化学纤维概论-聚丙烯纤维ppt课件.ppt

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1、第四章聚丙烯纤维1第一节　聚丙烯纤维原料聚丙烯纤维的定义：聚丙烯（Polypropylene，缩写为PP）纤维是以丙烯（CH3-CH=CH2）为初始原料聚合得到的等规聚丙烯为原料纺制而成的合成纤维，在我国的商品名为丙纶。等规聚丙烯是意大利的纳塔(Natta)等首先研制成功并于1957年实现工业化生产的。2005年世界聚丙烯纤维产量已经达到了583万吨，占合成纤维产量的16.6％，产量也首次超过锦纶而成为第二大合成纤维品种。2一、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。CH2

2、−CHn结构式：CH3从PP的化学结构可以看出，它可以几种不同空间排列方式聚合，而各种PP构形的形成取决于所用的聚合催化剂及聚合条件。34二、等规聚丙烯的结构和性能1.分子结构与结晶分子结构模型图螺旋结构等规聚丙烯间规聚丙烯无规聚丙烯R=CH3成纤聚合物通常是等规聚丙烯5等规聚丙烯的等规度一般大于95％，因此其具有很强的结晶能力，同时会大大改善产品的力学性能。等规PP的结晶形态为球晶结构。最佳结晶温度为125~135℃。温度过高或过低，都要不利于结晶的进行。PP初生纤维的结晶度为33%~40%，经后拉伸，结晶度上升至37%~48%，再经热处理，结晶度可达6

3、5%~75%。62.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3.热性质玻璃化温度：-30~25℃熔点：165~176℃导热系数：(8.79～17.58)×10－2w／(m·K)74.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

4、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。8三、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%92.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℃（165~17

5、3℃）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。10第二节聚丙烯纤维的成型加工纺丝方法；常用有熔体纺丝和膜裂纺丝新的纺丝法：复合纺丝、短程纺、膨体长丝、纺牵一步法（FDY）、纺粘和熔体喷射法非织造布工艺等。一、常规熔体纺丝和聚酯纤维、聚酰胺纤维一样，PP可以用熔体纺丝法生产长丝和短纤维，而且熔体纺丝法的纺丝原理及生产设备与聚酯和聚酰胺纤维基本相同，但工艺控制有些差别。纺制长丝时，卷绕丝收集在筒管上，经热板或热辊在90～130℃下拉伸4～8倍。纺制短纤维一般采用几百或上千孔的喷丝板

6、。11（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的预取向度。1213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

7、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。14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.

8、3～0.8m／s。153.喷丝头拉伸喷丝头拉伸影响纤维后拉伸及纤维