聚酯纖維,俗稱“滌綸”。是由有機二元酸和二元醇縮聚而成的聚酯經紡絲所得的合成纖維,屬于高分子化合物。于1941年發明,是當前合成纖維的**大品種。聚酯纖維*大的優點是抗皺性和保形性很好,具有較高的強度與彈性恢復能力。其堅牢耐用、抗皺免燙、不粘毛。
主要作用
1、 改善高溫穩定性,提高高溫穩定度由于聚酯纖維單絲的三維立體分布,同時與瀝青具有很強的吸附性,且不纏繞,可以吸附過多的自由瀝青,使瀝青的粘稠度和粘聚力增大,同時由于縱橫交錯的加筋和橋接作用,降低了瀝青的流動性能,限制了集料的側向位移或流動,有效的改善了高溫穩定性,使纖維瀝青混凝土的穩定度得到很大提高。
2、 改善低溫抗裂性,纖維對瀝青的吸附作用,導致瀝青混凝土中*佳瀝青用量增加,較高的瀝青含量,使纖維瀝青混合料在-40℃的低溫下仍然保持柔韌性和較高的抗拉強度,有效的抵抗收縮應力,使混合料的低溫抗裂性能增強,減少溫縮裂縫的產生以及可以防止反射裂縫的發展。
3、改善抗疲勞性能瀝青路面在外界氣溫環境作用下,經受車輪荷載的反復作用,當荷載重復作用超過一定的次數后,在荷載作用下路面內產生的應力就會超過強度下降的結構抗力,使路面出現裂紋,導致產生疲勞斷裂破壞,摻加聚酯纖維后,纖維單絲在混合料中的均勻分布的加筋作用,使其勁度模量增加,改善瀝青混凝土的抗疲勞性能。
4、提高水穩定性瀝青路面的水穩性是指瀝青路面在水存在的條件下,經受交通荷載和溫度漲縮的反復作用。聚酯纖維的加入,使瀝青膜增厚,使水置換瀝青的強度減小,以及水分滲入瀝青混凝土量的減少,再加上纖維的吸附作用使瀝青的粘滯度變大,提高了瀝青與集料的粘結作用力,加強瀝青混合料中瀝青與集料形成的界面膜抵抗水分剝離作用的能力,從而提高了瀝青混合料的水穩定性。
合成步驟
滌綸的生產過程包括聚酯熔體合成和熔體紡絲兩部分。合成聚酯的原料為聚對苯二甲酸和乙二醇,主要從石油裂解獲得,也可從煤和天然氣取得。石油加熱裂解得到甲苯、二甲苯和乙烯等,經化學加工后可得到對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯及乙二醇。在早期滌綸生產中由于對苯二甲酸不易精制,曾用對苯二甲酸二甲酯和乙二醇為原料。1965年對苯二甲酸的精制獲得成功,使滌綸生產工序減少,成本降低。用對苯二甲酸和乙二醇為原料生產的滌綸逐年都有增加。縮聚:將對苯二甲酸二甲酯和乙二醇進行酯交換,生成的對苯二甲酸二乙二醇酯低聚物,在280~290℃和真空條件下縮聚而得聚對苯二甲酸乙二醇酯;或將對苯二甲酸與乙二醇直接酯化,然后對苯二甲酸乙二酯進行縮聚獲得聚酯熔體。聚酯熔體可以用于制備聚酯切片和熔體直接紡絲。聚酯切片是將聚酯熔體經鑄帶、切粒而得到切片。
1、紡絲。聚酯切片經過干燥、熔融可以用于紡絲、制備聚酯膜、聚酯瓶等。熔融過程中,切片所含的水分能使聚酯發生水解而影響紡絲性能和纖維質量,因此在紡絲前必須經過干燥,使切片含水率降低到0.01%以下。切片紡絲則將干燥后的聚酯切片在螺桿中加熱熔融,擠壓送入紡絲箱體的各個紡絲部位,由計量泵精確計量和過濾后,從噴絲板的噴絲孔中噴出。噴絲孔的直徑一般為0.15~0.30毫米。噴出的熔體細流,被冷卻氣流冷卻凝固成絲條。冷卻后的絲條根據不同的加工工藝分為聚酯長絲和聚酯短纖維(或聚酯短絲)。
2、聚酯短絲。紡制短纖維時,多根線條集合在一起,經給濕上油后落入盛絲桶。再經集束、拉伸、卷曲、熱定形、切斷等工序得到成品。 如在拉伸后經過一次180℃左右的緊張熱定形,則可得到強度達到6cN/dtex以上、伸長率在30%以下的高強度、低伸長率短纖維。滌綸短纖維分為棉型短纖維(長度38mm)和毛型短纖維(長度56mm),分別用于跟棉花纖維和羊毛混紡。
3、聚酯長絲。在紡制長絲時,凝固成形的絲條經給濕上油后,即以 3500米/分左右的速度卷繞在筒管上得到預取向絲(POY)。POY無法直接用于織布,POY經過拉伸定型、加彈或者加捻得到拉伸絲(DT)、拉伸變形絲(DTY)或加捻絲,可直接用于織造或經變形加工而成變形絲。絲條凝固后經過上油直接進行拉伸以4500-5000m/min進行卷繞即得到全拉伸絲(FDY),可以用于織布。美國商品科代爾 (kodel)是已工業化生產的另一種聚酯纖維。它由對苯二甲酸與1,4-環己烷二甲醇縮聚而得的高聚物紡絲而成。與滌綸相比,比重較輕,為1.22,熔點較高為290~295℃,耐分解性能較強,纖維的強度和伸長率稍低。適宜與棉、毛等混紡,制成的織物彈性、手感、耐皺和抗起球性能較好,但強度和耐磨性較差。
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