聚酯纤维概述

1.概述

聚酯纤维是由大分子主链中的含有酯基的成纤聚合物（聚酯）纺制的合成纤维。

聚酯纤维可由脂肪族聚酯、芳香族聚酯或脂肪族聚酯和芳香族聚酯的共聚物经熔融纺丝制成。聚酯纤维最常用的是由二元醇和芳香二羧酸缩聚而成的聚酯，主要包括聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）、聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）等。 其中，应用比较广泛的典型的聚酯纤维有PET纤维和PTT纤维等。

2.PET纤维

PET纤维是最重要的聚酯纤维品种，我国商业上将PET质量分数大于85%的纤维简称为涤纶。PET作为聚酯纤维的典型代表，综合性能优良；但也有染色性差、粘结性差的缺点。PET纤维是目前发展速度最快、产量最高的合成纤维品种。 2.1 制备与性能

对苯二甲酸乙二酯（PET）工业上是以对苯二甲酸双羟乙二酯（BHET）为原料，经缩聚反应脱除乙二醇（EG）来实现。缩聚反应如下：

纤维用PET生产的主要原料和工艺原理与其他热塑性聚酯完全相同，具体生产工艺可分为间歇法缩聚和连续法缩聚。

PET熔点Tm=255~2，由于PET的熔点Tm低于热分解温度Td，因此常采用熔体纺丝法。熔体纺丝的基本过程包括： ①熔体的制备; ②熔体自喷丝孔挤出;

③熔体细流的拉长变细同时冷却固化; ④纺出丝条的上油和卷绕。

2.2结构与性质

聚对苯二甲酸乙二酯（PET）的化学结构如下：

由其结构可知，PET为线性大分子，分子链的两端各有一个羟基，中间每个单元链节都由苯环通过酯基与乙基相连，没有大的支链。因此PET的分子线性较好，易于沿着纤维拉伸方向取向而平行排列。

由于分子链上的碳－碳键内旋转，故分子存在两种空间构想。 无定型PET为顺式：

结晶PET为反式：

两种结构不同的PET物理性质有些差异，例如：无定型PET为无色透明固体，密度为1.335g/cm3。完全结晶的聚合物为乳白色固体，密度为1.455g/cm3。而PET纤维为部分结晶，其密度为1.38～1.40 g/cm3。 2.3性能影响因素

纤维用PET树脂的分子量通常为15000～22000，PET的分子量直接影响其纺丝性能及纤维物理性能。分子量低，则熔体粘度下降，纺丝易断头，纤维也经不起较高倍数的拉伸，成品性能下降。

分子量分布也对PET纺丝加工性能及成品纤维结构、性能有较大影响。分子量低的组分含量较高的PET，纺丝易产生断头、毛丝和疵点，且经不起拉伸。分子量分布窄的纤维，其表面均一，无明显裂纹。

熔体粘度是熔体流变性能的表征，与纺丝成型密切相关。影响粘度的因素有温度、压力、聚合度、剪切速率等。

3.PTT纤维

聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）纤维是一种重要的聚酯纤维，它综合了聚酰胺纤维和聚酯纤维的优异性能，提供了独特的舒适性和弹性。PTT纤维具有与PET纤维相似的化学性能，由于其形态不同而拥有不同的物理性能。

3.1 制备与性能

PTT可由对苯二甲酸二甲酯（DMT）或对苯二甲酸（TPA）与1,3-丙二醇（PDO）缩聚而成，有两种工艺路线：一是DMT与PDO进行酯交换反应；二是TPA与PDO进行酯化。这些与PET的合成大致相似，只是工艺温度与催化剂有所不同。

PTT纤维采用与PET纤维类似的熔体纺丝工艺，但成型时需要注意三点：熔融温度、玻璃化温度和内在的弹性。PTT熔融温度、玻璃化温度较低，重复弹性回复率约为10%~12% 。 3.2 PTT纤维的特性

PTT与PET类似，但具有一些独特的性能。PTT纤维拥有柔软的手感的同时还展现了良好的弹性回复；其分子链结构呈锯齿型，因此物理性能与PET等存在极大不同等。PTT纤维的突出优点可概括如下：

① 低负载的情况下具有非常好的的伸长和回复，因此穿着舒适。 ② 可低温染色。

③ 更好的耐磨性和尺寸稳定性。 ④ 能够保持热定型时产生的褶皱。 ⑤ 易洗性和抗皱性。 ⑥ 良好的耐气候性。

⑦ 柔软的手感，良好的干爽性（即低杨氏模量）。

4.聚酯纤维的发展

聚酯纤维作为一种最重要的合成纤维，发展前景光明，各主要合成纤

维厂商仍在不断推出一些新型聚酯纤维，包括各种改性涤纶纤维。聚乳酸酯纤维、芳香族聚酯纤维的工业化生产，将进一步扩大聚酯纤维的应用领域，并促进纺织产品的更新换代。聚酯纤维在工业、农业、日常生活及高科技领域应用日益广泛。

参考文献

冯孝中,李亚东.高分子材料[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2007.2

刘晶.聚酯类纤维性能研究及其产品开发[D].东华大学 2008 肖长发,尹翠玉,张华,等.化学纤维概论[M].北京:中国纺织出版社,1997 董纪震,赵耀明,等.合成纤维生产工艺学[M].北京:中国纺织出版社,1996

王嘉伟.天然染料对聚酯纤维染色性能的研究[D].苏州大学 2009