Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
-17.4.10 Переработка отходов производства полиэфирных нитей и волокна
В производстве полиэфирных нитей и волокна образуются отходы как на стадии получения гранулята, так и при переработке его до готового волокна. При выпуске нитей и волокна I и II сортов образуется около 6—12% отходов: минимальное количество — при производстве волокна и максимальное — при производстве текстильной нити. Эти отходы условно можно разделить на две группы: волокнистые отходы, используемые в резаном виде без дополнительной химической обработки, и отходы, подлежащие регенерации до исходного сырья ДМТ или ТФК (иногда — до чистого ДГТ или олигомеров). К первой группе относятся кольцевые мотки волокна, образующиеся на прядильных дисках намоточной части машины; забракованные нити (волокно) на бобинах (в контейнерах); вытянутые нити в виде спутанных пучков, появившиеся при заправке вытяжных, крутильных и других машин; небольшие отрезки нитей (после срезания неполновесных и нестандартных паковок) и т. п. Невытянутые отходы подвергают вытягиванию различными способами, затем вместе с вытянутыми отходами режут на штапельки различной длины. Такое волокно (самых различных оттенков, цветов и внешнего вида) применяют для набивки матрасов, диванных подушек, в качестве прокладочного материала для зимней одежды, спальных мешков и палаток,
как термо- или хладоизоляционный материал в качестве среднего и нижнего слоя для напольных покрытий и т. п.
К отходам второй группы относятся нестандартный гранулят и слитки полимера, фильерная «рвань», спутанные невытянутые нити, и т. д. Нестандартный гранулят, обладающий достаточной чистотой и требуемой молекулярной массой, может быть переработан в смеси с другими термопластичными полимерами (полиамидами, полиолефинами и т. д.) в литьевые изделия: облицовочные плитки, канализационные и поливные трубы, посуду и т. д., а также в качестве вторичного гранулята — в синтетические лаки и другие полимерные покрытия. В некоторых случаях чистые отходы смолы, нитей и волокна загружают в аппарат переэтерификации, где наряду с основной реакцией протекает процесс расщепления отходов избыточным количеством этиленгликоля с образованием мономера — ДГТ. В дальнейшем процесс получения полимера не отличается от обычного. Введение чистых отходов в количестве не более 5% от массы ДМТ не сказывается на качестве получаемых нитей и волокна. При получении окрашенных в массе нитей и волокна доля таких отходов может быть увеличена до 10% • Основная часть отходов второй группы подвергается химическому расщеплению до выделения чистого мономера (ДГТ) или исходного сырья (ДМТ).
Регенерацию ДГТ осуществляют путем расщепления полимера и волокна из ПЭТ этиленгликолем (реакция гликолиза). Процесс идет при кипячении (около 2000C) отходов в трехкратном (по отношению к твердому продукту) количестве этиленгликоля в течение 3—5 ч в присутствии катализаторов, например карбонатов двухвалентных металлов. ДГТ выделяют путем отгонки избыточного этиленгликоля или добавлением в раствор холодной воды. Расплав ДГТ и олигомеров отфильтровывают и направляют на поликонденсацию. Готовый продукт сохраняет желтоватый цвет. Поэтому из ДГТ и олигомеров, выделенных при гликолизе отходов, целесообразно получать ПЭТ и нити и волокно на его основе, окрашенные в массе в различные цвета. В СССР разработан метод скоростного гликолиза, при котором расплавленные отходы в виде тонких струек расщепляют этиленгликолем до ДГТ и олигомеров за 5—7 мин. Наиболее развитым в промышленном масштабе методом регенерации является расщепление отходов метанолом при повышенных температурах и давлении. Смесь из 1 ч. (масс.) отходов и 2—3 ч. (масс.) метанола нагревают при 180°С и давлении 2,6—2,7 МПа в течение 3—6 ч. Образующийся-ДМТ подвергают очистке путем перекристаллизации его из 10— 15-кратного количества метанола и дальнейшей дистилляции под вакуумом. После дистилляции горячий конденсат выливают тонким слоем на охлаждаемый барабан — кристаллизатор, с которого затвердевший продукт в виде белых чешуек снимают ножом. Показатели получаемого этим способом ДМТ почти не отличаются от показателей стандартного сырья.
17.5. СВОЙСТВА ПОЛИЭФИРНЫХ волокон
Внешний вид. Все рассмотренные выше виды полиэфирных волокон отличаются гладкой поверхностью и круглым поперечным сечением элементарных нитей. Техническую нить и мононить лавсан обычно выпускают блестящими или слабоматированными; текстильную нить — матированной или сильноматированной (до 2% TiO2 от массы ПЭТ), редко — окрашенной в массе в черный цвет; волокно и жгут — суровые и окрашенные, чаще всего в массе.
Идентификация. При кипячении волокна лавсан в течение 1 мин в концентрированной фосфорной кислоте оно незначительно усаживается, почти не меняет цвета и внешнего вида. Большинство других натуральных и химических волокон в этих условиях растворяется или сморщивается и принимает темно-коричневую окраску.
Общие физические свойства. Ниже приводятся основные свойства полиэфирного волокна:
Плотность волокна, кг/м3
невытянутого................. 1340