀態(tài)連續(xù)流動過程中完成縮聚反應(yīng)，而且物料的性質(zhì)和狀態(tài)隨反應(yīng)進行的程度而連續(xù)變化，所以連續(xù)縮聚易獲得隨反應(yīng)進行的程度而連續(xù)變化，所以連續(xù)縮聚易獲得高高相對分子質(zhì)量的相對分子質(zhì)量的PETPET，可用于生產(chǎn)輪胎簾子線及其它工，可用于生產(chǎn)輪胎簾子線及其它工業(yè)用纖維。連續(xù)法的勞動生產(chǎn)率較高，產(chǎn)品成本低，且業(yè)用纖維。連續(xù)法的勞動生產(chǎn)率較高，產(chǎn)品成本低，且產(chǎn)品質(zhì)量均勻、穩(wěn)定，有利于生產(chǎn)過程的自動控制。但產(chǎn)品質(zhì)量均勻、穩(wěn)定，有利于生產(chǎn)過程的自動控制。但由于連續(xù)生產(chǎn)規(guī)模大，不宜于更換品種，也因需用反饋由于連續(xù)

37、生產(chǎn)規(guī)模大，不宜于更換品種，也因需用反饋控制裝置等，使連續(xù)法投資較高。控制裝置等，使連續(xù)法投資較高。3連續(xù)法縮聚工藝連續(xù)法縮聚工藝圖3-4 連續(xù)縮聚工藝連續(xù)縮聚工藝 (1)(1)工藝流程：工藝流程： 在實際生產(chǎn)中，連續(xù)法縮聚工藝流程因設(shè)備選型以在實際生產(chǎn)中，連續(xù)法縮聚工藝流程因設(shè)備選型以及縮聚分段方法和相互銜接方式等不同，差異很大，及縮聚分段方法和相互銜接方式等不同，差異很大，但各種連續(xù)縮聚流程都有其共同特點。但各種連續(xù)縮聚流程都有其共同特點。酯交換率酯交換率99%99% 連續(xù)縮聚可以分為三個階段第一階段除去酯交換多連續(xù)縮聚可以分為三個階段第一階段除去酯交換多余余EG,EG,第二階段物料在低粘

38、度下縮聚第二階段物料在低粘度下縮聚, ,第三階段在高第三階段在高真空粘度下縮聚真空粘度下縮聚. .初期縮聚階段由于物料粘度小可用釜式塔式多種形初期縮聚階段由于物料粘度小可用釜式塔式多種形式。式。1. 1. 4.4.后縮聚必須獨立出來以適應(yīng)高粘度后縮聚必須獨立出來以適應(yīng)高粘度, ,高真空的要求高真空的要求. . 圖圖3-43-4中，連續(xù)縮聚裝置與連續(xù)酯交換相銜接，物中，連續(xù)縮聚裝置與連續(xù)酯交換相銜接，物料在該裝置內(nèi)進行料在該裝置內(nèi)進行脫脫EGEG、預(yù)縮聚、前縮聚和后縮聚過、預(yù)縮聚、前縮聚和后縮聚過程程。從。從EGEG脫除塔至后縮聚釜出料，均用機械泵強制輸脫除塔至后縮聚釜出料，均用機械泵強制輸送。

39、各反應(yīng)器均用多級蒸汽噴射泵抽真空。脫送。各反應(yīng)器均用多級蒸汽噴射泵抽真空。脫EGEG塔抽塔抽出的出的EGEG蒸氣由兩個串聯(lián)的冷凝器回收，其余反應(yīng)器抽蒸氣由兩個串聯(lián)的冷凝器回收，其余反應(yīng)器抽出的出的EGEG蒸氣分別由相應(yīng)的蒸氣分別由相應(yīng)的EGEG洗滌塔噴淋冷凝。洗滌塔噴淋冷凝。(2)(2)連續(xù)縮聚工藝：連續(xù)縮聚工藝：連續(xù)縮聚過程和間歇縮聚一樣，也需要嚴(yán)格控連續(xù)縮聚過程和間歇縮聚一樣，也需要嚴(yán)格控制反應(yīng)制反應(yīng)溫度、真空度、反應(yīng)時間、催化劑和穩(wěn)溫度、真空度、反應(yīng)時間、催化劑和穩(wěn)定劑定劑的種類和數(shù)量等。但連續(xù)縮聚的進行方式的種類和數(shù)量等。但連續(xù)縮聚的進行方式不同于間歇縮聚，它的工藝通常是根據(jù)物料性不同

40、于間歇縮聚，它的工藝通常是根據(jù)物料性質(zhì)和狀態(tài)分三段控制。質(zhì)和狀態(tài)分三段控制。 EGEG的脫除：由酯交換或直接酯化工段來的的脫除：由酯交換或直接酯化工段來的BHETBHET中過量的中過量的EGEG，以及在脫，以及在脫EGEG塔塔( (或釜或釜) )內(nèi)內(nèi)BHETBHET生成低聚生成低聚物時釋放出的物時釋放出的EGEG，被大量蒸發(fā)除去。，被大量蒸發(fā)除去。EGEG脫除塔內(nèi)物脫除塔內(nèi)物料粘度較低，余壓料粘度較低，余壓20kPa20kPa即可，反應(yīng)溫度通?？刂圃诩纯?，反應(yīng)溫度通?？刂圃?35235250250。預(yù)縮聚和預(yù)縮聚和( (或或) )前縮聚：前縮聚：物料的表觀粘度增大，物料的表觀粘度增大，EGEG

41、不易逸出。不易逸出。要升高溫度，提高真空度和加強物料翻動或形成薄的要升高溫度，提高真空度和加強物料翻動或形成薄的料層，以促使料層，以促使EGEG蒸發(fā)，加速縮聚反應(yīng)。蒸發(fā)，加速縮聚反應(yīng)。預(yù)縮聚時間預(yù)縮聚時間1 11.5h1.5h，溫度，溫度273273280280，余壓小于，余壓小于6.6kPa6.6kPa；前縮聚；前縮聚1.51.53h3h，275275282282，余壓小于，余壓小于400Pa400Pa。有些裝置有前縮聚但無預(yù)縮聚，而某些裝置既有預(yù)縮有些裝置有前縮聚但無預(yù)縮聚，而某些裝置既有預(yù)縮聚，又有前縮聚。聚，又有前縮聚。 后縮聚：此為最終完成縮聚反應(yīng)的階段，此時物料后縮聚：此為最終完成

42、縮聚反應(yīng)的階段，此時物料粘度高，粘度高，EGEG氣泡難以形成和排除，故要求真空度很氣泡難以形成和排除，故要求真空度很高。通?？刂茰囟雀摺Ｍǔ？刂茰囟?75275285285，余壓，余壓100300Pa100300Pa，物料平均停留物料平均停留1.51.55h5h。 三、聚對苯二甲酸乙二酯的結(jié)構(gòu)與性能 COOCH2CH2OOCHOCH2CH2OOC COn -1OCH2CH2OH PETPET是具有對稱性芳環(huán)結(jié)構(gòu)的線型大分子，是具有對稱性芳環(huán)結(jié)構(gòu)的線型大分子，無支鏈，分子線型好，易于沿纖維拉伸方向取向無支鏈，分子線型好，易于沿纖維拉伸方向取向; ;分子鏈中的分子鏈中的 基團剛性大，熔點較高基團剛

43、性大，熔點較高( (約約267)267)；OCO 1.分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu) 由于分子內(nèi)由于分子內(nèi)CCCC鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，故分子存在兩種空鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，故分子存在兩種空間構(gòu)象。間構(gòu)象。無定形無定形PETPET為為順式構(gòu)象順式構(gòu)象：CH2CH2OCOCOO結(jié)晶結(jié)晶時，即轉(zhuǎn)變?yōu)闀r，即轉(zhuǎn)變?yōu)榉词綐?gòu)象反式構(gòu)象：CH2OCOH2COCO分子鏈具有高度的分子鏈具有高度的立體規(guī)整性，結(jié)晶立體規(guī)整性，結(jié)晶傾向；傾向；PETPET相鄰分子的原子間距，均是正常的范德華距離，其相鄰分子的原子間距，均是正常的范德華距離，其單元晶格屬單元晶格屬三斜晶三斜晶系，大分子幾乎呈平面構(gòu)型；系，大分子幾乎呈平面構(gòu)型；PETPET的分子鏈節(jié)是

44、通過酯基的分子鏈節(jié)是通過酯基( )( )相互連接起來的，相互連接起來的，故其許多重要性質(zhì)均與故其許多重要性質(zhì)均與酯鍵酯鍵的存在有關(guān)。如在高溫和的存在有關(guān)。如在高溫和水分存在下，水分存在下，PETPET大分子內(nèi)的大分子內(nèi)的酯鍵易于發(fā)生水解酯鍵易于發(fā)生水解，使聚，使聚合度降低，因此紡絲時必須對切片合度降低，因此紡絲時必須對切片含水量含水量嚴(yán)加控制。嚴(yán)加控制。OCO(1)(1)相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量PETPET相對分子質(zhì)量小于相對分子質(zhì)量小于1 110104 4時，就不能正常加工為高時，就不能正常加工為高強力纖維。強力纖維。工業(yè)控制通常采用工業(yè)控制通常采用相對粘度和特性粘數(shù)相對粘度和特性粘數(shù)作為衡

45、量相對分作為衡量相對分子質(zhì)量大小的尺度。特性粘數(shù)與相對分子質(zhì)量的關(guān)系：子質(zhì)量大小的尺度。特性粘數(shù)與相對分子質(zhì)量的關(guān)系：KMKMa a民用成纖民用成纖PETPET切片的相對粘度切片的相對粘度r r至少為至少為1.301.301.361.36，相，相當(dāng)于當(dāng)于0.550.550.65dL0.65dLg g，或相當(dāng)于，或相當(dāng)于 ( (重均相對分子質(zhì)量重均相對分子質(zhì)量) )22000220002700027000 ( (數(shù)均相對分子質(zhì)量數(shù)均相對分子質(zhì)量) )16000160002000020000WMnM2.相對分子質(zhì)量及其分布相對分子質(zhì)量及其分布(2)(2)相對分子質(zhì)量分布相對分子質(zhì)量分布相對分子質(zhì)量

46、分布寬會使纖維加工性能變壞，拉伸斷相對分子質(zhì)量分布寬會使纖維加工性能變壞，拉伸斷頭率急劇增加，并影響成品纖維的性能。頭率急劇增加，并影響成品纖維的性能。 PETPET的相對分子質(zhì)量分布常采用的相對分子質(zhì)量分布常采用凝膠滲透色譜法凝膠滲透色譜法(GPC)(GPC)測定，可用相對分子質(zhì)量分布指數(shù)測定，可用相對分子質(zhì)量分布指數(shù)來表征。來表征。對于高速紡絲，對于高速紡絲，PETPET的的2.022.02時，其可紡性較好。時，其可紡性較好。MwMn（1 1）熔點：純）熔點：純PETPET的熔點的熔點267267，工業(yè)，工業(yè)PETPET熔點略熔點略低，一般在低，一般在255264255264之間。熔點是之

47、間。熔點是PETPET切片的一切片的一項重要指標(biāo)。如果切片熔點波動較大，則需對熔融項重要指標(biāo)。如果切片熔點波動較大，則需對熔融紡絲溫度作適當(dāng)調(diào)整，但熔點對成形過程的影響不紡絲溫度作適當(dāng)調(diào)整，但熔點對成形過程的影響不如特性粘數(shù)如特性粘數(shù)( (相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量) )的影響大。的影響大。（2 2）熔體粘度：熔體紡絲時，聚合物熔體在一定）熔體粘度：熔體紡絲時，聚合物熔體在一定壓力下被擠出噴絲孔，成為熔體細流并冷卻成形。壓力下被擠出噴絲孔，成為熔體細流并冷卻成形。熔體粘度是熔體流變性能的表征，與紡絲成形密切熔體粘度是熔體流變性能的表征，與紡絲成形密切相關(guān)。影響熔體粘度的因素是溫度、壓力、聚合度相

48、關(guān)。影響熔體粘度的因素是溫度、壓力、聚合度和切變速率等。隨著溫度的升高，熔體粘度依指數(shù)和切變速率等。隨著溫度的升高，熔體粘度依指數(shù)函數(shù)關(guān)系降低。函數(shù)關(guān)系降低。3.流變性質(zhì)流變性質(zhì)纖維級纖維級PETPET的相對分子質(zhì)量的相對分子質(zhì)量 15000150002200022000玻璃化溫度玻璃化溫度 無定形無定形6767 晶晶 態(tài)態(tài) 8181 取向態(tài)結(jié)晶取向態(tài)結(jié)晶 125125 熔點熔點 264264 熔體密度熔體密度g gcmcm-3-3 1.220(270) , 1.117(295 )1.220(270) , 1.117(295 )熔融熱熔融熱JgJg-1 -1 130130134134導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)

49、熱系數(shù)W(cmK)W(cmK)-1 -1 1.407 1.4071010-3-3折光指數(shù)折光指數(shù) 2.480(2) , 1.574(25)2.480(2) , 1.574(25)體積膨脹系數(shù)體積膨脹系數(shù) 1.61.6l0l0-4-4(-30(-3060)60) 3.7 3.71010-4-4(90(90190)190)體積電阻體積電阻cmcm-1 -1(250(250，RH65%) 1.2RH65%) 1.2101019194.物化性質(zhì)物化性質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 聚酯切片的干燥聚酯切片的干燥一、切片干燥的目的和要求一、切片干燥的目的和要求 除去切片中的水分除去切片中的水分 聚酯切片的含水率一般在聚酯

50、切片的含水率一般在0.4%0.4%為防止紡絲時發(fā)生水解（另外少量的水還會生成為防止紡絲時發(fā)生水解（另外少量的水還會生成氣泡）、干燥后要求氣泡）、干燥后要求含水率在含水率在0.01%0.01%以下。以下。 提高切片的軟化點和結(jié)晶度提高切片的軟化點和結(jié)晶度 干燥后的切片由于干燥后的切片由于產(chǎn)生結(jié)晶，切片也變得堅硬，且熔程狹窄，熔體質(zhì)量產(chǎn)生結(jié)晶，切片也變得堅硬，且熔程狹窄，熔體質(zhì)量均勻，軟化點得到提高，可以防止切片進入螺桿擠壓均勻，軟化點得到提高，可以防止切片進入螺桿擠壓機后會很快軟化粘合，造成環(huán)結(jié)阻料。機后會很快軟化粘合，造成環(huán)結(jié)阻料。 切片干燥過程實質(zhì)上是一個同時進行的傳熱和傳質(zhì)過切片干燥過程實

51、質(zhì)上是一個同時進行的傳熱和傳質(zhì)過程，并伴隨著高聚物結(jié)構(gòu)程，并伴隨著高聚物結(jié)構(gòu)( (結(jié)晶結(jié)晶) )與性質(zhì)與性質(zhì)( (軟化點等軟化點等) )的變的變化。化。 1. 1.溫度：溫度高則干燥速度加快，干燥時間縮短，干溫度：溫度高則干燥速度加快，干燥時間縮短，干燥后濕切片的平衡含水率降低。但溫度太高，則切片易燥后濕切片的平衡含水率降低。但溫度太高，則切片易粘結(jié)，大分子降解，色澤變黃。在粘結(jié)，大分子降解，色澤變黃。在180180以上易引起固以上易引起固相縮聚反應(yīng)，影響熔體均勻性。因此，通常相縮聚反應(yīng)，影響熔體均勻性。因此，通常預(yù)結(jié)晶溫度預(yù)結(jié)晶溫度控制在控制在170170以下，干燥溫度控制在以下，干燥溫度控

52、制在180180以下以下。 二、切片干燥的工藝控制二、切片干燥的工藝控制 2.2.時間：干燥時間取決于采用的干燥方式和設(shè)備。時間：干燥時間取決于采用的干燥方式和設(shè)備。對于同一設(shè)備，則干燥時間取決于干燥溫度。在同一對于同一設(shè)備，則干燥時間取決于干燥溫度。在同一溫度下，干燥時間延長則切片含水率下降，均勻性亦溫度下，干燥時間延長則切片含水率下降，均勻性亦佳；但時間過長則佳；但時間過長則PETPET降解嚴(yán)重，色澤變黃。降解嚴(yán)重，色澤變黃。 3.3.風(fēng)速：風(fēng)速提高則切片與氣流相對速度大，干風(fēng)速：風(fēng)速提高則切片與氣流相對速度大，干燥時間可縮短；但風(fēng)速太大，則切片粉塵增多。風(fēng)速燥時間可縮短；但風(fēng)速太大，則切

53、片粉塵增多。風(fēng)速選擇還與干燥方式有關(guān)?？捎眠x擇還與干燥方式有關(guān)。可用20m20ms s以上的風(fēng)速。以上的風(fēng)速。而充填干燥的風(fēng)速為而充填干燥的風(fēng)速為8 810m10ms s。風(fēng)速的選擇也與所。風(fēng)速的選擇也與所用設(shè)備尺寸、料柱高度、生產(chǎn)能力等有關(guān)。用設(shè)備尺寸、料柱高度、生產(chǎn)能力等有關(guān)。 4.4.風(fēng)濕度：熱風(fēng)含濕率越低，則干燥速度越快，切風(fēng)濕度：熱風(fēng)含濕率越低，則干燥速度越快，切片平衡水分越少。因此必須不斷排除循環(huán)熱風(fēng)中的部片平衡水分越少。因此必須不斷排除循環(huán)熱風(fēng)中的部分含濕空氣，并不斷補充經(jīng)除濕的低露點空氣。如分含濕空氣，并不斷補充經(jīng)除濕的低露點空氣。如BMBM型干燥機所補充的新鮮空氣含濕量小于型

54、干燥機所補充的新鮮空氣含濕量小于8g8gkgkg。PETPET切片干燥設(shè)備分為切片干燥設(shè)備分為間歇式和連續(xù)式間歇式和連續(xù)式兩大類。間兩大類。間歇式設(shè)備有歇式設(shè)備有真空轉(zhuǎn)鼓干燥機真空轉(zhuǎn)鼓干燥機；連續(xù)式設(shè)備有回轉(zhuǎn)式、；連續(xù)式設(shè)備有回轉(zhuǎn)式、沸騰式沸騰式和和充填式充填式等干燥機，也有用多種形式組合而成等干燥機，也有用多種形式組合而成的聯(lián)合干燥裝置，如德國的的聯(lián)合干燥裝置，如德國的KFKF、BMBM，吉瑪和日本的，吉瑪和日本的鐘紡、奈良等干燥裝置。鐘紡、奈良等干燥裝置。三、切片干燥設(shè)備三、切片干燥設(shè)備 圖圖3-5 VC3533-5 VC353真空干燥機示意圖真空干燥機示意圖 11冷卻桶冷卻桶 22除塵桶

55、除塵桶 33加熱夾套加熱夾套 真空轉(zhuǎn)鼓干燥機真空轉(zhuǎn)鼓干燥機是應(yīng)用已久的間歇式干燥設(shè)備，如圖是應(yīng)用已久的間歇式干燥設(shè)備，如圖3535。設(shè)備主要由轉(zhuǎn)鼓、真空系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)所組成。設(shè)備主要由轉(zhuǎn)鼓、真空系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)所組成。 (一一)間歇式干燥設(shè)備間歇式干燥設(shè)備由于傾角的存在，轉(zhuǎn)鼓運轉(zhuǎn)時切片翻動良好，不需攪拌由于傾角的存在，轉(zhuǎn)鼓運轉(zhuǎn)時切片翻動良好，不需攪拌也能達到均勻干燥的目的。也能達到均勻干燥的目的。真空轉(zhuǎn)鼓干燥機能較充分地排除水分，且在真空下可防真空轉(zhuǎn)鼓干燥機能較充分地排除水分，且在真空下可防止氧化降解和加速干燥速度。但這種干燥形式不適合連續(xù)止氧化降解和加速干燥速度。但這種干燥形式不適合連續(xù)生產(chǎn)，

56、單機生產(chǎn)能力小，適合中、小型企業(yè)使用。生產(chǎn)，單機生產(chǎn)能力小，適合中、小型企業(yè)使用。采用真空轉(zhuǎn)鼓干燥時，采用真空轉(zhuǎn)鼓干燥時，干燥溫度一般選擇在干燥溫度一般選擇在115115150150左右，真空轉(zhuǎn)鼓干燥工作周期一般為左右，真空轉(zhuǎn)鼓干燥工作周期一般為8 812h12h，其中包括進，其中包括進出料出料1.51.52h2h，升溫，升溫2.32.33.5h3.5h，保溫，保溫3 34h4h，冷卻，冷卻1h1h。1.1.回轉(zhuǎn)圓筒一充填干燥機回轉(zhuǎn)圓筒一充填干燥機：回轉(zhuǎn)圓筒回轉(zhuǎn)圓筒- -充填二級干燥是充填二級干燥是組合干燥組合干燥的一種形式。此的一種形式。此裝置是與裝置是與VD406VD406滌綸短纖維紡絲機

57、配套的切片干燥設(shè)滌綸短纖維紡絲機配套的切片干燥設(shè)備。前段是切片輸送和回轉(zhuǎn)圓筒干燥機，后段由切片備。前段是切片輸送和回轉(zhuǎn)圓筒干燥機，后段由切片輸送系統(tǒng)和充填干燥機等部分組成。其工藝流程如圖輸送系統(tǒng)和充填干燥機等部分組成。其工藝流程如圖3636。 (二二) 連續(xù)式干燥設(shè)備連續(xù)式干燥設(shè)備圖圖3-6 3-6 回轉(zhuǎn)圓筒一充填組合干燥工藝流程圖回轉(zhuǎn)圓筒一充填組合干燥工藝流程圖 11混合料倉混合料倉 22上部切片料斗上部切片料斗 33回轉(zhuǎn)干燥機回轉(zhuǎn)干燥機 44下部切片料斗下部切片料斗 55旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器 66第三料斗第三料斗 77充填式干燥機充填式干燥機 優(yōu)點：生產(chǎn)能力大，干燥切片能滿足短纖維紡絲優(yōu)點

58、：生產(chǎn)能力大，干燥切片能滿足短纖維紡絲要求，最高日產(chǎn)量可達要求，最高日產(chǎn)量可達282829t29t。 缺點：干燥流程長，設(shè)備龐大，由于無余熱回收缺點：干燥流程長，設(shè)備龐大，由于無余熱回收裝置，能耗較高，并要求有較高壓力的蒸汽，切片產(chǎn)裝置，能耗較高，并要求有較高壓力的蒸汽，切片產(chǎn)生的粉末也較多。生的粉末也較多。 2.KF2.KF式干燥設(shè)備：式干燥設(shè)備： KFKF式干燥設(shè)備是式干燥設(shè)備是德國德國KARLFISCHERKARLFISCHER公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的連續(xù)式氣流干燥設(shè)備連續(xù)式氣流干燥設(shè)備。KFKF式干燥設(shè)備的干燥流程如式干燥設(shè)備的干燥流程如圖圖3737所示，主要由干燥塔和熱風(fēng)系統(tǒng)組成。所示，

59、主要由干燥塔和熱風(fēng)系統(tǒng)組成。 自自80年代以來，我國從國外引進了幾種年代以來，我國從國外引進了幾種PET切片干燥切片干燥設(shè)備及技術(shù)，現(xiàn)簡單介紹如下。設(shè)備及技術(shù)，現(xiàn)簡單介紹如下。圖圖3-73-7 KF KF式干燥工藝流程式干燥工藝流程 1-1-料倉料倉 22干燥塔干燥塔 33干空氣加熱器干空氣加熱器 44進風(fēng)風(fēng)機進風(fēng)風(fēng)機 55吸風(fēng)風(fēng)機吸風(fēng)風(fēng)機 66旋風(fēng)旋風(fēng)分離器分離器77熱交換器熱交換器 88脫濕器脫濕器 99水分離器水分離器 1010空氣冷凍器空氣冷凍器 1111空氣空氣過濾器過濾器 干燥塔的特點是預(yù)結(jié)晶器與干燥器均為充填式，干燥塔的特點是預(yù)結(jié)晶器與干燥器均為充填式，安裝在一個塔上，設(shè)備簡單、

60、管道少，占地和空間小。安裝在一個塔上，設(shè)備簡單、管道少，占地和空間小。干燥塔內(nèi)操作壓力很低，有利于螺桿排氣。預(yù)結(jié)晶器干燥塔內(nèi)操作壓力很低，有利于螺桿排氣。預(yù)結(jié)晶器接近負壓操作，攪拌產(chǎn)生的粉末可以被吸出。接近負壓操作，攪拌產(chǎn)生的粉末可以被吸出。 熱風(fēng)系統(tǒng)均采用新鮮風(fēng)，設(shè)備簡單。預(yù)結(jié)晶直接熱風(fēng)系統(tǒng)均采用新鮮風(fēng)，設(shè)備簡單。預(yù)結(jié)晶直接采用干燥器的回風(fēng)，流程短。干燥熱風(fēng)經(jīng)干燥、預(yù)結(jié)采用干燥器的回風(fēng)，流程短。干燥熱風(fēng)經(jīng)干燥、預(yù)結(jié)晶、熱交換器內(nèi)預(yù)熱等三次利用后，排出溫度為晶、熱交換器內(nèi)預(yù)熱等三次利用后，排出溫度為60607070，熱能利用充分。，熱能利用充分。 3 . B M3 . B M 式 干 燥 設(shè)