锦纶

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锦纶

一、简介

锦纶是以聚酰胺为原料经熔融纺丝及后加工而制得的纤维。聚酰胺是由聚合物的单体己内酰胺或单体尼龙66盐经聚合、缩聚而成。锦纶是我国50年代末研究生产后命名的,国际上称为尼龙。锦纶品种较多,主要有锦纶6、锦纶66。

锦纶纤维是世界上最早投入工业化生产的合成纤维,锦纶66、锦纶6在1935年、1938年分别由美国、德国研究成功,四年后建成工业化生产。随后在70-80年代得到了迅速的发展,目前呈稳定增长趋势。1998年世界锦纶产量420万吨。

我国锦纶工业起步于50年代。1956年从原民主德国引进尼龙6技术和设备,60年代建成了一批小型尼龙6工厂;70年代又引进了法国和日本的技术和设备,分别在辽阳和平顶山建设了具有一定规模的锦纶66长丝、帘子布工厂。80年代后,又新建和改造了一批锦纶纤维企业。目前我国锦纶产量已达到32万吨。 二、性能

(1)耐磨性:锦纶耐磨性强,居合成纤维之首,比棉花高10倍,比羊毛高20倍,最适合做袜子、绳索等。

(2)强度:锦纶强度高于天然纤维,比棉花高1~2倍,比羊毛高4~5,适于做轮胎帘子线、绳索等。

(3)弹性:锦纶弹性高,耐多次变形和疲劳性接近涤纶,比棉花高7~8倍。

(4)吸湿性:锦纶有良好的吸温性,染色性能较好,可使用酸性染料、分散染料等染色。

锦纶的主要缺点:耐热性、耐光性较差;在日光中长期暴露,强度下降,纤维变黄。

三、合成锦纶主要原料 1. 合成聚酰胺

① 由二元胺与二元酸合成聚酰胺。如聚酰胺-66、聚酰胺-610分别由己二胺和己二酸、己二胺和癸二酸合成。

② 由多种单体共缩聚合成聚酰胺。这是由两种以上的内酰胺或氨基酸、由两种以上的二元胺与一种或多种二元酸共缩聚制备的聚酰胺。如聚酰胺(PA66和PA6)是由己二胺、己二酸和己内酰胺聚合而成的共聚物。

③ 由w-氨基酸自身缩聚或由内酰胺开环聚合合成聚酰胺。 2. 制得聚酰胺熔体

如切片纺丝,需要在纺丝前将切片干燥,前后加热至熔点以上,热分解温度以下,将切片制成纺丝熔体。

直接纺丝:把PA6或PA66熔体进行纺丝

间接纺丝:把制得的聚酰胺熔体制成切片,然后在纺丝机上将切片重新熔融成熔体并进行纺丝。

四、生产过程

锦纶生产过程,大体上类似于涤纶的生产过程。即聚酰胺66或聚酰胺6熔融纺丝及后加工,制得锦纶66、锦纶6纤维。

锦纶纤维的纺丝方法,有两种形式,一种为缩聚熔体直接纺丝、另一种为缩聚切片间歇纺丝。

1. 聚酰胺的生产

聚酰胺66是以尼龙66盐为中间体进行缩聚而制得。生产方法有连续缩聚和间歇缩聚。

聚酰胺6是以己内酰胺为原料,通过己内酰胺开环聚合而生产的工艺技术,有三种聚合方法:水解聚合、阴离子聚合和固相聚合。目前用于生产纤维用的聚酰胺6,主要采用水解聚合工艺。己内酰胺聚合的工艺亦分为连续式和间歇式二种。

2. 锦纶短纤维的生产

锦纶短纤维的生产有二种方法:聚合后的熔体直接纺丝和切片纺丝。工艺流程示意如下:

3. 锦纶长丝的生产

锦纶长丝生产,所使用的原料不同,可生产锦纶6、锦纶66长丝。

锦纶6长丝生产工艺流程示意如下:

锦纶66长丝生产,工艺流程示意如下:

4. 锦纶地毯纱的生产

锦纶地毯纱:俗称聚酰胺膨胀体长丝(BCF),BCF除具有一般锦纶长丝性能外,更具有卷缩及蓬松性能。

锦纶地毯纱生产工艺流程示意如下:

纺丝—热拉伸—热喷气变形—空气冷却—卷绕—变形地毯长丝筒子

锦纶BCF短纤维生产工艺流程示意如下:

纺丝—热拉伸—热喷气拉伸—空气冷却—切断—打包—BCF短纤维

BCF生产采用纺丝、拉伸、变形加工一步法连续生产,在同一台设备上完成整个生产。

5.锦纶帘子线的生产

由于锦纶帘子线需要有高的强力,与生产服用纤维所需要的聚酰胺相比聚合时间要长,对于锦纶6帘子线所需要的聚酰胺要采用

加压-常压后聚合的工艺;而对于锦纶66帘子线所需要的聚酰胺,采用固相缩聚工艺,来满足纺丝原料的要求。

在纺丝过程中,采用高压纺丝,制成帘子线,帘子线织成布后,需经拉伸、热定型、浸胶或经浸胶、干燥、拉伸、定型等两种工艺方法,制得帘子布。

6.主要设备

聚合工艺设备一种是采用高压釜,在高压下间歇聚合,制成产品切片;另一种采用连续聚合管,在常压下进行连续聚合或采用密闭式加压进行连续聚合,制成产品切片或是将聚合熔体进行直接纺丝。

(1) 高压釜:带有搅拌器的高压釜,釜体内衬不锈钢、筒体外有夹套加热。聚合温度为140oC,聚合压力为800~1000千帕,在高压下聚合3~4小时,夹套加热用联苯蒸汽加热。

直接连续聚合管:一般由三至五节直管组成。其中下管为锥形底,聚合物由此流出。上管为单体进料管,中间管为聚合区,为使熔体混合,中间管内插有档液板,在聚合区内,为使熔体更加混合均匀,又分布等距离的数块孔板。在三至五节直管外,均有夹套加热管,用联苯蒸汽加热。直管管径大小、高度由生产聚合物规模决定。聚合管材质为不锈钢,管体内亦可衬铝或搪瓷。

(2)纺丝机:主要由螺杆、纺丝泵、喷丝头组成。螺杆是螺杆挤压机中的主要部分。螺杆的大小与螺杆直径、长度、螺距、压缩比、产量有关,因而形式较多,螺杆材料为不锈钢。纺丝泵为齿

轮纺丝泵。熔融纺丝用喷丝板是一种铬镍合金钢的圆形板,厚度约为10~25毫米,钻有喷丝孔,孔数根据纺丝支数而定;喷丝板分为平板型和凸缘型两种;喷丝孔的排列有圆形、矩形等不同形式,喷丝孔的形状有三种,锥形、筒形、平底形等,筒形采用的较多;喷丝板材料为不锈钢。 五、用途

锦纶应用范围广泛,可分为民用丝、装饰用丝、工业用丝三个部

分。 1.民用丝

由于锦纶具有良好的弹性、强力、耐磨、易染色等性能,大量用于服装、袜子、床上用品以及箱包、袋、伞、绳等物品。在这一领域中,锦纶6占70%左右,锦纶66占30%左右。由于锦纶66具有高强力、高耐磨性能,因而在制作箱包、地毯、绳、袋、伞等物品要优于锦纶6. 2.装饰用丝

锦纶主要用于窗帘布、家具装饰和地毯。由于锦纶膨体纱具有三维卷曲特性,因此回弹和蓬松性好、抗倒伏性好、染色性好。纤维还可制成阻燃、抗静电、抗菌等材料。加工簇绒地毯较美观、厚实、丰满、脚感舒适可与纯羊毛地毯媲美,丙纶地毯无法与之相比。 3.工业用丝

锦纶主要用于轮胎帘子线、传送带、安全带、造纸用毛毯、工业用呢毯,以及渔网、绳索等。随着汽车工业的发展,轮胎帘子线将会

有更大的需求空间。

小组成员:闵济权 曾艳梅 鲍昔文 刘明轩

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/ti1r.html

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