起增強面料張力作用的聚酯纖維
PTT、PBT聚酯纖維綜合了錦綸的彈性和柔軟性、腈綸的蓬松性、滌綸的抗污性,并具有優異的染色性能、舒適的手感,憑借著這些優良的特性,PTT、PBT聚酯纖維在化纖領域獨樹一幟。
PTT、PBT聚酯纖維憑借優良性能受到了人們的關注,并被廣泛應用到各個領域當中。其手感柔軟、拉伸回復性較強,被廣泛應用于泳衣、睡衣、內衣以及女式緊身衣上,滿足這些領域對于纖維彈性的要求。其染色性能優良、色彩鮮艷、色牢度高,在運動裝、外套、針織套衫、襪類產品用纖維中脫穎而出。其抗污能力強、可回收,在窗簾、床上鋪墊物、蚊帳、沙發罩、地毯、桌布、玩具、汽車內飾等得到廣泛應用,PBT聚酯纖維還因此被稱為“新型地毯用材料”。
PBT機械性能優良
PBT是由高純度對苯二甲酸(PTA)與1,4-丁二醇酯化,縮聚而成的高分子。PBT纖維的分子結構中既有與聚酯相同的芳香環,又具有與錦綸相同的較長次甲基鏈段,因此它兼有滌綸的優良機械性能以及錦綸的柔軟和耐摩擦性。它的可染性能和著色性能超過滌綸和錦綸,可不用載體而用分散性染料直接進行常壓沸染,染色纖維色澤鮮艷,色牢度及耐氯性能優良。PBT具有較高的剛性性能,纖維有極佳的蓬松性和卷曲值。PBT表面硬度高,在濕態下還具有極好的保形性。
PBT主鏈結構中有較長的亞甲基鏈段,因而其玻璃化溫度、熔點均較PET低,但由于PBT又具有較強的結晶性能,其結晶速度比PET快10倍,因此,生產過程中采用與PET切片類似的干燥工藝,切片不會粘結。
PBT的臨界表面張力較低,因而抗污能力較強。
PBT的楊氏模量低于PET,與PA相似,所以其纖維及產品手感柔軟,纖維容易卷曲。PBT具有良好的耐久性、尺寸穩定性和彈性。PBT纖維及其制品手感柔軟,吸濕性、耐磨性和纖維卷曲性好,拉伸彈性和壓縮彈性極好,其彈性回復率優于滌綸。在干濕態條件下均具有特殊的伸縮性,而且彈性不受周圍環境溫度變化的影響,價格遠低于氨綸纖維。
PBT纖維有良好的耐化學藥品性和耐光性、耐熱性。在較高溫度和長時間的陽光照射下,PBT強度變化很小。
PTT切片壟斷被打破
作為新型纖維的一種,PTT纖維是由苯二甲酸(PTA)和1,3-丙二醇(PDO)縮聚制得。因為PTT的化學結構與PET聚酯纖維有所不同,所以兩者性能也有所不同。PTT的玻璃化溫度在45~65攝氏度,同時PTT的熔點比PET低,與PBT相當,因此就纖維加工而言,PTT具有更高的寬容度,在節能與工藝控制方面也更具競爭力。
早在1941年,PTT已被開發成功,但因其原料PDO價格昂貴,生產成本太高,沒能進行工業化生產而被長時間擱置。上世紀90年代以來,隨著PDO生產新工藝的成功開發,這種創新型纖維再次進入人們的視野。
PTT在彈力泳衣、運動服等服用紡織品領域以及醫療、衛生等非織造布領域有很大的市場發展潛力。近年來,隨著日本旭化成、韓國SK化學、意大利Miroglio、法國Setilia、西班牙Antex 等知名公司紛紛涉足PTT纖維領域,PTT纖維進入空前的研究和開發熱潮。
江蘇盛虹科技股份有限公司的相關負責人告訴記者,其全資子公司——江蘇中鱸科技發展有限公司從2008年開始進行PTT聚合技術的研發。目前,已經取得了重大技術突破,成功建成國內首條3萬噸/年PTT連續聚合裝置,該裝置于2011年6月投產,開車一次成功,已經生產了具備自主知識產權的PTT切片1萬多噸。
針對杜邦公司的PTT聚酯切片在紡絲過程中存在的問題,盛虹在聚酯合成技術上進行了有效改進。產品質量明顯提高,尤其是在抑制紡絲過程中熱降解與熱氧降解方面,取得了良好的效果。產品紡絲染色穩定性高、分子量分布窄,熔體具有良好的流動性,纖維達到同樣的斷裂強度所需聚酯切片特性粘度目前全球最低,PTT切片質量總體達到殼牌產品水平,個別指標優于殼牌,整體質量明顯高于杜邦產品。
該負責人表示,公司在建的生物法PDO項目將于2013年投產,在公司實現PTT聚酯合成技術突破以后,公司PTT聚酯產品的成本為15000~16000元/噸,大幅低于目前杜邦公司21500元/噸的價格。這使PTT聚酯纖維的價格同步大幅下降,極大地打開PTT纖維的使用領域,該企業以及我國化纖行業在PTT聚酯纖維領域獲得了巨大的競爭力。
與此同時,江蘇盛虹科技股份相關負責人也表示,雖然目前公司的工程技術人員在試車過程中已經對工程設計中存在的問題進行了完善,但制約PTT產業鏈的核心問題是高品質PDO的合成,這些問題還有待進一步的研究與解決。
PTT、PBT織造有所不同
PTT高質量記憶面料的織造一般采用噴氣織機上蠟織造。織造過程中嚴格控制倍捻機錠位的張力波動,防止PTT聚酯纖維在加工張力作用下被動拉伸。定捻過程中要注意內外層加熱溫度的差異。整經過程中要控制張力,避免張力不均導致經絲過度拉伸造成的染色不均。上漿工藝原則上采用低溫、低張力上漿,低溫慢速烘干,嚴格控制漿液和烘干溫度。
PTT面料需要經過預定型,在最大程度上減少經柳、緯檔、起泡等問題,以保證面料的平整度。濕熱整理一般采用溢流染色機,強化皂洗去蠟,避免染花現象。
由于不同廠家的雙組分纖維截面與組分比例不同,選用的雙組分纖維要與所織造的面料彈性設計相匹配,適合所設計面料的風格要求。生產過程中要充分考慮纖維組織和經緯向緊密度配置規律,織物整理要保持讓雙組分中的PTT組分產生充分收縮,使紗線和織物形成蓬松結構,盡可能降低織物整理過程中的張力。
PBT聚酯纖維可以利用原有紡織加工設備進行生產,緯彈織物需要使用寬幅織機。
為了能夠在經向使用PBT纖維,漿紗加工需要相對較低的張力以充分適應經向彈性。在針織加工時可直接作為彈性紗使用。采用雙羅紋針織方法以適當的針跡密度和紗線支數可制成各種PBT高彈性織物,在織造過程中需要優化配置線圈長度和張力。
PBT聚酯纖維織物可以使用分散染料染色。PBT的玻璃化溫度相對較低,可常壓沸染。為了獲得高彈性織物需要在標定溫度下對PBT織物進行熱定型處理,以低于或等于預熱定型的溫度對織物進行最終熱定型。固定織物尺寸時,需要控制施加于織物上的張力。
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