浅析:涤纶长丝的性能及市场发展趋势

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4332020-10-22 收藏

涤纶是合成纤维中的一个重要品种。聚酯纤维的品种在GB/T4146.1-2009中给出了三种,分别是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纤维和聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)纤维。


其中,PET纤维在我国的商品名为涤纶。它是以精对苯二甲酸(PTA) 或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(MEG) 为原料,经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),经纺丝和后处理制成的纤维。所谓涤纶长丝,是长度为千米以上的丝,长丝卷绕成团。


按生产方式的不同,涤纶长丝一般分为初生丝、拉伸丝和变形丝三大类。

浅析:涤纶长丝的性能及市场发展趋势


一、初生丝

初生丝是指直接熔体纺出未经过拉伸变丝的丝,根据纺丝的速度的不同一般分为未拉伸丝(UDY)、半预取向丝(MOY)、预取向丝(POY)、高取向丝(HOY)。

浅析:涤纶长丝的性能及市场发展趋势


1.未拉伸丝(UDY):其纤维分子基本没有取向,未结晶,这种丝的强度低、伸长大、尺寸稳定性差,一般不能直接应用。


2.半取向丝(MOY):其纤维分子已有少量取向,取向度高于UDY,低于预取向丝,这种丝的结构状态仍然不够稳定,不能直接应用。


3.预取向丝(POY):纤维本身已经过适度拉伸,有一定取向度,有少量微晶粒,但仍低于成品丝要求。这种丝强度低,伸度大,一般仍不宜直接用于加工织物,但可以通过与其他纤维复合生产复合丝以用于满足织造需求,使织物具有特殊风格。


4.高取向丝(HOY):采用一步法超高速纺丝制得,纤维分子取向度高,纤维的染色性能较好,但伸长和热收缩较大,不能满足一般服用要求。


二、拉伸丝

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拉伸丝是指在纺丝的过程中,对纤维进行适度的拉伸而得到的纤维,根据其拉伸的程度的不同,可分为拉伸丝(DY)和全拉伸丝(FDY)。


1.拉伸丝(DY):是指在纺丝的过程中,通过低速拉伸而制成的丝,其结晶度在40%左右,这种丝平直、光滑,相互间排列紧密,但是蓬松性较差。


2.全拉伸丝(FDY):是指通过纺丝拉伸一步法制得的丝,这种丝的质量稳定,毛丝、断头少,染色均匀性好,是比较理想的高速织造加工用纱。其产品的用用途也比较广泛,市场容量较大,是目前国内家纺、服装面料的主要原料之一。


三、变形丝

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利用合成纤维受热塑化变形的特点,在机械和热的作用下,使伸直的纤维变成卷曲的纤维,叫做变形丝,也叫做变形纤维。根据原料和加工工艺的不同,可分为常规变形丝(TY)、拉伸变形丝(DTY)和空气变形丝(ATY)。


1.常规变形丝(TY):是由纺丝卷绕-拉伸加捻-假捻变形的三步法工艺制得的丝或是由高速纺丝-低速假捻工艺制得的丝,其具有一定的弹性和蓬松性,尺寸稳定性较好。


2.拉伸变形丝(DTY):一般使用POY为原料,通过拉伸变形一步法制得的低弹丝,其具有一定的弹性,手感不及TY柔软,但是质量稳定,强伸度已满足服用要求。


3.空气变形丝(ATY):是指利用喷气法使空气喷射技术对丝束进行交络加工,形成不规则扭结丝圈,使丝束具有蓬松毛圈状的纱。其一般以FDY为原料进行生产,部分产品也可以用POY为原料进行生产,成品一同用于生产家纺面料。


涤纶长丝的发展趋势

化纤生产设备向更高速、高效优质化、大型连续短流程化、自动省力化、一机多用柔性化、细纤维复合多功能化以及设备单元结构模块化的方向发展。


从生产规模来看,世界聚酯技术正在向更大经济规模的方向发展。随着单系列能力的扩大,每万吨聚酯投资成本呈等比级数下降。如目前世界前30家聚酯生产厂家的平均产能达36万吨/年,规模最大的杜邦公司已达140万吨/年。

浅析:涤纶长丝的性能及市场发展趋势


从工艺流程和纺丝速度来看,呈工艺流程简单化、纺丝速度高速化。涤纶长丝除POY-DTY二步法传统工艺技术外,随着机电一体化技术的发展,卷绕头的机械速度从4000m/min发展到6000m/min、8000m/min,正在试验12000m/min。通过不断的工艺研究,出现了不同形式的纺丝拉伸一步法工艺,如HGS(热辊拉伸法)工艺,纺丝速度4500m/min;近年来,TCS热管纺丝法引人关注,特别适合纺制细纤维长丝;德国JBDE公司推出的HCS(热管拉伸法)亦有良好的发展前景;HSS(超高速纺丝)无导丝盘而全部依靠丝与空气间的摩攘力的纺丝拉伸一步法工艺,纺丝速度达到7000m/min。纺丝由切片纺丝向熔体直接纺丝发展,目前采用直纺工艺的长丝线密度可达0.3~0.5dtex。


生产品种向差别化、功能化纤维发展,主要有形态(细纤、异形截面等)、高性能(高强、高模、低缩等)、高功能(高感性、吸湿性、透湿防水性、抗静电及导电性、离子交换性和抗菌性等)几大改性的方向。通过开发新产品来提高产品的价值,追求利润最大化。细纤化、异形化是聚酯纤维发展的重要趋势。


采用复合纺丝技术或添加一定组分进行改性,使纤维具有阻燃、抗菌防霉、抗静电、抗紫外线、远红外纤维等功能。


从聚酯的成分来看,聚酯纤维向产品新型化发展。目前,聚酯纤维的品种多种多样,除常规品种PET以外,还有PBT、PTT和PEN等。


此外,为适应信息产业、生命科学、环保产业等领域的发展,研究和开发相应的纤维材料。涤纶也在积极地向这些领域拓展,如外科缝线、人工血管、人工肺以及可降解聚酯纤维等。随着科技的发展,聚酯生产的工艺技术逐渐趋于成熟,基本特点是规模大型化、生产高速化、生产连续化、控制自动化、品种多样化、线密度细纤化、用途功能化。


涤纶长丝的性能


1、涤纶纤维的一般性能


(1)强度。纤维强度高,一般为4.5~8cN/dtex,高强纤维为5.6~8.OcN/dtex,由于其吸湿性差,湿态强度和干态强度基本相同。


(2)摸量。涤纶的初始模量高.民用长丝不低于90cN/dtex,产业用丝可达132 5cN/dtex。


(3)弹性。纤维的弹性较好,在2%的张力下其弹性恢复率为96%。织物不折皱,尺寸稳定性好。


(4)耐热性好。聚酯的熔点为255~260℃,在150℃空气中加热1000h,稍有变色,强力下降不超过50%。


(5)缩水性。涤纶织物缩水极少或几乎不缩水。


(6)吸湿性。涤纶的吸湿性差,回潮率只有0.4%,因为涤纶大分子上的极性基团极少。


(7)起球。涤纶易起球,且不易脱落。这是由于织物中的单丝松散和断头造成的纤维球。 因为纤维强度高,纤维球被保留在织物上。而改性后的低抗拉强度的涤纶不易起球。


(8)染色。由于聚酯大分子上的极性基团极少,不能用一般方法进行染色。用分散染料或非离子型染料,染色效果较好。


(9)可燃性。涤纶比锦纶更易燃烧,纤维在燃烧时会熔化而自己熄灭。


(10)抗化学性。其抗水解、抗氧化剂、抗酸和抗干热降解均优于锦纶,但不抗碱。利用这一特性,采用碱减量法对涤纶进行改性。


2、 涤纶长丝的特性


涤纶长丝与涤纶短纤维相比具有下列特性:


(1)长丝生产系单锭生产方式。一根丝条有几十根单丝,从纺丝到变形,要经过几十个摩擦点,容易产生毛丝。此外,长丝是多锭位多机台生产的,由于设备、工艺、操作等因素,不同锭位生产的长丝在性能上会有一定差异,甚至一个筒子的内层与外层也会有差异。


(2)长丝通过物理变形方法可仿制差别化纤维。如改变喷丝孔的形状或捻度的强弱,可纺制丝型纤维;通过假捻、空气变形、混纤、复合等方法,可使长丝具有毛的风格;通过拉伸丝和预取向丝的混纤变形,可制得麻竹节的丝;对于不同熔点或不同取向度的长丝进行混纤变形,可使长丝获得麻的外观;通过各种吹捻技术,可制成网络丝、网络变形丝和空气变形丝、包芯丝等,通过强捻方法,可制得圈状丝和折皱丝;通过复合纺丝、机械剥离的方法,可纺制超细丝等。

浅析:涤纶长丝的性能及市场发展趋势


(3)长丝通过化学改性方法可仿制差别化纤维。如通过共聚、共混、接枝等方法,使纤维具有易染、保暖、耐热、阻燃、抗污、抗起球、抗静电、高吸湿和高吸水等特殊性能。


涤纶长丝的用途


涤纶长丝早期主要用于丝绸服装,随着各种加工技术的开发,现已扩展到仿毛、仿麻、仿棉等整个衣着领域,并向装饰、产业和非纤化等领域发展。服装由内衣、衬衫、夹克衫、西装到外套、滑雪衫等;装饰由头饰、围巾到窗帘、挂毯、地毯、沙发套、汽车坐垫套、雨披、台布、伞等;床上用品由床单、被面、枕巾、被套、床罩、蚊帐、被子等;工业用有缝纫线、帘子线、传送带、滤布、绳索等;非纤化有仿皮制品、膜、瓶等。

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