高聚物生產(chǎn)技術(shù)配套教學(xué)資源第十二章習(xí)題參考的答案ppt課件

1、第十二章合成纖維第十二章合成纖維第第1題題解答：纖維是指柔韌、纖細(xì)，具有相當(dāng)長度、強(qiáng)度、彈性和吸濕性的絲狀物。大多數(shù)是不溶于水的有機(jī)高分子化合物，少數(shù)是無機(jī)物。根據(jù)來源可以分為天然纖維和化學(xué)纖維兩大類。詳細(xì)分為：天然纖維棉花、亞麻、羊毛、蠶絲等 膠粘纖維纖維 纖維素纖維銅氨纖維再生纖維 醋酸纖維 蛋白質(zhì)纖維 牛乳、大豆、花生、玉米等蛋白纖維化學(xué)纖維錦綸系列聚酰胺-6、聚酰胺-66、聚胺-1010等纖維滌綸系列聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，共聚酯等纖維腈綸系列聚丙烯腈纖維、氯乙烯-丙烯腈共聚纖維等合成纖維聚乙烯醇系列聚乙烯醇縮甲醛纖維維尼綸及共聚纖維聚烯烴纖維聚乙烯纖維、聚丙烯纖維丙綸等含氯纖維聚氯乙烯

2、、過氯乙烯、及共聚纖維耐高溫纖維聚四氟乙烯纖維、碳纖維、石墨纖維等其他纖維聚氨氨酯彈性纖維、聚甲醛纖維等 第十二章合成纖維第十二章合成纖維第第2題題解答：成纖高聚物具有如下特征：成纖高聚物均為線型高分子用這類高分子紡制的纖維大分子能沿纖維縱軸方向拉伸而有序陳列。當(dāng)纖維遭到拉力時(shí)，大分子能同時(shí)接受作用力，使纖維具有較高的拉伸強(qiáng)度和適宜的延伸度及其他物理-力學(xué)性能。成纖維高聚物應(yīng)具有適宜的相對(duì)分子質(zhì)量線型高聚物分子鏈的長度對(duì)纖維的物理-力學(xué)性能影響很大，尤其是對(duì)纖維的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性和溶解性的影響更為顯著。相對(duì)分子質(zhì)量的太高或太低均不好，高者不易加工，低者性能不好。成纖高聚物的分子鏈間必需有足夠的

3、次價(jià)力高聚物的物理-力學(xué)性能與次價(jià)力有親密關(guān)系。分子間次價(jià)力越大，纖維的強(qiáng)度越高，次價(jià)力大于20.92kJ/mol的高聚物適宜作纖維資料。成纖高聚物應(yīng)具有可溶性和熔融性只需這樣才干將高聚物溶解成溶液或熔融成熔體，再經(jīng)紡絲、凝固或冷卻構(gòu)成纖維，否那么就不能進(jìn)展紡絲。 第十二章合成纖維第十二章合成纖維第第3題題解答：主要有三條合成道路，即酯交換聚酯道路、對(duì)苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯道路和環(huán)氧乙烷酯化聚酯道路。壓力的控制由于縮聚反響具有可逆性，所以必需及時(shí)排出反響生成的低分子物質(zhì)乙二醇，以使反響進(jìn)展完全，為此采用真空及強(qiáng)力攪拌，縮聚反響最終壓力不大于266.6Pa，即可獲得高相對(duì)分子質(zhì)量的聚酯，普

4、通產(chǎn)品的平均相對(duì)分子質(zhì)量不低于20000，用于制造纖維、薄膜的相對(duì)分子質(zhì)量約為25000。 第十二章合成纖維第十二章合成纖維第第4題題解答：以酯交換法延續(xù)消費(fèi)聚酯工藝為例：酯交換法延續(xù)消費(fèi)聚酯工藝包括酯交換、預(yù)縮聚、縮聚等過程。酯交換將原料對(duì)苯二甲酸二甲酯延續(xù)參與熔化器中，加熱至1505熔化后，用齒輪泵送入高位槽中。另將乙二醇延續(xù)參與到乙二醇預(yù)熱器中預(yù)熱至150160后，用離心泵送入高位槽中。將上述兩種原料按摩爾比1 2分別用計(jì)量泵延續(xù)定量參與酯交換塔上部。分別將催化劑醋酸鋅和三氧化二銻按DMT的0.02%參與量，用過量0.4mol的乙二醇配制成液體參與高位槽中，并延續(xù)定量送入延續(xù)酯交換塔上部

5、。原料由塔頂參與后，經(jīng)十六個(gè)分段反響室流到最后一塊塔板，完成酯交換反響，酯交換的生成物由塔底再沸器加熱后流入混合器中。延續(xù)酯交換塔是一個(gè)塔頂帶有乙二醇回流的填充式精餾柱的立式泡罩塔。酯交換反響控制溫度為190220，反響所生成的甲醇蒸氣經(jīng)過塔板上的泡罩齒縫上升，進(jìn)展氣液交換后進(jìn)入冷凝器冷凝后流入甲醇貯槽中。預(yù)縮聚混合器中的單體經(jīng)過濾器過濾后，經(jīng)計(jì)量泵、單體預(yù)熱器送入預(yù)縮聚塔底部。單體由塔底進(jìn)入后，沿各層塔板的升液管逐層上升，在上升過程中進(jìn)展縮聚反響，反響所生成的乙二醇蒸氣起攪拌作用，可以加快反響速率。當(dāng)物料到達(dá)最上一層塔板后，便得到特性粘度0.20.25的預(yù)聚物，預(yù)聚物由塔頂物料出口流出，進(jìn)入

6、預(yù)聚物中間貯槽中。 第十二章合成纖維第十二章合成纖維第第4題題續(xù)解：縮聚預(yù)聚物由計(jì)量泵定量延續(xù)保送到臥式延續(xù)真空縮聚釜的入口。該釜為圓筒形的內(nèi)有49枚圓盤輪的單軸攪拌器，釜的底部有與圓盤輪交錯(cuò)安裝的隔板隔成的多段反響室，如圖12-3所示。以鋅催化劑時(shí)，釜內(nèi)縮聚反響溫度不超越270，參與穩(wěn)定劑后可控制275278，壓力小于133.3Pa。在攪拌器的作用下，物料由縮聚釜的一端向另一端挪動(dòng)，在挪動(dòng)過程中進(jìn)展縮聚反應(yīng)。當(dāng)物料到達(dá)另一端時(shí)，聚酯樹脂的特性粘度逐漸添加到0.640.68。然后經(jīng)過延續(xù)紡絲、拉膜或造粒即得其產(chǎn)品。第十二章合成纖維第十二章合成纖維第第5題題解答：聚酯纖維的構(gòu)造聚酯纖維為高度對(duì)稱

7、芳環(huán)的線性聚合物，易于取向和結(jié)晶，具有較高的強(qiáng)度和良好的成纖性及成膜性，結(jié)晶速度較慢，結(jié)晶度為40%60%。聚酯纖維的性能用于聚酯纖維原料的詳細(xì)性能參數(shù)參見表10-2所示。聚酯纖維普通為乳白色，相對(duì)密度為1.381.4，回潮率很低，具有易洗快干的特性。在紡織時(shí)，容易產(chǎn)生靜電，其紡織品在運(yùn)用過程中易積累靜電荷而吸灰塵。聚酯纖維的熔點(diǎn)為255265，軟化溫度230240。遇明火能熄滅，產(chǎn)生黑煙并有芳香氣味，但離火后自息。聚酯纖維在接受外力時(shí)不易發(fā)生變形，紡織品尺寸穩(wěn)定性好，運(yùn)用過程中褶裥耐久。耐磨性僅次于聚酰胺纖維。在室溫下，聚酯纖維能耐弱酸、弱堿和強(qiáng)酸，但不耐強(qiáng)堿；對(duì)丙酮、苯、鹵代烴等有機(jī)溶劑較

8、穩(wěn)定，但在酚類及酚類與鹵代烴的混合溶劑中能溶脹。聚酯纖維的用途即可以純紡也可以與其他纖維混紡制成各種機(jī)織物和針織物。聚酯長絲可用于織造薄紗女衫、帷幕窗簾等，與其他纖維混紡可制成各種棉型、毛型及中長纖維紡織品。聚酯纖維在工業(yè)上可制造輪胎簾子線、運(yùn)輸帶、篷帆、繩索等。第十二章合成纖維第十二章合成纖維第第6題題解答：聚酰胺纖維的類型：聚酰胺纖維又稱錦綸纖維俗稱“尼龍，是以聚酰胺為原料制得的纖維，是一種非常主要的合成纖維。其中聚酰胺是由飽和的二元酸與二元胺經(jīng)過縮聚反響制得的一類線性高分子縮聚物。常見的這類縮聚物有聚酰胺-6、聚酰胺-66、聚酰胺-11、聚酰胺-12、聚酰胺-610、聚酰胺612、聚酰胺

9、-1010等，其中以聚酰胺-6和聚酰胺-66的產(chǎn)量最大，約占聚酰胺總產(chǎn)量的90%。尼龍6、尼龍66的消費(fèi)原理的不同之處：尼龍6是已內(nèi)酰胺在高溫下，微量水存在下進(jìn)展的開環(huán)聚合反響。反響為可逆逐漸縮聚反響，反響的轉(zhuǎn)化率普通為85%90%。未反響的單體在高聚物成粒后用水萃取除去。反響的溫度普通控制在250260，并且為防止產(chǎn)物氧化而需求在惰性氣體維護(hù)下進(jìn)展。其引發(fā)劑的用量為已內(nèi)酰胺的0.5%5%，用量多少對(duì)產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量有很大影響。在反響過程中為了控制產(chǎn)物的最終相對(duì)分子質(zhì)量而需求參與單體量的0.07%0.14%的乙酸或0.2%0.3%的已二酸為相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)理劑，紡絲用的聚酰胺-6的相對(duì)分子質(zhì)量

10、為1500023000。尼龍66實(shí)際上是由已二酸與已二胺的縮聚反響而成，但需求控制嚴(yán)厲的兩種單體原料的物質(zhì)的量的比，才干得到高相對(duì)分子質(zhì)量的高聚物。消費(fèi)中一旦某一單體過量時(shí)，就會(huì)影響產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量。因此，在工業(yè)消費(fèi)上，先將已二酸和已二胺混合制成已二胺-已二酸鹽簡稱66鹽，再分別精制，確保沒有過量的單體存在，再進(jìn)展縮聚反響。 第十二章合成纖維第十二章合成纖維第第7題題解答：商品聚丙烯腈纖維大多數(shù)是以丙烯腈為主體的三元共聚物。工業(yè)消費(fèi)中主要以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯等為第二單體，用量5%10%就可以降低聚丙烯腈分子間作用力，消除其脆性，從而可紡制成具有適當(dāng)彈性的合成纖維腈綸纖維。第三

11、單體普通是低于5%，主要是改良腈綸纖維的染色性能，為此，第三單體多是帶有酸性基團(tuán)的乙烯基單體如乙烯基苯磺酸、甲基丙烯酸、甲叉丁二酸又稱衣康酸等；或者是帶有堿性基團(tuán)的乙烯基單體如2-乙烯基吡啶、2-甲基-5乙烯基吡啶等。為了便于控制，最好選擇第二單體與第三單體的競聚率都接近于1。假設(shè)單獨(dú)運(yùn)用丙烯腈其聚合產(chǎn)物容易脆，無運(yùn)用價(jià)值。第十二章合成纖維第十二章合成纖維第第8題題解答：丙烯腈是消費(fèi)腈綸纖維的主體原料。丙烯腈的消費(fèi)方法主要有環(huán)氧乙烷與氫氰酸的合成法；乙炔與氫氰酸合成法；乙醛與氫氰酸合成法；丙烯氨氧化等方法合成，其中以丙烯氨氧化法為主。 第十二章合成纖維第十二章合成纖維第第9題題解答：解答：消費(fèi)

12、原理：是以丙烯為原料，采用配位聚合的方法淤漿法、氣相聚合和液相聚合法三消費(fèi)原理：是以丙烯為原料，采用配位聚合的方法淤漿法、氣相聚合和液相聚合法三種種 制取制取PP樹脂，再進(jìn)展抽絲、拉伸獲得聚丙烯纖維。樹脂，再進(jìn)展抽絲、拉伸獲得聚丙烯纖維。第十二章合成纖維第十二章合成纖維第第10題題解答：解答：聚丙烯樹脂的構(gòu)造、性能聚丙烯樹脂的構(gòu)造、性能聚丙烯為線形構(gòu)造，根據(jù)大分子上甲基的空間陳列可分為全同立構(gòu)聚丙烯、間同立規(guī)聚丙聚丙烯為線形構(gòu)造，根據(jù)大分子上甲基的空間陳列可分為全同立構(gòu)聚丙烯、間同立規(guī)聚丙烯烯和無規(guī)立構(gòu)聚丙烯。其性能有很大差別，全同立構(gòu)聚丙烯的構(gòu)造規(guī)整性好，具有高度的結(jié)晶性，和無規(guī)立構(gòu)聚丙烯。其性能有很大差別，全同立構(gòu)聚丙烯的構(gòu)造規(guī)整性好，具有高度的結(jié)晶性，熔點(diǎn)高，硬度和剛性大，力學(xué)性能好；無規(guī)立構(gòu)聚丙烯為無定形，強(qiáng)度很低，難以用途塑料和熔點(diǎn)高，硬度和剛性大，力學(xué)性能好；無規(guī)立構(gòu)聚丙烯為無定形，強(qiáng)度很低，難以用途塑料和纖纖維；規(guī)間同立規(guī)聚丙烯介于兩者之間，硬度和剛性小，但沖擊強(qiáng)度好。詳細(xì)的聚丙烯性能如維；規(guī)間同立規(guī)聚丙烯介于兩者之間，硬度和剛性小，但沖擊強(qiáng)度好。詳細(xì)的聚丙烯性能如表表10-2所示所示聚丙烯纖維的性能、用途聚丙烯纖維的性能、用途聚丙烯纖維密度小、強(qiáng)度高、吸濕性小、耐酸、耐堿、耐磨、電