从化学本质来看,再生涤纶短纤与原生涤纶短纤的核心分子主链结构一致,均为以酯键(-O-CO-)连接对苯二甲酸乙二醇酯(PET)重复单元的线性高分子,即分子通式均为 [-OCH₂CH₂OCOC₆H₄CO-]ₙ,这也是两者同属 “涤纶(PET)” 范畴的根本原因。但受原料来源、回收工艺差异影响,两者在化学结构的细节层面存在显著区别,具体可从以下 5 个维度展开:
一、单体纯度与微量杂质差异
原生涤纶短纤的生产原料为高纯度石化级单体:对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG),两者纯度通常≥99.9%,且不含其他有机 / 无机杂质(如染料分子、聚烯烃片段、金属离子等),因此聚合生成的 PET 分子链中仅含 PET 重复单元,化学结构单一纯净。
再生涤纶短纤的原料为回收 PET 制品(如废旧饮料瓶、纺织边角料、废旧服装等),原料中可能残留:
原生制品加工时添加的助剂(如抗氧剂、增塑剂、紫外线吸收剂);
回收过程中混入的其他聚合物(如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等);
废旧纺织物携带的染料分子、印花浆料;
环境中吸附的灰尘、金属离子。
这些杂质会以 “嵌段”“接枝” 或 “物理夹杂” 形式存在于再生 PET 分子链中,导致其化学结构的 “非均一性” 显著高于原生涤纶。
二、分子质量(聚合度)与分布差异
原生涤纶短纤通过可控聚合工艺(如连续酯交换 - 缩聚法)生产,可准确调控 PET 的聚合度(n 值),通常聚合度集中在 100-150 范围,分子质量分布指数(PDI,重均分子质量 / 数均分子质量)较窄,一般为 1.8-2.2,分子链长度均匀性高,化学结构稳定性一致。
再生涤纶短纤的原料(回收 PET)本身已存在 “分子链断裂”:
废旧 PET 在使用过程中受光、热、氧作用,酯键易发生水解或热降解,导致分子链断裂,聚合度降低(如废旧饮料瓶的 PET 聚合度通常比原生 PET 低 10%-30%)。
回收再生过程中(如熔融挤出、解聚 - 再聚合),高温环境会进一步加剧酯键断裂,且断裂程度不均一。
这使得再生 PET 的聚合度通常低于原生 PET(多为 80-120),且分子质量分布更宽(PDI 多为 2.5-3.5),分子链长度差异大,化学结构的 “分散性” 更明显。
三、端基结构与反应活性差异
PET 分子链的端基主要为羟基(-OH)与羧基(-COOH),其数量与类型直接影响纤维的后续加工性能(如染色性、抗水解性)。
原生涤纶短纤的端基结构可控且稳定:通过调节聚合后期的 “封端剂”(如苯甲酸)添加量,可准确控制端基中 - OH 与 - COOH 的比例,通常羧基含量控制在 20-40 mmol/kg,羟基含量更低,端基反应活性均一,后续纺丝、染色时的化学行为稳定。
再生涤纶短纤的端基结构受 “降解 - 再生” 过程影响显著:
回收 PET 的水解 / 热降解会导致酯键断裂,生成更多含 - COOH 和 - OH 的端基,且羧基含量通常高于原生 PET(可达 50-80 mmol/kg);
若回收工艺中未进行 “端基修复”(如添加扩链剂),端基中可能残留醛基(-CHO)、酮基(-CO-)等降解产物,这些不饱和端基易进一步氧化,导致再生 PET 的化学稳定性下降(如更易泛黄、水解)。
四、支化 / 交联结构差异
原生涤纶短纤的 PET 分子链以线性结构为主,仅在特殊功能改性时(如抗静电、阻燃)才少量引入支化单体(如三元醇),支化度低(支化点密度<0.1 个 / 100 个重复单元),几乎无交联结构,化学结构以线性高分子为主。
再生涤纶短纤若以 “废旧纺织物” 为原料(尤其是经过染色、整理的废旧服装),可能存在:
纺织加工时添加的 “交联剂”(如树脂整理剂)残留,导致再生 PET 分子链间形成少量共价交联键(-C-O-C - 或 - C-N-C-);
回收过程中高温、高压环境可能引发分子链间的 “自交联”,形成微量交联结构。
这些支化 / 交联结构会打破原生 PET 的线性特征,导致再生涤纶的溶解性能、熔融流动性与原生涤纶存在差异。
五、结晶度与晶型差异
虽然结晶度属于 “聚集态结构”,但受化学结构(如分子质量、杂质)影响,两者的结晶特性也存在关联差异:
原生涤纶短纤的分子链长度均匀、杂质少,结晶过程中分子链易规整排列,结晶度通常较高(30%-40%),且晶型以稳定的 “三斜晶系” 为主,晶区结构规整。
再生涤纶短纤因分子质量分布宽、含杂质,分子链规整排列受阻,结晶度通常比原生涤纶低 5%-10%(多为 25%-35%);同时,杂质分子可能作为 “晶核” 干扰晶体生长,导致晶型中混入少量不稳定的 “无定形区” 或 “亚稳态晶型”,晶体结构的均一性低于原生涤纶。
总结:核心区别的本质
两者的化学结构差异并非 “主链结构不同”,而是 “原料纯度→聚合工艺→分子细节” 的连锁反应:原生涤纶是 “从纯净单体到规整分子链” 的 “正向合成”,化学结构可控、均一;再生涤纶是 “从降解原料到修复分子链” 的 “逆向再生”,化学结构受原料残留、降解程度影响,呈现 “杂质多、分子不均、端基活性高” 的特征。这些差异也直接导致两者在物理性能(如强度、耐热性)、加工性能(如纺丝断头率、染色均匀性)上的区别。
