第四章 聚丙烯纤维PPT.ppt

第四章 聚丙烯纤维;第一节　聚丙烯纤维原料;一、等规聚丙烯的合成 1.初始原料：丙烯（CH3-CH=CH2），无色，石油或天然气热裂解制得。 2.催化剂：茂金属催化剂迅速发展。;4; 二、等规聚丙烯的结构和性能 1.分子结构与结晶 ;2.相对分子质量及其分布 　平均分子量：纤维级为18~30万。测定PP的特性粘数可求出其分子量，特性粘数和分子量间的关系式可利用以下经验式求定； [η]1=1.07×10-4M0.8（溶剂：十氢萘；温度：135℃） [η]2=0.80×10-4M0.8（溶剂：四氢萘；温度：135℃） 工业上常采用熔融指数（MI）表示PP的流动特性;4.耐化学药品性与抗生物性 ：等规聚丙烯是碳氢化合物， 因此其耐化学性很强。在室温下，聚丙烯对无机酸、碱、 无机盐的水溶液、去污剂、油及油脂等有很好的化学稳定 性。聚丙烯还具有极好的耐霉性和抑菌性，不需任何整理 手段即可防蛀。 5.耐老化性：PP的特点之一是易老化，使纤维失去光泽、 褪色、强伸度下降，这是热、光及大气综合影响的结果。 ;三、 成纤聚丙烯的性能特点与质量要求 1.成纤聚丙烯的性能特点与质量要求 相对分子质量　(18~36)×104 相对分子质量分布系数α 6 等规度为95%以上 熔点约在164~172℃之间 灰分小于0.05% 铁、钛含量应小于20mg／kg ； 含水率0.01%　;2. 茂金属等规聚丙烯的特点 密度低：0.88（0.90-0.92） 熔点低： 130~150℃（ 165~173℃ ） 熔化热低： 15~20J/g 等规度为80~90% 分子量分布较窄：2.0 结晶速度慢且晶粒小 耐化学稳定性和耐辐射性比IPP好。;第二节 聚丙烯纤维的成型加工;　 （一）混料：聚丙烯的含水率极低，可不必干燥直接进行纺丝。由于聚丙烯染色困难，所以常在纺丝时加入色母粒以制得色丝。 　 （二）纺丝:聚丙烯纤维的纺丝设备和聚酯纤维相似，但也有其特点。通常使用大长径比的单螺杆挤出机，纺低线密度纤维时，螺杆的计量段应长而浅，以减少流速变化，有利于更好的混合，得到组成均一的流体，且高速剪切有利于聚丙烯降解，改善高分子量聚丙烯熔体的流动性能 　　 1.纺丝温度 ：纺丝温度直接影响着聚丙烯的流变性能、聚丙烯的降解程度和初生纤维???预取向度。 ;13;　纺丝温度主要是指纺丝箱体(即纺丝区)温度。 　纺丝温度过高，熔体粘度过小，容易产生注头丝和 毛丝，熔体流动性过大，容易产生并丝； 　纺丝温度过低，熔体粘度过大，出丝困难，容易造 成喷丝头拉伸产生熔体破裂而无法卷绕，甚至全面出 现断头或硬丝。 　2.冷却成型条件 　成型过程中的冷却速度对聚丙烯纤维的质量有很大 影响。; 　　 冷却快：纺丝得到的初生纤维是不稳定的碟状结晶结构；冷却慢，则得到的初生纤维是稳定的单斜晶体结构。 冷却条件不同，初生纤维内的晶区大小及结晶度也不同。当丝室温度较低时，成核速度大，晶核数目多，晶区尺寸小，结晶度低，有利于后拉伸。 实际生产中，丝室温度以偏低较好。 采用侧吹风时：丝室温度可为35~40℃； 环吹风时：丝室温度可为30~40℃， 送风温度：15~25℃，风速为0.3～0.8m／s。; 3.喷丝头拉伸 喷丝头拉伸影响纤维后拉伸及纤维结构。 喷丝头拉伸比增大，纤维在凝固区的加速度增大，初生纤维的预取向度增加，结晶变为稳定的单斜晶体，纤维的可拉伸性能下降。 聚丙烯纺丝时，喷丝头拉伸比一般控制在60倍以内，纺丝速度一般为500~1000m／min，这样得到的卷绕丝具有较稳定的结构，后拉伸容易进行。 ; 4.挤出胀大比 比聚酯和聚酰胺要大，粘度高，可纺性差。 若纺丝速度过高或纺丝温度偏低，其切变应力超过临界切变应力时就会出现熔体破裂，影响纺丝和纤维质量。 措施：1、切片中加入调节剂、增塑剂来提高可纺性 2、控制适宜的相对分子质量 3、提高纺丝温度 4、喷丝孔径及长径比大一点;　(二)拉伸 　拉伸目的：赋予纤维强力及其它性能。 　1.拉伸温度：因此聚丙烯纤维的拉伸温度一般控制在120～130℃。 　2.拉伸速度：一般偏低一点为好。短纤维拉伸速度为180～200m／min；长丝拉伸速度一般为300～400m|min。 　3.拉伸倍数：短纤维拉伸为二级拉伸，第一级拉伸温度为60～ 65℃，拉伸倍数为3.9～4.4倍；第二级拉伸温度为135～145℃，拉伸倍数为1.1～1.2倍