当前位置:刀片 >> 数控模具 >> 锻压机床 >> 机床加工,机床加工实力,机床加工设备图文尽在申亚锻压机床厂 相关产品:剪板机刀片
PBET共聚酯的研究开发
摘要 本文介绍了PBET共聚酯的研制开发情况及其制备工艺、性能及用途。
关键词 1,4-丁二醇 乙二醇 对苯二甲酸二甲酯 共聚酯
概述
PBET共聚酯是以对苯二甲酸二甲酯(DMT)、1,4-相二醇(1,4---BG)、乙二醇(EG)为原料缩聚而成的三元共聚物。它具有PBT和PET的优点,用作纤维具有锦纶、氨纶纤维的特点,更接近棉、麻、毛、真丝等天然纤维的优良性能;用作工程塑料具有优良的物理机械性能,其冲击强度高于PBT,加上价格较低,可代替PBT广泛用于电子电器、汽车、机械经及精密仪器等行业。
众所周知,涤纶(PET)以价廉物美的特点赢得人们的喜爱,自问世以来得到了广泛的重视,生产量飞速发展。目前已成为最具代表性、产量最大的聚酯纤维品种,在服装用材料领域中占有重要地位。但PET纤维由于其自身结构上的特点,模量高、织物手感差、染色困难、吸湿透气性能低下,因而在服用档次上存在许多不足。1970年代问世的聚对苯二酸丁二醇酯(PBT)是一种性能优异的工程塑料,广泛用于电子电器、汽车等领域;它也可用作纤维,手感柔软,染色方便。由于PBT存在α~β晶型转变,在进行低速纺时,卷绕丝有不同程度的塌边现象,使PBT在纤维方面的应用没有推广开来。因此,国内外专家纷纷寻找各种方法对PBT和PET进行改性,一般采用PBT/PET共混来对PET或PBT进行改性,但其效果不很理想,国外也有采取共聚方法改性的产品,但在产能、产量、工艺路线方面没有详细报道,而中国共聚酯的生产和应用尚属空白。晨光化工研究院采用了以DMT、1,4-BG和EG为原料进行共聚的方法对PET或PBT进行改性,达到了较好的结果。1989年该院承担四川省重点科技攻关项目——“纺丝级PBET共聚酯的研究”,1991年完成小试研究,1993年完成中试研究,并通过省级技术鉴定。经成都科技大家纺织系实验证明,PBET共聚本可纺性良好,其DTY各项物理指标优良,尤其是卷曲弹性和常压染色性优于PET,是一种弹性很好的纤维。同时,该院对PBET共聚酯在工程塑料方面的应用也做了大量的研究。1995年晨光院完成了1000t/aPBET共聚酯装置的初步设计,为该项目的工业化奠定了基础。
PBET共聚酯性能
由于PBET共聚酯中同时含有PBT和PET链段,其性能不同于PBT和PET,而且,这种特性随PBET共聚酯分子链中PBT和PET链段比的不同而不同,共聚酯PBT链段含量越多,大分子链越容易运动,链段易于排列到晶格阵点上,结晶生长速度快,当PBT链段含量75%时,由于晶核密度相当高,可允许球晶发展的空间减少,限制了球晶的进一步长大。这样,形成的球晶又小又密,说明PBT链段含量的增加有利于晶核的形成。相反,当共聚酯中PET链段含量较多时,由于成核数量少,大分子链运动也较困难,结晶生长速度慢。故形成的球晶少,结构也不完整。当共聚酯中PBT、PET链段含量相当时,大分子链刚柔适中,既有一定的成核数量,也有一定的结晶速度 ,球晶在空间上能充分长大,就能形成大而完整的球晶。因此,我们可以通过共聚酯的组成变化,生产各种性能的共聚酯,满足不同用途的需要。PBET共聚酯主要用途是纤维和工程塑料。
PBET共聚酯纤维的性能
PBET纤维具有微卷曲、立体卷曲、手感柔软丰富、回弹性好、耐化学性好、尺寸稳定性好的特点,其吸水性能、染色性可与天然纤维媲症美。它与天然纤维的混纺性良好,由它混纺制成织品,不但能提高天然纤维的性能,而且可以提高织品的档次,增加新品种,降低成本,提高经济效益。另外,PBET共聚酯由于它能以价格低廉的乙二醇部分代替价格较高的1,4-丁二醇,其成本比PBT低。又由于在PBT聚合中加入乙二醇可改进PBT某些机械性能和软化点等不足之处,保留了PBT和PET优点,显示出优异的缩合性能,是目前化工纤维的理想原料。
PBET共聚酯高速纺POY物理指标
表1 PBAY共聚酯POY物理指标
试 样 |
共聚酯纤维 |
PBT |
强度 |
cN/dtex |
2.30 |
2.25 |
CV% |
2.6 |
2.8 |
伸度 |
% |
93.9 |
92.6 |
CV% |
3.6 |
4.8 |
条干不匀率 |
CV% |
1.81 |
1.82 |
沸收 |
% |
62.0 |
62.0 |
纺丝性能良好,整个纺丝过程中,无飘丝、毛丝等不正常现象出现。
PBET共聚酯DTY物理指标
表2 PBET共聚酯DTY物理指标
试样 |
规格dex/f |
强 度 |
伸 度 |
卷 曲 收 缩 |
卷 曲 稳 定 |
染色率% |
eN/dT |
CV% |
% |
CV% |
KE% |
CV% |
KB |
CV% |
PBET |
175.4/48 |
2.52 |
2.1 |
27.9 |
6.9 |
44.0 |
1.2 |
82.4 |
1.0 |
74.4 |
PET |
167/36 |
3.71 |
2.2 |
26.6 |
5.4 |
27.7 |
3.6 |
79.5 |
|
8.7 |
由表2可见,共聚酯DTY的卷曲弹性在44%左右,不仅远大于PET-DTY的KE值,而且也超出高弹卷曲性能通常认为的35%范围,因此应属于高弹纤维。其强度为2.5~2.6cN/dT,低于PET(3.7cN/dT),但高于天然羊毛的1.5cN/dT,该强度的纤维能顺利进行加工织造。
共聚酯纤维的染色率远大于PET,这是因为共聚酯大分子的无定形区随结晶区减少而增加,因此大大改进其染色性能。
PBET共聚酯纤维与PET丝、蚕丝性能比较
共聚酯与PET丝、蚕丝性能的比较见表4
表4 共聚酯纤维与PET丝、蚕丝性能的比较
种类 |
PBT/PET链段比 |
强度,g,d-1 |
伸度,% |
PBET |
70/30 |
3 .70 |
26.00 |
50/50 |
3.18 |
39.50 |
3/70 |
3.61 |
12.06 |
PET |
|
3.89 |
34.91 |
蚕丝 |
干 |
3.0~4.0 |
15~25 |
湿 |
2.1~2.8 |
27~33 |
从表4看出,在相同抽丝、拉伸处理条件下,三种PBET共聚酯纤维的强度和伸度接近或达到蚕丝的性能指标,由此可知,由PBET共聚酯纤维制成的织物将具有良好的使用性能。另外,从表上发现当PBT链段含量为50%时,强度最低,伸长最大。这可能是由于链段比为50/50时无规分布最大,伸长最大。这可能是由于链段比为50/50时无规分布最大,分子链柔性好,从而无定形含量大的缘故,另外该组成比时[η]最低,可能对强度有影响。
PBET共聚酯工程塑料的性能
我们知道,PET具有较好的物理机械性能如耐热性、电性能和耐化学腐蚀性,但由于PET分子链段短而刚、活动性差、难以在较低外能作用下重新排列结晶,结晶速率小,数远均相对分子质量为15800的结晶时间长达18.5min,因而成型加工困难,限制了PET树脂大规模应用。而PBET共聚酯含有PBT和PET链段,PBT链段中有4个(CH2)4,较PET多2个,因此减少了分子间作用力,能使结晶速度增大,结晶度增加,分子链的柔曲性和结晶力均高于PET,易于成型加工。而PBET共聚酯中PET链段含量越多,共聚酯的热变形温度越高,因此PBET的综合性能优于纯PBT和PET(见表5),并可有效降低成本。
表5 PBET共聚酯的机械性能
物性 |
PBET |
PBET(30%玻纤增强) |
拉伸强度,MPa |
61.6~65 |
110~130 |
相对伸长率,% |
100~300 |
4~10 |
弯曲强度,MPa |
90~100 |
170~200 |
缺口冲击强度,kJ.m-2 |
10~15 |
6~8 |
热变形温度(1.82MPa),℃ |
55~70 |
205~215 |
注:PBT/PET链段比为70/30。
PBET共聚酯的用途
PBET共聚酯具有较优异的机械性能,可代替PBT用于工程塑料中,并且共聚酯作为目前产量巨大的涤纶的一种改性品种,也可广泛用于纤维方面。
纤维方面的用途
进入1990年代后,中国聚酯工业发展迅速,1998年中国内涤纶用量为3647kt,但纤维品种少,远远不能满足人们需要。因此,研究和开发多样化、高品质,高附加值和高仿真的纤维已受到高度重视,作为涤纶的一种差别化纤维,PBET共聚酯以成都科技大学纺织系纺丝实验证明具有仿真效果好的优点,特别适宜编织毛、丝绸产品。它抽出的丝可以与真丝混纺或单独编者纺织树皮绉、迷尔绸、泡泡纱、弹力袜、游泳衣、牛仔布等进口的高档丝绸和纺织品。由于用价格便宜的EG部分代替了价格昂贵的1,4-丁二醇,PBET共聚酯的成本有所下降,其市场前景非常好。
工程塑料中的应用
共聚酯具有较优异的机械性能可广泛应用于电子电气、机械制造、汽车、仪表、航空、家用器具、体育用品、儿童玩具等工业及民用领域。
⑴在电子电气方面的应用包括接触口、控制开关、熔断器、替续器、电视机调频器等的构件、骨架,积分电路的托板及插座,计算机的外壳及构件,电动机的碳刷机座、端板和尾罩,电锯架等等。
⑵在机械制造、汽车、仪表、航空等部门,PBET共聚酯制件可代替某些金属部件,如挡板、盖板、衬板、外壳、传动齿轮、叶轮、筒管、汽化器部件、电子电位差计等测量仪的构件、管板、阀门、链条、吊架及转轮等等。
⑶在家用器具方面:包括日用器具、门窗把手及框架、家具、家用电器如电扇、电视机、录相机 、录音机、洗衣机、吹风机、空调机的机壳及构件,牙刷、拉链、食物刀具、家具灯具、插头、插座、七关和绝缘器等等。随着应用领域的进一步开拓,以及电子、汽车等工业的发展,对PBET共聚酯的需求量也将不断增加,可以肯定PBET共聚酯的市场是广阔的。
发展趋势与建议
1990年代以来。世界合成纤维总产量以3.7%的速率递增。其中主要合成纤维品种中,聚酯纤维产量增长最快,近两年年均增长率为6.4%,1998年世界观聚酯生产能力已经达到29Mt/a,比1990年增长134%。同时,聚酯发展的重心开始向亚洲,且发展速度惊人(见表6)。1998年国内聚酯需求量为4.621,国内涤纶用量为3.647Mt。
表6 世界纤产量及国中化纤产量的对比 kt
年份 |
世界化纤总产量 |
中国化纤总产量 |
世界涤纶产量 |
中国涤纶产量 |
1950 |
1700 |
|
|
|
1960 |
3300 |
10.7 |
120 |
|
1970 |
8100 |
101 |
1640 |
1.3 |
1980 |
13730 |
450 |
5100 |
119 |
1990 |
17800 |
1648 |
8440 |
1042 |
2000 |
28230 |
6940 |
|
510 |
中国是一个人口众多的在国,人均纤维消费量较大。随着人们生活水平的提高,人们不满足于现有的纤维品种;在差别化率方面,国外涤纶的差别化率高达40%以上,国内涤纶公为20%左右,差距较大。因此,PBET共聚酯作为涤纶的一种差别化纤维是未来的发展较颍呛舷斯ひ捣⒄沟闹匾铰灾弧?
当前国际国内化纤产品的竞争,其根本还是技术水平的竞争。通过提高技术含量,降低生产成本,增加产品品种,来增强市场竞争力。PBET共聚酯是聚酯类的新产品,具有锦纶、氨纶纤维的特点,更接近棉、麻、毛、真丝等天然纤维的优良性能,且成本较低,可部分代替涤纶和真丝纺织进口的高档丝绸和纺织品,既可提高产品的档次,又可带来经济效益。PBET共聚酯的开发对于扩大聚酯纤维的适用领域,提高聚酯纤维的使用价值,丰富纤维原料品种有着重要意义。PBET共聚酯的综合性能优于纯PBT和PET,用于工程塑料中可代替PBT广泛应用于电子电器,机械制造等工业及民用领域。据预测2005年中国工程塑料需求量为350kt,因此作为性能优良的PBET共聚酯应有广阔的市场空间。我们相信通过不断调整产业结构,提高产品的技术含量,在质量、品种、价格上下功夫,以使我们具有与进口产品相抗衡的竞争实力,占邻国内以至国际市场,预计的几年内PBET共聚酯年需求量可超过50kt。
PBET共聚酯生产装置投资少,建设时间短。现已具有5~10kt/a规模PBET生产的全套技术(包括技术、工程设计等)。如果用户已有PET和PBT生产装置,可以充分利用,减少建厂投资和时间。 >> 下面是“申亚”机械系列产品目录,请点击相关产品名称,查看其产品性能、图片、参数等!
液压折弯机,WD67Y液压折弯机床 |
液压板料折弯机,WC67Y液压板料折弯机床 |
数控液压折弯机,WD67K数控液压折弯机床 |
双机联动数控折弯机,2wc67k液压板料数控折弯机床 |
数控折弯机,wc67k数控折弯机床 |
液压板料数控折弯机,WD67K液压板料数控折弯机床 |
液压双缸折弯机,WF67Y液压板料双缸折弯机床 |
双机联动折弯机,2-WC67Y双机联动折弯机床 |
ZYB型大型数控折弯机 |
数控剪板机,QC12K数控液压摆式剪板机 |
QC12Y液压剪板机床 Q11脚踏式剪板机 |
数控液压闸式剪板机,QC11K数控液压闸式剪板机床 |
折页机圆形刀片 造纸铝簿分切园刀片,圆刀 |
切割圆刀片,切布圆刀片 切光圆刀片 |
分切上下圆刀 圆刀,平园(圆)刀片 |
分切机上下园刀 锋钢圆型机械刀片 |
|