玉米基乙二醇制PET的中試研究

第30卷第1期合成纖維工業(yè)ol. 30 No. 12007年2月CHINA SYNTHETIC FIBER INDUSTRY玉米基乙二醇制PET的中試研究周清陳建文吳嘉麟(1.東華大學(xué)大成集團玉米基生物材料實(shí)驗室,上海200315;2.東華大學(xué)材料學(xué)院,上海200051)摘要:分別將玉米基乙二醇和常規乙二醇與對苯二甲酸反應,以三氧化二銻為催化劑,添加二氧化鈦和納米二氧化硅等,制得玉米基聚酯(PET)切片和常規PET切片,經(jīng)紡絲、拉伸,制得玉米基PET纖維和常規PET纖維,并對其纖維的表面形態(tài)和染色性能進(jìn)行對比。結果表明:玉米基PT切片的熔點(diǎn)較常規PET切片的熔點(diǎn)低10℃,紡絲溫度也低10℃;玉米基PET纖維表面粗糙,較常規PET纖維染色性能好。關(guān)鍵詞:聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維乙二醇玉米染色色牢度中圖分類(lèi)號:TQ342.21文獻識別碼:A文章編號:1001-0041(2007)01-002-03乙二醇(EG)是生產(chǎn)聚酯的主要原料之一,主kg,催化劑2080g,穩定劑780mL,TO2漿液149要來(lái)自石油工業(yè),在石油資源越來(lái)越緊缺的情況L,納米SiO2添加劑68kg。下,如何利用可再生資源生產(chǎn)EG是其研究熱點(diǎn)。將上述原料按既定配比加入打漿罐配制漿為解決我國對EG原料的需求,2005年,長(cháng)春大成料,經(jīng)過(guò)酯化4h和縮聚4h后出料,最終產(chǎn)出半集團建立了第一條以玉米為原料生產(chǎn)EG、丙二醇消光PET切片。的工業(yè)試驗線(xiàn),試驗發(fā)現:由玉米原料制得的玉米另外將玉米基EG換用常規石油基EG,在相基EG不完全同于石油基EG,最主要的差別是石同條件下制備PET,進(jìn)行對比試驗。油基EG的純度可達到聚合級所要求的99.5%以1.3.2紡絲上,而玉米基EG的最高純度只能達到98.8%,且將聚合試驗所得PET切片用相同紡絲設備含有少量丙二醇或丁二醇等其它二元醇。因此,以3200m/min速度紡制線(xiàn)密度相同的預取向絲探討玉米基EG與對苯二甲酸(PTA)的聚合工(POY)。再以450m/min速度、1.65拉伸倍數假藝、所得切片的紡絲、染色性能與現有石油基EG捻拉伸。的差異,是玉米基EG工業(yè)化開(kāi)發(fā)的前提。1.4測試纖維表面形態(tài):用日本電子Jeol生產(chǎn)的JsM1試驗5600LⅤ型掃描電鏡對纖維表面觀(guān)察拍照1.1原料染色性能:采用高溫高壓染色法,在完全PTA:工業(yè)級,中國石化股份公司燕山石化公相同的條件下進(jìn)行染色實(shí)驗。藥品試劑:分散紅司制;玉米基EG:工業(yè)級,長(cháng)春大成集團制;EG:E-4B,分散黃E-4RL,分散藍E-4R,冰醋酸,保工業(yè)級,中國石化股份公司上海石化公司制;納米險粉燒堿、勻染劑等;pH值4.5~5;浴比1:30。SiO2添加劑,工業(yè)級,上海威凱化學(xué)品有限公司染色后,分別測定上染率2、纖維表面顏色深度制;催化劑三氧化二銻(Sb2O3)、穩定劑亞磷酸三及色牢度。其中,表面顏色深度用“庫貝爾卡蒙苯酯(TMP)、消光劑二氧化鈦(TiO2):化學(xué)純,均克”方程來(lái)表示:為上?；瘜W(xué)試劑公司制。K/S=(1-R)2/2R(1)1.2設備式中:K——吸收系數;SW46紡絲機:螺桿直徑65mm, Barmag公司散射系數;制;YJ800M彈力絲機假捻牽伸設備:浙江越劍機中國煤化工械集團公司制。CNMHG日期:2006113試驗方法作者簡(jiǎn)介:周清(1978—),女,工程師。主要從事生物基乙1.3.1聚合二醇的應用研究。投料配比:PTA6500kg,玉米基EG2885基金項目:國家發(fā)改委2005年重大項目資助(20052368)。第1期周清等.玉米基乙二醇制PET的中試研究K/S越大,表明表面顏色越深。2結果與討論色牢度按照GB/T615219973、GBT321.52,1PET切片及纖維的物理性能19974中的方法進(jìn)行熨燙升華色牢度和水洗色牢由表1可看出,玉米基PET的熔點(diǎn)較石油基度測試,并進(jìn)行色牢度等級評定。等級越高,多纖PET切片低了近10℃,紡絲溫度也降低了10℃。布上纖維粘色越少,試樣色牢度越好。原因是玉米基EG中含有1%的其他二元醇表1玉米基PET與石油基PET的紡絲溫度及切片及POY和DTrY質(zhì)量指標Tab 1 Spinning temperature of corn-based PET and petroleum based PET and quality index of their chips and POY and DTYPr特性粘數熔點(diǎn)凝集粒子/端羧基含量b值線(xiàn)密度/伸長(cháng),強度/線(xiàn)密度/伸長(cháng),強度/紡絲溫(dL·g1)℃(個(gè),mg-1)(mod·t)%(cN·dtex%(cN·dex-1)玉米基0.6832514.6267/36124,6165/3621.4石油基0.6812603.9265/361623621.02951)粒徑大于等于10μm。對照文獻[5],玉米基PET切片特性粘數凝2.4纖維表面顏色深度集粒子、端羧基含量均達到一等品標準。對照文實(shí)驗測得玉米基和石油基PET纖維的K/S獻[6]和文獻[7],玉米基PET中POY與DTY指值分別為21.65,16.74,表明在相同條件下染色,標均達到一等品標準玉米基PET纖維較石油基PET纖維顏色更深。22纖維表面形貌2.5色牢度從圖1可以看出,石油基PET纖維表面光滑由表2可看出,玉米基PET染色纖維較石油致密,而玉米基PET纖維表面粗糙,且均勻分布基PET染色纖維具有更好的色牢度著(zhù)很多細小的微孔,這將有利于纖維的染色。表2玉米基與石油基PET纖維染色色牢度Tab 2 Color fastness of corn-based andpetroleum-based PET dyed fiber燙升華色牢度/級水洗色牢度/級玉米基石油基玉米基石油基青酸纖維素棉5.05.05.0a.石油基PET纖維b玉米基PET纖維滌綸人造毛5.04.5圖1PET纖維表面掃描電鏡照片Fig 1 SEM Photos of PET fiber surface2.3上染率3結論圖2表明,玉米基PET纖維的上染率均高于玉米基EG可應用于聚酯行業(yè),所得PET切石油基PET纖維。說(shuō)明在相同條件下玉米基片、POY和DmY的質(zhì)量指標均達到國家標準一等PET纖維比石油基PET纖維更易染色。品,且紡絲溫度較石油基PET低約10℃。由玉米基EG制得的纖維表面呈現無(wú)數微孔,因而纖維著(zhù)色更快,色飽和度更高,具有更好的色牢度。參考文獻1陶乃杰徐穆卿胡運炘,染整工程[M].北京:中國紡織出版社,1997.274~284中國煤化工印染200,(13):1-4染色時(shí)間/min234CNMHG驗耐熱壓色牢度[S]驗耐洗色牢度[S]圖2PET纖維上染率5GBT14189-93,纖維級聚酯切片[S]Fig. 2 Dye uptake of PET fiber6FZ/T54003-2004,滌綸預取向絲[S]1一玉米基PET纖維;2一石油基PET纖維7GBT1460-—2001,滌綸低彈絲[S]2007年第30卷Pilot preparation of PET from corn-based ethylene glycolZhou Qing, Chen Jianwen, Wu Jialin(1. Corn-Based Bio-Material Engineering Lab of Dacheng Group, Donghua University, Shanghai 200315;2. College of Material Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 200051)Abstract: Com-based ethylene glycol and regular ethylene glycol were separately acted with terephthalic acid with antimony trioxide as a catalyst and added with titanium dioxide and nano-silicon dioxide to produce co- based polyester( PET)and regularPET chips which were spun and drawn into com-based PET fiber and regular PET fiber. The surface morphology and dyeing be-havior of the resulted fibers were studied and compared. The results showed that the com-based PET chip had the melting pointand the spinning temperature 10C lower than those of the regular PET chip. The com-based PET fiber had a rough surface andwas better in dyeing behavior than the regular PEt fiber.Key words: polyethylene terephthalate fiber; ethylene glycol; corn; dyeing; color fastness發(fā)展,我國的安全氣囊絲生產(chǎn)也將跟著(zhù)發(fā)展。國內外動(dòng)態(tài)南京工業(yè)大學(xué)成功開(kāi)發(fā)處理世界安全氣囊絲供求狀況PTA廢水高效組合工藝據英國PCI世界產(chǎn)業(yè)用纖維的動(dòng)向”的資料南京工業(yè)大學(xué)完成的“膜生物反應器處理報道,目前,每臺汽車(chē)的紡織品使用量為20kg,其PTA廢水的高效組合工藝”于200年11月21日中安全氣囊為12kg,占汽車(chē)用紡織品的6%,安通過(guò)了江蘇省科技廳組織的專(zhuān)家鑒定和驗收。全帶為09kg,占4.5%。二者合計為2.1kg,占PTA在生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水含有苯環(huán)類(lèi)10.5%。汽車(chē)用紡織品的原料以合成纖維為主,大分子物質(zhì),普通微生物對其難以降解。南京工使用量最多的是滌綸,但在汽車(chē)安全氣囊織物市業(yè)大學(xué)以膜生物反應器為核心,采用化學(xué)催化氧場(chǎng),其中錦綸織物占∞9%,錦綸66性能最好,用化、高效菌株及生物固定化處理,成功開(kāi)發(fā)了處理量最大,其余是滌綸和其他纖維。PTA廢水的高效組合工藝。處理后的水質(zhì)可達到2005年,世界安全氣囊絲的實(shí)際需求量約國家污水綜合排放一級標準,比現有處理工藝及100kt以上,其中錦綸66原絲為84k,占錦綸產(chǎn)裝置節省用地40%,水力停留時(shí)間縮短50%以業(yè)用絲的8.2%。西歐的需求量最多,為34k,占上,運行費用減少20%。世界安全氣囊用原絲的40.5%,其次是北美29kt,占34.5%、亞洲18kt,占21.4%、其他地區東麗將在中國生產(chǎn)功能性3kt,占3.6%。亞洲現在的需求量不大,但已經(jīng)PP長(cháng)絲紡粘非織造布成為新增長(cháng)點(diǎn),是世界增長(cháng)最快的地區,預計在未據報道,日本東麗工業(yè)公司計劃在中國生產(chǎn)來(lái)5~10年內將會(huì )有較大的增長(cháng)。功能性丙綸(PP)長(cháng)絲紡粘非織造布,生產(chǎn)能力為據中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )統計,2004年我國安全18kt/a氣囊市場(chǎng)需求量為3.9×10°套,比2003年增長(cháng)為此,新成立東麗高新聚化(南通)有限公40.3%。2005年為4.4ⅹ10°套,同比增長(cháng)司,投資37億日元(3160萬(wàn)美元)于2006年10128%。市場(chǎng)預測,2006年我國汽車(chē)安全氣囊的月在南通建設生產(chǎn)裝置,預定于2008年第二季度市場(chǎng)需求量為6.35×10°套,其中轎車(chē)安全氣囊竣工投產(chǎn),2009年或者稍后達到滿(mǎn)負荷運轉。該市場(chǎng)為51×10)套。到200年,我國安全氣囊裝rn中國煤化工縣非織造布。產(chǎn)品總需求量將達到2382×10°套。多年來(lái)我國安主要CNMHG全氣囊絲一直依靠進(jìn)口,現在,神馬集團已在河南L業(yè)縣可現仕住韓四擁有亞洲最大的平頂山建設了國內第1套6kUa的汽車(chē)用錦綸49kta的PP長(cháng)絲紡粘非織造布生產(chǎn)裝置。66安全氣囊絲生產(chǎn)裝置。隨著(zhù)我國汽車(chē)工業(yè)的(編委王德誠)