PET切片干燥过程中的固相缩聚

短纤,纤维,染整,涤纶,差别化

P T切片干燥过程中的固相缩聚 E陈克杈 (上海石化息厂维纶厂)摘要

本文通过测定干燥后P ET切片的特性粘度及所坊成纤维的强伸度，研完了直接

百化法生产的P旨 ET￣在连续式充填干燥嚣中干燥过程中所发生的固相缩聚。研究 o片姑果表明干燥温度和干爆时问对固化反应的速度和程度都有很大影响，固相缩聚后的干切片拈度和分子量有所提高，井将导致熔体温度和 P OY强度提高。干燥温度和时问的虹动台导致干钿特性拈皮的不均，井连一事导致纤维的不匀率提高。

一

刖

堂。

卷绕建度 3 O/n n,他有关的工艺条件 2 0 ri其剐于袁 l。表 t帮分千操和缩丝工艺条件

固相缩聚系指在原料熔点(或软化温度 ) 以下进行的缩聚反应，常用于合成高分子量和高熔点，,及二甘醇含量低 的 P 以 ET( 聚对苯二甲酸乙二酯 )。文献报导， ET固相缩聚反应的温度 P为 10 2 0 8￣,℃,面在 P T熔点以下的 2￣ 4 5 E 0 0

工艺参数

I* l子慢器 l * 干燥机 f纺壁 2

时，固相缩聚的反应速度较快 。在阔敬法生产涤纶长丝时，由于 P切片在干燥器 ET3.样品潮试条件 U )特性粘鹿

内经受了一定温度和停留了较长的时问，一

旦温度和时间合适，完全有可能发生圃相缩聚反应。

以苯酚一四氯乙烷混合溶剂 (量出 1重：

I溶解切片后， 2 在 5±0.℃的恒温水浴中甩 1鸟氏粘度计测试特性粘度，并由下式计算粘均分子量面：[]= 1. 7× 1‘ 2 0 I

本厂 V l L sn涤纶高速纺丝装置采用 a ei a的是连续式充填干燥器，切片在其中停留约 6 1,以在切片干燥过程中发生了固相缩/时所，聚反应，干切片的特性粘度和分子量提高，使 并由此造成了纺丝加工中的某些异常情况和尘维不匀率的提高。于

[)强仲度皇

用西德的S TAT MAT M型自动强伸仪 I -测定 P OY的强伸度，预张力 1 o夹距 2 0 2 N, 0 mm,仲速度 1 5 m/ e。拉

2、r se a()纤度 3

二1原料

方法与原料

用常州第二纺织机械厂生产的Y 0 6 G一 8 型测长仪测定P OY纤度，预张力 1 c 2 N。

P是上海石化总厂涤纶 -采用直接 ET -F"

醢化法工艺生产的，特性粘度] 0 6 3为 .62.工艺条件

三一

结果与讨论

湿切片干燥在连续式充填干燥器中进行，杆挤压机没有预过滤器或静态混合器 .螺一

1一千燥过程中切片牯度的增加

般来说，含有0的高温条件下， E 在。 PT

50一

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台发生热降解，使其分子量降低，然而在切片干燥中，实际情况并非完垒如此。 2列袁所的是切片干燥后特性牯度的平均值与湿切片特性粘度的比较，其中经过干燥器后，干切片的特性粘度无一例外地增加了，变化范围为0 60 06 8 . 7~ . 8;而经 2干燥器后，千切

应温度较低时，于化学反应速度相对较慢，由 化学反应本身对固相缩聚反应速度起着主要作用，结果整个圈相缩聚反应的表观速度比较缓慢}当反应温度升高时，化学反应和扩散速度都加快，但 P T分子链段的活动性 E大

和反应性比扩散过程对温度更加敏感，反应速度比扩散速度增加得更多，因此扩散过程对固相缩聚反应起着主要作用。这个导致支配作用发生变化的转折温度就在 2 5(左右。 1。 1 P T的缩聚过程包括链增长反应和热降 E解反应 (反应式如 () ()由于热降解反 1、 2。应的活化能 ( 9 .k/ . 远远大于链增长 1 4 8 J mo l反应的活化能 (固相缩聚时的 1 3.k/ l如 1 2 J mo

片特性粘度则为 0 6 0 6 3偶而出现低 .5~ .8, 4于湿切片特性枯度的情况。这里除了有在于

燥温度下不容易发生热降解反应的因素外，更主要的是发生了固相缩聚反应。襄 2切片千壤前后的[和丽

l干燥器

干燥器

[]目

埘 n

]0G0 8 26 2 l6

m J0. 6 69 2 25 15

或 1 5 6 Jmo )而固相缩聚反应又是 2 .k/ l,在较

低温度下进行的，此时热降解反应的活

06 3 20 4 6 1 3

化能更高，所以在切片干燥过程中，主要是发生如式 ( )表示的链增长反应，即发生固 1相缩聚反应。0/一\

2 .PET固棺缩聚反应机理

对于 P T这种线性缩聚物来说，发生固 E相缩聚反应的温度条件有两种：一是反应温度在起始单体熔点以下}二是反应温度在起

键增长反应：一<0>一 O H.H OH+H C C C C OH\一，

l l

始单体熔点以上，缩聚物熔点以下。 P ET发生固相缩聚反应的适宜温度为 1 0 2 0 ( 8￣ 5。, 10

0

0

l l

,\一

/、一

l l

I l

黄关葆等人在研究 P T固相缩聚反应动力 E

C:c<0> 一 Ho -一—<0) e C . c - r HC 0 i H一

学时发现， P T分子量随反应温度的变化规 E律在 5 5 c有一个转折 (图]。在同一反 1口时见 )应时问内，随着反应温度的提高，分子量逐步增加，当温度低于 2 5 (时，增长速度很 1。1链慢’而当温度高于 2 5a时，增长速度暇显 t。链加快。~ 一

> HC.: 一+O=H H I O￣ CI I一 .

( 1 )1/ -\ 1\/一

热降解反应：一\\/-/O

c0c H c H: c。

O

。

<-一1+H c。一 一 - 1>cHc Hc// /。 L\\ I -() 2

22

3影响千燥过程中固相缩聚反应的因素 .反应速度是一个动力学问题，影响固相

三2

.

1 .

缩聚反应速度的因素主要有温度、时间和反越 (】 ' c

应历程等。()干燥温度 1

圈 1分子量随温度的变化关系 (间 1/ 时 0 )￣

P T固相缩聚反应属于二级反应，反应 E速度正 t: OH]。固楣缩聚时的反应速度 h PE。受两个因素控制；化学反应和扩散过程。反

由于切片干燥的温度远低于文献报导的

转折温度 2 5O,以干燥过程中P T固相缩 1￣所 E聚反应的速度较缓慢 .切片特性蠹增加值嫂一

S一

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也很低，分别为2. 6 (干燥

器 ) 0 9面 5师 1和—0 0燥器 )干。但应该看到，使在较低的 1 5即 G~

匀i阶段，端羧基和端羟基可以继续反应，}聚 促进链增长，而甲酯端基则是缩聚反应的阻

1 6C范围内，度对特性粘度的相对增加 8。温

聚剂。直接酯化法工艺生产的 P T含有相对 E较多的反应性端羧基和端羟基，结果利于进一

值却有很大的影响。由表1和表 2见，尽管可两台干燥器的进 E风温仅相差 1。左右，但 l 0C

步发生缩聚反应}而对于用酯交换法工艺

干切片特性粘度的增加值却相差 2 8倍，这 .4说明温度对于干燥过程中P T固相缩聚反应 E的速度影响很大。 因现有干燥器条件的限制，在控制温度下不可避免地会出现局部温度过高的情况， 另外，由于缩聚反应是一种放热反应，这样就会造成体系的温度升高。因此，在干燥过程中，难免出现局部温度不均匀的情况，这

生产的P T来说，残存的甲酯端基在缩聚过 E程中会阻碍反应的进行。裹 3不同切片的分子量增长结果对比骨子量温度( )℃ 时间 ( h)

直接酯化洼 l酯交换注

25 325 4

2 02 0

2 86 5 53 15 37

}

25 5 4 22 3 51 4

样在相同的干燥时间内就会导致干切片特性粘度增加值的不均匀性。( )干燥时间 2

()搅拌作用 4

搅拌作用主要影响切片在预结晶段中受热的均匀性和单体或聚合物的扩散速度。由

在较低的温度 ( …… 此处隐藏：5254字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……