玉米基乙二醇制PET的中试研究

第30卷第1期合成纤维工业Vol 302007年2月CHINA SYNTHETIC FIBER INDUSTRYFeb, 20玉米基乙二醇制PET的中试研究周清陈建文吴嘉麟(1.东华大学大成集团玉米基生物材料实验室,上海200315;2.东华大学材料学院,上海200051)摘要:分别将玉米基乙二醇和常规乙二醇与对苯二甲酸反应,以三氧化二锑为催化剂,添加二氧化钛和纳米二氧化硅等,制得玉米基聚酯(PET)切片和常规PET切片,经纺丝、拉伸,制得玉米基PET纤维和常规PET纤维,并对其纤维的表面形态和染色性能进行对比。结果表明:玉米基PET切片的熔点较常规PET切片的熔点低10℃,纺丝温度也低10℃;玉米基PT纤维表面粗糙较常规PET纤维染色性能好关键词:聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维乙二醇玉米染色色牢度中图分类号:TQ342.21文献识别码:A文章编号:1001-0041(2007)01-002-03乙二醇(EG)是生产聚酯的主要原料之一,主kg,催化剂2080g,稳定剂780mL,TO2浆液149要来自石油工业,在石油资源越来越紧缺的情况L,纳米SiO2添加剂68kg。下,如何利用可再生资源生产EG是其研究热点。将上述原料按既定配比加入打浆罐配制浆为解决我国对EG原料的需求,2005年,长春大成料,经过酯化4h和缩聚4h后出料,最终产出半集团建立了第一条以玉米为原料生产EG、丙二醇消光PET切片。的工业试验线,试验发现:由玉米原料制得的玉米另外将玉米基EG换用常规石油基EG,在相基EG不完全同于石油基EG,最主要的差别是石同条件下制备PET,进行对比试验。油基EG的纯度可达到聚合级所要求的99.5%以1.3.2纺丝上,而玉米基EG的最高纯度只能达到98.8%,且将聚合试验所得PET切片用相同纺丝设备含有少量丙二醇或丁二醇等其它二元醇。因此,以3200m/min速度纺制线密度相同的预取向丝探讨玉米基EG与对苯二甲酸(PTA)的聚合工(POY)。再以450m/min速度、1.65拉伸倍数假艺、所得切片的纺丝、染色性能与现有石油基EG捻拉伸的差异,是玉米基EG工业化开发的前提1.4测试纤维表面形态:用日本电子Jeol生产的JSM1试验5600LⅤ型扫描电镜对纤维表面观察拍照11原料染色性能:采用高温高压染色法,在完全PTA:工业级,中国石化股份公司燕山石化公相同的条件下进行染色实验。药品试剂:分散红司制;玉米基EG:工业级,长春大成集团制;EG:E-4B,分散黄E-4RL,分散蓝E-4R,冰醋酸,保工业级,中国石化股份公司上海石化公司制;纳米险粉、烧碱、匀染剂等;pH值4.5-5;浴比1:30。SO2添加剂,工业级,上海威凯化学品有限公司染色后,分别测定上染率2、纤维表面颜色深度制;催化剂三氧化二锑(Sb2O3)、稳定剂亚磷酸三及色牢度。其中,表面颜色深度用“库贝尔卡蒙苯酯(TMP)、消光剂二氧化钛(TO2):化学纯,均克”方程来表示:为上海化学试剂公司制。K/S=(1-R)2/2R(1)1.2设备式中:K—吸收系数;W46纺丝机:螺杆直径65mm, Barmag公司散射系数;制;YJ800M弹力丝机假捻牵伸设备:浙江越剑机R—分光反射率械集团公司制。收稿日期:2006-05-28;修改稿收到日期:2006-11-291.3试验方法作者简介:周清(1978—),女,工程师。主要从事生物基乙1.3.1聚合二醇的应用研究投料配比:PTA6500kg,玉米基EG2885基金项目:国家发改委2005年重大项目资助(20052368)。第1期周清等.玉米基乙二醇制PET的中试研究K/S越大,表明表面颜色越深。2结果与讨论色牢度按照GB/T6152-19973、GBT392152.1PET切片及纤维的物理性能19974中的方法进行熨烫升华色牢度和水洗色牢由表1可看出,玉米基PET的熔点较石油基度测试,并进行色牢度等级评定。等级越高,多纤PET切片低了近10℃,纺丝温度也降低了10℃。布上纤维粘色越少,试样色牢度越好。原因是玉米基EG中含有1%的其他二元醇表1玉米基PET与石油基PET的纺丝温度及切片及POY和DTY质量指标Tab. I Spinning temperature of corn-based PET and petroleum-based PET and quality index of their chips and POY and DTYPET特性粘数/熔点/凝集粒子)/端羧基含量线密度/伸长,强度/线密度/伸长,强度纺(dL·g1)℃(个·mg-1)(mol·t-1)值%(cN·dex%(eN. dtex-)玉米基0.6832514.6267/36124,6165/3621.4石油基0.6812603.9265/3612362/3621)粒径大于等于10μm。对照文献[5],玉米基PET切片特性粘数凝2.4纤维表面颜色深度集粒子、端羧基含量均达到一等品标准。对照文实验测得玉米基和石油基PET纤维的K/S献[6]和文献[7],玉米基PET中POY与DTY指值分别为21.65,16.74,表明在相同条件下染色,标均达到一等品标准。玉米基PET纤维较石油基PET纤维颜色更深。2.2纤维表面形貌2.5色牢度从图1可以看出,石油基PET纤维表面光滑由表2可看出,玉米基PET染色纤维较石油致密,而玉米基PET纤维表面粗糙,且均匀分布基PET染色纤维具有更好的色牢度。着很多细小的微孔,这将有利于纤维的染色。表2玉米基与石油基PET纤维染色色牢度Tab 2 Color fastness of corm-based andpetroleum-based PET dyed fiber纤维熨烫升华色牢度/级水洗色牢度级玉米基石油基玉米基石油基醋酸纤维素棉5.04.55.0尼龙a石油基PET纤维b.玉米基PET纤维涤纶5.0人造毛5.0图1PET纤维表面扫描电镜照片羊毛Fig. I SEM photos of PET fiber surface2.3上染率3结论图2表明,玉米基PET纤维的上染率均高于玉米基EG可应用于聚酯行业,所得PET切石油基PET纤维。说明在相同条件下玉米基片、POY和DTY的质量指标均达到国家标准一等PET纤维比石油基PET纤维更易染色。品,且纺丝温度较石油基PET低约10℃。由玉米基EG制得的纤维表面呈现无数微孔,因而纤维着色更快,色饱和度更高,具有更好的色牢度。参考文献1陶乃杰徐穆卿,胡运炘,染整工程[M].北京:中国纺织出版社,1997.274-2842郝龙云超细涂料染色工艺研究[J],印染,2004,(13):1-4染色时间/min3GB/T6152-1997纺织品色牢度试验耐热压色牢度[S]4cB/T3921.5-1997,纺织品色牢度试验耐洗色牢度[S]图2PET纤维上染率5GBT1418993,纤维级聚酯切片[S]6FZ/T4003-2004,涤纶预取向丝[S]1一玉米基PET纤维;2一石油基PET纤维7GBT1460-2001,涤纶低弹丝[S]2007年第30Pilot 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 tri-oxide as a catalyst and added with titanium dioxide and nano-silicon dioxide to produce com-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-avior 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发展,我国的安全气囊丝生产也将跟着发展国内外动态南京工业大学成功开发处理世界安全气囊丝供求状况PTA废水高效组合工艺据英国PCI世界产业用纤维的动向”的资料南京工业大学完成的“膜生物反应器处理报道,目前,每台汽车的纺织品使用量为20kg,其PTA废水的高效组合工艺”于200年11月21日中安全气囊为1.2kg,占汽车用纺织品的6%,安通过了江苏省科技厅组织的专家鉴定和验收。全带为0.9kg,占4.5%。二者合计为2.1kg,占PTA在生产过程中所产生的废水含有苯环类10.5%。汽车用纺织品的原料以合成纤维为主,大分子物质,普通微生物对其难以降解。南京工使用量最多的是涤纶,但在汽车安全气囊织物市业大学以膜生物反应器为核心,采用化学催化氧场,其中锦纶织物占99%,锦纶66性能最好,用化、高效菌株及生物固定化处理,成功开发了处理量最大,其余是涤纶和其他纤维。PTA废水的高效组合工艺。处理后的水质可达到2005年,世界安全气囊丝的实际需求量约国家污水综合排放一级标准,比现有处理工艺及100kt以上,其中锦纶66原丝为84kt,占锦纶产装置节省用地40%,水力停留时间缩短50%以业用丝的8.2%。西欧的需求量最多,为34k,占上,运行费用减少20%。世界安全气囊用原丝的40.5%,其次是北美29kt,占34.5%、亚洲18kt,占21.4%、其他地区东丽将在中国生产功能性3kt,占3.6%。亚洲现在的需求量不大,但已经PP长丝纺粘非织造布成为新增长点,是世界增长最快的地区,预计在未据报道,日本东丽工业公司计划在中国生产来5~10年内将会有较大的增长。功能性丙纶(PP)长丝纺粘非织造布,生产能力为据中国汽车工业协会统计,2004年我国安全18ka气囊市场需求量为3.9×10°套,比2003年增长为此,新成立东丽高新聚化(南通)有限公40.3%。2005年为4.4×10°套,同比增长司,投资37亿日元(3160万美元)于200年10128%。市场预测,2006年我国汽车安全气囊的月在南通建设生产装置,预定于2008年第二季度市场需求量为6.35×10°套其中轿车安全气囊竣工投产,2009年或者稍后达到满负荷运转。该市场为51×10°套。到2010年我国安全气囊装置采用德国先进技术生产多层非织造布。产品总需求量将达到23.82×10套。多年来,我国安主要用于卫生用品和医疗器材。全气囊丝一直依靠进口,现在,神马集团已在河南东丽工业公司现在在韩国拥有亚洲最大的平顶山建设了国内第1套6kUa的汽车用锦纶49kt/a的PP长丝纺粘非织造布生产装置。66安全气囊丝生产装置。随着我国汽车工业的(编委王德诚)