PTT纤维的性能和应用探讨

1、PTT纤维的性能和应用探讨热塑性聚酯可分为两大类，即由芳香族二竣酸与脂肪族二 醇合成的聚合物，以及由芳香族二竣酸与芳香族二苯基化合物合 成的聚合物。前一类中，除了人们熟悉的聚对苯二甲酸乙二醇酯 （PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）外，还有新开发的聚对苯二 甲酸丙二醇酯（PTT）、聚对苯二甲酸亚环己烯基二甲酯 （PCT）和 PCTfPET勺共聚物（PENP）。其中PTTM有优良的性能，弹性、尺 寸稳定性和染色性均优于PETffi PBTPTT （聚对苯二甲酸丙二醇酯）是由对苯二甲酸二甲酯或对 苯二甲酸和1,3 丙二醇聚合而得的聚酯。其分子式为：00N I*-0C_cooaij3ay 阳播t

2、oo必一一coocfl* ch,oHO（QCJ.OOC COOCK. 0.9dl/g 的PTT,预计其生产费用可与聚酰胺相竞争。预计在今后10年内，杜邦和壳牌化学公司PTT销售量将达到45万吨/年。杜邦公司在 美国金斯顿拥有1.2万吨/年Sorona PTT纤维生产装置，另外，5.9 万吨/年闲置的PET聚酯装置也可改产PTTo最近，杜邦公司又使 其美国金斯顿SoronaPTT装置扩能3.5万吨/年。韩国Huvis公司将 位于全州的一套PE碟酯生产线，采用杜邦技术改为生产1万吨/年PTT；旭化成和帝人公司将合并其各自的PTT千维业务，成立50/50的合资企业Solotex公司，新公司销售额将达

3、10亿日元/年 （800万美元/年），2006年可望提高到100亿日元/年。杜邦和壳牌 公司也看好PTT在工程聚合物和薄膜领域的应用前景，预计 PTT 纤维占70%, PTTW脂和薄膜占30%。日本东丽工业公司与杜邦公 司于2001年签约，由东丽使用杜邦的Sorona 3GT PTT聚合物生产 技术生产和销售 PTT,于2002年10月在日本三岛建成 0.1万吨/年 PTT千维装置。由于需求增长，东丽将于 2004年初将其在三岛的 PTT纤维的产能由0.1万吨/年扩大到0.15万吨/年，并计划在2004 年底将产能再提高到0.2万吨/年，在2005年底扩建至0.2万吨/年。 据分析，世界PTT

4、J场现约为32万吨/年。目前美国、欧洲、日本、 韩国及我国台湾都已开始工业化生产 PTT,并掀起开发热潮，但 世界PT性产能力主要集中在美国。 壳牌化学公司预计2010年PTT 纤维的需求量将达到100万吨，将来需再建56套世界规模级PTT 装置才能满足需求，现在与大宗聚酯厂考虑在美洲就共同销售达 成协议。PTT勺产业化开发工作引入国内， 始于2000年8月由上海 华源股份有限公司与壳牌化学公司达成的合作开发协议。我国内地PTTT业化生产尚处于立项阶段，但从地毯、纺织品及工程塑 料市场容量看，具有广阔的前景。随着PTTX艺不断完善，生产成本下降和应用市场开拓，它将在性能、价格上与PET PBT

5、F口PA66等竞争。国家产业部门已将发展PTTR入 十一五”合成纤维结构 调整规划。今年2月，厦门翔鹭化纤股份有限公司携手美国杜邦 公司合作开发的PTTf维批量生产，每个月能生产出 200吨PTTf 维。另外，绍兴兴虹化纤工业有限公司与美国杜邦公司关于PTT纤维合作生产及技术协助协议已在绍兴正式签约，绍兴兴虹化纤工业有限公司将成为美国杜邦公司在中国大陆正式授权生产PTT纤维长丝的企业。1 , 3-PDO简介：1,3-丙二醇（1,3-Propanediol 以下简称 1,3-PDO ,化学式为：（CH2OHCH2CH2O灌一种重要的有机化 工原料，主要应用于：油墨、涂料、化妆品、制药、防冻剂等行

6、 业。它最重要的用途是作为聚酯聚醴和聚亚氨酯的单体，由它合成的聚酯有独特的性质和优异的性能，而且可以使聚酯塑料具有易于自然循环的，可生物降解特性。近年来，作为重要的有机合 成原料和中间体，因其独特性能以及广泛的用途成为研究开发的 热点。1,3-PD端无色、无味、透明粘稠液体，有吸湿性与水醇及多 种有机溶剂混溶，稍溶于苯和氯仿，其化学性质体现了醇和二醇 的典型性能，能与酸反应后生成酯。1,3-PDCT泛应用于有机合成领域，可以作为聚酯、聚醴和聚 氨酯的重要单体原料，这类聚合物具有生物可降解性等许多其它 二元醇合成塑料所不具有的优良性质，因而1,3-PDO在有机合成领域的应用正日益增加。4）目前全

7、球1,3-PDO勺生产基本上被德国Deguss必司、美国克膻 公司和美国杜邦公司三家垄断。三个公司各自采用的是不同的技 术路线。Deguss公司采用的是丙烯醛水合氢化法，壳牌公司采 用的是环氧乙烷碳基化法，两个公司走的都是石化合成路线工另一家1,3-PDO生产商杜邦公司采用的是自己创新的生物工程 法。（二）PPT千维的生 产：PT百维可采 用一般纺PET勺设 备进行生产，具熔 点为230 c左右， 可以在250-275 C 之间挤出成纤，卷 绕速度为6O0-320Om/min。通常，理想的纺丝温度为 255C-265C。挤出前，高聚 物必须在150c的干燥空气中干燥4小时，使水份低于50X 1

8、0-6由于PTTt匕PE便易结晶，因此不必像 PETIB样在干 燥前再进一步结晶，切片通常就是半结晶体。 在250-275 C纺丝设 纤维的 艺与 大致上 热板温之间的挤出温度时，PTTW聚物具有良好的热稳定性，完全可 准的熔体 备。PTT 拉伸工 PE百维 相同，即 度为120-200C,热盘温度为80c左右，拉伸速度为 450-1600m/ min,热拉彳申的同时也起到一定的定型作用。热塑性聚酯的基本物理性质如图:L 匕缶* / 士 3树脂密度/克.cm-3熔点C玻璃化温度CPBT1.31-1.34225-22822-25PTT1.35 22545-75PET1.34-1.401252-2

9、6569-80PCT1.24-1.2728082-85PENP1.33265118几种纤维分子结构的比较:纤维名称亚甲基数特点PTT3奇碳分子链，形成形成螺旋状排列容易伸长PET2大分子键处于全伸展状态PBT4甲基键长PA6线性长键分子，完全伸展的平面锯齿形结构两大PTTf维供应商：壳牌（Shell）?产能：14万吨/年?联盟：美国的KoS公司、台湾的华隆公司，韩国 的SK三养社（Samyang科隆（Kolon）、高合 （Kohap）、泰光（Taekwang此学公司、韩国合纤公 司与Hyosun必司以及在向班牙的Antex公司杜邦（Dupont）?产能：5万吨/年?联盟：北美的杜邦聚酯事业部、

10、欧洲的 Dupont SA 韩国的Saehan司与在日本的帝人（Teijin） 和东丽（Toray/司；美国杜邦公司授权台湾远 东豺?织公司，在台生产Sorona纤雉（三）PT百维的性能：.高弹性和良好的恢复性：高弹性和良好的回复性。PTT的大分子奇碳结构决定了该纤维具有高弹性和良好的 弹性回复率。就拉伸纤维而言，PTT纤维的相对断裂强 度比PET （涤纶）要低20% 30%，试验表明：当断裂伸 长为25%时，PTT纤维的相对断裂强度为33.5cN/ tex, 但比羊毛或棉花要高,故与棉和毛混纺时可提高混纺纱 的强度。PTT纤维的另一个突出优点是具有优异的拉伸 回弹性，表2是从实验测得的PTT

11、与其他3种纤维回弹 性对比数据。从表2可以看到拉伸20%时PTT纤维的急 弹性回复率可达到82%,保持15min后其伸长形变几乎 回复到零，总弹性回复率几乎达100% ,而PA PBT PET 3种纤维总弹性回复率分别为 80%、70%与44%。即使 做十次拉伸循环，PTT纤维仍显示优良的回弹性,不仅 高于聚酰胺纤维（锦纶）更远高于其它聚酯纤维2 o表2几种纤维的回弹性样品FTTPA6PBTPET急弹性回复率/ %8268543215min缓弹伸长回复率18122212总回复率/ %100807644十次伸拉循环后剩余形变值19384370.优良的染色性能：与PET纤维相比较，PT百维具有显著

12、的 易染性是其突出的优点之一。这是因为PTT纤维的玻璃化温度为50 55oC 能在无载体的情况下常压沸染。同时在相同 的染色温度下染料在PTT中的渗透深度明显高于PET,而且色 泽均匀,坚牢度高,与毛、蚕丝等蛋白质纤维混纺织物可用共 浴一步法染色,表3是PTT与PET等纤维的染色性能比较。表3 PTT与PET等纤维的染色性能对比性能密度“Mem)熔点/ C玻璃化温度LC杂料种类染色温皮V1- 33 L 44)22826545 6080分散分散 染料染料100130L 32 L 1322622024 4087 分散分散 染料柒料100100HT PET PBT PA.纤维具有高度的蓬松性：由于P

13、TT纤维特殊的分子链构象和优异的拉伸回弹性,因此采用热空气卷曲变形工艺能制得高 度蓬松的BCT地毯用纱。同时PTT纤维手感改变了 PET纤维较 硬感觉，不用碱减量进行染整处理就能达到细旦PET纤维的效果,制成织物手感柔软舒适，优于PA锦纶)。.其他性能：PTT纤维除了具有特别优异的柔软性和弹性回复性，还具有优良的抗折皱性和尺寸稳定性，耐气候性、抗污性能、易染色性以及良好的屏障性能，能经受住丫射线消毒，弁改进了抗水解稳定性，因而它可用于开发高级服饰和功能性织物。由它制作的服装穿着舒适，触感柔软，易洗、快干、免烫，符合人们 生活快节奏的要求；同时，PTT纤维不仅其拉伸回复性、耐污性与锦纶66相当，

14、而且其蓬松性与弹性、低静电、耐磨性及低的吸水性均优于锦纶。正因为如此，它将引领下一时期化学纤维发 展的新动向，继而推动纺织工业的发展。（四）PTT纤维的应用：1）服用PTT纤维：PTT纤维具有比涤纶、锦纶、维纶更为优异的性能。PTT纤维较PET纤维模量和断裂强度低，刚性减弱， 柔性增强，断裂伸长率和卷曲收缩率均大于PET和PA,是除氨纶外延伸率、弹性最好的一种纤维。还有优良的抗皱性、尺寸稳 定性、耐候性电气性能、机械制作性能、容易染色和良好的屏障 效应等特性。服用PTT织物主要用来制作运动服、成衣。由它制 作的服装穿着贴身舒适，活动自如，触感柔和、快干、免烫，十 分符合现代人们个性化生活的要求

15、。日本旭化成用100%的PTT制成的服装已进入市场。2）装饰用PTT纤维：目前国内化纤地毯的主要原料中PET和PP占绝大部分，市场稳定。品种主要以中低档丙纶地毯为主，由于 丙纶地毯固有性能的弱点，有近 1/3地毯生产厂家处于半停产状 态。而PTT用作化纤地毯原料，其性能卓越，它具有良好的弹性 回复、耐污、低静电、耐磨性、蓬松性和低吸水性均可代替PA材料用于地毯，同时还具有 PET及PP优良的抗污染及抗静电能 力。目前美国Shell公司已成功推出商品名为 Corterra的地毯用 PTT纤维，PTT纤维已成为一种竞争力很强的地毯用纤维。PTT纤维有良好的染色性、回弹性、抗污性、可回收性等综合优点

16、，将会在众多化学纤维中胜出，例如在窗帘、床上铺垫物、蚊帐、 沙发罩、桌布、玩具、汽车用内装饰等表面装饰品市场中有很大 的发展前景和良好的经济效益。3）其它用途：PTT纤维还可做建筑用安全网，由于安全网要求纤 维模量小，回弹性好，因而 PTT纤维是这类安全网理想的纤维。 此外，由PTT纤维加工成经编网络，再用聚氯乙烯或聚乙烯复合 成膜，由于PTT的回弹性好，薄膜不易断裂，耐用，耐气候，因 而可以作为农业用高强度复合盖蓬膜，用于育苗、育秧和蓬栽蔬菜、水果等。（五）回顾展望：回顾2009年2月份以来，国内地区 PTT记忆 丝产品销售更是一路上扬， 可谓产销两旺，如中妒科技两条生产 线开足马力生产，客户都是等着要货。正是在这样的供需矛盾突 出的情况下，中妒科技公司在 2009年期间才决定再增加4条生 产线，使年产能达到2万吨。据了解，PTT纤维染色后色彩亮丽， 还具有优良的弹性回复性，它容易定型，具有形态记忆”功能，即洗涤后保持原有风格，免烫、穿着挺括，易于打理，符合现代 人快节奏的生活需