PTT纖維的性能和應(yīng)用探討

1、PTT纖維的性能和應(yīng)用探討熱塑性聚酯可分為兩大類，即由芳香族二竣酸與脂肪族二 醇合成的聚合物，以及由芳香族二竣酸與芳香族二苯基化合物合 成的聚合物。前一類中，除了人們熟悉的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 （PET）、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）外，還有新開發(fā)的聚對(duì)苯二 甲酸丙二醇酯（PTT）、聚對(duì)苯二甲酸亞環(huán)己烯基二甲酯 （PCT）和 PCTfPET勺共聚物（PENP）。其中PTTM有優(yōu)良的性能，彈性、尺 寸穩(wěn)定性和染色性均優(yōu)于PETffi PBTPTT （聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯）是由對(duì)苯二甲酸二甲酯或?qū)?苯二甲酸和1,3 丙二醇聚合而得的聚酯。其分子式為：00N I*-0C_cooaij3ay 陽(yáng)播t

2、oo必一一coocfl* ch,oHO（QCJ.OOC COOCK. 0.9dl/g 的PTT,預(yù)計(jì)其生產(chǎn)費(fèi)用可與聚酰胺相競(jìng)爭(zhēng)。預(yù)計(jì)在今后10年內(nèi)，杜邦和殼牌化學(xué)公司PTT銷售量將達(dá)到45萬(wàn)噸/年。杜邦公司在 美國(guó)金斯頓擁有1.2萬(wàn)噸/年Sorona PTT纖維生產(chǎn)裝置，另外，5.9 萬(wàn)噸/年閑置的PET聚酯裝置也可改產(chǎn)PTTo最近，杜邦公司又使 其美國(guó)金斯頓SoronaPTT裝置擴(kuò)能3.5萬(wàn)噸/年。韓國(guó)Huvis公司將 位于全州的一套PE碟酯生產(chǎn)線，采用杜邦技術(shù)改為生產(chǎn)1萬(wàn)噸/年P(guān)TT；旭化成和帝人公司將合并其各自的PTT千維業(yè)務(wù)，成立50/50的合資企業(yè)Solotex公司，新公司銷售額將達(dá)

3、10億日元/年 （800萬(wàn)美元/年），2006年可望提高到100億日元/年。杜邦和殼牌 公司也看好PTT在工程聚合物和薄膜領(lǐng)域的應(yīng)用前景，預(yù)計(jì) PTT 纖維占70%, PTTW脂和薄膜占30%。日本東麗工業(yè)公司與杜邦公 司于2001年簽約，由東麗使用杜邦的Sorona 3GT PTT聚合物生產(chǎn) 技術(shù)生產(chǎn)和銷售 PTT,于2002年10月在日本三島建成 0.1萬(wàn)噸/年 PTT千維裝置。由于需求增長(zhǎng)，東麗將于 2004年初將其在三島的 PTT纖維的產(chǎn)能由0.1萬(wàn)噸/年擴(kuò)大到0.15萬(wàn)噸/年，并計(jì)劃在2004 年底將產(chǎn)能再提高到0.2萬(wàn)噸/年，在2005年底擴(kuò)建至0.2萬(wàn)噸/年。 據(jù)分析，世界PTT

4、J場(chǎng)現(xiàn)約為32萬(wàn)噸/年。目前美國(guó)、歐洲、日本、 韓國(guó)及我國(guó)臺(tái)灣都已開始工業(yè)化生產(chǎn) PTT,并掀起開發(fā)熱潮，但 世界PT性產(chǎn)能力主要集中在美國(guó)。 殼牌化學(xué)公司預(yù)計(jì)2010年P(guān)TT 纖維的需求量將達(dá)到100萬(wàn)噸，將來(lái)需再建56套世界規(guī)模級(jí)PTT 裝置才能滿足需求，現(xiàn)在與大宗聚酯廠考慮在美洲就共同銷售達(dá) 成協(xié)議。PTT勺產(chǎn)業(yè)化開發(fā)工作引入國(guó)內(nèi)， 始于2000年8月由上海 華源股份有限公司與殼牌化學(xué)公司達(dá)成的合作開發(fā)協(xié)議。我國(guó)內(nèi)地PTTT業(yè)化生產(chǎn)尚處于立項(xiàng)階段，但從地毯、紡織品及工程塑 料市場(chǎng)容量看，具有廣闊的前景。隨著PTTX藝不斷完善，生產(chǎn)成本下降和應(yīng)用市場(chǎng)開拓，它將在性能、價(jià)格上與PET PBT

5、F口PA66等競(jìng)爭(zhēng)。國(guó)家產(chǎn)業(yè)部門已將發(fā)展PTTR入 十一五”合成纖維結(jié)構(gòu) 調(diào)整規(guī)劃。今年2月，廈門翔鷺化纖股份有限公司攜手美國(guó)杜邦 公司合作開發(fā)的PTTf維批量生產(chǎn)，每個(gè)月能生產(chǎn)出 200噸PTTf 維。另外，紹興興虹化纖工業(yè)有限公司與美國(guó)杜邦公司關(guān)于PTT纖維合作生產(chǎn)及技術(shù)協(xié)助協(xié)議已在紹興正式簽約，紹興興虹化纖工業(yè)有限公司將成為美國(guó)杜邦公司在中國(guó)大陸正式授權(quán)生產(chǎn)PTT纖維長(zhǎng)絲的企業(yè)。1 , 3-PDO簡(jiǎn)介：1,3-丙二醇（1,3-Propanediol 以下簡(jiǎn)稱 1,3-PDO ,化學(xué)式為：（CH2OHCH2CH2O灌一種重要的有機(jī)化 工原料，主要應(yīng)用于：油墨、涂料、化妝品、制藥、防凍劑等行

6、 業(yè)。它最重要的用途是作為聚酯聚醴和聚亞氨酯的單體，由它合成的聚酯有獨(dú)特的性質(zhì)和優(yōu)異的性能，而且可以使聚酯塑料具有易于自然循環(huán)的，可生物降解特性。近年來(lái)，作為重要的有機(jī)合 成原料和中間體，因其獨(dú)特性能以及廣泛的用途成為研究開發(fā)的 熱點(diǎn)。1,3-PD端無(wú)色、無(wú)味、透明粘稠液體，有吸濕性與水醇及多 種有機(jī)溶劑混溶，稍溶于苯和氯仿，其化學(xué)性質(zhì)體現(xiàn)了醇和二醇 的典型性能，能與酸反應(yīng)后生成酯。1,3-PDCT泛應(yīng)用于有機(jī)合成領(lǐng)域，可以作為聚酯、聚醴和聚 氨酯的重要單體原料，這類聚合物具有生物可降解性等許多其它 二元醇合成塑料所不具有的優(yōu)良性質(zhì)，因而1,3-PDO在有機(jī)合成領(lǐng)域的應(yīng)用正日益增加。4）目前全

7、球1,3-PDO勺生產(chǎn)基本上被德國(guó)Deguss必司、美國(guó)克膻 公司和美國(guó)杜邦公司三家壟斷。三個(gè)公司各自采用的是不同的技 術(shù)路線。Deguss公司采用的是丙烯醛水合氫化法，殼牌公司采 用的是環(huán)氧乙烷碳基化法，兩個(gè)公司走的都是石化合成路線工另一家1,3-PDO生產(chǎn)商杜邦公司采用的是自己創(chuàng)新的生物工程 法。（二）PPT千維的生 產(chǎn)：PT百維可采 用一般紡PET勺設(shè) 備進(jìn)行生產(chǎn)，具熔 點(diǎn)為230 c左右， 可以在250-275 C 之間擠出成纖，卷 繞速度為6O0-320Om/min。通常，理想的紡絲溫度為 255C-265C。擠出前，高聚 物必須在150c的干燥空氣中干燥4小時(shí)，使水份低于50X 1

8、0-6由于PTTt匕PE便易結(jié)晶，因此不必像 PETIB樣在干 燥前再進(jìn)一步結(jié)晶，切片通常就是半結(jié)晶體。 在250-275 C紡絲設(shè) 纖維的 藝與 大致上 熱板溫之間的擠出溫度時(shí)，PTTW聚物具有良好的熱穩(wěn)定性，完全可 準(zhǔn)的熔體 備。PTT 拉伸工 PE百維 相同，即 度為120-200C,熱盤溫度為80c左右，拉伸速度為 450-1600m/ min,熱拉彳申的同時(shí)也起到一定的定型作用。熱塑性聚酯的基本物理性質(zhì)如圖:L 匕缶* / 士 3樹脂密度/克.cm-3熔點(diǎn)C玻璃化溫度CPBT1.31-1.34225-22822-25PTT1.35 22545-75PET1.34-1.401252-2

9、6569-80PCT1.24-1.2728082-85PENP1.33265118幾種纖維分子結(jié)構(gòu)的比較:纖維名稱亞甲基數(shù)特點(diǎn)PTT3奇碳分子鏈，形成形成螺旋狀排列容易伸長(zhǎng)PET2大分子鍵處于全伸展?fàn)顟B(tài)PBT4甲基鍵長(zhǎng)PA6線性長(zhǎng)鍵分子，完全伸展的平面鋸齒形結(jié)構(gòu)兩大PTTf維供應(yīng)商：殼牌（Shell）?產(chǎn)能：14萬(wàn)噸/年?聯(lián)盟：美國(guó)的KoS公司、臺(tái)灣的華隆公司，韓國(guó) 的SK三養(yǎng)社（Samyang科?。↘olon）、高合 （Kohap）、泰光（Taekwang此學(xué)公司、韓國(guó)合纖公 司與Hyosun必司以及在向班牙的Antex公司杜邦（Dupont）?產(chǎn)能：5萬(wàn)噸/年?聯(lián)盟：北美的杜邦聚酯事業(yè)部、

10、歐洲的 Dupont SA 韓國(guó)的Saehan司與在日本的帝人（Teijin） 和東麗（Toray/司；美國(guó)杜邦公司授權(quán)臺(tái)灣遠(yuǎn) 東豺?織公司，在臺(tái)生產(chǎn)Sorona纖雉（三）PT百維的性能：.高彈性和良好的恢復(fù)性：高彈性和良好的回復(fù)性。PTT的大分子奇碳結(jié)構(gòu)決定了該纖維具有高彈性和良好的 彈性回復(fù)率。就拉伸纖維而言，PTT纖維的相對(duì)斷裂強(qiáng) 度比PET （滌綸）要低20% 30%，試驗(yàn)表明：當(dāng)斷裂伸 長(zhǎng)為25%時(shí)，PTT纖維的相對(duì)斷裂強(qiáng)度為33.5cN/ tex, 但比羊毛或棉花要高,故與棉和毛混紡時(shí)可提高混紡紗 的強(qiáng)度。PTT纖維的另一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)異的拉伸 回彈性，表2是從實(shí)驗(yàn)測(cè)得的PTT

11、與其他3種纖維回彈 性對(duì)比數(shù)據(jù)。從表2可以看到拉伸20%時(shí)PTT纖維的急 彈性回復(fù)率可達(dá)到82%,保持15min后其伸長(zhǎng)形變幾乎 回復(fù)到零，總彈性回復(fù)率幾乎達(dá)100% ,而PA PBT PET 3種纖維總彈性回復(fù)率分別為 80%、70%與44%。即使 做十次拉伸循環(huán)，PTT纖維仍顯示優(yōu)良的回彈性,不僅 高于聚酰胺纖維（錦綸）更遠(yuǎn)高于其它聚酯纖維2 o表2幾種纖維的回彈性樣品FTTPA6PBTPET急彈性回復(fù)率/ %8268543215min緩彈伸長(zhǎng)回復(fù)率18122212總回復(fù)率/ %100807644十次伸拉循環(huán)后剩余形變值19384370.優(yōu)良的染色性能：與PET纖維相比較，PT百維具有顯著

12、的 易染性是其突出的優(yōu)點(diǎn)之一。這是因?yàn)镻TT纖維的玻璃化溫度為50 55oC 能在無(wú)載體的情況下常壓沸染。同時(shí)在相同 的染色溫度下染料在PTT中的滲透深度明顯高于PET,而且色 澤均勻,堅(jiān)牢度高,與毛、蠶絲等蛋白質(zhì)纖維混紡織物可用共 浴一步法染色,表3是PTT與PET等纖維的染色性能比較。表3 PTT與PET等纖維的染色性能對(duì)比性能密度“Mem)熔點(diǎn)/ C玻璃化溫度LC雜料種類染色溫皮V1- 33 L 44)22826545 6080分散分散 染料染料100130L 32 L 1322622024 4087 分散分散 染料柒料100100HT PET PBT PA.纖維具有高度的蓬松性：由于P

13、TT纖維特殊的分子鏈構(gòu)象和優(yōu)異的拉伸回彈性,因此采用熱空氣卷曲變形工藝能制得高 度蓬松的BCT地毯用紗。同時(shí)PTT纖維手感改變了 PET纖維較 硬感覺(jué)，不用堿減量進(jìn)行染整處理就能達(dá)到細(xì)旦PET纖維的效果,制成織物手感柔軟舒適，優(yōu)于PA錦綸)。.其他性能：PTT纖維除了具有特別優(yōu)異的柔軟性和彈性回復(fù)性，還具有優(yōu)良的抗折皺性和尺寸穩(wěn)定性，耐氣候性、抗污性能、易染色性以及良好的屏障性能，能經(jīng)受住丫射線消毒，弁改進(jìn)了抗水解穩(wěn)定性，因而它可用于開發(fā)高級(jí)服飾和功能性織物。由它制作的服裝穿著舒適，觸感柔軟，易洗、快干、免燙，符合人們 生活快節(jié)奏的要求；同時(shí)，PTT纖維不僅其拉伸回復(fù)性、耐污性與錦綸66相當(dāng)，

14、而且其蓬松性與彈性、低靜電、耐磨性及低的吸水性均優(yōu)于錦綸。正因?yàn)槿绱?，它將引領(lǐng)下一時(shí)期化學(xué)纖維發(fā) 展的新動(dòng)向，繼而推動(dòng)紡織工業(yè)的發(fā)展。（四）PTT纖維的應(yīng)用：1）服用PTT纖維：PTT纖維具有比滌綸、錦綸、維綸更為優(yōu)異的性能。PTT纖維較PET纖維模量和斷裂強(qiáng)度低，剛性減弱， 柔性增強(qiáng)，斷裂伸長(zhǎng)率和卷曲收縮率均大于PET和PA,是除氨綸外延伸率、彈性最好的一種纖維。還有優(yōu)良的抗皺性、尺寸穩(wěn) 定性、耐候性電氣性能、機(jī)械制作性能、容易染色和良好的屏障 效應(yīng)等特性。服用PTT織物主要用來(lái)制作運(yùn)動(dòng)服、成衣。由它制 作的服裝穿著貼身舒適，活動(dòng)自如，觸感柔和、快干、免燙，十 分符合現(xiàn)代人們個(gè)性化生活的要求

15、。日本旭化成用100%的PTT制成的服裝已進(jìn)入市場(chǎng)。2）裝飾用PTT纖維：目前國(guó)內(nèi)化纖地毯的主要原料中PET和PP占絕大部分，市場(chǎng)穩(wěn)定。品種主要以中低檔丙綸地毯為主，由于 丙綸地毯固有性能的弱點(diǎn)，有近 1/3地毯生產(chǎn)廠家處于半停產(chǎn)狀 態(tài)。而PTT用作化纖地毯原料，其性能卓越，它具有良好的彈性 回復(fù)、耐污、低靜電、耐磨性、蓬松性和低吸水性均可代替PA材料用于地毯，同時(shí)還具有 PET及PP優(yōu)良的抗污染及抗靜電能 力。目前美國(guó)Shell公司已成功推出商品名為 Corterra的地毯用 PTT纖維，PTT纖維已成為一種競(jìng)爭(zhēng)力很強(qiáng)的地毯用纖維。PTT纖維有良好的染色性、回彈性、抗污性、可回收性等綜合優(yōu)點(diǎn)

16、，將會(huì)在眾多化學(xué)纖維中勝出，例如在窗簾、床上鋪墊物、蚊帳、 沙發(fā)罩、桌布、玩具、汽車用內(nèi)裝飾等表面裝飾品市場(chǎng)中有很大 的發(fā)展前景和良好的經(jīng)濟(jì)效益。3）其它用途：PTT纖維還可做建筑用安全網(wǎng)，由于安全網(wǎng)要求纖 維模量小，回彈性好，因而 PTT纖維是這類安全網(wǎng)理想的纖維。 此外，由PTT纖維加工成經(jīng)編網(wǎng)絡(luò)，再用聚氯乙烯或聚乙烯復(fù)合 成膜，由于PTT的回彈性好，薄膜不易斷裂，耐用，耐氣候，因 而可以作為農(nóng)業(yè)用高強(qiáng)度復(fù)合蓋蓬膜，用于育苗、育秧和蓬栽蔬菜、水果等。（五）回顧展望：回顧2009年2月份以來(lái)，國(guó)內(nèi)地區(qū) PTT記憶 絲產(chǎn)品銷售更是一路上揚(yáng)， 可謂產(chǎn)銷兩旺，如中妒科技兩條生產(chǎn) 線開足馬力生產(chǎn)，客戶都是等著要貨。正是在這樣的供需矛盾突 出的情況下，中妒科技公司在 2009年期間才決定再增加4條生 產(chǎn)線，使年產(chǎn)能達(dá)到2萬(wàn)噸。據(jù)了解，PTT纖維染色后色彩亮麗， 還具有優(yōu)良的彈性回復(fù)性，它容易定型，具有形態(tài)記憶”功能，即洗滌后保持原有風(fēng)格，免燙、穿著挺括，易于打理，符合現(xiàn)代 人快節(jié)奏的生活需