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分析影响聚酯熔体色相的因素 【作者：郭兴永】?【发布时间：2006/09/29 13:27:14】? 前言 　　随着聚酯工业的发展及应用领域的扩大, 再加上聚酯生产企业增多竞争的激烈，对聚酯性能的要求也在不断提高。提高聚酯产品质量对于企业的效益与发展有着极为重要的影响。色相是最直观反映聚酯质量的指标,并在一定程度上影响聚酯的可纺性及其纤维的色相与织物的色彩等。色相是光泽(消光程度) 和颜色(黄白程度) 的总称,是反射光线在空间分布、波谱分布及方向性上的反映。色相的测量是根据色度学与光度学原理及国际照明委员会(CIE) 计量标准,通常用亨特(L1a. b) 法的色差计进行测量的, 表示聚酯产品色度的方法有L值、B值、A值。L值表示明亮度，L值越大，产品越亮，L值越小，产品越暗，发灰。B值表示由蓝到黄的程度，B值越大，产品颜色越黄，B值越小，产品发蓝，色相较好。A值表示由绿到红的程度。色相的差异主要是由原料质量、添加剂种类及含量、生产工艺、生产过程控制及产品质量的差异引起的。现在以中纺院的聚酯装置为例，因为现在好多聚酯下游纺丝产品为细旦、超细旦纤维，对聚酯熔体要求较高，根据生产实践情况来分析影响聚酯熔体色相的因素。 1 原料和辅料的影响 　　目前的聚酯装置大多数是以精对苯二甲酸(PTA) 和乙二醇( EG)为原料,添加催化剂乙二醇锑、消光剂二氧化钛,通过直接酯化、连续缩聚工艺生产纤维级聚酯熔体来生产聚酯纤维。原料和辅料质量是保证聚酯质量及色相的基础,经分析认为影响聚酯熔体色相的主要原辅料有PTA、二氧化钛、催化剂等方面。 1.1 精对苯二甲酸（purified　terephthalic　acid　简称PTA） 　　PTA 是聚酯生产的主要原料,其杂质特别是对端羧基苯甲醛(4-CBA) 和对甲基苯甲酸(PT 酸) 的含量对聚酯色相的影响较大。4-CBA 含量高,聚酯中醛基含量增高,易形成双键及引起支链反应而使产品热稳定性差、黄色指数上升;PT 酸含量高,影响聚酯的链连接使分子量降低,分子量分布变宽,白度下降(见表1) 。另外浆料性能(浆料性和稳定性) 对聚酯色相也有一定的影响。当浆料调制的搅拌功率高,L 值下降,而搅拌功率低时L 值较高;经分析,影响浆料搅拌功率的主要因素有PT 酸含量和PTA 粒径,当PT 酸含量较高或粒径超出一定范围(较大或较小) 时浆料配制槽搅拌器的搅拌功率偏高。我以前还使用过中等纯度的EPTA和QTA，其4-CBA 含量含量比较高，对B值影响比较大。 表1 　PT 酸和4-CBA 含量不同时聚酯的色相 PT 酸含量/ 10-6 4-CBA 含量/10-6 L 值 b 值 120 12 85.8 3.7 160 12 85.7 4.3 160 18 85.2 4.7 200 11 85.1 4.3 260 13 84.1 4.5 15 150 85 5.0 15 170 85 5.3 1.2 二氧化钛（TiO2 ） 　　添加二氧化钛的目的是使聚酯表面对光的反射或散射变为近似漫反射而消除光泽。半消光聚酯切片中二氧化钛质量分数为0.3 %～0.5 %。因二氧化钛分散液中易因混入其他电解质等因素形成凝聚粒子,另外二氧化钛还可促使聚酯降解和影响熔体的过滤性能等,所以聚酯在达到预期消光效果的前提下,二氧化钛加入量越少越好,且要求其粒子细及分布均匀。随着二氧化钛加入量的减少,L 值下降,聚酯白度降低。目前二氧化钛生产厂家相对来说也比较多的，普遍使用的纤维级二氧化钛生产厂家有德国莎哈利本、日本富士钛、河北惠尔信、青岛三盛钛等厂家，不同厂家生产的二氧化钛由于粒径及分布、分散性能等不同,对聚酯的色相(见表2) 及凝聚粒子数量影响较大。 表2　使用不同二氧化钛时聚酯的色相 生产厂 L 值 b 值 A 84.3 3.4 B 83.4 3.3 C 86.8 4.2 1.3 催化剂 　　催化剂及催化剂体系是影响聚酯反应及聚酯质量的关键因素,不同的催化剂体系、催化剂的加入量及加入形态对聚酯色相的影响不同。锑系催化剂中醋酸锑催化速度适中,所得产品色相较好;三氧化二锑因其具有较高的催化活性、较好的光稳定性及分散性是聚酯生产常用的催化剂,但三价锑在缩聚时可被还原生成金属锑使聚酯带灰雾色而降低L 值,并会引起纺丝板毛细孔的积垢、增加纺丝断头和降低可纺性。另外三氧化二锑中的金属锑及其不完全氧化物对聚酯质量也会产生不良影响,因此三氧化二锑正被有高活性、生成聚酯色相好的新型有机锑所代替。聚酯中锑的质量分数一般为3 ×10 - 4 ,过量时聚酯成灰绿色,L 值较低而b 值较高。其他类型的催化剂如锗系催化剂所得的聚酯醚链较高、熔点低,但L 值较高、b 值较低;锡系催化剂生产的聚酯端羧基含量高,色相发黄;钛系催化剂活