PEN纤维简介
| 日期：04-11-12 20:39:27 编辑：亚洲纺织联盟网 |
PEN纤维简介 PEN纤维是聚奈二甲酸乙二醇酯(Polythy-lene Naphtalate)纤维的简称。自1953年美国杜邦公司工业化生产商品名为达可纶(Dacron)的聚酯纤维(涤纶)以来﹐由于它具有良好的抗皱性﹑弹性和尺寸稳定性﹐以及良好的电绝缘性能﹐耐日光﹑耐摩擦﹑不霉不蛀和较好的化学稳定性﹐因而在世界各国得到迅速的发展﹐1972年的产量已为合成纤维之首﹐1997年全世界产量已超过1450万吨/年﹐约占全球合成纤维产量的65%.虽然全球总产量出现大幅度的增长﹐应用领域也在不断地扩大﹐但其本身仍存在染色性能差﹑适用染料种类少﹑吸湿率低﹑易产生静电﹑易起球等缺点﹐因而影响了纤维的进一步应用。在此情况下﹐一些工业发达的国家除了对涤纶纤维(PET)进行物理和化学方面的改性外﹐还积极开发出一些具有实用价值的新产品﹐如具有极好的柔软性﹐可在常温常压下进行无载体染色的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维﹕分子结构紧密﹐在冲击力作用下具有对能量的高度吸收能力的聚碳酸酯(PC)纤维﹕具有比任何一种普通合成纤维都要好的耐旋光性和耐气候性的聚乙氧基对苯甲酸酯(PEB)纤维﹕具有极好的染色性﹑回弹性﹑抗污性和耐化学稳定性的聚奈二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维。PEN纤维是由美国Kosa(由原Hoest公司Tre Vira Polyester重组的新公司)首先推出的新产品﹐这种纤维与常规的涤纶(PET)纤维相比﹐在力学性能和热性能等方面都比较突出﹐其杰出的性能有﹕(1)高模量﹑高强度﹑抗拉伸性能好﹐但伸长率可达14%左右﹔(2)尺寸稳定性好﹑不变形﹐熔点和玻璃化温度较高﹐热稳定性好﹔(3)化学稳定性和抗水解性能优异等。与普通的涤纶纤维相比较﹐PEN纤维具有较高的玻璃化温度﹐说明它具有优良的耐热性能﹐收缩率低于PET纤维﹐而耐水解性有所改善。PEN纤维的模量和尺寸稳定性均明显优于PET﹐尤其是在较高的温度状态下﹐PEN纤维能保持较高的耐热性能。另外﹐在PEN纤维分子链上的奈环刚性比PET纤维分子链上的奈环大因而具有较好的阻燃性﹑耐化学腐蚀性﹑抗紫外线强度﹑抗收缩﹑高模量和抗拉伸等性能。PEN与PET一样﹐是半结晶状的热塑性聚酯材料。PEN的聚合物可由两种生产工艺制取﹕一是通过2﹐6-奈二甲酸二甲酯(NDC)与乙二醉(EG)进行酯交换﹐然后再进行缩聚制得﹔二是通过2﹐6-奈二甲酸(NDCA)与乙二醇(EG)直接酯化﹐然后再经缩聚制得。在酯交换过程中﹐使用的催化剂主要有醋酸锰﹑醋酸镁等﹐在缩聚时采用的催化剂则主要有三氧化二锑﹑锗系﹑钛系催化剂等 ﹐聚合物的生产工艺基本上与PEN相似﹐若在生产中加入少量的含有机胺﹑有机磷类的化合物﹐则可大大改善PEN聚合物的热稳定性能。由PEN聚合物纺丝时﹐主要采用熔融纺丝生产工艺﹐先将物性粘度为0.9的PEN树脂去湿干燥﹐然后再通过常规的PET熔融纺丝技术和生产设备进行纺丝﹐PEN的纺丝速度根据其产品而定﹐一般为3000~5000m/min。由于PEN的玻璃化温度大大高于PET﹐因此不能套用PET的牵伸工艺﹐否则由于过慢的分子取向速度而影响到PEN纤维的质量﹐这可采用多道牵伸并提高纤维的牵伸温度而得到解决‧如日本帝人公司采用的牵伸工艺是：前道牵伸辊的温度为210~240℃，牵伸辊温度为220~245℃‧由于PEN纤维具有极其优异的物理机械性能和广泛的用途，引起了众多化纤制造厂商的浓厚兴趣，纷纷投资建设PEN纤维制造厂，并进行新产品的开发，如杜帮、帝人、东丽、东洋纺、伊斯曼、ICI(帝化)、赫司特等公司均处于领先地位‧据报道，美国的Allied signal已有200吨/年的生产装置，意大利也有生产线，杜帮正在兴建40000吨/年级纤维制造厂‧在PEN纤维新品种开发方面也取得了一些成果，如日本的东洋纺与帝人公司合作，采用复合纺丝工艺和技朮，已经开发出PEN/PET皮芯型复合纤维，它具有性能优异、成本低的特点，用于骨架材料轮胎帘子线时，与橡胶的粘结性非常好，也可用于制织汽车椅罩、安全保护带等‧PEN纤维是一种问世不久的高技朮纤维，由于它比PET纤维具有更多的优异性能，模量高，尺寸稳定性好，不变形，弹性足，刚性好，是一种理想的纺织原料，其应用领域十分广阔，特别是在产业用纺织品方面前景十分看好，目前主要用于：(1)汽车防冲撞充气安全袋‧这种安全袋折迭后体积小、重量轻、强度高、阻燃性能好，由PEN纤维制织的织物可满足此要求；(2)轮胎和传送(传动)带等的骨架材料‧由于PEN纤维具有较大的回弹性和刚性，能够满足对橡胶骨架材料的耐高温性﹑抗疲劳性﹑抗冲击性﹑粘结性和抗蠕变性的要求﹐因而将成为替代钢丝﹑PA66﹑PET等的理想材料﹔(3)PEN纤维增强材料。高压水管﹑蒸汽﹑燃料﹑化学药品等输送管道以及汽车发动机罩盖等用品都是在热湿环境中工作﹐必须具有优良的机械物理性能﹐PEN纤维是这些用品的理想增强材料﹔ (4)过滤材料。环保用过滤材料一般是在干燥及潮湿环境下使用﹐要求具有优异的耐热性﹑耐化学腐蚀性﹑耐潮湿水解和耐磨性能﹐由PEN纤维制成的过滤材料﹐过滤性能极优﹐是一种理想的过滤材料﹐可与聚苯硫醚(PPS)纤维相媲美。PEN滤材的绝缘﹑绝热指标可达到F级标准﹐可在160℃高温环境中连续使用。同时﹐PEN滤材在较宽的PH值(酸碱度)值范围内具有优异的拉伸强度﹐因而它将逐步替代PET筛网﹐在造纸筛网领域内得到较为广泛的应用﹔(5)缆绳。由于PEN纤维的模量高﹐伸长大﹐并具有优良的耐化学性能 ﹑抗紫外线性能等 ﹐是制造各种的理想材料﹐今后将有可能逐步替代PET缆绳﹔(6)服装和服饰材料。由于PEN纤维具有许多优异的性能﹐也是理想的服装和服饰材料。
