高分子合成实用工艺学.docx
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高分子合成实用工艺学
第一章
1.高分子合成工艺学的主要任务。
将基本有机合成生产的单体,经聚合反应合成高分子化合物,为高分子合成材料成型提供基本原料。
基本有机合成、高分子合成和高分子合成材料成型时密切相联系的三个部门。
2.高分子材料的主要类型、品种及发展方向。
塑料。
品种:
通用塑料,工程塑料。
发展方向:
具有优异性能的高性能、耐高温塑料。
合成橡胶。
品种:
通用合成橡胶,特种合成橡胶。
发展方向:
通用橡胶主要替代部分天然橡胶产品,特种橡胶主要制造耐热、耐老化。
耐油或耐腐蚀等特殊用途的橡胶产品。
合成纤维。
品种:
聚酯(涤纶纤维)、聚丙烯腈(腈纶纤维)、聚酰胺(棉纶纤维或尼龙纤维)等。
发展方向:
具有耐高温、耐腐蚀、或耐辐射的特种用途合成纤维。
3.工业生产中合成聚氯乙烯采用哪几种聚合方法,简单说明原因。
4.说明高分子合成材料的生产过程,各过程的特点及意义。
1、原料准备与精制过程。
包括单体、溶剂。
去离子水等原料的贮存。
洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程与设备。
2、催化剂(引发剂)配制过程。
包括聚合用催化剂、引发剂和辅助剂的制造、溶解、贮存、调整浓度等过程与设备。
3、聚合反应过程包括聚合和以聚合釜为中心的热交换设备及反应物料输送过程与设备。
4、分离过程。
包括未反应单体的回收、脱落溶剂、催化剂。
脱除低聚物等过程与设备。
5、聚合物后处理过程包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。
6、回收过程。
主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。
第二章
1.石油裂解制烯烃的工艺过程。
液态烃在水蒸气存在下,于750~820︒C高温热裂解为低级烯烃、二烯烃。
为减少副反应,提高烯烃收率,液态烃在高温裂解区的停留时间仅0.2~0.5s。
2、高分子合成材料的基本原料(乙烯、丙烯、丁二烯、苯乙烯)的来源及生产方法。
基本原料来源:
石油、煤炭、植物及农副产品等。
单体原料来源路线为:
石油化工路线、煤炭路线和其他原料路线。
生产过程:
以石油为基本原料,过程包括—石油开采及炼制、基本有机合成、高分子合成、高分子合成材料成型等。
生产烯烃的方法:
石油的裂解、
3.从乙烯、丙烯、丁二烯、苯乙烯和乙炔出发制备高分子材料的主要合成路线及基本工艺条件
第三章
1、自由基聚合所用引发剂有哪些类型,说明各自特点。
答:
引发剂种类:
有机过氧化物、偶氮化合物、氧化-还原引发体系。
有机过氧化物:
可单独使用,更普遍的是与适当的还原剂构成氧化还原体系。
偶氮化合物:
呈一级反映,无诱导分解,只产生一种自由基,比较稳定,储存安全(80℃-90℃下也会剧烈分解)
氧化还原引发体系:
活化能低,可在室温或更低的温度下引发聚合;
引发速率快,活性大。
2、为何溶剂分子Cs值较调节剂分子小得多,而对聚合物分子量的影响往往比调节剂大得多?
答:
溶剂链转移常数通常较小,但是浓度大,溶液聚合时CS[S]/[M]值对于产物分子量有影响
3、工业上采用本体聚合合成的主要聚合物。
答:
高压聚乙烯,聚苯乙烯,聚氯乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯
4、说明紧密型与疏松型PVC颗粒的差别,形成的原因
编号
比较项目
XJ型
SG型
1
表观密度/(g/ml)
0.55~0.7
0.4~0.55
2
粒子直径/µm
30~100
50~150
3
水萃取液电导率/(S·cm-1)
5~10×10-5
1~4×10-5
4
鱼眼及晶点
多
少
5
白度/%
一般在70%左右
70~86
6
粒子显微镜观察
呈玻璃球或冰糖屑,表面光滑
呈棉花状,表面毛糙不规则
7
“细胞”结构
一般呈单细胞
一般呈多细胞
8
次级粒子间孔隙
几乎无孔隙
有较大孔隙
紧密型:
分散剂为明胶,其水溶液表面张力较大。
疏松型:
分散剂为部分水解的聚乙烯醇和羟丙基纤维素,表面张力较小。
5、均相与非均相悬浮聚合中粒子形态的区别及形成过程。
答:
均相聚合(S、MMA)—得透明珠体;非均相聚合(VC)—得不透明的粉末。
聚合物溶于单体,单体转化率达到一定范围,聚合占优,为均相聚合,产物为透明圆球状颗粒(PMMA、PS);聚合物不溶于单体,链增长到一定程度后沉出,为非均相聚合,形成初级粒子,后聚集为次级粒子,生成颗粒不规则、不透明(PVC)。
6.氯乙烯、丙烯酸酯与丁苯橡胶乳液聚合的区别?
答:
丁苯橡胶为连续法生产,丙烯酸酯和氯乙烯为间歇法生产。
丙烯酸酯与水互溶,就不能采用常规乳液聚合,而另选反相乳液聚合。
聚丙烯酸酯,乳化剂为非离子型,聚合条件:
1、25~90℃2、反应时间大于2.5h
聚氯乙烯,乳化剂为阴离子型,聚合条件:
45~60℃
丁苯橡胶,乳化剂为阴离子型,聚合温度:
5或50℃
7.种子乳液聚合特点,举例说明实用意义。
答:
种子聚合:
将事先合成的少量种子乳液加入到乳液聚合配方中,可以起到增大粒径和粒子均匀的作用。
种子乳液聚合—聚氯乙烯糊用树脂a.工业上采用种子乳液聚合方法为提高产品乳液中固体微粒粒径。
b.在聚合物的胶乳粒子存在下,聚合过程中不生成新的胶乳粒子,而在原有粒子上增长,原有粒子好似“种子”一样进行聚合。
c.物料配比和反应条件必需控制适当。
8.说明间歇操作、半连续操作及连续操作的特点。
答:
1、间歇操作工艺特点a.聚合体系的放热很不均匀,反应受冷却系统的限制。
b.生产共聚物时,较难控制其组成。
c.多种因素对胶乳粒径分布加宽有影响。
2、半连续操作工艺特点a.可用加料速度控制聚合速度和放热速度。
b.可控制共聚物组成和所得胶粒颗粒形态,使颗粒形态均一。
c.后添加单体的方式容易通过反应过程中易凝聚的阶段,可生产高固含量胶乳。
d.后加单体的方式易产生支链。
3、连续操作工艺特点a.多釜串联连续操作,聚合全过程中各釜放热量稳定易控制。
b.单位体积反应釜生产能力高于间歇或半连续法,产品性能稳定。
c.胶乳粒径和分子量分布窄。
d.除第一聚合釜,部分单体可在其他聚合釜进料,可提高生产能力,减少“结垢”,提高固含量。
第四章离子聚合与配位聚合生产工艺
1.离子型聚合与自由基溶液聚合对溶剂要求的区别。
答:
离子聚合对溶剂的要求不能使用强极性溶剂(可使引发剂过度活泼或使之破坏),大多在低温下弱极性溶剂中反应;溶剂高纯度、反应器及其辅助设备和溶剂要经充分干燥。
自由基溶液聚合所用溶剂主要是水或常用的有机溶剂(醇、酯、酮、苯、甲苯、脂肪烃、卤代烃、环烷烃)。
1、溶剂对聚合物溶解性和凝胶效应的影响:
良溶剂—对聚合物溶解性好,均相聚合。
若单体浓度不高,不出现凝胶效应;沉淀剂—对聚合物溶解性差,沉淀聚合,凝胶效应显著;不良溶剂—介于两者之间。
2、对引发剂有诱导分解作用,对自由基有链转移反应:
溶剂对有机过氧类引发剂有诱导分解作用;而对偶氮类引发剂的诱导分解作用较小。
向溶剂分子链转移,聚合物相对分子质量降低。
2.工业上采用离子聚合或配位聚合合成那些高聚物?
简要列出工艺、反应式及所用催化剂。
阳离子聚合:
丁基橡胶
AlCl3为引发剂,氯甲烷为稀释剂,173K(-100℃)聚合
阴离子聚合:
暂时没找到
3.解释“淤浆法”聚合中淤浆的形成,采用此聚合方法的原因。
答:
聚合物不溶于溶剂而在溶剂中形成浆状,浆状物是逐渐生成淤集的,所以称之为淤浆法。
淤浆法可提高聚合物浓度和生产能力。
4.等规聚丙烯合成过程的流程及主要工艺因素。
答:
丙烯本体液相聚合工艺流程:
丙烯(液态)+催化剂——液相聚合——闪蒸——气固相分离——PP粉之后加入庚烷异丙醇(1:
1)——脱灰——离心分离——沸腾干燥——等规PP。
主要的工艺因素:
a.气相本体聚合法和液相本体聚合法。
b.本体聚合法法仅使用单体和催化剂,产品纯度高,节省溶剂回收工序,生产工艺简化,生产能力提高。
c.稳定性差,控制反应困难,可能发生暴聚。
d.气相本体聚合法适用于聚乙烯或聚丙烯以及它们的共聚物生产;液相本体聚合法适用于聚丙烯。
第五章缩合聚合生产工艺
1、说明熔融、溶液、界面缩聚对单体的纯度、摩尔比的要求,工业生产中的实际意义?
答:
熔融缩聚对单体的纯度要求为高纯度,摩尔比的要求为等摩尔。
溶液缩聚对单体的纯度要求不严格,可不等摩尔进行。
界面缩聚对单体的纯度要求不严格,对摩尔比无要求。
工业生产的意义:
2、聚酰胺生产中加入一元酸的作用?
答:
配方中加入一元酸的作用可作为粘度稳定剂(一元化合物),与端基中的一个活性基团反应,使缩聚物熔融或成型时粘度不再变化。
粘度稳定剂的作用:
使粘度稳定、控制产品分子量。
3、熔融缩聚连续生产的反应装置。
答:
a.采用数个缩聚釜串联,分段控制,可减少对真空条件要求严格的最后一个聚合釜的体积,降低投资。
b.最后一个缩聚釜,不仅要求能够保证保持高真空,且高粘度物料须在缩聚釜中呈活塞式流动避免返混。
c.采用卧式分室缩聚反应釜
4、聚对苯二甲酸乙二醇酯特性粘数与用途关系。
答:
聚对苯二甲酸乙二醇酯特性粘数范围为0.40—1.00dL/g。
特性粘度较低时(0.40—0.70dL/g),多用于作纤维,稍高一点的(0.60—0.70dL/g)可作薄膜或纺线,特性粘度系数很高的(0.90—1.00dL/g),随着特性粘度的提高,高分子的分子量也随之增加,可作塑料。
5、PET树脂生产主要反应条件。
答:
乙二醇+对苯二甲酸——混合釜(T=30~40℃、t=45~60min)——酯化釜I(T=250~260℃、t=1.5~2.0h、p=(1.5~2.0)×105Pa)——酯化釜II(T=255~270℃、t=1h45min、p=(0.5~1.0)×105Pa)——前缩聚釜(T=265~275℃、t=1~1.5h、p=0.5~0.8Pa)——中缩聚釜(T=275~280℃、t=50~60min、p=0.05~0.08Pa)——后缩聚釜(T=280~285℃、t=60~80min、p=0.01~0.02Pa)。
第九章通用塑料
1.分别说明生产LDPE、LLDPE及HDPE的反应体系(单体、催化体系)、聚合机理及采用的聚合方法。
LDPE:
单体为乙烯,以及少量极性基团(醋酸乙烯酯、丙烯酸酯)。
釜式反应器采用过氧化物、管式反应器采用氧为催化剂。
自由基聚合;本体聚合。
LLDPE:
单体为乙烯,α-烯烃(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯)作为共聚单体引入分子中短支链。
催化剂:
Ziegler(TiCl4+AlR3),Phillips(CrO3/SiO2)。
配位聚合、阴离子聚合;淤浆法、溶液法、气相法。
HDPE:
单体为乙烯,及α-烯烃(1-丁烯、1-己烯)。
催化剂:
Ziegler-Natta催化剂:
70~110℃,0~2MPa,在惰性溶剂(庚烷、异丁烯)中进
行或气相状态进行。
Phillips催化剂:
100℃,4MPa。
配位聚合;淤浆法、溶液法、气相法。
2、合成高压聚乙烯的工艺条件、过程特点,所采用的聚合设备。
工艺条件:
130~350℃,122~303MPa,较短停留时间(15s~2min)取决于反应器类型。
过程特点:
高压下乙烯仍为气体,密度0.5g/cm3,近似于不能再被压缩的液体,称气密相状态。
此时分子间距离显著缩短,增加了自由基与乙烯分子碰撞几率,易于聚合。
乙烯聚合转化率升高1%则反应物料将升高12~13度,应注意反应热的导出,防止局部过热。
聚合设备:
管式反应器、釜式反应器。
3、丙烯规整聚合过程主要工艺因素?
丙烯:
要求高纯度
催化剂:
非均相Ziegler-Natta催化剂体系。
它是由过渡金属卤化物TiCl3和烷基铝化物如二乙基氯化铝组成。
淤浆法浆液离心分离后溶剂洗涤可减少无规聚丙烯。
4.ABS树脂结构及生产工艺。
ABS:
丙烯腈、丁二烯、苯乙烯。
生产工艺:
1.分散相,接枝橡胶的生产,主要采用乳液聚合方法,其次是溶液聚合法;2.连续相基体树脂的生产,主要采用本体聚合法、本体-悬浮聚合法,其次为乳液聚合法。
两者混合方法有共挤塑造粒、基体树脂聚合前或在聚合过程中加入分散相接枝橡胶或将分别合成的分散相接枝乳液与基体树脂乳液共混合,再经后处理等多种方法。
5.生产硬质聚氯乙烯塑料的添加剂。
稳定剂、润滑剂、填充剂、通常不加或加少量增塑剂。
6.碱法酚醛树脂生产中应注意的问题。
甲醛:
苯酚(mol/mol):
1.2:
1~3.0:
1,醛过量。
防止产生凝胶或反应过度,产品树脂应处于A阶阶段。
7.环氧树脂的固化方法,固化后环氧树脂塑料的性能及应用。
伯胺类;叔胺类;酸酐类。
固化后环氧树脂收缩率低、粘结性优良、坚韧、机械强度高。
主要用作粘合剂、涂料、结构材料。
结构材料—玻璃纤维增强复合材料和电气层压板;
浇铸、密封和一般器具;粘合剂。
固化后产品坚韧、收缩率低、耐水、耐化学腐蚀、耐有机溶剂,可与多种材料牢固粘结。
第十章工程塑料
1、工程塑料的特性?
答:
优点:
①密度小(相对密度1.0~2.0)、质轻、比强度(拉伸强度/密度)高(1700~4000);
②化学稳定性好,对酸、碱、有机溶剂有较好的稳定性;
③良好的电绝缘性能;
④优良的耐磨、减磨和自润滑性能;
⑤优良的吸震性、抗冲击性、消声性和抗疲劳性能;
⑥较金属材料易于加工成型,生产效率高。
不足之处:
机械强度、硬度及导热性不及金属;耐高温方面不及陶瓷;吸水性大,易光解和蠕变。
2、聚酰胺-1010的合成与生产流程?
答:
尼龙-1010盐、精制癸二酸、添加剂混合,抽入缩聚釜,釜中压力2.67kPa;充入CO2,压力达50kPa,惰性气体保护;180℃,尼龙-1010盐熔化,继续升温至220℃,压力升至120kPa;1h后开始脱水,釜内压力降至常压;反应接近结束,釜内温度240℃,常压放空,可尽快完成脱水,需5~6h无尾气逸出;出料前缩聚釜底保温炉200~220℃,以高压CO2充入,压出物料;冷却成条带,切粒、干燥、包装,得尼龙-1010粒料。
3、聚碳酸酯的性能、加工工艺特性
答:
性能:
无色、无味、无毒、透明,刚硬、坚韧的固体。
优异的抗冲击性能、尺寸稳定性好。
长期使用温度130℃,脆化温度-100℃,耐寒性较好。
内应力较大,易于应力开裂;耐溶剂性差,高温易水解;与其他树脂相容性较差。
加工工艺特性:
大分子链刚性大,粘流态粘度大,由温度变化引起的粘度变化大;成型加工温度下易水解;粘流态粘度高,流动性低,冷却速度快易产生内应力。
4、聚四氟乙烯的结构与特征,合成工艺及成型加工中的特性。
答:
优异的特性:
耐热性:
C-F键能431~515kJ/mol,C-C键360kJ/mol,受热不易断裂分解。
工作温度-250~+260℃;
结晶与熔融:
氟原子半径小,可紧密排列,极易结晶(结晶度93~97%),熔点327℃;
电性能;耐溶剂和化学腐蚀;不粘性及极低的摩擦系数;机械性能。
合成工艺:
悬浮聚合法(主要方法):
与常见自由基悬浮聚合不同。
单体以气态逐步压入反应釜(单体压入法),聚合后产物不溶而析出,颗粒悬浮于水中。
乳液聚合法:
与烯烃乳液聚合不同,单体以气态逐步压入反应釜,采用含氟量很高的长链脂肪酸盐(如:
全氟辛酸钠)为乳化剂。
聚四氟乙烯成型加工:
熔体粘度高(1010Pa·s),难以流动;耐溶剂性极强,不适宜采用一般热塑性塑料加工方法。
压缩模塑成型:
悬浮法粉末状树脂。
挤出成型:
流动性较好的分散树脂和适量有机溶剂,混合成糊状物。
涂敷成型:
在金属、陶瓷表面采用喷涂法,制成涂层或衬里。
5、有机硅聚合物单体中有机基团与硅原子比(R/Si)的意义,有机硅产品的种类及应用。
答:
单体中有机基团与硅原子比(R/Si)表示官能团数:
f=1→R/Si=3;f=2→R/Si=2;f=3→R/Si=3。
三大类有机硅产品:
硅油常作润滑剂、液压油、脱模剂;硅树脂:
用于高温、高湿条件下使用的电子电器的绝缘涂层,耐电弧、电绝缘及耐高温的塑料制品;硅橡胶:
耐高温耐低温橡胶。
第十一章合成橡胶
1橡胶加工过程的基本工序。
答单体准备与精制,反应介质和辅助剂的准备,聚合,单体和溶剂回收,橡胶的分离,洗胶,脱水和干燥,成型和包装。
2挂胶现象形成的原因,如何避免。
答支化,交联产生凝胶,堵塞管道,形成挂胶。
控制转化率。
3橡胶生产中对转化率的控制
答控制转化率(自由基聚合时更重要),离子(或配位)聚合,引发剂可控制大分子结构,转化率可适当提高。
转换率提高,聚合物浓度增大,引起聚合物链转移反应加剧。
有二烯烃参加的聚合反应,第二双键参加反应的可能性上升。
转化率提高,剩余单体及引发剂浓度低,聚合速度越来越慢,降低设备生产能力。
4低温丁苯橡胶配方,合成工艺特点,聚合过程主要影响因素及其控制。
答1,单体:
丁二烯,苯乙烯,
2,反应介质:
水,钙离子,镁离子含量小于10ppm(以碳酸钙计)
3引发体系:
氧化还原引发体系。
氧化剂—异丙苯过氧化氢,过硫酸钾等;还原剂:
主要是亚铁盐,还需加入EDTA钠盐,还原剂甲醛合次硫酸氢钠
4,乳化剂:
脂肪酸盐,萘磺酸盐,松香皂。
5,分子量调节剂:
正十二烷基硫醇或叔十二烷基硫醇
6,终止剂:
用以控制转化率,二甲基二硫代氨基甲酸钠,添加多硫化钠消除氧化剂影响
其他组分:
PH调节剂,表面能力调节剂,乳液稳定剂等。
主要工艺控制条件:
聚合温度5摄氏度;压力4×102--5×102KPa;聚合转化率60%;8—12个聚合釜串联。
影响因素1单体纯度:
要求高,单体纯度分别为大于99%及99.6%
2共聚单体配比:
丁苯橡胶在苯乙烯含量为23.5wt%的共聚物具有最佳综合性能。
3聚合物终点的确定与控制:
聚合物终点取决于共聚物组成和门尼粘度
4乳液胶粒粒径的控制:
对连续聚合反应,胶粒粒径与聚合釜中的停留时间有关。
串联釜多,停留时间分布函数窄,工业上8—12釜串联,胶粒粒径分布窄,产品分子量分布窄,支链少。
5溶液丁苯橡胶合成体系的组成,生产过程工艺控制条件。
答丁二烯,苯乙烯在有机溶剂中,以有机锂化合物为引发剂,进行阴离子共聚反应得到的弹性体,
合成:
烷基锂,烃类溶剂。
结构控制:
轮胎和工业品要求苯乙烯含量23.5%,无规分布;添加无规剂;高温共聚;控制单体加料方法。
聚合反应的终止:
醇,胺。
星形支化共聚物的合成:
多官能团偶联剂。
6顺丁橡胶生产工艺的要求与控制。
答1原料:
单体,溶剂中的杂质,设备,管道中水,氧;
2溶剂:
对反应和产品性能的影响;
3引发剂:
多组分引发体系,活性与组分配比,浓度,混合次序,混合温度,陈化方式密切相关;
4聚合速率:
主要受引发机组分,用量,反应温度影响;
5分子量及其分布:
镍系三元引发剂加入第四组分(醇,酚,胺及其盐类)
6跃升反应:
合成较低分子量的聚合物,在聚合工艺未终止前添加有机铝卤化物,是聚丁二烯分子量和门尼粘度急剧升高;
7粘度:
聚合设备允许的溶液粘度10pa.s要合成的聚丁二烯分子量越高,聚合物溶液中允许的固含量越低(10—15%)
8生产控制与终止聚合:
两个重要因素(转化率和门尼粘度)
9挂胶:
在釜壁,搅拌轴和叶片,管道等局部过冷区或滞留区沉积。
7硅橡胶的基本结构与分类,简要说明硫化机理。
答以—SI—O—SI为主链,通过硅原子与有机基团组成侧链的高分子弹性体。
1热硫化型硅橡胶有机过氧化物硫化交联
2室温硫化型橡胶利用大分子本身带有的活性基团,在一定条件下反应而交联;
3加成硫化型硅橡胶大分子带有的不饱和双键和含有多个—SI—H—键的化合物发生加成反应而交联。
第十二章合成纤维
1.成纤聚合物的特征
答:
(1)线形聚合物,少支链、无交联:
聚合物纺制的纤维可沿纤维纵轴方向拉伸而有序排列。
大分子同时承受作用力,纤维具有较高的拉伸强度。
(2)适当的分子量,分子量分布窄:
线形聚合物分子量对纤维的性能影响很大。
相对分子质量高者不易加工;相对分子质量低者性能不好,不能成纤。
(3)分子结构要规整,易于结晶,最好能形成部分结晶的结构。
晶态部分可使聚合物分子的取向态较为稳定,而无定形区使纤维有一定的弹性和较好的染色性。
(4)聚合物分子中含有极性基团,分子链间有足够强的作用力(如:
离子键、色散力、范德华力等),提高纤维的物理和机械性能。
(5)结晶性聚合物熔点和软化点应比使用温度高得多;非结晶性聚合物,Tg应比使用温度高。
(
6)聚合物应具有一定的热稳定性,易于加工成纤,并具有实用价值。
2.合成纤维的性能
答:
(1)细度
a.支数:
单位重量的纤维或纱线在公定回潮率时的长度表示。
公制支数以1g重的纤维所具有的长度(米)表示。
b.纤度:
一定长度的纤维所具有的重量来表示。
常用的纤度单位有“特克斯”(tex),1tex表示在公定回潮率时1000m长的纤维重。
(2)长度
棉型短纤维(粘胶纤维为主):
纤度l0.8~13.5tex,长度33~38mm;
毛型短纤维(同羊毛相仿):
纤度27~45tex,长度64~114mm。
中长纤维(用于混纺):
纤度18~27tex,长度为51~76mm。
(3)卷曲度:
1cm长度纤维上所具有的卷曲数叫做卷曲度,卷曲度在12~14之间较好;
(4)吸湿性:
一般较差,聚乙烯醇缩甲醛较好,与棉接近(7%);
(5)断裂强度:
一般高于天然或人造纤维;
(6)回弹性:
纺织材料在外力作用时产生形变,外力除去后,恢复原来状态的能力。
涤纶的回弹性较好。
(7)耐磨性:
衡量纤维表面的耐磨擦性质,聚酰胺纤维耐磨性好;
(8)光照牢度:
纤维在日光照射下所能维持原有性质不变的能力。
腈纶较好,锦纶较差;
(9)染色性:
合成纤维不易染色。
聚酰胺纤维和聚乙烯醇缩甲醛纤维相对易染色;(10)耐霉性和防蛀性。
3.PET生产工艺流程及其控制。
(1)工艺流程:
间歇法简单,包括一个酯化(或酯交换)反应器,一个缩聚反应器;连续法由多个反应器串联,产品PET可连续送出铸带、切粒,或直接纺丝;半连续法在酯化和缩聚之间有一个间歇贮槽,BHET定时定量送入间歇缩聚反应器。
(2)PET生产的工艺条件的控制:
A.催化剂
BHET缩聚的催化剂应不催化副反应和PET的热降解。
选用Sb2O3,用量为TPA质量0.03%,或DMT质量的0.03~0.04%;
B.稳定剂
磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三苯酯(TPP)、亚磷酸三苯酯,防止聚合和加工中的热降解(热氧化降解)。
用量为TPA质量1.25%,或DMT质量的1.5~3%;
C.缩聚反应温度和时间聚合物特性粘度([η])在某一温度下,与时间有极值:
开始时缩聚形成大分子反应为主,后期裂解反应为主;
D.缩聚反应压力一定温度下,压力小可在短时间获得高[η];
E.搅拌的影响:
搅拌有利于熔体汽液界面更新,EG逸出
F.其它添加剂
(1)扩链剂:
二元酸二苯酯,缩聚后期加入,提高分子量
(2)消光剂TiO2(粒径<0.5μm),用量为PET的0.5%;
(3)着色剂
4..聚酰胺的结构与成纤性能
答:
(1)酰胺基团上的氢原子被取代,破坏了氢键结构,熔点下降,影响成纤能力;
(2)作纤维的尼龙-6的数均分子量为1.4~2万,分子量分布指数为2;作纤维的尼龙-66的数均分子量为2~3万,分子量分布指数为1.85;
(3)尼龙-66分子中酰胺基团可100%构成链间氢键,尼龙-6中酰胺基团只有50%形成氢键,尼龙-66分子间氢键密度大,熔点高。
相应纤维的最安全使用温度分别为128~130℃和90~95℃。
5.尼龙-6纤维的生产工艺和设备,影响聚合及工艺控制的因素。
答:
工艺条件:
尼龙-6的生产采用三段加热VK管(第I段230~240