TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

KỸ THUẬT SẢN XUẤT SỢI HÓA HỌC
Mã môn học: 605005 – Nhóm: 2
MS Nhóm: 8
ĐỀ TÀI 4:

SỢI POLYESTER
GVHD: TS NGUYỄN THỊ LÊ THANH

Ngành: Vật liệu hữu cơ

Năm học 2017 – 2018
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN


................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................

................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
TP.HCM, ngày

tháng năm 2017


Cán bộ hướng dẫn.LỜI
CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy, Cô Trường Đại học Tôn Đức Thắng – Khoa
Khoa học ứng dụng đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu trong suốt 4 năm
học tập tại trường. Đặc biệt đối với môn học Kỹ thuật sợi hóa học, chúng em đã nhận được
sự giúp đỡ tận tình của Cô TS Nguyễn Thị Lê Thanh. Những góp ý, sự hướng dẫn và giúp
đỡ nhiệt tình của Cô đã giúp chúng em củng cố lại được những kiến thức và kỹ năng của
mình. Chúng em xin chân thành gửi lời cám ơn sâu sắc nhất đến Cô.
Do khoảng thời gian thực hiện không nhiều và khối lượng chương trình học khá nhiều nên
bài tập lớn môn học Kỹ thuật sợi hóa học không thể tránh khỏi những thiếu xót nhất định,
chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, sự hướng dẫn của Quý Thầy, Cô để
đề tài bài tập lớn môn học có thể hoàn chỉnh hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !

Nhóm sinh viên thực hiện.


DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1: Thông số đặc trưng của PTA …………………………………………………….5
Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật của PTA ………………………………………………...........6
Bảng 1.3: Điểm bắt lửa và điểm cháy ………………………………………………………7
Bảng 1.4: Thông số kỹ thuật khác ………………………………………………………….8
Bảng 3.1: Thông số máy đùn trục vít ………………………………………………………17

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Trang

Hình 1.1: Quá trình trùng hợp tạo polyester……………………………………………….4
Hình 1.2: Hình dạng PTA trong sản xuất…………………………………………….........7
Hình 1.3 : Hình dạng PCDT dạng tinh thể………………………………………………..10
Hình 1.4: Hình dạng PCDT dạng hạt……………………………………………………..10
Hình 2.1: Quy trình công nghệ sản xuất sợi filament và xơ………………………….......11
Hình 2.2: Tổng hợp polyester bằng phản ứng trao đổi theo phương pháp gián đoạn……14
Hình 2.3 Giai đoạn kéo sợi……………………………………………………………….15
Hình 3.1: Thiết bị đùn ………………………………………………………..…………..17
Hình 3.2: Gương sen ……………………………………………………………………..18
Hình 3.3: Máy kéo sợi RC ………………………………………………………….........19


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CTA: axit terephthalic thô.
DMT: Dimethyl terephthalate.
PCDT: poly-1,4-cyclohexylene-dimethylene terephthalate.
PET: polyethylene terephthalate.
PTA: Terephthalic Acid.
PSF: produce short fibre, sản xuất xơ ngắn.
4-CBA: 4-carboxy benzaldehyde.


MỤC LỤC

Trang


LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại hiện nay, cùng với nền khoa học hiện đại, công nghệ hóa học không ngừng
phát triển và chiếm vị trí quan trọng trong nhiều lĩnh vực đời sống, sản xuất và khoa học kỹ
thuật. Công nghệ nghiên cứu để gia công sản xuất từ các hợp chất cao phân tử là một công
nghệ điển hình, có tốt độ phát triển nhanh và phạm vi sử dụng ngày càng rộng rãi. Tuy ra đời
có muộn hơn các ngành khác nhưng ứng dụng của nó là rất quan trọng. Hầu hết, các vật liệu
trong kỹ thuật và đời sống hiện nay được thay thế bằng nhiều loại vật liệu mới được chế tạo
từ các hợp chất cao phân tử. Trong đó, sợi tổng hợp là sản phẩm có sản lượng lớn và giá trị
nhất.
Ngành sợi tổng hợp Việt Nam thực chất là một ngành kinh tế kỹ thuật về gia công chất dẻo,
hiện chưa có khả năng sản xuất ra nguyên vật liệu nhựa, gần như toàn bộ nguyên vật liệu sản
xuất ra sản phẩm nhựa phải nhập từ nước ngoài hay tái chế từ các chai nhựa. Ngành sợi tổng
hợp có ưu điểm là công nghệ cập nhật hiện đại, tốt độ tạo sản phẩm nhanh, sử dụng lao động
kỹ thuật là chính, sản phẩm đa dạng, phục vụ được nhiều đối tượng của xã hội.
Bài tập lớn giúp sinh viên hiểu sâu rộng về tính chất, quy trình tổng hợp của sợi Polyester.
Môn học giúp sinh viên giải quyết cụ thể về: yêu cầu công nghệ, thiết bị trong sản xuất hóa

chất cũng như quy trình công nghệ để tổng hợp sợi Polymer.
Bài tập lớn Kỹ thuật sợi hóa học về sợi Polyester gồm các nhiệm vụ:
-

Tìm hiểu về nguyên liệu sản xuất sợi.
Phương trình phản ứng tổng hợp.
Sơ đồ khối Qui trình công nghệ.
Thuyết minh Qui trình công nghệ : thông số, mục đích làm, thiết bị.
Video minh hoạ

7


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SỢI POLYESTER.
1.1

Lịch sử phát triển của sợi hóa học

Từ cuối thế kỷ 19 đến đầu thế kỷ 20 với việc ứng dụng những thành tựu hóa học và
cơ khí, một số sản phẩm xơ sợi nhân tạo được hình thành và phát triển trên thị trường như:
viscose, acetate, casein … Vào năm 1926, Công ty EI du Pont de Nemours - Mỹ đã bắt đầu
nghiên cứu các cao phân tử và sợi tổng hợp. Những nghiên cứu ban đầu của W.H Carothers
tập trung vào sự hình thành nylon, loại sợi tổng hợp đầu tiên. Ngay sau đó, trong những năm
1939-1941, một số nhà hóa học Anh đã chú ý đến những nghiên cứu của du Pont và tiến hành
các nghiên cứu của riêng họ tại các phòng thí nghiệm của Hiệp hội các nhà in ấn Calico, Ltd.
Việc này đã dẫn đến sự ra đời của sợi polyester được biết đến ở Anh như Terylene.
Năm 1939 đã xuất hiện loại xơ xợi tổng hợp khác như : polyester, polyacrylonitrile
… Năm 1946, du Pont mua bản quyền để sản xuất sợi polyester tại Mỹ. Tiếp theo, Công ty
tiến hành phát triển xa hơn nữa, và trong năm 1951 Công ty đã bắt đầu thị trường hoá sợi
dưới cái tên Dacron. Trong những năm sau đó, một số công ty đã rất quan tâm đến sợi

polyester và tự sản xuất các dạng sản phẩm cho các ứng dụng khác nhau.
Ngày nay, có hai dạng chính của polyester là PET (polyethylene terephthalate) và
PCDT (poly-1, 4-cyclohexylene-dimethylene terephthalate). PET là loại phổ biến hơn, hữu
dụng, đa dạng trong các ứng dụng. Nó bền vững hơn PCDT, mặc dù PCDT dẻo hơn và đàn
hồi hơn. PCDT phù hợp để làm rèm cửa và lớp bọc đồ nội thất, còn PET có thể được sử dụng
độc lập hoặc phối trộn với các loại vải khác để làm cho quần áo khỏi nhăn chống bụi bẩn và
không co dãn.
Hiện nay, trên thị trường đã có hơn 100 sản phẩm sợi nhân tạo khác nhau với những
tính chất đặc thù riêng của chúng.
Trong thực tế các loại xơ sợi nhân tạo thuộc nhóm cellulose ( viscose, acetate), nhóm
tổng hợp ( polyamide, polyester, polyacrylic, polyolefine) được sản xuất sử dụng với số
lượng lớn hơn các loại xơ nhân tạo khác . Hơn nữa trong những năm gần đây việc nghiên cứu

8


nhằm nâng cao tính chất sản phẩm và khả năng ứng dụng của các loại sợi kim loại ngày càng
rộng rãi trong công nghiệp và thương mại.

1.2

Khái niệm cơ bản về sợi Polyester.
Polyester là một loại sợi tổng hợp có nguồn gốc từ than đá, không khí, nước và

dầu mỏ. Được phát triển trong phòng thí nghiệm từ thế kỷ 20, sợi polyester được hình thành
từ phản ứng hóa học giữa acid hai chức và rượu hai chức. Trong phản ứng này, hai hoặc
nhiều phân tử kết hợp với nhau để tạo ra một phân tử lớn có cấu trúc lặp đi lặp lại trong suốt
chiều dài của nó.
Ưu điểm :
- Sợi Polyester có nhiều ưu thế hơn khi so sánh với các loại vải truyền thống như bông. Nó

1.2.1

không hút ẩm, nhưng hấp thụ dầu. Chính những đặc tính này làm cho Polyester trở thành
một loại vải hoàn hảo đối với những ứng dụng chống nước, chống bụi và chống cháy.
- Khả năng hấp thụ thấp của Polyester giúp nó tự chống lại các vết bẩn một cách tự nhiên. Vải
Polyester không bị co khi giặt, chống nhăn và chống kéo dãn. Nó cũng dễ dàng được
nhuộm màu và không bị hủy hoại bởi nấm mốc. Vải Polyester là vật liệu cách nhiệt hiệu
quả, do đó nó được dung để sản xuất gối, chăn, áo khoác ngoài và túi ngủ.
1.2.2 Nhược điểm :
− Độ hút ẩm (0,5%), không biến dạng trong nước.
− Trơ với tác nhân ánh sáng, trơ với chất tẩy rửa.
− Không thấm mồ hôi, gây cảm giác nóng bức.
1.2.3 Ứng dụng:
− Polyester được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp dệt may quần áo.
− Đồ nội thất gia dụng như: dệt thảm, rèm cửa, vải công nghiệp.
− Máy tính và băng ghi âm, vật liệu cách điện.
− Trong công nghiệp: là chất độn trong vỏ xe, băng tải, nhựa composite…

1.3 Nguyên liệu thô

Polyester là một thuật ngữ hóa học mà trong đó Poly có nghĩa là nhiều và este là
một hợp chất hóa học hữu cơ căn bản. Thành phần cấu tạo đặc trưng được sử dụng trong sản
9


xuất polyester là ethylene có nguồn gốc từ dầu mỏ. Quá trình hóa học tạo ra các polyester
hoàn chỉnh được gọi là quá trình trùng hợp.

Hình 1.1: Quá trình trùng hợp tạo polyester.
Từ trước đây, Dimethyl terephthalate (DMT) được sử dụng để sản xuất polyester

bao gồm: polyethylene terephthalate và polytrimethylene terephthalate. DMT được hình
thành từ một phản ứng giữa terephthalic acid và methanol, ưu điểm là dễ oxi hoá hơn dạng
axit và có thể ngưng tụ trong chân không để tạo ra một sản phẩm tinh khiết.
1.3.1

Sự xuất hiện của PTA ( Terephthalic Acid)

Vào năm 1960, Amoco giới thiệu phương pháp sử dụng PTA và đã định giá chiến
lược cho sản phẩm mới này nhằm mục đích thay thế cho DMT và nhằm thúc đẩy phát triển
sản xuất polyester. Cho đến giữa những năm 1980, do nắm bắt được công nghệ, một số nhà
sản xuất lớn đã chi phối ngành công nghiệp sản xuất PTA. Amoco (nay là BP) là nhà sản xuất
hàng đầu, cùng với các đối tác nhượng bản quyền là Mitsui, Mitsubishi và ICI (nay là Du
Pont), cũng là các nhà sản xuất thương mại hàng đầu. Amoco, cùng với đối tác công nghệ
Mitsui, rất lựa chọn trong việc nhượng bản quyền của họ để không ảnh hưởng vào hoạt động
kinh doanh.
Tại Mĩ và sau đó ở châu Âu, Amoco đã xây dựng giá sản xuất thực tế của PTA với
một giá trị thặng dư cố định nhằm đáp ứng chỉ tiêu lợi nhuận, kích thích tăng trưởng thị
trường nhưng vẫn đủ sức cạnh tranh với các nhà sản xuất khác. Tuy nhiên, Amoco chỉ thành
10


công trong việc thúc đẩy sự phát triển thị trường mà không thành công trong việc bao tiêu thị
trường. Khi công nghiệp sản xuất polyester ở châu Á tăng trưởng nhanh chóng thì đôi lúc đã
xảy ra việc thiếu hụt PTA, điều này buộc các nhà sản xuất phải tìm kiếm thêm công nghệ hỗ
trợ sản xuất. Vào giữa những năm 1980, khi bản quyền của Amoco hết hạn, ICI và
Montedison (nay là Dow/Inca) và các công ty khác bắt đầu cung cấp bản quyền. Có hàng loạt
công ty xếp hàng mua công nghệ, vì các nhà sản xuất polyester nhận thấy thị trường có lợi
nhuận cao và mong muốn đảm bảo nguồn cung vật liệu thô đầu vào. Vào cuối những năm
1980, sự thiếu hụt PTA toàn cầu đã tạo ra sự đổ xô vào sản xuất của các nhà sản xuất
polyester châu Á.

1.3.2

Các thông số và đặc tính cơ bản của PTA

PTA là dạng bột có tinh thể màu trắng với mùi chua nhẹ, có ảnh hưởng nhẹ tới
mắt, da và đường hô hấp của người với các thông số như sau:
Công thức của PTA: C6H4(COOH)2
Bảng 1.1: Thông số đặc trưng của PTA

Khối lượng phân tử

Đơn vị

Số lượng/mô tả

g/mol

166,13

C

Hóa hơi ở 402oC

Độ bốc hơi

ở 20oC (không khí = 1,0)

5,74

Áp suất bốc hơi


ở 20oC

<0,00013

pH

Pha loãng 1%

2,16

Điểm nóng chảy

o

11


Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật của PTA

Đơn vị

Số lượng

Độ axit

mg KOH / gm

675 ± 2


Độ ẩm

wt%

0,2 max

Độ Ashes

ppm

7 max

4
Carboxybenzaldehyde

ppm

20 max

Màu sắc

APHA (in N-N-Dimethyl
From Amide Solution), HU

10 max

Độ cứng

ppm


0,5 max

Para Toluic Acid

ppm

120 max

Tổng số các kim loại
Fe, Mn, Co, Cr, Ni,
Mo, Ti

ppm

2 max

ΔY

-

10 tối đa

b-Color

-

1,5 max

An toàn, không ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người.
12



Bảng 1.3: Điểm bắt lửa và điểm cháy

Đơn vị

Số lượng

Điểm bắt lửa

°C

260

Điểm cháy

°C

496

Điểm cháy và điểm bắt lửa tương đối lớn.

Hình 1.2: Hình dạng PTA trong sản xuất.

13


1.3.3

Tiêu chuẩn PTA bán trên thị trường

Bảng 1.4: Thông số kỹ thuật khác

Tính chất/thành
phần

Mức giới hạn

Mức thông thường

4-CBA (ppmw)

< 25

< 20

Axit P-toluic (ppmw)

< 150

< 100

Tro (ppmw)

6

1-3

Hàm lượng kim loại

3


<1

Độ ẩm (% khối lượng)

0,2

0,05

Màu (b-value)

2

<2

Cỡ hạt trung bình
(micron)

140

90 - 140

14


1.3.4

Sản xuất PTA

Gần như việc sản xuất axit terephthalic thương mại đều sử dụng quy trình sản xuất

PTA của Amoco hiện do BP sở hữu. Trước đây, Amoco đã mua quy trình hoá học cơ bản từ
Scientific Design Corporation và phát triển thành quy trình thương mại vào cuối những năm
1950.
Trong giai đoạn đầu tiên của quy trình, paraxylene được ôxi hoá nhờ không khí
trong axit acetic lỏng với các xúc tác côban/măngan/brôm để tạo ra axit terephthalic thô
(CTA). Phản ứng ôxi hoá tạo ra một lượng nhiệt lớn, thông thường được thu hồi dưới dạng
hơi và được sử dụng cho việc gia nhiệt và phát điện. Do CTA chứa các chất trung gian trong
quá trình ôxi hoá và các thể màu, bước tiếp theo sẽ được sử dụng để lọc giảm các chất này
xuống nồng độ yêu cầu. Chất trung gian gây khó khăn nhất là 4-carboxy benzaldehyde (4CBA) có tính hoà tan tương tự axit terephthalic trong hầu hết các dung môi thông thường và
do đó không thể tách ra bằng phương pháp tinh thể hoá. Bằng cách chuyển 4-CBA thành axit
paratoluic có tính hoà tan cao, các chất trung gian này có thể được tách ra. Điều này được
thực hiện bằng cách hydro hoá trong nước dung dịch dưới nhiệt độ và áp suất cao trên một
nền palađi với xúc tác carbon.
1.3.5

Tình hình thị trường sản xuất PTA

Hiện nay, thị trường châu Á là lớn nhất và năng động nhất và giá của PTA tuân thủ
theo cân bằng cung cầu của thị trường này. Trong những năm gần đây, Trung Quốc là nước
có nhu cầu PTA lớn nhất ở thị trường châu Á và gia nhập PTA của Trung Quốc là mốc cho
các nhà xuất khẩu của châu Á.
Tiêu thụ PTA trên thế giới được dự báo là tăng trưởng 7% hàng năm cho đến
2015, có nghĩa là thị trường sẽ tăng đáng kể từ 35,2 triệu tấn vào 2006 lên 63,7 triệu tấn vào
2015. Trung Quốc đẩy tăng trưởng tiêu thụ của thế giới với dự báo về tăng trưởng tiêu thụ
của Trung Quốc là trung bình 11% hàng năm giữa 2005 và 2006. Vào 2015, tiêu thụ của
Trung Quốc sẽ chiếm khoảng 57% thế giới, so với khoảng 42% của thế giới vào 2006. Các
15


vùng khác cũng có mức tăng trưởng mạnh là Nam Mĩ 9% từ 2005-2015, Đông Âu khoảng

30% nhưng với mức khởi điểm rất thấp, Trung Đông và châu Phi là 11%. Tăng trưởng của
Ấn Độ sẽ vào khoảng 7% và cùng với khối lượng thị trường, Ấn Độ sẽ là thị trường quan
trọng thứ hai đối với việc tăng trưởng. Các vùng khác như Tây Âu và Bắc Mĩ nơi thị trường
cho các sản phẩm cuối dòng đã phát triển lâu hơn sẽ có tăng trưởng thấp hơn nhiều, vào
khoảng 3-3,5%. Sau 2012, cần có bổ sung công suất để tránh tỉ lệ công suất vận hành vượt
quá 95% vào 2013.

1.4 Các loại Polyester

Các sợi polyester bao gồm PET và PCDT.
−

PET là sản xuất phổ biến nhất. Nó là mạnh hơn PCDT, trong khi PCDT có thêm
độ đàn hồi và khả năng phục hồi. PET có thể được sử dụng một mình hoặc pha
trộn với các loại vải khác để chống làm nhăn và quần áo có thể giữ lại hình dạng

−

của nó.
PCDT là phù hợp hơn cho các ứng dụng nặng hơn, chẳng hạn như rèm cửa và các
tấm phủ đồ nội thất.

Hình 1.3 : Hình dạng PCDT dạng tinh thể.
16


1.4.1 PET Polyester
Đối với sản xuất PET Polyester, nguyên liệu chính là ethylene có nguồn gốc từ
dầu mỏ. Nó bị oxy hóa để sản xuất rượu dihydric glycol nó được kết hợp thêm với một
monomer khác là axit terephthalic ở nhiệt độ cao trong chân không. Trùng hợp, quá trình hóa

học sản xuất polyester hoàn thành, được thực hiện với sự hỗ trợ của các chất xúc tác. Các
polyester nóng chảy không

màu sau đó chảy từ một khe

cắm trong bình trên một bánh

xe đúc và có hình dạng băng

khi nó nguội đến độ cứng. Các

polymer do đó sản xuất sau đó

được cắt thành các chip rất

nhỏ, sấy khô để loại bỏ tất cả

độ ẩm và pha trộn để làm cho

nó thống nhất cho việc nó đã

sẵn sàng để quay thành sợi.

1.4.2 PCDT Polyester
Sự thay đổi này của polyester được làm bằng cách ngưng tụ axit terephthalic với
1,4-cyclohexane-dimethano để tạo poly-1,4-cyclohexylene-dimethylene terephthalate hoặc
PCDT Polyester. Đối với PET Polyester, PCDT được xử lý để kéo sợi chảy.

Hình 1.4: Hình dạng PCDT dạng hạt.


17


CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
2.1 Nguyên liệu sản xuất chính.
Polyester được sản xuất bởi một trong nhiều phương pháp khác nhau. Phương pháp được áp
dụng phụ thuộc vào dạng (loại) polyester sẽ sản xuất. Có bốn dạng sợi polyester cơ bản là sợi
filament, xơ, sợi thô, và fiberfill.
•

Với filament, mỗi sợi đơn lẻ tham gia cấu tạo của sợi polyester là dài liên tục, dạng sợi

•

này dùng để sản xuất các loại vải có bề mặt nhẵn.
Với xơ, sợi filament được cắt ngắn với những độ dài định trước do đó có thể dễ dàng

hơn để pha trộn với các loại sợi khác.
• Sợi thô là một dạng mà trong đó các sợi filament liên tiếp được kéo lỏng với nhau
• Fiberfill là dạng sợi lớn được sử dụng trong sản xuất chăn, gối, và áo khoác ngoài.
Hai dạng được sử dụng thường xuyên nhất là sợi filament và xơ.

18


2.2 Quy trình công nghệ

Hình 2.1: Quy trình công nghệ sản xuất sợi filament và xơ.

Sơ Đồ Khối Quy


Trình Công Nghệ

Sản Xuất Sợi

Polyester
Nguyên liệu thô

Sản xuất

sợi Filament

Trùng hợp
150 – 200 oC
Làm khô

Kéo sợi
19


260 – 270 oC
Sơ ngắn PSF
Kéo căng

Tạo nếp

Định hình
100 - 150oC

Cuốn sợi


Quy trình cắt

Sợi Polyester

20


2.1.1 Phương trình phản ứng :
• Tổng hợp ethylene Glycol từ ethylene

Xúc tác sử dụng là bạc ở 350oC

(1) : Tổng hợp Dimethyl Terephthalate
(2) : Phản ứng trùng ngưng tổng hợp Polyethylene Terephthalate

21


Hình 2.2: Sơ đồ tổng hợp polyester bằng phản ứng trao đổi theo phương pháp gián đoạn.
2.3 Sản xuất sợi Filament
a) Trùng ngưng:
* Để hình thành polyester, dimethy terephthalate phản ứng đầu tiên với ethylene
glycol với sự có mặt của chất xúc tác ở nhiệt độ 150 – 210oC.
* Kết quả hoá học là một monomer được tạo thành (đơn, phân tử không lặp lại), nó kết
hợp với acid terephthalic và được tăng nhiệt độ tới 280 oC. Polyester nóng chảy mới tạo thành
được ép đùn qua khe thành một dải dài.
b) Làm khô
* Sau khi polyester hình thành từ quá trình trùng hợp, các dải nóng chảy dài được làm
mát cho đến khi chúng trở nên giòn. Nguyên liệu được cắt thành những hạt chip nhỏ và làm

khô để ngăn ngừa sự bất bền vững.
c) Kéo sợi
* Những hạt polymer được nấu chảy ở 260-270°C để tạo thành một dung dịch giống
như xi-rô. Dung dịch được đặt trong thùng kim loại được gọi là ổ phun sợi và được đùn ép
qua các lỗ nhỏ của nó, thường là tròn nhưng cũng có thể là ngũ giác hoặc bất kỳ hình dạng

22


nào để sản xuất sợi đặc biệt. Số lượng lỗ trong ổ phun xác định kích cỡ của sợi, các sợi tuôn
ra xoắn lại với nhau để tạo thành một sợi đơn.
* Ở giai đoạn kéo sợi, các hóa chất khác có thể được thêm vào dung dịch để làm vật
liệu chống cháy, chống tích điện, hoặc dễ dàng nhuộm hơn.

Hình 2.3 Giai đoạn kéo sợi.
d) Kéo căng
- Khi polyester hình thành từ ổ phun, nó rất mềm và dễ dàng kéo được dài tới năm lần chiều
dài ban đầu của nó. Tác động kéo căng cưỡng bức các phân tử polyester ngẫu nhiên sắp xếp
thẳng hàng. Điều này làm tăng thêm độ bền, độ dai, và khả năng đàn hồi của sợi. Trong thời
gian này, khi các sợi filament đã khô, sợi trở nên bền vững và dai thay vì dễ gãy.
- Các sợi được kéo căng có thể thay đổi rất nhiều về đường kính và độ dài, tùy thuộc vào các
đặc tính mong muốn của thành phẩm. Ngoài ra, giống như quá trình kéo căng, Sợi có thể
được liên kết hoặc xoắn để tạo ra các loại vải mềm hoặc vải thô.
e) Cuốn sợi
- Sau khi các sợi polyester được kéo căng, nó được cuốn vào các ống sợi lớn hoặc đóng
thùng và sẵn sàng để được dệt thành vải nguyên liệu.

23



2.4 Sản xuất xơ ngắn PSF
Trong khi làm xơ ngắn polyester, quá trình trùng hợp, sấy khô, và tuôn sợi (bước 1-4 trên) rất
giống với quá trình sản xuất sợi filament. Tuy nhiên, trong quá trình tuôn sợi, thùng trộn có
nhiều lỗ hơn khi sản phẩm là xơ ngắn. Các bó sợi polyester hình thành được gọi là sợi thô.
a) Kéo căng
- Sợi mới hình thành được nhanh chóng làm lạnh trong các thùng chứa các sợi dày. Sợi có độ
dài khác nhau được tập trung và kéo căng trên các con lăn được gia nhiệt đến ba hoặc bốn lần
chiều dài ban đầu của nó.
b) Tạo nếp
- Sợi đã kéo sau đó được đưa vào trong các hộp nén để tạo nếp gấp với tỷ lệ 9-15 nếp mỗi
inch (3-6 nếp trên mỗi cm). Quá trình này giúp các sợi liên kết chặt với nhau trong các giai
đoạn sản xuất sau này.
c) Định hình
- Sau khi sợi được gấp nếp, nó được gia nhiệt đến 100 - 150 oC để làm khô hoàn toàn các sợi
và giữ các nếp gấp. Một số nếp gấp không giữ được sẽ được rút ra khỏi các sợi trong các quá
trình tiếp theo.
d) Quá trình cắt
- Tiếp theo gia nhiệt định hình, sợi được cắt ngắn hơn. Polyester sẽ được pha trộn với bông
và được cắt thành các đoạn 3,2 - 3,8 cm; đối với hỗn hợp xơ nhân tạo nó được cắt với chiều
dài 5 cm. Đối với các loại vải nặng hơn, chẳng hạn như thảm, sợi filament tổng hợp được cắt
thành 15 cm.
2.5 Sợi Polyester trong tương lai
Sau khi được giới thiệu ở Mỹ năm 1951, polyester nhanh chóng trở thành loại sợi
được phát triển nhanh nhất của nước Mỹ, rất phổ biến trong những năm 1960. Tuy nhiên,
polyester đã phải trải qua một "vấn đề về quan niệm" từ thời đó, và quần áo làm từ sợi tổng
hợp thường bị mất giá và thậm chí tẩy chay. Một số dạng mới của sợi tổng hợp đã được giới
thiệu vào đầu những năm 1990 đã có thể giúp khôi phục hình ảnh của polyester. Dạng mới
của sợi polyester được gọi là sợi siêu nhỏ đã được giới thiệu đến công chúng vào năm 1991.
Sang trọng hơn và linh hoạt hơn polyester truyền thống, các loại vải sợi microfiber tương tự
24



vải lụa. Các nhà thiết kế như Mary McFadden đã tạo ra một dòng quần áo bằng cách sử dụng
hình thức mới của polyester. Các nhà nghiên cứu dệt may tại Đại học Bắc Carolina đang phát
triển một hình thức polyester có thể sẽ bền vững như Kevlar, một loại vật liệu superfiber sử
dụng để làm áo khoác chống đạn. Loại polyester này có thể được sử dụng như vật liệu
composite cho xe ô tô và máy bay.

25