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聚酯(PET)市场分析和技术进展聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET)由聚对苯二甲酸(PTA)和乙二醇聚合而成，聚酯(PET)主要用于瓶级聚酯(广泛用于各种饮料尤其是碳酸饮料的包装)、聚酯薄膜(主要用于包装材料、胶片和磁带等)以及化纤用涤纶。
发展现状聚酯(PET)发明于1944年，1949年率先在英国实现工业化生产，因其有优良的服用和高强度等性能，成为合成纤维中产量最大的品种。
聚酯在20世纪70年代以前一直保持高速发展，其生产增长率为:1960年200%、1965年50%、1970年60%，此后增速减缓并呈周期性发展趋势，1975年增速为30%、1982年为10%、1987年为12.6%、1992年为6%、1999年为4.3%、2001年为4.8%，预计2004年为8%。
上个世纪90年代后，聚酯工业的发展重心开始转向亚洲，至90年代中期，因产能扩充过多，除中国外已出现供大于求的局面。
到1999年，聚酯工业又迎来新的发展阶段，主要由于瓶用和膜用、复合等非纤用聚酯的用量增加，衣用涤纶需求也达到高峰。
据聚酯世界大会分析，从1999～2005年，聚酯产能还可以增长33～40%，年均增长率为6.6～8%。
从2000年开始，世界聚酯工业又进入新一轮的快速发展期。
在聚酯产品上，非纤聚酯的发展速度很快。
1996年，世界聚酯包装树脂和薄膜产量分别为451.9万吨和138.2万吨，占世界聚酯总产量的20.7%和6.3%，1998年则分别为699.5万吨和163.1万吨，占世界聚酯总产量的24.6%和5.7%。
2000年分别达到823.6万吨和176.9万吨，年均增长率分别为17.6%和6.2%，各占世界聚酯总产量的26.0%和5.59%。
预计到2003年，非纤聚酯产量约占聚酯总产量的1/3。
PET的用途不再主要局限于纤维，而是进一步拓展到各类容器、包装材料、薄膜、胶片、工程塑料等领域，目前，PET正在越来越多地取代铝、玻璃、陶瓷、纸张、木材、钢铁和其他合成材料，聚酯的家庭也在持续扩大。
再生PET瓶料生产非织造布用短纤维的探讨及实践摘要：本文阐述了PET瓶料回收的意义及可行性，根据PET瓶料的特性，采用高效的脱杂、造粒技术，利用传统的短纤维纺纱设备，对其进行工艺调整，从而获得了较好的经济效益。
关键词：再生PET瓶料；非织造布；短纤维前言聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种广泛用于纺织、塑料等行业的聚合物，PET包装是目前应用最广泛的饮料包装材料，它被广泛应用于食品、化工、医药包装等行业，而一旦将其丢弃，则会造成环境污染。
PET瓶的再生利用既能解决环境问题，又能为PET生产提供新的原材料，缓解PET原料短缺的问题。
近年来，用回收PET瓶料制备纤维，由于其原料资源丰富、生产工艺简单、设备容易控制、投入低、产品性能好等优点，近年来得到了快速发展。
一、再生PET瓶料生产纤维的现状目前，PET包装的主要用途是对纺织产品地再利用，而且PET是可再生的，所以必须对PET进行一些改进，以确保PET的品质，同时还要兼顾到节省能耗和牵伸质量。
因此，在废旧PET瓶中，如何更好地回收和利用废旧PET瓶，已经成为国际上的一个重要课题。
化学循环定律是用对苯二甲酸、对苯二甲酸乙二醇（BHET）等单体或中间产物进行解聚，然后用单体或中间物进行聚合。
采用化学回收技术可以达到“瓶到瓶”的目的，目前常用的方法是将 BHET进行解聚，然后通过过滤脱杂后进行聚合。
自从1953年美国开始工业化生产以来， PET纤维因其优异的性能而迅速发展，它的产量和合成纤维的比重每年都在增加；到了1972年，PET已经超越了聚酰胺，成为最大的人造纤维，它被广泛地用于工业、农业和高技术领域，而再生 PET瓶料纤维的研制与应用已有20多年。
废弃 PET瓶及其他包装物经收集、分类、净化、干燥，无需化学降解，仅加入一些助剂，即可提高其可纺性，该 PET瓶料经熔化纺丝后，可用于土工布、针刺地毯、汽车内饰材料等纺织、非织造制品等。
美国服装公司 Patagonia公司的一家名为Patagonia的服装公司，该公司利用 PET瓶状原料制造了一种户外运动服装。
聚酯(PET)市场分析和技术进展聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET)由聚对苯二甲酸(PTA)和乙二醇聚合而成，聚酯(PET)主要用于瓶级聚酯(广泛用于各种饮料尤其是碳酸饮料的包装)、聚酯薄膜(主要用于包装材料、胶片和磁带等)以及化纤用涤纶。
发展现状聚酯(PET)发明于1944年，1949年率先在英国实现工业化生产，因其有优良的服用和高强度等性能，成为合成纤维中产量最大的品种。
聚酯在20世纪70年代以前一直保持高速发展，其生产增长率为:1960年200%、1965年50%、1970年60%，此后增速减缓并呈周期性发展趋势，1975年增速为30%、1982年为10%、1987年为12.6%、1992年为6%、1999年为4.3%、2001年为4.8%，预计2004年为8%。
上个世纪90年代后，聚酯工业的发展重心开始转向亚洲，至90年代中期，因产能扩充过多，除中国外已出现供大于求的局面。
到1999年，聚酯工业又迎来新的发展阶段，主要由于瓶用和膜用、复合等非纤用聚酯的用量增加，衣用涤纶需求也达到高峰。
据聚酯世界大会分析，从1999～2005年，聚酯产能还可以增长33～40%，年均增长率为6.6～8%。
从2000年开始，世界聚酯工业又进入新一轮的快速发展期。
在聚酯产品上，非纤聚酯的发展速度很快。
1996年，世界聚酯包装树脂和薄膜产量分别为451.9万吨和138.2万吨，占世界聚酯总产量的20.7%和6.3%，1998年则分别为699.5万吨和163.1万吨，占世界聚酯总产量的24.6%和5.7%。
2000年分别达到823.6万吨和176.9万吨，年均增长率分别为17.6%和6.2%，各占世界聚酯总产量的26.0%和5.59%。
预计到2003年，非纤聚酯产量约占聚酯总产量的1/3。
PET的用途不再主要局限于纤维，而是进一步拓展到各类容器、包装材料、薄膜、胶片、工程塑料等领域，目前，PET正在越来越多地取代铝、玻璃、陶瓷、纸张、木材、钢铁和其他合成材料，聚酯的家庭也在持续扩大。
实践与经验合成纤维工业,2023,46(3)74CHINA㊀SYNTHETIC㊀FIBER㊀INDUSTRY㊀㊀收稿日期:2022-10-29;修改稿收到日期:2023-04-30㊂作者简介:姚翔(1973 ),男,高级工程师,主要从事聚酯短纤维生产及工艺质量管理工作㊂E-mail:yaoxiang.yzhx@㊂㊀∗通信联系人㊂E-mail:wangwei.yzhx@㊂粗旦高滑爽硅整理PET 中空短纤维的生产工艺优化姚㊀翔1,王㊀伟1,2∗,薛㊀斌1,2,吴㊀亮1,李世君1,张徐军1(1.中国石化仪征化纤有限责任公司,江苏仪征211900;2.江苏省高性能纤维重点实验室,江苏仪征211900)摘㊀要:以特性黏数(0.682ʃ0.010)dL /g 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)熔体为原料,采用双组分氨基型有机硅整理剂生产14.44dtex 硅整理PET 中空短纤维,对环吹风温度㊁有机硅整理剂组分A /B 质量比㊁松弛定型温度㊁松弛定型时间等工艺条件进行优化,对纤维的膨松性能㊁压缩回弹性能㊁滑爽性能及充枕性能进行表征㊂结果表明:优化后的较佳工艺为环吹风温度20ħ㊁有机硅整理剂A /B 质量比80/20㊁松弛定型温度180ħ㊁松弛定型时间9min;较佳工艺条件下生产的硅整理PET 中空短纤维膨松性能㊁压缩回弹性能㊁滑爽性能及充枕性能均较好,纤维轻负载下膨松度为148cm 3/g,重负载下膨松度为49cm 3/g,压缩回弹率为72%,滑爽性为4.0级,纤维填充的抱枕初始高度22.5cm㊁压缩回弹后高度17.0cm㊂关键词:聚对苯二甲酸乙二酯纤维㊀中空短纤维㊀有机硅整理剂㊀生产工艺㊀膨松性能㊀滑爽性能中图分类号:TQ342+.21㊀㊀文献标识码:B㊀㊀文章编号:1001-0041(2023)03-0074-05㊀㊀三维立体卷曲聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中空短纤维是一种差别化纤维,具有永久性的三维立体卷曲㊁优良的膨松性能及压缩回弹性能㊁柔软的手感㊁优异的保温保暖性能等优点,广泛用于床上用品㊁人造毛皮㊁软体玩具的填充方面,也可用于生产高档无纺布㊁仿羽绒㊁喷胶棉等[1-2]㊂PET 中空短纤维的生产方法主要有两种:一是双组分复合纺丝法;二是单组分非对称冷却纺丝法㊂双组分复合纺丝法是采用两种不同性能的原料按照一定的比例进行复配,通过复合纺丝得到复合纤维,复合纤维由于其截面径向上两种组分存在不同的收缩率而产生三维螺旋卷曲㊂单组分非对称冷却纺丝法是采用单一原料熔融纺丝,从喷丝板出来的初生纤维在高速低温气流下进行强制性非对称冷却,初生纤维迎风向冷却固化快,背风向冷却固化慢,使得初生纤维迎风向比背风向具有更多的应力,径向取向度高,从而产生三维螺旋卷曲效果[3-4]㊂聚硅氧烷是一种硅整理剂,因其具有柔顺的链段㊁表面张力低㊁铺展成膜性能好,能够改善纤维的柔软性能㊁滑爽性能㊁膨松性能㊁抗静电性能和手感㊂在生产过程中硅整理剂被涂覆在PET 中空短纤维表面后需要进行松弛定型㊂松弛定型温度过高会使硅整理剂过早发生交联反应,交联反应形成的膜均匀覆盖在纤维表面,但同时纤维表面本身残留的水分会蒸发,蒸发的过程中可能会破坏该薄膜层,因而会导致整理效果下降;松弛定型温度过低时,硅整理剂交联反应不充分,硅整理效果不好㊂因此,为了保证硅整理剂交联反应能够充分彻底,纤维进行松弛定型时需要合理选择松弛定型温度和时间[5-6]㊂作者在前期工作中研究了14.44dtex 硅整理PET 中空短纤维生产工艺,生产的纤维滑爽等级达到3.5级;为了进一步提高中空纤维的滑爽等级和膨松性能,继续对环吹风温度㊁氨基型有机硅整理剂双组分A /B 配比㊁松弛定型温度㊁松弛定型时间等工艺条件进行优化,工艺优化后纤维滑爽等级可达到4.0级㊂1㊀试验1.1㊀主要原料PET 熔体:特性黏数为(0.682ʃ0.010)dL /g,中国石化仪征化纤有限责任公司产;双组分氨基型有机硅整理剂:组分A 为152A,组分B 为152B,扬州鸿诚材料有限公司产㊂1.2㊀主要设备及仪器HV452型纺丝机㊁LHV902型后处理联合机㊁ZHV733型松弛定型机:中国恒天重工股份有限公司制;YG362A卷曲弹性仪:常州新纺检测仪器设备有限公司制;YG321纤维比电阻仪:温州际高检测仪器有限公司制;XQ-1A型单纤维强伸度仪:东华大学制;Nova NanoSEM450型场发射扫描电镜:美国赛默飞公司制㊂1.3㊀粗旦硅整理PET中空短纤维的生产前纺:从聚合单元输送的PET熔体以一定压力进入纺丝装置熔体管道,经增压泵送往熔体过滤器,每条生产线设有2台熔体过滤器交替使用;滤除杂质后的熔体经静态混合器均匀化后送到纺丝箱体,再经计量泵进入纺丝组件,熔体经组件内的过滤砂和过滤网除去杂质后,从喷丝板细孔中挤出,在环吹风冷却及卷绕拉伸张力作用下逐渐变细成形,进入落丝桶㊂后纺:将落丝桶的丝束集束后送到丝束整理装置经浸油槽浸油,然后依次通过第一牵伸机㊁拉伸浴槽㊁第二牵伸机㊁蒸汽加热箱和紧张热定型机;丝束在第一牵伸机和第二牵伸机间进行水浴拉伸(一级拉伸),在第二牵伸机和紧张热定型机间进行蒸汽拉伸(二级拉伸);拉伸后的丝束经紧张热定型机定型,叠丝机上设置2只上油辊对定型后的丝束进行双面硅油整理;调整丝束张力,确保进入卷曲机的丝束张力平稳,然后丝束经切断㊁松弛定型,得到PET中空短纤维㊂㊀㊀生产14.44dtex硅整理PET中空短纤维时,采用双组分有机硅整理剂对纤维进行硅整理,选择有机硅整理剂组分A/B质量比75/25~95/5㊁环吹风温度16~24ħ㊁松弛定型温度140~ 190ħ㊁松弛定型时间5~13min进行优化试验,其他主要工艺参数设置见表1㊂表1㊀硅整理PET中空短纤维生产工艺参数Tab.1㊀Production process parameters of silicon-finishedPET hollow staple fiber项㊀目参㊀数喷丝板/孔200~600实际负荷/(t㊃d-1)40~100纺丝速度/(m㊃min-1)1000~1200纺丝箱体温度/ħ280~292环吹风压力/Pa1300~1800拉伸浴槽温度/ħ56~68拉伸速度/(m㊃min-1)150~210一级拉伸倍数 2.8~3.2二级拉伸倍数 1.0~1.3油剂浓度/(g㊃L-1)100~130油泵转速/(r㊃min-1)15~25 1.4㊀分析与测试倍半伸长率:使用单纤维强伸度仪对单根纤维进行拉伸,拉伸过程中拉伸应力为屈服应力的1.5倍时所对应的伸长率为倍半伸长率,纤维夹持长度为20mm,拉伸速度为60mm/min㊂断面不匀率及破裂丝:按中国石化仪征化纤有限责任公司Q/SH307002.23 2017附件Q/ SH307008.4003中规定测试初生纤维的断面不匀率;在检测纤维断面不匀率的同时检测破裂丝,使用显微镜从1200根初生纤维中挑选出截面未能完全闭合成形的纤维即破裂丝(放大倍数为400~600),并对其进行计数㊂膨松性能:随机取25g纤维试样,经过梳棉机梳理,按照样板面积剪成厚度均匀的4块正方形(10cmˑ10cm)的中空棉块;静置10min以上,在试样上加轻负荷压块(60g),1min后读取试样块高度(h1);继续在试样上加重负荷压块(500g),1min后读取试样块高度(h2);去除所有负荷,静置3min后,再加压60g轻负荷,1min后测量试样块高度(h3)㊂按式(1)㊁(2)㊁(3)分别计算试样的膨松特性和压缩回弹性能㊂V1=h1ab/G(1)V2=h2ab/G(2)E=h3-h2h1-h2ˑ100%(3)式中:V1为轻负载下纤维的膨松度,V2为重负载下纤维的膨松度,a为棉网长度(取10cm),b为棉网宽度(取10cm),G为4块中空棉质量,E为压缩回弹率㊂滑爽性能:将经过梳棉机梳理的硅整理PET 中空短纤维试样与滑爽级数为4.0级的标样进行手摸比较,若手感与标样相同,评定其滑爽性为4.0级,若手感比标样差,则根据实际手感以0.5级依次递减进行定级㊂充枕性能:首先将粗旦硅整理PET中空短纤维进行开松,然后称取240g开松后的纤维进行充枕,测量抱枕的初始高度;随后对枕头进行抽气压缩,维持12h压缩状态后进行放气,放气后的抱枕平衡24h,再次测量抱枕高度㊂2㊀结果与讨论2.1㊀环吹风温度对纤维成形的影响生产PET中空纤维通常采用非对称冷却方式,因非对称骤冷而使纤维形成一定的中空度㊂在环吹冷却过程中需要严格控制环吹风的湿度㊁温度,环吹风中心风速及风的均匀性,环吹冷却区57第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀姚㊀翔等.粗旦高滑爽硅整理PET中空短纤维的生产工艺优化的位置等㊂常规PET中空纤维的生产要求环吹风湿度不小于65%,粗旦PET中空纤维要求环吹风湿度不小于70%㊂采用非对称冷却方式生产PET中空纤维, PET熔体在流出喷丝板时因为非对称骤冷造成出口膨大效应,纤维才能达到一定的闭合㊂当环吹风温度较高时,PET熔体的冷却不充分,且不能及时有效地移除热量,因此纤维的开孔不能有效闭合,会产生一定的破裂丝,并且因为冷却不及时还会产生黏连丝㊁并丝等;当环吹风温度过低时,一方面会造成能耗的提高㊁生产成本的上升,另一方面则会使得纤维的倍半伸长率大幅度降低,影响纤维的可拉伸性能㊂因此PET中空纤维在生产过程中需要严格控制环吹风温度[7-8]㊂㊀㊀从表2可知:随着环吹风温度的提高,初生纤维的倍半伸长率逐渐变大,说明初生纤维的可拉伸性能逐渐提高;随着环吹风温度的提高,初生纤维的断面不匀率呈现出先降低后提高的趋势,破裂丝数量也呈现出先降低后提高的趋势,说明环吹风温度过高或者过低对生产均会产生一定的不良影响,破裂丝数量多㊁断面不匀率过大时初生纤维断面不匀㊁孔壁闭合性差,不但会影响初生纤维的可拉伸性能,还会影响到成品纤维的膨松性能和压缩回弹性能;环吹风温度为24ħ时,初生纤维的破裂丝多达92个,断面不匀率为1.59%,中空度为33%,这主要是由于环吹风温度过高,加剧了PET熔体的出口膨大效应,熔体空隙不能达到有效闭合,因而初生纤维的破裂丝增多㊁断面不匀率增大[9-10]㊂综合考虑以上因素,生产粗旦硅整理PET中空短纤维时环吹风温度宜控制在18~22ħ,本试验选择环吹风温度为20ħ㊂表2㊀环吹风温度对纤维成形的影响Tab.2㊀Effect of circular air blow temperatureon fiber formation环吹风温/ħ倍半伸长率/%断面不匀率/%破裂丝/个中空度/%16152 1.48693718160 1.45523620165 1.41313522178 1.40453424185 1.599233 2.2㊀硅油配比对纤维性能的影响硅整理PET中空短纤维生产过程中需要加入一定量的有机硅整理剂,通过松弛定型工艺可以提高硅整理PET中空短纤维的膨松性㊁滑爽性和柔软性㊂生产中采用的有机硅整理剂通常为双组分,在松弛定型工艺中双组分有机硅整理剂发生交联反应,可充分提高中空纤维的滑爽性能和柔软性[11-12]㊂在确定环吹风温度为20ħ的条件下,考察有机硅整理剂双组分配比对粗旦PET中空纤维膨松性能㊁压缩回弹性能㊁滑爽性能的影响,结果见表3㊂表3㊀有机硅整理剂配比对纤维性能的影响Tab.3㊀Effect of organic silicon finishing agent formulationon fiber properties组分A/B质量比V1/(cm3㊃g-1)V2/(cm3㊃g-1)E/%滑爽性/级95/51283872 2.5 90/101354271 3.0 85/151424568 3.5 80/201484972 4.0 75/251404369 3.0㊀㊀从表3可知:有机硅整理剂组分A/B质量比对粗旦硅整理PET中空短纤维压缩回弹性能影响很小,对膨松性能具有一定的影响,对滑爽性影响较大;随着有机硅整理剂B组分占比的提高,硅整理PET中空短纤维的滑爽性先提高后下降,当有机硅整理剂组分A/B质量比为80/20时,硅整理PET中空短纤维的滑爽性较优,为4.0级;随着有机硅整理剂B组分占比的提高,粗旦硅整理PET中空短纤维的膨松性能先提高后略有下降,当有机硅整理剂组分A/B质量比为80/20时,硅整理PET中空短纤维的膨松性能较优,V1达到148cm3/g,V2达到49cm3/g㊂这主要是由于有机硅整理剂B组分过低时,有机硅整理剂A㊁B交联反应不充分,乳化反应不完全,与纤维之间形成的有效共价键㊁氢键少且不牢固[13],纤维表面不能充分形成保护膜,且交联反应产生一定的水,在松弛定型区域,由于水分的挥发,进一步破坏纤维表面的保护膜,因此当有机硅整理剂组分A/B质量比为95/5时,功能基硅整理剂含量少,纤维的滑爽性仅为2.5级,V1仅为128cm3/g,V2仅为38cm3/g;而当有机硅整理剂组分A/B质量比为75/25时,功能基硅整理剂含量过高,组分A 含量不足导致交联反应慢且不彻底,因此滑爽性能变差㊂因此,生产粗旦硅整理PET中空短纤维时有机硅整理剂组分A/B质量比为80/20~90/ 10较合适,本试验选择有机硅整理剂组分A/B质量比为80/20㊂2.3㊀松弛定型温度对纤维性能的影响在纺丝过程中纤维具有潜在的三维卷曲性67㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年第46卷能,但此时纤维的尺寸稳定性差㊁内部结构不稳定,而且加入的有机硅整理剂在低温状态下不能充分进行交联反应,因而需要进行松弛定型㊂合适的松弛定型温度一方面可以使纤维具有良好的三维立体自卷曲性能,另一方面可以使有机硅整理剂进行充分的交联反应,并有效附着在纤维表面,使纤维具有优异的膨松性㊁滑爽性和柔软性㊂㊀㊀在确定环吹风温度为20ħ㊁有机硅整理剂A/B质量比为80/20的条件下,考察松弛定型温度对纤维膨松性能㊁压缩回弹性能及滑爽性能的影响㊂从表4可知:松弛定型温度对硅整理PET 中空短纤维膨松性能㊁压缩回弹性能㊁滑爽性能均有一定的影响,V1随着松弛定型温度的提高逐步增大并趋于稳定,V2㊁E和滑爽性均随着松弛定型温度的提高呈现出先提高后略有下降的趋势;当松弛定型温度为180ħ时,纤维的V1㊁V2㊁E和滑爽性均最高,分别为148cm3/g㊁49cm3/g㊁72%㊁4.0级,纤维的膨松性能㊁压缩回弹性能㊁滑爽性能均较好㊂这主要是由于松弛定型温度较高时,有机硅整理剂两组分能充分发生交联反应,有效组分均匀附着在纤维表面形成保护层,因而提高纤维的滑爽性能;松弛定型温度过低时,有机硅整理剂两组分的交联反应不充分,且发生交联反应所生成的水不能及时有效排出,因而纤维的膨松性能㊁压缩回弹性能㊁滑爽性能不佳;由于有机硅整理剂两组分的交联反应在较高温度下已经充分发生,过高的松弛定型温度对纤维的膨松性能㊁压缩回弹性能㊁滑爽性能贡献不大㊂因此,生产粗旦硅整理PET中空短纤维时松弛定型温度为160~ 190ħ较合适,本试验优选松弛定型温度为180ħ㊂表4㊀松弛定型温度对纤维性能的影响Tab.4㊀Effect of relaxation setting temperature onfiber properties松弛定型温度/ħV1/(cm3㊃g-1)V2/(cm3㊃g-1)E/%滑爽性/级1401243064 2.5 1501283666 3.0 1601374170 3.5 1701464871 3.5 1801484972 4.0 1901484770 3.5 2.4㊀松弛定型时间对纤维性能的影响在确定环吹风温度为20ħ㊁有机硅整理剂A/B质量比为80/20㊁松弛定型温度为180ħ的条件下,考察松弛定型时间对纤维膨松性能㊁压缩回弹性能及滑爽性能的影响㊂从表5可知:随着松弛定型时间的延长,粗旦硅整理PET中空短纤维的V1㊁V2㊁E和滑爽性均呈现出先提高后略有下降的趋势;当松弛定型时间为9min时,粗旦硅整理PET中空短纤维的V1㊁V2㊁E和滑爽性均最高,分别为148cm3/g㊁49cm3/g㊁72%㊁4.0级,纤维的膨松性能㊁压缩回弹性能㊁滑爽性能均较好㊂这主要是由于合适的松弛定型温度和时间可以使有机硅整理剂组分A和B能充分发生交联反应,并将拉伸过程中纤维表面的水分和交联反应所产生的水分带走,使硅油充分有效均匀附着在纤维表面,还能固定纤维内部微观结构,提高成品纤维的尺寸稳定性;而松弛定型时间较短时,有机硅整理剂组分A和B虽然能够有效发生交联反应,但不能将拉伸过程中纤维表面的水分和交联反应所产生的水分全部带走,影响成品纤维的膨松性能㊁压缩回弹性能㊁滑爽性能㊂因此,生产粗旦硅整理PET 中空短纤维时松弛定型时间为7~11min较合适,本试验优选松弛定型时间为9min㊂表5㊀松弛定型时间对纤维性能的影响Tab.5㊀Effect of relaxation setting timeon fiber properties松弛定型时间/minV1/(cm3㊃g-1)V2/(cm3㊃g-1)E/%滑爽性/级51323869 3.071404371 4.091484972 4.0 111444770 4.0 131434669 3.5 2.5㊀充枕性能评价为了考察粗旦硅整理PET中空短纤维是否能够满足用户需求,对环吹风温度为20ħ㊁有机硅整理剂A/B质量比为80/20㊁松弛定型温度为180ħ㊁松弛定型时间分别为7,9,11min的纤维试样进行充枕性能评价,考察纤维的膨松性能和压缩回弹性能是否可以满足用户使用需求,结果见表6㊂表6㊀硅整理PET中空短纤维的充枕性能Tab.6㊀Pillow filling performance of silicon-finished PEThollow staple fiber松弛定型时间/min抱枕初始高度/cm压缩回弹后高度/cm抗压回弹速度按压阻力719.214.7较快较小922.517.0快小1120.315.2较快较小77第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀姚㊀翔等.粗旦高滑爽硅整理PET中空短纤维的生产工艺优化㊀㊀从表6可知,松弛定型时间为9min的粗旦硅整理PET中空短纤维充填抱枕时,抱枕的初始高度最高,为22.5cm,抱枕压缩回弹后的高度也最高,为17.0cm,抗压回弹速度快,按压阻力最小,充枕性能较好,这也进一步说明该工艺条件下生产的粗旦硅整理PET中空短纤维的膨松性能与压缩回弹性能好㊂㊀㊀综上所述,生产粗旦硅整理PET中空短纤维时,在环吹风温度为20ħ㊁有机硅整理剂A/B质量比为80/20㊁松弛定型温度为180ħ㊁松弛定型时间为9min的条件下纤维的膨松性能㊁压缩回弹性能㊁滑爽性能及充枕性能较好㊂3㊀结论a.合理控制粗旦硅整理PET中空短纤维纺丝环吹风温度18~22ħ,有利于纤维成形;控制有机硅整理剂组分A/B质量比80/20~90/10㊁松弛定型温度160~190ħ㊁松弛定型时间7~11 min,可提高纤维的膨松性能㊁压缩回弹性能㊁滑爽性能及充枕性能,满足用户需求㊂b.在环吹风温度20ħ㊁有机硅整理剂A/B 质量比80/20㊁松弛定型温度180ħ㊁松弛定型时间9min的条件下生产粗旦硅整理PET中空短纤维,纤维的V1㊁V2㊁E和滑爽性㊁抱枕初始高度㊁抱枕压缩回弹后高度均最高,分别为148cm3/g㊁49 cm3/g㊁72%㊁4.0级㊁22.5cm㊁17.0cm㊂参㊀考㊀文㊀献[1]㊀孟家明,魏家瑞,陈立柱,等.涤纶三维卷曲中空纤维结构性研究Ⅰ.涤纶中空纤维在纺丝及后加工过程中结构变化特征[J].功能高分子学报,1997,10(4):492-497. [2]㊀张金明.中空纤维硅整理生产工艺探讨[J].合成技术及应用,2005,20(3):48-50.[3]㊀史利梅.低中空高回弹三维螺旋卷曲纤维的制备与性能研究Ⅰ.原料及纺丝工艺研究[J].合成纤维工业,2020,43(6):26-32.[4]㊀史利梅,刘传生,路广,等.低中空高回弹三维螺旋卷曲纤维的制备与性能研究Ⅱ.拉伸工艺研究[J].合成纤维工业, 2021,44(1):38-42.[5]㊀袁京.含氟聚硅氧烷合成及其在织物整理中的应用[D].苏州:苏州大学,2012.[6]㊀李文强,张爱霞,曾向宏.2016年国外有机硅进展[J].有机硅材料,2017(4):308-331.[7]㊀刘爱平.三维卷曲涤纶中空短纤维增容生产技术研究[D].苏州:苏州大学,2005.[8]㊀李仁炎,王辽.三维卷曲中空涤纶短纤维结构与性能的研究[J].合成纤维,2001,30(1):28-31.[9]㊀李振峰.涤纶短纤维生产[M].南京:东南大学出版社,1991.[10]吴亮,王伟,李世君.14.44dtex有硅中空短纤维生产工艺研究[J].合成技术及应用,2021,36(4):41-46. [11]周琼.三维卷曲中空纤维的硅整理效果探讨[J].聚酯工业,2005,18(1):28-29.[12]王辽.三维卷曲中空涤纶短纤维硅油整理生产工艺[J].合成纤维工业,2002,25(1):53-54.[13]毛艳艳.亲水性嵌段共聚有机硅整理剂的合成及应用研究[D].上海:东华大学,2013.Optimization of production process of coarse-denier high-smoothness silicon-finished PET hollow staple fiberYAO Xiang1,WANG Wei1,2,XUE Bin1,2,WU Liang1,LI Shijun1,ZHANG Xujun1(1.SINOPEC Yizheng Chemical Fiber Co.,Ltd.,Yizheng211900;2.Jiangsu KeyLaboratory of High Performance Fiber,Yizheng211900)Abstract:A14.44dtex silicon-finished polyethylene terephthalate(PET)hollow staple fiber was produced using PET melt with an intrinsic viscosity of(0.682ʃ0.010)dL/g as raw material in presence of a bicomponent amino organic silicon finishing agent.The process conditions such as circular air blow temperature,component A/B mass ratio of organic silicon finishing agent, relaxation setting temperature and time were optimized.And the fiberᶄs bulkiness,compression resilience,smoothness and pillow filling performance were characterized.The results showed that the obtained silicon-finished PET hollow staple fiber had fairly good bulkiness,compression resilience,smoothness and pillow filling performance,namely a bulk density of148cm3/g under light load and49cm3/g under heavy load,compression resilience ratio72%,smoothness grade4.0and pillow filling initial height22.5cm and compression rebound height17.0cm when the process conditions were optimized as followed:circular air blow temperature20ħ,organic silicon finishing agent A/B mass ratio80/20,relaxation setting temperature180ħand time 9min.Key words:polyethylene terephthalate fiber;hollow staple fiber;organic silicon finishing agent;production process;bulki-ness;smoothness87㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年第46卷。
研究与开发合成纤维工业,2023,46(6):34CHINA㊀SYNTHETIC㊀FIBER㊀INDUSTRY㊀㊀收稿日期:2023-07-03;修改稿收到日期:2023-10-07㊂作者简介:刘传生(1982 ),男,高级工程师,主要从事化纤新技术㊁新产品的研究与开发㊂E-mail:liucsh.yzhx@㊂热处理对低熔点复合纤维干热收缩率和黏结性能的影响刘传生,史利梅,陈海燕(中国石化仪征化纤有限责任公司研究院,江苏仪征211900)摘㊀要:将皮层为低熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)㊁芯层为常规PET 的低熔点复合纤维在100~180ħ下热处理时间40min,研究热处理温度对复合纤维干热收缩率的影响;将低熔点复合纤维按一定比例和常规涤纶混合㊁开松,混合纤维于100~180ħ下热处理时间40min,研究不同热处理温度和低熔点复合纤维含量对混合纤维黏结性能的影响㊂结果表明:低熔点复合纤维的单纤维及多纤维的干热收缩率均随热处理温度的升高而增大,在热处理温度160ħ时可获得较稳定的干热收缩率,单纤维干热收缩率为14.5%,多纤维干热收缩率为34.1%;随热处理温度的提高及低熔点复合纤维含量的增加,混合纤维的黏结性能均增强,综合考虑混合纤维的黏结性能及使用性能,较佳热处理工艺为低熔点复合纤维质量分数20%㊁热处理温度160ħ㊁热处理时间40min㊂关键词:聚对苯二甲酸乙二酯纤维㊀低熔点复合纤维㊀热处理㊀干热收缩率㊀黏结性能中图分类号:TQ342+.21㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1001-0041(2023)06-0034-04㊀㊀低熔点复合纤维在较低热处理温度下可熔融黏合,具有黏合性能好㊁生产成本低等优点,而且整个热黏合过程绿色环保,对黏合织物的硬挺度也有一定的增强作用㊂目前,低熔点复合纤维已大规模代替传统的溶剂型黏合剂在热黏合领域广泛应用[1-3]㊂低熔点复合纤维的低熔点组分因第三单体间苯二甲酸的引入使其链段的规整性遭到破坏,结晶区不完善,热处理时非晶区大分子链段在高温下发生热运动,伸直的大分子链段因部分取向解除使纤维产生收缩㊂低熔点复合纤维在后道加工过程中,满足黏结性能的同时还需保持稳定的收缩率㊂严岩等[4]研究了纺丝工艺对纤维干热收缩率的影响,降低纺丝速度㊁升高拉伸温度㊁降低拉伸倍数均有利于降低纤维干热收缩率㊂目前,对不同热处理工艺下低熔点复合纤维干热收缩率的变化规律研究较少㊂在热黏合领域中,低熔点复合纤维作为黏合剂,黏结性能是评价其应用效果的关键指标[5-6]㊂热处理温度是影响低熔点复合纤维软化㊁熔融㊁黏合的重要参数㊂热处理温度过低,低熔点复合纤维熔融不充分,冷却后黏结性能低;热处理温度过高,则会导致低熔点复合纤维的皮芯结构受损,机械性能下降,从而降低制品的综合性能㊂另外,低熔点复合纤维与常规纤维的混合比例对黏结性能的影响也至关重要㊂低熔点复合纤维含量过少,制品易出现黏结牢度低㊁分层㊁起毛等问题;低熔点复合纤维含量过多,热处理过程中易黏辊,制品强度低,手感差[7-9]㊂因此,研究热处理对低熔点复合纤维黏结性能的影响,对其在后道加工中的应用具有重要的指导意义㊂作者通过对低熔点复合纤维在一定温度和时间下进行热处理,研究复合纤维的单纤维和多纤维干热收缩率的变化规律,并通过测试热处理后混合纤维压缩高度的变化研究不同热处理温度和低熔点复合纤维含量对黏结性能的影响,为低熔点复合纤维在热黏合领域的应用提供工艺参考㊂1㊀实验1.1㊀主要原料低熔点复合纤维与常规涤纶均由中国石化仪征化纤有限责任公司生产㊂低熔点复合纤维的皮层组分为低熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯(LPET),起始熔融温度约105ħ,芯层组分为常规聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)㊂低熔点复合纤维和常规涤纶的基本性能见表1㊂表1㊀2种纤维的性能指标Tab.1㊀Performance index of two kinds of fibers试样断裂伸长率/%断裂强度/(cN㊃dtex -1)卷曲数∗/个卷曲度/%线密度/dtex㊀低熔点复合纤维42.553.8511.410.09 2.26㊀常规涤纶24.306.2411.211.501.33㊀㊀注:∗是指25mm 纤维的卷曲个数㊂1.2㊀主要设备与仪器QL062型复合短纤维开松机:青岛莱恩机械有限公司制;DHG-9035A 型鼓风干燥箱:上海一恒科学仪器有限公司制;XPL-2型光学显微镜:南京江南永新光学有限公司制;XH-1型纤维干热收缩测试仪:上海新纤仪器有限公司制㊂1.3㊀低熔点复合纤维的热处理单纤维热处理:在纤维束中取单根低熔点复合纤维,将其在自然弯曲状态下分别于100,120,140,160,180ħ下热处理40min㊂多纤维热处理:将低熔点复合纤维开松处理后,取2.5g 纤维多次少量地铺入烧杯中形成规则的圆柱形,再对多纤维圆柱体进行热处理,热处理温度分别为100,120,140,160,180ħ,热处理时间均为40min㊂混合纤维热处理:按一定比例称取常规涤纶和低熔点复合纤维并初步手动均匀混合(混合纤维中低熔点复合纤维质量分数分别为10%㊁15%㊁20%㊁25%㊁50%㊁100%),再在开松机中进行开松,每个试样开松2次;取2.5g 开松后的混合纤维,将混合纤维多次少量地铺入烧杯中形成规则的圆柱形,对混合纤维圆柱体进行热处理,热处理温度分别为100,120,140,160,180ħ,热处理时间均为40min㊂1.4㊀分析与测试单纤维干热收缩率(S 单):取10根低熔点复合纤维,测量纤维在拉直状态下的平均长度(L 0),再测量热处理后纤维在拉直状态下的平均长度(L ),按式(1)计算S 单㊂S 单=L 0-L L 0ˑ100%(1)多纤维干热收缩率(S 多):测量多纤维圆柱体的高度和直径,得出初始体积(V 0),再测量热处理后多纤维圆柱体的高度和直径,得出热处理后的体积(V ),按式(2)计算S 多㊂S 多=V 0-V V 0ˑ100%(2)黏结性能:测量热处理后混合纤维圆柱体的高度(H 0),再在混合纤维圆柱体上加500g 的砝码,测量压缩后的柱体高度(H ),H 0与H 的差( H )可表征热处理后纤维的黏结性能, H 越大,表明黏结性能越低㊂2㊀结果与讨论2.1㊀热处理温度对低熔点复合纤维干热收缩率的影响㊀㊀从图1可以看出:低熔点复合纤维的S 单随热处理温度的升高先快速增加,而后逐渐放缓;热处理温度100ħ时,S 单最小,为2.8%,这是因为在偏低的热处理温度下低熔点复合纤维未充分受热,大分子链段的解取向作用不明显,收缩效果较差,S 单较小;热处理温度从100ħ逐渐升至160ħ,S 单由2.8%快速增加到14.5%,这是因为升高温度使非晶区的大分子链段热运动加剧,解取向作用增强,大分子链段呈现卷曲状态,S 单提高;进一步将热处理温度从160ħ升至180ħ,S 单增长幅度变缓,这是因为芯层常规PET 组分中的大分子链段热运动逐渐加剧,结晶度逐渐增加,从而减弱了纤维形变的程度,使复合纤维的S 单增加变缓㊂图1㊀低熔点复合纤维干热收缩率随热处理温度的变化Fig.1㊀Change of dry heat shrinkage of low-melting pointcomposite fiber with heat treatment temperature㊀㊀从图1还可以看出:低熔点复合纤维的S 多随热处理温度的变化趋势与单纤维基本相同;多纤维发生干热收缩除了上述单纤维的原因外,还与纤维间的相互黏结作用有关,热处理温度100ħ时,皮层未熔融,纤维相互黏结的能力较弱,宏观上表现为多纤维的形态变化不明显,S 多只有1.4%;热处理温度160ħ时,S 多迅速上升到34.1%,这是因为高温加速了皮层的熔融,纤维间53第6期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀刘传生等.热处理对低熔点复合纤维干热收缩率和黏结性能的影响形成的黏结点增加,并形成网络状结构,单纤维通过黏结点带动整个网络收缩,温度越高,收缩作用越明显,S多越大;热处理温度160~180ħ时,低熔点组分充分熔融,纤维间的黏结点数量逐步趋于稳定,多纤维形成的网络结构收缩能力提升有限,导致S多增大放缓㊂因此,低熔点复合纤维较适宜的热处理温度在160ħ左右㊂2.2㊀热处理对低熔点复合纤维黏结性能的影响2.2.1㊀热处理温度对黏结性能的影响从图2可以看出:整体上,随着热处理温度的升高,混合纤维的 H变小,表明混合纤维的黏结性能提高;热处理温度100ħ时,不同比例混合纤维的 H均较大,即黏结性能均较低;热处理温度升高到120ħ时,低熔点复合纤维质量分数为10%㊁15%㊁20%㊁25%㊁50%㊁100%的混合纤维的 H分别降低了0,0,1,1,1,5mm, H均变化不大,这是因为较低温度下低熔点复合纤维熔融程度较低,纤维间只有微量的的黏结点,黏结性能提升有限;热处理温度由120ħ升至160ħ时,低熔点复合纤维质量分数为10%㊁15%㊁20%㊁25%㊁50%㊁100%的混合纤维的 H分别降低5,5,8,8, 17,32mm, H下降幅度都明显增大,说明热处理温度的提高促进了纤维间黏结点的产生,混合纤维的网络状结构逐渐稳固,抗形变能力增强,在外力下形变程度降低,黏结性能明显提高;热处理温度由160ħ升至180ħ时,不同低熔点复合纤维含量的混合纤维的 H变化均趋于平缓,这是因为低熔点复合纤维在高温下充分熔融,黏结点数量增加较少,黏结性能的提高也随之趋缓㊂图2㊀不同低熔点复合纤维含量的混合纤维的H随热处理温度的变化Fig.2㊀Change of H of mixed fiber containing different amounts of low-melting point composite fiber with heat treatment temperature ʏ 质量分数10%;һ 质量分数15%;Ә 质量分数20%;▼ 质量分数25%;◀ 质量分数50%;▶ 质量分数100%㊀㊀另外,过高的温度会使纤维皮芯结构遭到破坏㊁芯层常规组分及常规纤维的机械性能下降,最终导致混合纤维的综合性能降低㊂因此,为使混合纤维具有良好的黏结性能,并保持低熔点复合纤维结构的完整性,较佳热处理温度为160ħ㊂2.2.2㊀低熔点复合纤维含量对黏结性能的影响从图2还可以看出:在相同热处理温度下,混合纤维中低熔点复合纤维含量越多,混合纤维的 H越小,黏结性能越高;热处理温度160ħ时,低熔点复合纤维质量分数为10%㊁15%㊁20%㊁25%㊁50%㊁100%的混合纤维的 H分别为43, 42,38,36,28,2mm,这是因为低熔点复合纤维含量越高,经热处理后纤维间形成的黏结点也就越多,混合纤维形成的网络状结构也更稳固,黏结性能相应提高;在热处理温度100~180ħ的条件下,低熔点复合纤维质量分数为10%时的混合纤维的 H只降低了5mm,这是因为低熔点复合纤维含量过少,纤维间黏结点增加有限,对黏结性能的提高作用不大;热处理温度100~180ħ,低熔点复合纤维质量分数为15%的混合纤维的 H降低了11mm,黏结性能提升明显,当低熔点复合纤维质量分数提高至20%㊁25%时,混合纤维的 H 降低幅度均为14mm左右,说明黏结性能的提高达到相对平衡,混合纤维的网络状结构达到稳定状态,进一步提高低熔点复合纤维质量分数至50%㊁100%时,混合纤维的 H分别降低了24, 38mm,黏结性能大幅提高,但低熔点复合纤维含量的升高会使混合纤维的强度下降,且过多的黏结点导致纤维间并丝㊁板结现象严重,使混合纤维的手感发硬,应用受到限制㊂因此,在满足混合纤维黏结性能及使用性能的条件下,混合纤维中低熔点复合纤维质量分数为20%较为合适㊂㊀㊀从图3可以看出:室温下混合纤维中低熔点复合纤维呈松散状态,随着热处理温度的提高,纤维间因受热收缩产生位移并逐渐致密;热处理温度100ħ时纤维间相互收紧但无黏结点出现, 120ħ时出现较小的黏结点,140ħ时黏结点形状清晰,面积扩大,但在纤维交叉处分布不均匀, 160ħ时黏结点在纤维交叉处结构规整,且纤维自身形貌基本没变,180ħ时低熔点复合纤维出现较大面积的破损,低熔点组分过度熔融,皮层结构遭到破坏㊂这进一步说明低熔点复合纤维质量分数20%㊁热处理温度160ħ时,混合纤维具有完整的结构和较好的黏结性能㊂63㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年第46卷图3㊀不同热处理温度下混合纤维中低熔点复合纤维的形态Fig.3㊀Morphology of low-melting point composite fiber inmixed fiber at different heat treatment temperatures混合纤维中低熔点复合纤维质量分数为20%㊂3㊀结论a.低熔点复合纤维的单纤维及多纤维的干热收缩率均随热处理温度的升高而增大,在160ħ时可获得较稳定的干热收缩率,S 单为14.5%,S 多为34.1%㊂b.提高热处理温度可以增加混合纤维间的黏结点,从而提高其黏结性能㊂热处理温度160ħ时,纤维结构保持完整,黏结性能较好㊂㊀㊀c.混合纤维中低熔点纤维含量越高,黏结性能越好㊂低熔点复合纤维质量分数为20%时,可以同时满足混合纤维的黏结性能及使用性能,整体性能最好㊂参㊀考㊀文㊀献[1]㊀刘传生.LPET 和PET 的流变性能及其皮芯复合纺丝研究[J].合成纤维业.2021,44(4):38-42.[2]㊀林世东,姚洪涛.我国低熔点涤纶短纤维的发展现状及发展趋势[J].合成纤维工业,2018,41(5):40-45.[3]㊀刘传生.热处理工艺对含低熔点涤纶短纤维混纺纱性能的影响[J].合成纤维工业,2022,45(4):25-29.[4]㊀严岩,朱福和,潘晓娣,等.低熔点皮芯复合聚酯纤维干热收缩研究[J].合成技术及应用,2018,33(3):5-9.[5]㊀唐建兴,严岩.低熔点阻燃聚酯的合成及复合纤维研究[J].合成技术及应用,2022,37(4):21-25.[6]㊀吴文锟.皮芯型低熔点聚酯复合纤维的生产及热缩性能评价[J].化工管理,2020(3):114-116.[7]㊀马新敏,于伟东.PBT /PET 复合纤维的结构特征与热收缩率表征[J].东华大学学报(自然科学版),2005,31(5):101-105.[8]㊀仲蕾兰,彭正勇,肖茹.热处理对共聚酯复合纤维性能的影响[J].东华大学学报(自然科学版),2000,26(6):109-113.[9]㊀汤清伦,韦炜,姚远,等.热处理对含低熔点涤纶长丝针织物性能的影响[J].针织工业,2020(10):20-23.Effect of heat treatment on dry heat shrinkage and bondingproperty of low-melting point composite fibersLIU Chuansheng,SHI Limei,CHEN Haiyan(Research Institute of SINOPEC Yizheng Chemical Fibre Co.,Ltd.,Yizheng 211900)Abstract :Low-melting point composite fibers with low-melting point polyethylene terephthalate (PET)as the sheath layer andconventional PET as the core layer were exposed to heat treatment at 100-180ħfor 40min.The effect of heat treatment temper-ature on dry heat shrinkage of low-melting point composite fibers were studied.The low-melting point composite fibers were mixed and loosen with conventional polyester fibers at a certain proportion to produce mixed fibers which were heat treated at 100-180ħfor 40min.The effects of different heat treatment temperatures and low-melting point composite fiber content on the bond-ing property of the mixed fibers were studied.The results showed that the dry heat shrinkage of single and multiple low-melting point composite fiber increased with the elevation of heat treatment temperature,and the stable dry heat shrinkage can be obtained at a heat treatment temperature of 160ħ,14.5%for single fiber and 34.1%for multiple fiber;the bonding property of themixed fibers was enhanced with the increase of heat treatment temperature and the content of low-melting point composite fibers;and taking into account the bonding property and service performance of the mixed fibers,the optimal heat treatment conditionswere determined as followed:20%low-melting point composite fibers by mass fraction,heat treatment temperature 160ħand heat treatment time 40min.Key words :polyethylene terephthalate fiber;low-melting point composite fibers;heat treatment;dry heat shrinkage;bondingproperty73第6期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀刘传生等.热处理对低熔点复合纤维干热收缩率和黏结性能的影响。
化学纤维制造的节能与减排措施化学纤维作为现代工业的重要组成部分，广泛应用于纺织、服装、建筑、医疗等诸多领域。
然而，化学纤维的生产过程往往伴随着能源消耗和环境污染。
为了实现可持续发展，化学纤维制造业必须采取节能减排措施。
本文将探讨化学纤维制造过程中节能与减排的措施。
1. 节能技术应用（1）优化生产工艺流程：通过采用先进的生产工艺和设备，提高生产效率，降低能源消耗。
例如，采用高效聚合反应器、优化纺丝工艺等。
（2）余热回收利用：在化学纤维生产过程中，会产生大量的余热。
通过余热回收系统，将余热用于其他工序或厂区供暖、制冷等，减少能源浪费。
（3）能源管理系统：建立能源管理系统，对生产过程中的能源消耗进行实时监控、分析和优化，提高能源利用率。
（4）高效设备选用：选用高效、低能耗的生产设备，降低能源消耗。
例如，采用节能型聚合釜、高效节能纺丝机等。
2. 减排技术应用（1）清洁生产技术：采用清洁生产技术，减少生产过程中有害物质的排放。
例如，开发环保型单体、优化聚合反应条件等。
（2）废水处理与回用：化学纤维生产过程中会产生大量废水，通过废水处理技术，实现废水达标排放或回用。
例如，采用生物处理、膜分离等技术。
（3）废气处理：对生产过程中产生的废气进行处理，减少有害气体排放。
例如，采用活性炭吸附、光催化氧化等技术。
（4）固体废弃物处理：对产生的固体废弃物进行分类、处理和资源化利用，减少环境污染。
例如，采用焚烧、填埋、资源化利用等方式。
3. 节能减排策略（1）绿色生产：遵循绿色生产理念，从源头减少能源消耗和环境污染。
例如，选用环保型原料、优化生产工艺等。
（2）循环经济：建立循环经济体系，实现原料、能源、水资源的高效循环利用。
例如，实施废水、废气、固体废弃物的资源化利用。
（3）产业结构调整：优化产业结构，发展高附加值、低能耗的产业，逐步淘汰落后产能。
（4）政策引导与激励：政府通过制定相关政策，引导企业实施节能减排措施。
例如，设立专项资金支持、税收优惠等。
年产60万吨聚酯（PET）项目专案二〇一一年六月年产60万吨聚酯（PET）项目专案一、总论1. 项目名称：60万吨/年聚酯（PET）项目2. 项目单位：济宁化学工业开发区。
园区于2009年5月成立，是济宁市重点发展的化工园区，位于山东省济宁市南20公里，规划面积23平方公里,起步区10平方公里。
依托当地煤炭、水资源等优势，以深度开发、精深加工、高端发展为目标，逐步形成煤化工、精细化工、化工新材料、生物医药等产业协调发展的综合性循环经济示范区。
3. 拟建地点：济宁化学工业开发区。
4. 建设内容与规模：聚酯60万吨/年，包括20万吨/年瓶基聚酯、20万吨/年BOPET切片、20万吨/年纤维用聚酯。
拟采用PTA直接酯化连续聚合工艺。
5. 建设年限：2011-2013年。
6. 投资概算：20亿元。
7. 经济效益：年实现销售收入75亿元，利税4.5亿元，投资回收期6年。
二、项目建设的必要性和条件1. 建设的必要性分析1.1 产品性能聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethyleneterephthalate），简称PET，俗称涤纶树脂，是聚酯中最主要的品种。
乳白色或浅黄色、高度结晶聚合物，表面平滑有光泽。
在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，作为包装材料PET具备以下优点：①有良好的力学性能，冲击强度是其它薄膜的3-5倍，耐折性好；②耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂；③具有优良的耐高、低温性能，可在120℃温度范围内长期使用，短期使用可耐150℃高温，可耐-70℃低温，且高、低温时对其机械性能影响很小；④气体和水蒸汽渗透率低，既有优良的阻气、水、油及异味性能；⑤透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好；⑥无毒、无味，卫生安全性好，可直接用于食品包装。
PET有酯键，在强酸、强碱和水蒸汽作用下会发生分解，耐有机溶剂、耐候性好。
缺点是结晶速率小，成型加工困难，模塑温度高，生产周期长，冲击性能差。
一般通过增强、填充、共混等方法改进其加工性。
年产10万吨PET生产车间的工艺设计摘要本设计是年产10 万吨聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET ）车间合成工段初步设计。
本文对PET 的研究，生产和应用进行了详细的概述，阐述了其在化学工业中的作用和地位。
并介绍了PET 的制备方法和确定了PET 的生产工艺。
在确定PET 生产工艺的基础上进行了物料衡算，设备选型和车间设计等过程。
文中还对供电、供水、采暖等方案进行了简单的阐述。
关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET ，酯交换法，反应釜选型目录摘要 (I)1. 概述................................................................ 1..1.1聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的概述 (1)1.2聚酯生产技术进展............................................... 1.1.3中国生产消费现状................................................2.1.4产品构成....................................................... 3.1.5中国聚酯工业及与国外先进水平的差距 (4)2. 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的特性与应用 (6)2.1 特性............................................................ 6..2.2 应用............................................................ 8..2.3聚对苯二甲酸乙二醇酯的改性品种 (8)2.3.1增强改性PET ..................................................................................... 8.2.3.2共混改性PET ..................................................................................... 9.2.3.3结晶改性PET ..................................................................................... 9.2.4聚对苯二甲酸乙二醇酯的成型加工 (9)2.4.1PET的加工特性............................................ 9.2.4.2 PET的加工方法 (10)3. PET制备方法的简介和选取 ........................................... 1.13.1酯交换缩聚法.................................................. .1.13.2直接酯化缩聚法................................................ .1.13.3环氧乙烷法..................................................... 1.23.4 PET合成方法的选取 (12)4. 物料衡算 (14)4.1酯交换阶段..................................................... 1.44.1.1第一酯交换器R101物料衡算 (14)4.1.2第二酯交换器R102物料衡算 (15)4.1.3第三酯交换器R102物料衡算 (15)4.1.4 BHET储槽物料衡算 (16)4.2缩聚阶段 (16)4.2.1第一聚合釜R201物料衡算................................. 1.74.2.2第二聚合釜R202物料衡算................................. 1.74.2.3第二聚合釜R203物料衡算................................. 1.84.3切粒包装 ....................................................... 1..8.5 关键设备的选型...................................................... 1..9.5.1釜的选型 ....................................................... 1..9.5.2 其他设备的选型................................................. 1..9.6.车间设备布置设计..................................................... 2..0.6.1 车间设备布置的原则............................................ 2..06.1.1 车间设备布置的原则....................................... 2..06.1.2 车间设备平面布置的原则................................... 2..06.1.3 车间设立面布置的原则..................................... 2..06.2车间设备布置 ................................................... 2..1.6.2.1 车间设备平面布置......................................... 2..16.2.2 车间设备立面布置......................................... 2..17. 公用工程............................................................ 2..2.7.1 供水.......................................................... 2..2.7.2 供电.......................................................... 2..2.7.3 供暖.......................................................... 2..2.7.4 通风........................................................... 2..2. 参考文献............................................................. 2..3.. 致谢.................................................................. 2..4..1•概述1.1聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的概述聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）为聚对苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换法制成的聚合物，俗称涤纶，英文名称Polyethyleneterephthalate简称PET或PETP。
