化纖工藝聚丙烯纖維

第五章第五章 聚丙烯纖維聚丙烯纖維第一節(jié) 概述 19531953年年zieglarzieglar和和nattanatta發(fā)明了能夠使烯烴定向聚合的發(fā)明了能夠使烯烴定向聚合的有機金屬絡(luò)合催化劑，同年意大利的納塔用這種催化有機金屬絡(luò)合催化劑，同年意大利的納塔用這種催化劑合成了等規(guī)聚丙烯，劑合成了等規(guī)聚丙烯，19571957年意大利開始工業(yè)化生產(chǎn)年意大利開始工業(yè)化生產(chǎn)聚丙烯。聚丙烯。19601960年工業(yè)化生產(chǎn)聚丙烯纖維。隨著石油工年工業(yè)化生產(chǎn)聚丙烯纖維。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，丙烯來源豐富，價廉使聚丙烯纖維的發(fā)展業(yè)的發(fā)展，丙烯來源豐富，價廉使聚丙烯纖維的發(fā)展很快，七十年代末產(chǎn)量已達一百多萬噸，居合纖第四很快，七十年代末產(chǎn)量已達一百多萬噸，居合纖第四位。位。 聚丙烯纖維的主要商品名稱：聚丙烯纖維的主要商品名稱： 我國我國 意大利意大利 美國美國 日本日本 丙綸丙綸 Meraklon Herculon PylenMeraklon Herculon Pylen丙綸纖維的主要特點：丙綸纖維的主要特點：1 1、比重?。罕]是目前所有纖維中比重最小的、比重小：丙綸是目前所有纖維中比重最小的 0.918/0.918/cm3cm32 2、強度高：丙綸是強度比較高的一種纖維，由于丙綸、強度高：丙綸是強度比較高的一種纖維，由于丙綸不吸水，其干濕強度基本相同更適用濕態(tài)的使用要求。不吸水，其干濕強度基本相同更適用濕態(tài)的使用要求。3 3、彈性好：回彈率與滌綸、腈綸、尼龍類似，彈性模、彈性好：回彈率與滌綸、腈綸、尼龍類似，彈性模量略低于滌綸量略低于滌綸4 4、光熱穩(wěn)定性差：易于老化，在加工使用中容易失去、光熱穩(wěn)定性差：易于老化，在加工使用中容易失去光澤、強伸度下降。光澤、強伸度下降。5 5、染色性差：、染色性差：PPPP上沒有極性基因缺乏對一般染料的親上沒有極性基因缺乏對一般染料的親和性。和性。表表5-1 PP5-1 PP纖維的主要性能纖維的主要性能 性性 能能 指指 標標復(fù)復(fù) 絲絲短短 纖纖 維維斷裂強度斷裂強度/ /cNcNdtexdtex-1-1斷裂伸長斷裂伸長/%/%彈性回復(fù)率彈性回復(fù)率/%/%（在（在5%5%伸長時）伸長時）初始模量初始模量/ /cNcNdtexdtex-1-1沸水收縮率沸水收縮率/%/%回潮率回潮率/%/%3.1-6.43.1-6.415-3515-3588-9888-9846-13646-1360-50-50.030.032.5-5.32.5-5.320-3520-3588-9588-9523-6323-630-50-50.030.03 第二節(jié)第二節(jié) 紡絲級聚丙烯紡絲級聚丙烯 聚丙烯的生產(chǎn)一般都是由較大型的石油化工企業(yè)完聚丙烯的生產(chǎn)一般都是由較大型的石油化工企業(yè)完成的，化纖廠基本上都采用聚丙烯切片紡絲。成的，化纖廠基本上都采用聚丙烯切片紡絲。 切片的主要指標：切片的主要指標： 等規(guī)度等規(guī)度9595 2dl/g 2dl/g 分子量分子量 18182020萬萬 熔融指數(shù)熔融指數(shù) 6g/10min 6g/10min 水分水分 0.1%0.1% 用齊格勒納塔催化劑可以獲得高規(guī)整性的聚丙烯，用齊格勒納塔催化劑可以獲得高規(guī)整性的聚丙烯，從而得到較高結(jié)晶性和較高的熔點及良好的物理機械從而得到較高結(jié)晶性和較高的熔點及良好的物理機械性能。丙性能。丙烯烯單元中沒有極性基因，為了增加分子間作單元中沒有極性基因，為了增加分子間作用力，其分子量比一般成纖高聚物要高。用力，其分子量比一般成纖高聚物要高。 等規(guī)度的測定：等規(guī)度的測定： 丙稀聚合物中含有等規(guī)、間規(guī)、無規(guī)三種結(jié)構(gòu)組成。丙稀聚合物中含有等規(guī)、間規(guī)、無規(guī)三種結(jié)構(gòu)組成。而正庚烷能溶解無規(guī)、間規(guī)聚合物，可以采用沸騰的正而正庚烷能溶解無規(guī)、間規(guī)聚合物，可以采用沸騰的正庚烷對聚丙烯聚合物試樣進行萃取、萃取后所剩殘渣即庚烷對聚丙烯聚合物試樣進行萃取、萃取后所剩殘渣即為等規(guī)聚丙烯。用萃取前后試樣質(zhì)量之比即為等規(guī)度。為等規(guī)聚丙烯。用萃取前后試樣質(zhì)量之比即為等規(guī)度。 熔融指數(shù)的測定：熔融指數(shù)的測定： “ “MI”MI”是熱塑性高聚物在規(guī)定地溫度和壓力下在十分是熱塑性高聚物在規(guī)定地溫度和壓力下在十分鐘內(nèi)通過指定長度和內(nèi)徑的毛細管的重量值。單位鐘內(nèi)通過指定長度和內(nèi)徑的毛細管的重量值。單位“g/10min”g/10min”。 PPPP的測定條件：溫度的測定條件：溫度230230，壓力，壓力2160g2160g，毛細管，毛細管d=2.095mm d=2.095mm ，l=8mml=8mm。 MIMI可表征可表征PPPP的流動特性，估量其分子量的大小。的流動特性，估量其分子量的大小。 PPPP切片不用干燥可直接用于紡絲。（吸水性差并對熱切片不用干燥可直接用于紡絲。（吸水性差并對熱降解影響?。┙到庥绊懶。?第三節(jié)第三節(jié) 聚丙烯的熔體紡絲聚丙烯的熔體紡絲 一、熔體紡絲一、熔體紡絲 與與PETPET、PAPA熔體紡絲過程一樣熔體紡絲過程一樣PPPP也可以用熔體紡絲法也可以用熔體紡絲法制成長絲、短纖維。工業(yè)生產(chǎn)制成長絲、短纖維。工業(yè)生產(chǎn)PPPP纖維一般采用普通的纖維一般采用普通的熔體紡絲法和膜裂紡絲法。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，近年熔體紡絲法和膜裂紡絲法。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，近年來又有許多新的生產(chǎn)工藝出現(xiàn)，如復(fù)合紡絲、短程紡、來又有許多新的生產(chǎn)工藝出現(xiàn)，如復(fù)合紡絲、短程紡、膨體長絲、紡膨體長絲、紡牽一步法（牽一步法（FDYFDY）、紡粘和熔體噴射法）、紡粘和熔體噴射法非織造布工藝等。非織造布工藝等。 主要的工藝參數(shù)及其分析如下：主要的工藝參數(shù)及其分析如下： 1 1、紡絲溫度、紡絲溫度 PPPP熔體溫度高出其熔點熔體溫度高出其熔點100100左右，原因如下：左右，原因如下： (1)PP(1)PP的分子量高，熔融后的熔體粘度很高，因此要的分子量高，熔融后的熔體粘度很高，因此要提高紡絲溫度以增加流動性使紡絲順利進行。提高紡絲溫度以增加流動性使紡絲順利進行。 (2)PP(2)PP中沒有強極性基因，內(nèi)聚能較小，紡絲時容易中沒有強極性基因，內(nèi)聚能較小，紡絲時容易出現(xiàn)熔體破裂出現(xiàn)熔體破裂 (3)PP(3)PP分子量分布寬，熔體彈性較大牛頓性能差。分子量分布寬，熔體彈性較大牛頓性能差。 (4)(4)高溫下紡絲，卷繞絲的預(yù)取向度低并生成不穩(wěn)定高溫下紡絲，卷繞絲的預(yù)取向度低并生成不穩(wěn)定的碟狀液晶結(jié)構(gòu)以利于后拉伸倍數(shù)的提高。的碟狀液晶結(jié)構(gòu)以利于后拉伸倍數(shù)的提高。 2 2、冷卻條件、冷卻條件 冷卻速率快，卷繞絲易生成不穩(wěn)定的碟狀液晶結(jié)構(gòu)。冷卻速率快，卷繞絲易生成不穩(wěn)定的碟狀液晶結(jié)構(gòu)。 冷卻速率慢，卷繞絲易生成穩(wěn)定的單斜晶體結(jié)構(gòu)。冷卻速率慢，卷繞絲易生成穩(wěn)定的單斜晶體結(jié)構(gòu)。 實際生產(chǎn)中絲室溫度偏低，側(cè)吹風時實際生產(chǎn)中絲室溫度偏低，側(cè)吹風時35354040，環(huán)狀，環(huán)狀吹風吹風30304040冷卻風溫冷卻風溫25 25 風速風速0.30.40.30.4m/sm/s。 3 3、噴絲頭拉伸、噴絲頭拉伸 噴絲頭拉伸倍數(shù)比滌綸紡絲低，一般為噴絲頭拉伸倍數(shù)比滌綸紡絲低，一般為6060倍左右，若倍左右，若預(yù)拉伸倍數(shù)過高會導(dǎo)致卷繞絲生成穩(wěn)定的單斜晶體從而預(yù)拉伸倍數(shù)過高會導(dǎo)致卷繞絲生成穩(wěn)定的單斜晶體從而使后拉伸倍數(shù)降低，影響纖維質(zhì)量。使后拉伸倍數(shù)降低，影響纖維質(zhì)量。4 4、后處理、后處理 丙綸短纖維后處理的流程也和滌綸、錦綸相似丙綸短纖維后處理的流程也和滌綸、錦綸相似: :集束集束第一拉伸機第一拉伸機 第二拉伸機第二拉伸機過熱蒸汽加熱器過熱蒸汽加熱器第三拉伸機第三拉伸機卷曲卷曲 熱定型熱定型 切斷切斷打包打包 丙綸長絲的熔體紡絲過程也與滌綸絲錦綸絲相似。丙綸長絲的熔體紡絲過程也與滌綸絲錦綸絲相似。 下面以聚丙烯復(fù)絲生產(chǎn)的錄象為例介紹常規(guī)聚丙烯下面以聚丙烯復(fù)絲生產(chǎn)的錄象為例介紹常規(guī)聚丙烯纖維的生產(chǎn)過程。纖維的生產(chǎn)過程。 二、聚丙烯纖維的老化及防止措施二、聚丙烯纖維的老化及防止措施 聚丙烯纖維雖具有許多優(yōu)點，但由于等規(guī)纖維的結(jié)聚丙烯纖維雖具有許多優(yōu)點，但由于等規(guī)纖維的結(jié)構(gòu)非常單一，在分子鏈上含有許多不太穩(wěn)定的叔碳原構(gòu)非常單一，在分子鏈上含有許多不太穩(wěn)定的叔碳原子，而且大分子中不含極性基團子，而且大分子中不含極性基團,導(dǎo)致聚丙烯有容易老導(dǎo)致聚丙烯有容易老化和染色性差的缺陷?；腿旧圆畹娜毕?。 老化：高分子材料在加工、貯存和使用過程中逐漸老化：高分子材料在加工、貯存和使用過程中逐漸失去原有的優(yōu)良性能以致最后喪失使用價值的現(xiàn)象。失去原有的優(yōu)良性能以致最后喪失使用價值的現(xiàn)象。 丙綸老化：失去光澤、退色、強伸度下降。丙綸老化：失去光澤、退色、強伸度下降。 老化外因：光、熱、氧的作用結(jié)果。老化外因：光、熱、氧的作用結(jié)果。 1 1、熱氧老化、熱氧老化（主要發(fā)生在加工過程中）（主要發(fā)生在加工過程中） PPPP本身結(jié)構(gòu)不耐老化，加工溫度比較高在加工中很容本身結(jié)構(gòu)不耐老化，加工溫度比較高在加工中很容易發(fā)生熱氧化降解。（分子鏈中生成一些羥基基團）易發(fā)生熱氧化降解。（分子鏈中生成一些羥基基團） 2 2、光氧老化、光氧老化（主要發(fā)生在使用過程中）（主要發(fā)生在使用過程中） PPPP在使用過程中，由于日光中紫外線、熱、氧等作用在使用過程中，由于日光中紫外線、熱、氧等作用發(fā)生的老化。（羥基化合物能強烈地吸收紫外線成為發(fā)生的老化。（羥基化合物能強烈地吸收紫外線成為激發(fā)態(tài)，使高分子降解老化）激發(fā)態(tài)，使高分子降解老化） 熱老化與光老化有密切的關(guān)系，熱老化與光老化有密切的關(guān)系，PPPP在熱氧化老化中產(chǎn)在熱氧化老化中產(chǎn)生的化合物是光氧化的先導(dǎo)、反過來光老化又會誘導(dǎo)生的化合物是光氧化的先導(dǎo)、反過來光老化又會誘導(dǎo)熱氧降解的繼續(xù)發(fā)生，兩者互為因果彼此促進。熱氧降解的繼續(xù)發(fā)生，兩者互為因果彼此促進。 3 3、穩(wěn)定老化的措施、穩(wěn)定老化的措施 添加各種穩(wěn)定劑、高聚物改性、改進聚合和加工工添加各種穩(wěn)定劑、高聚物改性、改進聚合和加工工藝。藝。 工業(yè)中主要采用添加穩(wěn)定劑的方法，這種方法簡單工業(yè)中主要采用添加穩(wěn)定劑的方法，這種方法簡單易行收效快。易行收效快。 第四節(jié)第四節(jié) 聚丙烯全拉伸纖維（聚丙烯全拉伸纖維（FDYFDY） 下面我們以一段錄象進行介紹。下面我們以一段錄象進行介紹。 第五節(jié)第五節(jié) 聚丙烯的裂膜紡絲聚丙烯的裂膜紡絲 特點：生產(chǎn)過程簡單、原料要求低，產(chǎn)量高、能耗特點：生產(chǎn)過程簡單、原料要求低，產(chǎn)量高、能耗低。低。 膜裂纖維包括：割裂纖維和撕裂纖維膜裂纖維包括：割裂纖維和撕裂纖維 一、割裂纖維（扁條、扁絲）一、割裂纖維（扁條、扁絲） 割裂纖維是把割裂纖維是把T T型機頭擠出的平膜或吹塑得到的管狀型機頭擠出的平膜或吹塑得到的管狀膜通過具有一定間隔的刀具架被切割成扁帶、再經(jīng)拉膜通過具有一定間隔的刀具架被切割成扁帶、再經(jīng)拉伸、熱定型得到扁絲。一般寬伸、熱定型得到扁絲。一般寬2.5-6mm,2.5-6mm,厚厚202050m50m纖度纖度11001100dtexdtex左右，強度左右，強度4.44.4cn/dtex cn/dtex 。 平膜擠出法：纖度較均勻，手感和耐沖擊性較差。平膜擠出法：纖度較均勻，手感和耐沖擊性較差。 吹型薄膜法：產(chǎn)量高、手感好、纖度均勻性較差。吹型薄膜法：產(chǎn)量高、手感好、纖度均勻性較差。 主要用途：地毯底布、編織袋、工業(yè)織物、繩索等。主要用途：地毯底布、編織袋、工業(yè)織物、繩索等。 二、撕裂纖維（原纖化纖維）二、撕裂纖維（原纖化纖維） 將擠出或吹塑得到的薄膜經(jīng)單軸拉伸使大分子沿拉將擠出或吹塑得到的薄膜經(jīng)單軸拉伸使大分子沿拉伸方向取向，拉伸方向強度伸方向取向，拉伸方向強度，垂直拉伸方向強度，垂直拉伸方向強度，然后薄膜通過針輥或齒輥等破纖裝置，被開纖，再經(jīng)然后薄膜通過針輥或齒輥等破纖裝置，被開纖，再經(jīng)物理、化學或機械作用使開纖薄膜進步離散成纖維網(wǎng)物理、化學或機械作用使開纖薄膜進步離散成纖維網(wǎng)狀物或連續(xù)絲條，長絲。狀物或連續(xù)絲條，長絲。 主要用途：地毯、人造草坪、包裝材料、繩索、工主要用途：地毯、人造草坪、包裝材料、繩索、工業(yè)用織物。業(yè)用織物。圖圖5-7針輥法撕裂纖維生產(chǎn)工藝流程針輥法撕裂纖維生產(chǎn)工藝流程1-擠出機擠出機-歧管式機頭歧管式機頭-冷卻水箱冷卻水箱-切割設(shè)備切割設(shè)備-加熱烘箱加熱烘箱 -拉伸機拉伸機-熱定型烘箱熱定型烘箱-抗靜電油劑抗靜電油劑-橡膠壓輥橡膠壓輥-機械原纖化輥機械原纖化輥-去卷取去卷取 第六節(jié)第六節(jié) 聚丙烯的短程紡絲聚丙烯的短程紡絲 短程紡絲技術(shù)是較常規(guī)紡絲的工藝流程短，紡絲工序短程紡絲技術(shù)是較常規(guī)紡絲的工藝流程短，紡絲工序與拉伸工序直接相連，噴絲頭孔數(shù)增加，紡絲速度降低與拉伸工序直接相連，噴絲頭孔數(shù)增加，紡絲速度降低的一種新工藝路線。整套生產(chǎn)線可縮短到的一種新工藝路線。整套生產(chǎn)線可縮短到50m50m左右，從左右，從切片輸入到纖維打包全部連續(xù)化，可生產(chǎn)單絲線密度為切片輸入到纖維打包全部連續(xù)化，可生產(chǎn)單絲線密度為12001200dtexdtex的短纖維。它具有占地面小，產(chǎn)量高，成本的短纖維。它具有占地面小，產(chǎn)量高，成本較低，操作方便，宜于迅速開發(fā)且適應(yīng)性強等優(yōu)點。較低，操作方便，宜于迅速開發(fā)且適應(yīng)性強等優(yōu)點。近年來短程紡有很大發(fā)展，在技術(shù)與設(shè)備上都有所突破近年來短程紡有很大發(fā)展，在技術(shù)與設(shè)備上都有所突破。如機器高度由三層壓縮到一層，該技術(shù)主要以生產(chǎn)丙。如機器高度由三層壓縮到一層，該技術(shù)主要以生產(chǎn)丙綸為主，也可用于滌綸、錦綸生產(chǎn)。綸為主，也可用于滌綸、錦綸生產(chǎn)。1. 1. 工藝流程工藝流程 短程紡設(shè)備雖不盡相同，但工藝流程基本相似，即：短程紡設(shè)備雖不盡相同，但工藝流程基本相似，即：切片喂入切片喂入添加劑注入添加劑注入切片共混切片共混螺桿擠出螺桿擠出熔體熔體過濾過濾熔體分配熔體分配紡絲紡絲冷卻成形冷卻成形上油卷曲上油卷曲張力調(diào)節(jié)張力調(diào)節(jié)拉伸拉伸卷取卷取熱定型熱定型 張力消除張力消除切斷切斷打包。打包。2. 2. 設(shè)備與工藝特點設(shè)備與工藝特點 紡絲箱體有紡絲箱體有6-326-32個紡絲位，噴絲板有環(huán)形和矩形兩個紡絲位，噴絲板有環(huán)形和矩形兩種，噴絲孔數(shù)多達種，噴絲孔數(shù)多達1515萬孔，冷卻吹風形式有側(cè)吹、中萬孔，冷卻吹風形式有側(cè)吹、中心放射和真空環(huán)吸等。采用環(huán)形噴絲板、中心放射冷心放射和真空環(huán)吸等。采用環(huán)形噴絲板、中心放射冷卻形式時，噴絲孔均勻分配在圓環(huán)上，紡出的絲像吹卻形式時，噴絲孔均勻分配在圓環(huán)上，紡出的絲像吹塑圓形薄膜，冷卻氣體由中心向外吹，以便迅速冷卻塑圓形薄膜，冷卻氣體由中心向外吹，以便迅速冷卻。圖圖5-5RIETEX5-5RIETEX公司短程紡流程圖公司短程紡流程圖1-自動計量與混料系統(tǒng)自動計量與混料系統(tǒng) 2-螺桿擠出機螺桿擠出機 3-紡絲機紡絲機 4-卷繞裝置卷繞裝置 5-排煙裝置排煙裝置 6-控制柜控制柜 7-設(shè)備框架設(shè)備框架 8-五棍牽伸機五棍牽伸機 9-蒸汽箱蒸汽箱 10-導(dǎo)導(dǎo)絲機絲機 11-疊絲機疊絲機 12-卷曲機卷曲機 13-干燥熱定型機干燥熱定型機 14-切斷機切斷機 15-打打包機包機表表5-3 RIETEX5-3 RIETEX公司短程紡裝置的主要技術(shù)特征公司短程紡裝置的主要技術(shù)特征每臺每臺紡絲紡絲位數(shù)位數(shù)細纖維細纖維1.7-3.31.7-3.3dtexdtex粗纖維粗纖維6.7-2006.7-200dtexdtex螺桿直徑螺桿直徑mmmm小時產(chǎn)量小時產(chǎn)量KgKgh h-1-1年產(chǎn)量年產(chǎn)量t t螺桿直徑螺桿直徑mmmm小時產(chǎn)量小時產(chǎn)量KgKg年產(chǎn)量年產(chǎn)量t t6 68 81010121228282102102122122162161201201501501701701701701501501701701701701801803003004004005005006006008008001000100012001200160016002520252033603360420042005040504067206720840084001008010080134401344015015017017018018020020017017018018020020020020045045060060075075090090012001200150015001800180024002400378037805040504063006300756075601008010080126001260015120151202016020160 下面以一段錄象使同學們對下面以一段錄象使同學們對短程紡絲有一個更直觀的短程紡絲有一個更直觀的了解。了解。 第六節(jié)第六節(jié) 聚丙烯膨體長絲聚丙烯膨體長絲 膨體長絲的縮寫為膨體長絲的縮寫為BCFBCF。其生產(chǎn)過程請看錄象：其生產(chǎn)過程請看錄象： 第七節(jié)第七節(jié) 紡粘法非織造布紡粘法非織造布 紡粘法是指紡絲直接成布法，其工藝流程包括紡粘法是指紡絲直接成布法，其工藝流程包括PPPP切片切片熔融紡絲、牽伸、分絲成網(wǎng)和粘合加固。紡粘法非織造熔融紡絲、牽伸、分絲成網(wǎng)和粘合加固。紡粘法非織造布其工藝流程如下：布其工藝流程如下：PPPP切片切片熔融紡絲熔融紡絲冷卻成形冷卻成形拉伸拉伸鋪網(wǎng)鋪網(wǎng)纖網(wǎng)輸送纖網(wǎng)輸送纖網(wǎng)加固纖網(wǎng)加固卷裝卷裝 具體的生產(chǎn)過程我們還是來看錄象：具體的生產(chǎn)過程我們還是來看錄象： 第八節(jié)第八節(jié) 熔噴法熔噴法熔噴法非織造布和紡粘法非織造由一樣都是利用化纖熔噴法非織造布和紡粘法非織造由一樣都是利用化纖紡絲得到的纖維直接鋪網(wǎng)而成，但是它和紡粘法有原紡絲得到的纖維直接鋪網(wǎng)而成，但是它和紡粘法有原則的區(qū)別，紡粘法是在聚合物熔體噴絲后才和拉伸的則的區(qū)別，紡粘法是在聚合物熔體噴絲后才和拉伸的空氣相接觸，而熔噴法則是在聚合物熔體噴絲的同時空氣相接觸，而熔噴法則是在聚合物熔體噴絲的同時利用熱空氣以超音速和熔體細流接觸，使熔體噴出并利用熱空氣以超音速和熔體細流接觸，使熔體噴出并被拉成極細的無規(guī)則短纖維，是制取超細纖維非織造被拉成極細的無規(guī)則短纖維，是制取超細纖維非織造布的主要方法之一。熔噴法非織造布工藝流程如下：布的主要方法之一。熔噴法非織造布工藝流程如下：圖圖5- 熔噴法成網(wǎng)工藝原理熔噴法成網(wǎng)工藝原理 粉狀或粒狀粉狀或粒狀PPPP經(jīng)擠壓熔融后定量送入熔噴模頭，熔體經(jīng)擠壓熔融后定量送入熔噴模頭，熔體B B從模頭噴板的小孔噴出后在高速熱空氣流從模頭噴板的小孔噴出后在高速熱空氣流A A的作用下，的作用下，被拉伸成很細的細流，然后在周圍的冷空氣被拉伸成很細的細流，然后在周圍的冷空氣C C的作用下的作用下冷卻固化成纖維，其后被捕集裝置冷卻固化成纖維，其后被捕集裝置D D捕集，經(jīng)壓輥進入捕集，經(jīng)壓輥進入鋪網(wǎng)機成網(wǎng)，切邊后卷裝為成品。鋪網(wǎng)機成網(wǎng)，切邊后卷裝為成品。熔噴法非織造布空隙率高、孔徑小、過濾性好、手感熔噴法非織造布空隙率高、孔徑小、過濾性好、手感柔軟，生產(chǎn)設(shè)備緊湊。用途十分廣泛，并在不斷發(fā)展，柔軟，生產(chǎn)設(shè)備緊湊。用途十分廣泛，并在不斷發(fā)展，特別是在過濾材料、吸附材料和一次性用品方面。但特別是在過濾材料、吸附材料和一次性用品方面。但熔噴法非織造布強度不高，延伸度大，因此產(chǎn)品尺寸熔噴法非織造布強度不高，延伸度大，因此產(chǎn)品尺寸不穩(wěn)定，從而限制了它在衣著、家用以及合成革等方不穩(wěn)定，從而限制了它在衣著、家用以及合成革等方面的應(yīng)用。面的應(yīng)用。第三節(jié)第三節(jié) 聚丙烯纖維的改性及新品種聚丙烯纖維的改性及新品種PPPP纖維具有許多優(yōu)良的性能，但也有蠟感強、手感纖維具有許多優(yōu)良的性能，但也有蠟感強、手感偏硬、難染色、易積聚靜電等缺點。因此對其進行改偏硬、難染色、易積聚靜電等缺點。因此對其進行改性，開發(fā)新品種已成為性，開發(fā)新品種已成為PPPP纖維發(fā)展的主要方向。纖維發(fā)展的主要方向。一、可染聚丙烯纖維一、可染聚丙烯纖維 PPPP大分子不含極性基團或可反應(yīng)的官能團，而且聚大分子不含極性基團或可反應(yīng)的官能團，而且聚合物結(jié)構(gòu)中缺乏適當容納染料分子的位置，所以染色合物結(jié)構(gòu)中缺乏適當容納染料分子的位置，所以染色相當困難。除原液染色外，解決相當困難。除原液染色外，解決PPPP纖維染色問題的途纖維染色問題的途徑有以下兩條：徑有以下兩條： 2 2、共聚改性：與丙稀酸、丙稀腈、乙烯基吡啶等共、共聚改性：與丙稀酸、丙稀腈、乙烯基吡啶等共聚，或接技共聚在聚合物中引入可接受染料的極性基聚，或接技共聚在聚合物中引入可接受染料的極性基團。團。 3 3、共混改性：在熔體中混入少量染料接受劑。如引、共混改性：在熔體中混入少量染料接受劑。如引入有機金屬化合物、陽離子有機氮化物。入有機金屬化合物、陽離子有機氮化物。 主要產(chǎn)品包括：主要產(chǎn)品包括：媒介染料可染媒介染料可染PPPP纖維；纖維；堿性染堿性染料可染料可染PPPP纖維；纖維；分散染料可染分散染料可染PPPP纖維；纖維；酸性染料酸性染料可染可染PPPP纖維，其中酸性染料可染纖維，其中酸性染料可染PPPP纖維最有前途。纖維最有前途。二、高強高模聚丙烯纖維二、高強高模聚丙烯纖維通過選用高分子、高等規(guī)度的通過選用高分子、高等規(guī)度的PPPP原料，從提高大分子原料，從提高大分子鏈伸展程度和結(jié)晶度著手，對紡絲和拉伸、熱處理工藝鏈伸展程度和結(jié)晶度著手，對紡絲和拉伸、熱處理工藝過程合理控制可獲得高強高模過程合理控制可獲得高強高模PPPP纖維。纖維。高強高強PPPP纖維在產(chǎn)業(yè)用纖維領(lǐng)域中具極大競爭潛力。因纖維在產(chǎn)業(yè)用纖維領(lǐng)域中具極大競爭潛力。因為其除具有優(yōu)良力學性能和耐化學性外，還具有生產(chǎn)設(shè)為其除具有優(yōu)良力學性能和耐化學性外，還具有生產(chǎn)設(shè)備投資少、原料價格便宜、生產(chǎn)過程耗能少等明顯的技備投資少、原料價格便宜、生產(chǎn)過程耗能少等明顯的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。國外高強術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。國外高強PPPP纖維的年銷量不斷遞增。纖維的年銷量不斷遞增。高強高強PPPP纖維可以用作各種工業(yè)吊帶、建筑業(yè)安全網(wǎng)、纖維可以用作各種工業(yè)吊帶、建筑業(yè)安全網(wǎng)、汽車及運動的安全帶、船用纜繩，冶金、化工、食品及汽車及運動的安全帶、船用纜繩，冶金、化工、食品及污水處理等行業(yè)的過濾織物，加固堤壩、水庫、鐵路、污水處理等行業(yè)的過濾織物，加固堤壩、水庫、鐵路、高速公路等工程的土工布，汽車和旅游業(yè)用的蓬苫布，高速公路等工程的土工布，汽車和旅游業(yè)用的蓬苫布，以及高壓水管和工業(yè)縫紉線等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。以及高壓水管和工業(yè)縫紉線等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。三、細旦及超細旦聚丙烯纖維三、細旦及超細旦聚丙烯纖維普通普通PPPP纖維手感較硬，有蠟狀感，因此服用數(shù)量很小。纖維手感較硬，有蠟狀感，因此服用數(shù)量很小。細旦細旦PPPP長絲具有密度小、靜電小、保暖、手感好及特殊長絲具有密度小、靜電小、保暖、手感好及特殊光澤、酷似真絲等特點，并且有光澤、酷似真絲等特點，并且有“芯吸芯吸”效應(yīng)及疏水、導(dǎo)效應(yīng)及疏水、導(dǎo)濕性，是制作內(nèi)衣及運動服的理想材料。濕性，是制作內(nèi)衣及運動服的理想材料。國內(nèi)用可控流變性能的國內(nèi)用可控流變性能的PPPP切片在常規(guī)紡、高速紡及切片在常規(guī)紡、高速紡及FDYFDY設(shè)備上開發(fā)出了單絲線密度達設(shè)備上開發(fā)出了單絲線密度達0.71.20.71.2dtexdtex的的PPPP細旦絲。細旦絲。超細旦超細旦PPPP纖維是指直徑小于纖維是指直徑小于5m5m的纖維。其制品作為的纖維。其制品作為氣懸體的優(yōu)良過濾介質(zhì)，在防止空氣污染裝置、卷煙過濾氣懸體的優(yōu)良過濾介質(zhì)，在防止空氣污染裝置、卷煙過濾嘴、采礦、醫(yī)藥及工業(yè)用濾網(wǎng)、飲料的速過濾裝置等方面嘴、采礦、醫(yī)藥及工業(yè)用濾網(wǎng)、飲料的速過濾裝置等方面得到廣泛應(yīng)用。超細得到廣泛應(yīng)用。超細PPPP纖維還可作離子交換樹脂的載體及纖維還可作離子交換樹脂的載體及電絕緣材料。其生產(chǎn)方法有離心紡絲、熔噴紡和閃蒸紡及電絕緣材料。其生產(chǎn)方法有離心紡絲、熔噴紡和閃蒸紡及不相容混合物紡絲。不相容混合物紡絲。四、阻燃聚丙烯纖維四、阻燃聚丙烯纖維由由PPPP纖維制成的織物易燃燒并伴有燃撓滴熔現(xiàn)象，這纖維制成的織物易燃燒并伴有燃撓滴熔現(xiàn)象，這一點限制了它的使用范圍。一點限制了它的使用范圍。PPPP纖維的阻燃研究主要是纖維的阻燃研究主要是通過共混改性的方法。通過共混改性的方法。共混阻燃改性是選用溴系、磷系或含氮阻燃劑或它們共混阻燃改性是選用溴系、磷系或含氮阻燃劑或它們的復(fù)合物與的復(fù)合物與PPPP預(yù)先制成阻燃母粒，在紡絲時按比例與預(yù)先制成阻燃母粒，在紡絲時按比例與PPPP切片共混紡絲。燃燒時，切片共混紡絲。燃燒時，PPPP形成碳質(zhì)焦炭以阻礙與形成碳質(zhì)焦炭以阻礙與氧氣接觸達到阻燃目的。也有使用磷與鹵素協(xié)同作用或氧氣接觸達到阻燃目的。也有使用磷與鹵素協(xié)同作用或采用三氧化二銻與鹵素協(xié)同作用的阻燃劑。例如用采用三氧化二銻與鹵素協(xié)同作用的阻燃劑。例如用7.27.2的八溴聯(lián)苯醚與三氧化二銻的混合物與的八溴聯(lián)苯醚與三氧化二銻的混合物與PPPP共混紡絲共混紡絲，其極限氧指數(shù)可以從，其極限氧指數(shù)可以從18.118.1提高到提高到28.128.1。 高分子材料的阻燃研究經(jīng)歷了含鹵阻燃、低鹵阻燃高分子材料的阻燃研究經(jīng)歷了含鹵阻燃、低鹵阻燃到無鹵阻燃的發(fā)展過程。阻燃加工中使用的有效阻燃到無鹵阻燃的發(fā)展過程。阻燃加工中使用的有效阻燃元素有：磷、氮、銻、溴、氯、硫等。而大多數(shù)阻燃元素有：磷、氮、銻、溴、氯、硫等。而大多數(shù)阻燃劑是以磷為中心元素的化合物。鹵素在阻燃性能方面劑是以磷為中心元素的化合物。鹵素在阻燃性能方面的次序為；的次序為；I IBrBrClClF F。不同阻燃劑的阻燃機理不。不同阻燃劑的阻燃機理不同，一般認為：磷化物主要是固相阻燃，促使纖維炭同，一般認為：磷化物主要是固相阻燃，促使纖維炭化分解，減少可燃氣體產(chǎn)生，鹵素主要是氣相阻燃，化分解，減少可燃氣體產(chǎn)生，鹵素主要是氣相阻燃，阻礙分解氣體的自由基燃燒反應(yīng)。阻礙分解氣體的自由基燃燒反應(yīng)。 五、遠紅外聚丙烯纖維五、遠紅外聚丙烯纖維 遠紅外丙綸纖維是一種具有優(yōu)良保健理療功能、熱效遠紅外丙綸纖維是一種具有優(yōu)良保健理療功能、熱效應(yīng)功能和排濕透氣、抑菌功能的新型紡織材料。它含有應(yīng)功能和排濕透氣、抑菌功能的新型紡織材料。它含有特殊的陶瓷成分；這鐘成分能吸收人體釋放出來的輻射特殊的陶瓷成分；這鐘成分能吸收人體釋放出來的輻射熱，并在吸收自然界光熱后發(fā)射回人體最需要的熱，并在吸收自然界光熱后發(fā)射回人體最需要的414m414m波長的遠紅外線。這種遠紅外線具有波長的遠紅外線。這種遠紅外線具有“輻射、輻射、滲透滲透”和和“共振吸收共振吸收”特征，易被人體皮膚吸收，活化特征，易被人體皮膚吸收，活化組織細胞，促進新陳代謝，讓人體達到保濕及促進血液組織細胞，促進新陳代謝，讓人體達到保濕及促進血液循環(huán)的保健作用。循環(huán)的保健作用。2020世紀世紀8080年代中期，日本鐘紡和可樂年代中期，日本鐘紡和可樂麗公司在麗公司在PPPP中混人遠紅外陶瓷成分，制成遠紅外中混人遠紅外陶瓷成分，制成遠紅外PPPP短纖短纖維。遠紅外丙綸纖維在我國也有多家企業(yè)生產(chǎn)，該產(chǎn)品維。遠紅外丙綸纖維在我國也有多家企業(yè)生產(chǎn)，該產(chǎn)品的產(chǎn)量近年內(nèi)有很大程度的提高。的產(chǎn)量近年內(nèi)有很大程度的提高。 六、三維卷曲中空聚丙烯纖維六、三維卷曲中空聚丙烯纖維 丙綸具有的導(dǎo)熱系數(shù)在所有纖維中是最低的，尤其是它丙綸具有的導(dǎo)熱系數(shù)在所有纖維中是最低的，尤其是它密度輕，適合作為保溫材料使用。國內(nèi)開發(fā)生產(chǎn)的一種中密度輕，適合作為保溫材料使用。國內(nèi)開發(fā)生產(chǎn)的一種中空三維卷曲丙綸纖維的纖度空三維卷曲丙綸纖維的纖度6.67 6.67 dtexdtex，長度為，長度為65mm65mm，卷，卷曲數(shù)為曲數(shù)為3.743.74cmcm，壓縮率，壓縮率76.576.5，壓縮回復(fù)率，壓縮回復(fù)率35.235.2，壓縮彈性率壓縮彈性率16.616.6，該纖維除可作為玩具、被褥、睡袋填，該纖維除可作為玩具、被褥、睡袋填充物使用外，還可作為服裝保溫內(nèi)襯使用。除了中空三維充物使用外，還可作為服裝保溫內(nèi)襯使用。除了中空三維卷曲丙綸，還開發(fā)了四孔、七孔、九孔高彈中空丙綸，截卷曲丙綸，還開發(fā)了四孔、七孔、九孔高彈中空丙綸，截面形狀有圓形、方形和三葉形多種，使纖維的回彈性和保面形狀有圓形、方形和三葉形多種，使纖維的回彈性和保暖性更好，同時該產(chǎn)品生產(chǎn)工藝簡單，能耗低，原料價格暖性更好，同時該產(chǎn)品生產(chǎn)工藝簡單，能耗低，原料價格低廉，來源廣泛。因此該產(chǎn)品有著十分廣闊的市場前景。低廉，來源廣泛。因此該產(chǎn)品有著十分廣闊的市場前景。應(yīng)用方面包括床上用品、玩具、汽車靠墊、服裝、被褥內(nèi)應(yīng)用方面包括床上用品、玩具、汽車靠墊、服裝、被褥內(nèi)襯等，還可用于仿制羊毛毯、仿羊羔皮等。襯等，還可用于仿制羊毛毯、仿羊羔皮等。七、其它改性聚丙烯纖維七、其它改性聚丙烯纖維將微晶石蠟、肥皂、硅化物、有機酸的脂肪酸脂、高將微晶石蠟、肥皂、硅化物、有機酸的脂肪酸脂、高相對分子質(zhì)量脂肪醇、含氟代烷基的蠟狀物、無規(guī)相對分子質(zhì)量脂肪醇、含氟代烷基的蠟狀物、無規(guī)PPPP或或低相對分子質(zhì)量聚乙烯與低相對分子質(zhì)量聚乙烯與PPPP切片相混，可制得耐磨性良切片相混，可制得耐磨性良好的好的PPPP纖維。纖維。將將PPPP切片與抗靜電劑混合紡成纖維，抗靜電劑以微原切片與抗靜電劑混合紡成纖維，抗靜電劑以微原纖形態(tài)分散在纖形態(tài)分散在PPPP基體中，使纖維具有抗靜電性能。基體中，使纖維具有抗靜電性能。選用耐高溫而且與選用耐高溫而且與PPPP有良好的相容性及分散性的抗菌有良好的相容性及分散性的抗菌劑，采用共混紡絲的方法可制得抗菌保健劑，采用共混紡絲的方法可制得抗菌保健PPPP纖維。纖維。 日本宇部將日本宇部將PPPP與液體石蠟混合，熔融紡絲，拉伸熱處與液體石蠟混合，熔融紡絲，拉伸熱處理后浸漬在已烷中溶去液體石蠟，制得了孔隙率高達理后浸漬在已烷中溶去液體石蠟，制得了孔隙率高達2525的多孔性的多孔性PPPP纖維，多孔性纖維，多孔性PPPP纖維的孔隙率高、孔纖維的孔隙率高、孔徑小、比表面積大、過濾性好?？捎糜谇宄后w中的不徑小、比表面積大、過濾性好?？捎糜谇宄后w中的不溶性物質(zhì)和物質(zhì)中的臭氣。溶性物質(zhì)和物質(zhì)中的臭氣。 8080年代以來，人們對芳香的認識不再限于感官的愉年代以來，人們對芳香的認識不再限于感官的愉悅，而是更注重于芳香的醫(yī)療保健價值等，開發(fā)出了芳悅，而是更注重于芳香的醫(yī)療保健價值等，開發(fā)出了芳香整理織物和芳香纖維織物。其主要的研制途徑有三種香整理織物和芳香纖維織物。其主要的研制途徑有三種：將芳香物質(zhì)與低熔點聚合物混合造粒后在較低的溫度：將芳香物質(zhì)與低熔點聚合物混合造粒后在較低的溫度下紡絲；將芳香物質(zhì)包敷在微膠囊中后加入到紡絲溶液下紡絲；將芳香物質(zhì)包敷在微膠囊中后加入到紡絲溶液( (熔體熔體) )中紡絲；將中紡絲；將PPPP與吸油物質(zhì)混合后紡絲，浸入芳香與吸油物質(zhì)混合后紡絲，浸入芳香物質(zhì)溶液中吸收香料，從而賦予纖維芳香功能。物質(zhì)溶液中吸收香料，從而賦予纖維芳香功能。 復(fù)習題復(fù)習題 1、聚丙烯纖維有哪些特點、聚丙烯纖維有哪些特點 2、聚丙烯切片的等規(guī)度和熔融指數(shù)是如何測定的、聚丙烯切片的等規(guī)度和熔融指數(shù)是如何測定的 3、聚丙烯紡絲時為什么紡絲溫度要遠高于熔點、聚丙烯紡絲時為什么紡絲溫度要遠高于熔點 4、為了抑制聚丙烯的老化經(jīng)常加入哪些添加劑，它們、為了抑制聚丙烯的老化經(jīng)常加入哪些添加劑，它們都有哪些作用都有哪些作用 5、簡述割裂纖維和撕裂纖維的制造過程、簡述割裂纖維和撕裂纖維的制造過程 6、簡述聚丙烯的短程紡絲、簡述聚丙烯的短程紡絲 7、簡述聚丙烯的熔噴紡絲法、簡述聚丙烯的熔噴紡絲法 8、簡述聚丙烯的膨體長絲生產(chǎn)法、簡述聚丙烯的膨體長絲生產(chǎn)法 9、簡述聚丙烯的紡粘法非織造布生產(chǎn)法、簡述聚丙烯的紡粘法非織造布生產(chǎn)法10、簡述聚丙烯的常規(guī)長絲復(fù)絲生產(chǎn)法、簡述聚丙烯的常規(guī)長絲復(fù)絲生產(chǎn)法