影响聚酯切片泽的因素分析

文章编号:100828261(2000)022*******
影响聚酯切片泽的因素分析
李 杰,韩胜宏,常 蕾
(济南化纤总公司,山东济南 250100)
摘要:探讨了影响聚酯切片泽的因素,提出控制PT A质量、催化剂与添加剂种类及含量生产负荷与真空度、聚酯的结晶度与羧基含量等主要因素,生产出泽均一、晶亮的聚酯切片,从而提高聚酯的可纺性及其纤维的泽。
关键词:聚酯;泽;黄指数;浆料性能;催化剂体系
中图分类号:T Q323141  文献标识码:B
0 前言
随着聚酯工业的发展及应用领域的扩大,对聚酯性能的要求也在不断提高。泽是最直观反映聚酯质量的指标,并在一定程度上影响聚酯的可纺性及其纤维的泽与织物的彩等。泽是光泽(消光程度)
和颜(黄白程度)的总称,是反射光线在空间分布、波谱分布及方向性上的反映。泽的测量是根据度学与光度学原理及国际照明委员会(CIE)计量标准,通常用亨特(L1a.b)法的差计进行测量的,其结果用L值、a值、b值表示,L值大表示白度大、亮度高,a值大红指数大,b值大即黄指数大。泽的差异主要是由原料质量、添加剂种类及含量、生产工艺、生产过程控制及产品质量的差异引起的。
1 原料和辅料的影响
聚酯装置以精对苯二甲酸(PT A)和乙二醇(EG)为原料,添加催化剂三氧化二锑、调剂醋酸钴、稳定剂磷酸三甲酯、消光剂二氧化钛,通过直接酯化、连续缩聚工艺生产纤维级聚酯切片。原料和辅料质量是保证聚酯质量及泽的基础,经分析认为影响聚酯切片泽的主要原、辅料有PT A、二氧化钛、三氧化二锑和醋酸钴。
缝隙式排水沟111 精对苯二甲酸
PT A是聚酯生产的主要原料,其杂质特别是对羧基苯甲醛(42C BA)和对甲基苯甲酸(PT酸)的含量对聚酯泽的影响较大。42C BA含量高,聚酯中醛基含量增高,易形成双键及引起支链反应而使产品热稳定性差、黄指数上升;PT酸含量高,影响聚酯的链连接使分子量降低,分子量分布变宽,白度下降(见表1)。另外浆料性能(浆料性和稳定性)对聚酯泽也有一定的影响。当浆料调制的搅拌功率高, L值下降,而搅拌功率低时L值较高;经分析,影响浆料搅拌功率的主要因素有PT酸含量和PT A粒径,当
PT酸含量较高或粒径超出一定范围(较大或较小)时搅拌功率偏高。
表1 PT酸和42CBA含量不同时聚酯的泽板栗切口机
Tab.1 Colour of polye ster in different content of
PT acid and42CBA
PT酸含量/10-642C BA含量/10-6L值b值120127718117
160127714213
1601877.2217
2001177.1213
260137611215
112 二氧化钛
添加二氧化钛的目的是使聚酯表面对光的反射或散射变为近似漫反射而消除光泽。半消光聚酯切片中
二氧化钛质量分数为013%~015%。因二氧化钛分散液中易因混入其他电解质等因素形成凝聚粒子,另外二氧化钛还可促使聚酯降解和影响熔体的过滤性能等,所以聚酯在达到预期消光效果的前提下,二氧化钛加入量越少越好,且要求其粒子细及分布均匀。随着二氧化钛加入量的减少,L值下降,聚酯白度降低(见表2)。另外不同厂家生产的二氧化钛由于粒径及分布、分散性能等不同,对聚酯的泽(见表3)及凝聚粒子数量影响较大。
收稿日期:1999208217
作者简介:李杰,助理工程师,毕业于郑州轻工业学院,已发表论文数篇。
自制路由器天线第13卷第2期2000年6月           
 聚 酯 工 业
P o l y e s t e r In d u s t r y
            Vol13,No.2
Jun.2000
表2 二氧化钛加入量不同时聚酯的泽
Tab.2 Colour of polye ster while adding different
volume of T iO2
加入量,
%L
值b值
0147611112
0137613110
01157119118
05617018
表3 使用不同二氧化钛时聚酯的泽
Tab.3 Colour of polye ster while using different T iO2生产厂L值b值
马来酸酐
A7714214
B7614213
C7818218
113 催化剂
催化剂及催化剂体系是影响聚酯反应及聚酯质量的关键因素,不同的催化剂体系、催化剂的加入量及加入形态对聚酯泽的影响不同。锑系催化剂中醋酸锑催化速度适中,所得产品泽较好;三氧化二锑因其具有较高的催化活性、较好的光稳定性及分散性是聚酯生产常用的催化剂,但三价锑在缩聚时可被还原生成金属锑使聚酯带灰雾而降低L值,并会引起纺丝板毛细孔的积垢、增加纺丝断头和降低可纺性。另外三氧化二锑中的金属锑及其不完全氧化物对聚酯质量也会产生不良影响,因此三氧化二锑正被有高活性、生成聚酯泽好的新型有机锑所代替。聚酯中锑的质量分数一般为3×10-4,过量时聚酯成灰绿,L值较低而b值较高(见表4)。其他类型的催化剂如锗系催化剂所得的聚酯醚链较高、熔点低,但L值较高、b值较低;锡系催化剂生产的聚酯羧基含量高,泽发黄;钛系催化剂活性高、用量少、反应速度快,同时对副反应的活性也高,生产的聚酯热稳定性差,黄指数较高。
表4 催化剂加入量不同时聚酯的泽
Tab.4 Colour of polye ster while adding different
volume of catalyst
加入量,
%L
值b值
010*********
010*********
114 调剂
醋酸钴作为聚酯的调剂用以掩盖聚酯的黄因子,降低b值,使聚酯外观带有蓝光而泽柔和,其加入量对泽影响较大(见表5)。但醋酸钴在反应中具有一定的活性,可加速副反应,使聚酯热稳定性差,因而应控制其加入量。另外添加醋酸钴时应使其完全溶解,否则会在聚酯上形成蓝点等并影响熔体的过滤性能。
表5 调剂加入量不同时聚酯的泽
Tab.5 Colour of polye ster while adding different
volume of colour agent
加入量,
%L
值b值
010*********
010*********
07916414
2 生产工艺的影响
生产工艺是影响聚酯质量的最直接因素。如在酯化段:摩尔比高时副产物增多,摩尔比低反应慢而不
匀;温度高DEG含量高,温度低反应时间长、聚酯泽差;压力高反应速度快,压力低酯化率低。缩聚段:温度高热降解加剧、羧基含量高,而停留时间则影响聚酯链增长和热降解等。对于固定的生产工艺路线,其工艺条件相对平稳时,泽差异较小。经分析认为,影响泽的主要因素为系统负荷、温度、真空度的变化。
211 负荷变化
生产负荷低时反应物停留时间长,聚酯中DEG 含量高,泽差;负荷高时反应物停留时间短,反应剧烈,羧基含量增加。负荷波动时熔体的停留时间、聚合度、均匀性、低分子含量等原已形成的平衡体系被打破,若不及时调整生产工艺参数则影响聚酯的分子结构,并造成泽差异。综合历年的生产情况,在低负荷和高负荷运行时有效控制温度和真空度等均能保证聚酯有较好的泽。负荷平稳变化时泽差异小,负荷非平稳变化易使聚酯泽灰暗、L值降低(见表6),待负荷稳定后,聚酯泽能逐步恢复到变化前的状态。
212 真空度
真空度是缩聚达到所需平均分子量的基本条件。真空度高有利于体系中低分子的排除,促使反应速度加快;真空度低聚酯的链长短,羧基含量高。理想的真空度可降低反应温度,减少热降解,提高聚酯泽。真空系统能力低或系统泄漏时,聚酯泽灰暗、发黄、L值低(见表7)。但生产过程中出现瞬
(下转第62页)
操作人员现场物料返送、消除粉尘的污染、减少检修次数,且投料量在控制室操作计量,既准确又稳定。经济效益明显,每天可多生产100t PT A,每吨PT A 利润1000元,增收10万元。此技术改造方法对同类型的装置改造具有一定的参考价值。
(上接第42页)
间失真空时主要影响聚酯的聚合度(特性粘度),对泽影响不明显(见表8)。
表6 负荷非平稳变化时聚酯的泽
Tab.6 Colour of polye ster while changing of
load is stable ss
负荷
液压滑环变化量,%
负荷未变化时
L值b值
负荷变化后
编织袋缝底机
L值b值
1077131107517110
578.10.776.80.8
-377.40.676.00.5
-577.4  2.076.2  2.1
表7 真空度不同时聚酯的泽
Tab.7 Colour of polye ster in different vacuum level
余压/Pa
R232R233
L值b值215.8135.378.1  1.6
280.4141.177.6  1.8
304.5237.876.7  3.1
380.0211.075.5  3.1
3 产品质量
聚酯产品的内外质量如:形态结构、光滑度、羧基含量、二甘醇含量、铁含量、结晶度等对泽均有一定的影响,由于其他资料已有介绍,笔者不再作进一步分析。
表8 失真空时聚酯的特性粘度与泽
Tab.8 Intrinsic visco sity and colour of polye ster
while in vacuum2reduced condition.
序号
失真空前
[η]L值b值
失真空后
[η]L值b值
10.64176.40.90.61376.0  1.1
20.63975.6  1.40.60075.7  1.2
30.64077.2  1.90.57277.0  2.1
4 结论
(1)控制原料和辅料质量及辅料的加入量是保证聚酯有良好泽的前提。
(2)生产工艺条件是影响聚酯泽的重要因素,特别是在生产负荷、温度和真空度变化时,产品泽差异明显,在生产过程中应保持工艺条件的相对稳定或平稳变化。
(3)泽是最直观反应聚酯产品内外质量差异的一项指标。
Analysis on factors affecting the colour of polye ster chip
LI Jie,H AN Sheng-hong,CH ANGLei
(Jinan Chemical Fibre C orporation,Jinan250100,China)
Abstract:Through exploring the possible factors which affect the colour of polyester chip,We finally produced hom oge2 neously-coloured and bright polyester chip which has better colour and spinnability by means of controlling the quality of PT A,the kinds and content of catalyst and additives,the production load and vaccum level,the crystallinity of polyester and the content of carboxyl.
K ey words:polyester;colour;yellow index;paste properties;catalyst system
2000年北美洲、拉丁美洲氨纶(斯潘德克斯)生产能力
地 区公 司商 标厂 址生产能力/kt·a-1
北美洲
 美国DuP ont de Nem ours Lycra W aynesboro20.0 Bayer C orp.D orlastan Bushy Park7.0
G lobe M fg.C o.Cleerspan,G lospan Fallriver,G astonia,T oscalousa9.0
 加拿大DuP ont Canada Inc.Lycra M aitland  2.0
拉丁美洲
 墨西哥Nylon de M exico S A Lycra M onterrey,Nuev o Leon  3.0
 巴西DuP ont do Brasil S A Lycra Paulinia  6.0
 阿根廷DuP ont S A M ercedes  1.2
 委内瑞拉G omelast C.A.S pandaven Caracas未公布
本刊译自CFI.2000,(2):96

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