Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Ряузов A.H. -> "Технология производства химических волокон — 3-е изд." -> 149

Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.

Ряузов A.H., Груздев В.А., Бакшеев И.П., Костров Ю.А., Сигал М.Б., Айзенштеин Э.M., Циперман В.Л., Ходаковский М.Д. Технология производства химических волокон — 3-е изд.: Учебник для техникумов — M.: Химия, 1980. — 448 c.
Скачать (прямая ссылка): chimvolokna.djvu
Предыдущая << 1 .. 143 144 145 146 147 148 < 149 > 150 151 152 153 154 155 .. 196 >> Следующая


цгт

HOCH2CH2OOC—COO—CH2CH2OOC—coo-У~

пНОСН2СН2ООС—^ у—COOCH2CH2OH цгт

ПЭТ

—CH2CH2OH + (и — 1) HOCH2CH2OH

зг

Из приведенного уравнения видно, что данная реакция является классическим случаем обратимой поликонденсации. В нашем случае это обусловлено постоянным присутствием в зоне реакции ЭГ, который приводит к обрыву растущей полимерной цепи по сложноэфирным группам. С целью эффективного снижения протекания обратимых процессов необходимо максимально полно и быстро удалять из реакционного пространства образующийся ЭГ. Для этого реакционная масса энергично перемешивается при повышенной температуре (270—290 °С) и высоком вакууме (53,2— 133 Па). По мере уменьшения давления паров ЭГ над расплавом полимера молекулярная масса ПЭТ непрерывно увеличивается.

Это соответствует уравнению СП — л—, согласно которому

при неизменной константе реакции поликонденсации (К) степень полимеризации (СП) тем выше, чем меньше число молей выделяющегося ЭГ (па), приходящегося на одно элементарное звено полимера, находится в реакционном пространстве.

С целью ускорения реакции применяют катализаторы, которые вводят в количестве 0,02—0,06% (от массы полимера) перед началом поликонденсации, когда концентрация гидроксильных групп минимальная. В промышленности в качестве катализаторов чаще всего используют триоксид сурьмы и диоксид германия. Хотя увеличение количества катализатора способствует повышению скорости реакции, при введении его в количестве более 0,1% ухуд шаются термостабильность расплава ПЭТ, цвет последнего, про ходимость волокна при текстильной переработке и, в конечної* итоге, свойства готовой продукции. Поэтому всегда выбираете оптимальное содержание катализатора определенного типа дл введения его в реакционную систему.

Одновременно с ростом молекулярной массы полиэфира прот кает независимый процесс термоокислительной деструкции (раз рушение молекулярных цепей) ПЭТ, глубина которого зависит о ряда факторов — продолжительности и температуры поликонде сации, вида и количества применяемого катализатора, присутстви кислорода и влаги, интенсивности перемешивания продукта и т. , Для повышения термической стойкости (термостабильности) получаемого расплава ПЭТ применяют стабилизаторы, например фосфористую кислоту или ортофосфорную кислоту и их эфиры (трифенилфосфат, полигликольфосфат, три-п-грет-бутилфенил-фосфат и др.), трикумилфенол, топанол и т. п., вводимые в количестве 0,01—0,05% от массы твердого мономера — ТФК или ДМТ. Перечисленные стабилизаторы оказывают полезное действие не только на термостабильность расплава, но и одновременно повышают термо- и светостойкость готового полиэфира и волокна на его основе. Волокна, полученные с использованием таких добавок, имеют также повышенную теплостойкость и белизну.

17.3. СТРУКТУРА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА

17.3.1. Физическая структура полиэтилентерефталата

С помощью различных методов исследования выявлена структурная формула ПЭТ:

О

----f~\—с CH2 О О

\=/ \/\/\ /Г-\ Il

О CH2 С—f ^—С CH2 о

Il \=/ \/\/\

О О CH2 с----

¦ • Il

о

По своему строению ПЭТ — типичный линейный волокнообра-зующий полимер, не имеющий разветвлений и сшивок, поэтому выше температуры стеклования Тс (70—75 °С) макромолекулы (или их агрегаты — домены, фибриллы и т. п.) сравнительно легко ориентируются вдоль оси волокна при вытягивании.

Полиэтилентерефталат и волокна на его основе могут быть получены в двух различных фазовых состояниях полимера: в аморфном и кристаллическом. Обычно ПЭТ состоит из смеси кристаллических и аморфных участков, соотношение которых зависит от способа получения полимера и составляет обычно 4:6. Аморфный ПЭТ можно получить при резком охлаждении расплава, например, при литье его в холодную воду. При этом получается твердый прозрачный продукт с легким серовато-желтым оттенком (плотность 1330 кг/м3). При нагревании выше 80°С ПЭ.Т кристаллизуется, теряя прозрачность и превращаясь в матовое вещество с плотностью 13^80—1400 кг/м3. Максимальная скорость кристаллизации полимера лежит в области температур 180—200°с. Закристаллизованный ПЭТ имеет плотность 1450— 1470 кг/м3. Полупериод кристаллизации ПЭТ при заданной температуре T (/i/2, мин) можно рассчитывать по формуле

где Тс н Тпл — соответственно температуры стеклования и плавления полимера, °С.

Температура плавления ПЭТ ввиду жесткости макромолеку-лярной цепи, обусловленной наличием малоподвижных бензольных колец, довольно высока и составляет 255—26O0C Для получения волокна и текстильной нити используют ПЭТ с молекулярной массой 20000—25 000, при получении технических высокопрочных нитей — ПЭТ с молекулярной массой более 30000.

Молекулярную массу (M) ПЭТ можно приблизительно рассчитать по данным измерения удельной вязкости (т]уд) его 0,5%-ного раствора в трикрезоле при 20 °С:

M = (пуд - 0,05) • 105

17.3.2. Свойства расплава полиэтилентерефталата

В процессе получения полимера (на стадии поликонденсации) и волокна (на стадии его формования) ПЭТ определенное время находится в расплавленном состоянии. Плотность расплава ПЭТ при 2800C равна 1200 кг/м3. Для стабильного режима формования полиэфирного волокна необходима оптимальная вязкость' расплава (обычно в пределах 200—700 Па-с). Измеренные значения вязкости расплава т)р можно использовать для определения, молекулярной массы ПЭТФ:
Предыдущая << 1 .. 143 144 145 146 147 148 < 149 > 150 151 152 153 154 155 .. 196 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed