丙纶纤维

《丙纶纤维》由会员分享，可在线阅读，更多相关《丙纶纤维（31页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、v1.概述概述v2.丙纶的生产丙纶的生产v3.丙纶的结构和性能丙纶的结构和性能v4.丙纶的用途和发展丙纶的用途和发展（Poly Propylene Fibre，PP）熔点熔点168174，热分解温度为热分解温度为3503801.概述概述v发展历史发展历史v 1954年等规聚丙烯由意大利科学家纳塔（年等规聚丙烯由意大利科学家纳塔（Natta）研究成功；研究成功；v 1957年由意大利年由意大利Montecatini公司首先实现了等规公司首先实现了等规聚丙烯的工业化生产；聚丙烯的工业化生产；v 19581960年年Montecatini公司开发出聚丙烯纤公司开发出聚丙烯纤维；维；v 1964年开发

2、出捆扎用的聚丙烯膜裂纤维；年开发出捆扎用的聚丙烯膜裂纤维；v 20世纪世纪70年代采用短程纺工艺与设备改进了丙纶生年代采用短程纺工艺与设备改进了丙纶生产工艺。产工艺。目前，产量仅次于目前，产量仅次于PAN纤维，主要品种有：丙纶长丝、丙纤维，主要品种有：丙纶长丝、丙纶短纤维、丙纶膜裂纤维、丙纶膨体长丝纶短纤维、丙纶膜裂纤维、丙纶膨体长丝(BCF)、丙纶工业、丙纶工业用丝、丙纶无纺布、丙纶烟用丝束等。用丝、丙纶无纺布、丙纶烟用丝束等。聚合级丙烯的规格为聚合级丙烯的规格为：纯度纯度99.6%；丙烷丙烷0.3%；乙烷；乙烷0.005%；水水0.001%；CO：无；：无；CO20.0001%；其他烯、炔

3、：无其他烯、炔：无总硫化物总硫化物0.0002%O20.0004%聚合机理：配位聚合聚合机理：配位聚合引发剂：齐格勒引发剂：齐格勒-纳塔引发剂纳塔引发剂溶剂：烷烃化合物，己烷、庚烷及混合物等溶剂：烷烃化合物，己烷、庚烷及混合物等相对分子质量调节剂：氢或甲烷相对分子质量调节剂：氢或甲烷气相聚合气相聚合淤浆法淤浆法聚丙烯的生产方法聚丙烯的生产方法液相聚合法液相聚合法引引发发剂剂配配制制淤淤浆浆聚聚合合引引发发剂剂的的洗洗除除干干燥燥聚合原料及系统的处理聚合原料及系统的处理引发剂为齐格勒引发剂为齐格勒-纳塔纳塔引发剂或改进的三组分或四组分复合引发剂，引发剂或改进的三组分或四组分复合引发剂，稀释剂（溶

4、剂）为烷烃化合物，一般是己烷、稀释剂（溶剂）为烷烃化合物，一般是己烷、庚烷、戊烷及混合物等。相对分子质量调节剂庚烷、戊烷及混合物等。相对分子质量调节剂为氢或甲烷。为氢或甲烷。因为聚合所用的引发剂容易被杂质破坏而失去活因为聚合所用的引发剂容易被杂质破坏而失去活性，所要对各种原料进行精制，并在氮气保护性，所要对各种原料进行精制，并在氮气保护下贮存，同时对聚合系统设备用干燥无氧的氮下贮存，同时对聚合系统设备用干燥无氧的氮气进行彻底置换，严格控制氧和水的含量。气进行彻底置换，严格控制氧和水的含量。引发剂悬浮液的制备引发剂悬浮液的制备将主引发剂将主引发剂TiCl3与稀释与稀释剂加入引发剂配制釜中，在搅拌

5、下不断加入助剂加入引发剂配制釜中，在搅拌下不断加入助引发剂引发剂(C2H5)2AlCl，两者的配比为，两者的配比为Al/Ti38（物质的量的比），（物质的量的比），在一定的温度下，经过一定的时间络合陈化后，在一定的温度下，经过一定的时间络合陈化后，用计量泵送入聚合釜中。用计量泵送入聚合釜中。v淤浆聚合淤浆聚合分别用计量泵将液态丙烯、引发剂悬分别用计量泵将液态丙烯、引发剂悬浮液、烃类溶剂按一定比例连续加入不锈钢聚合浮液、烃类溶剂按一定比例连续加入不锈钢聚合釜中搅拌混合，同时，通入少量氢气。聚合温度釜中搅拌混合，同时，通入少量氢气。聚合温度保持在保持在6070，压力，压力0.490.98MPa，聚

6、，聚合放出的热量由聚合釜的夹套和内冷循环水带走。合放出的热量由聚合釜的夹套和内冷循环水带走。丙烯单体的单程转化率为丙烯单体的单程转化率为48%左右，由聚合釜左右，由聚合釜出来的浆液约含出来的浆液约含20%固体高聚物，最高为固体高聚物，最高为25%30%。反应后的物料进入闪蒸罐回收未。反应后的物料进入闪蒸罐回收未反应的丙烯，精制后循环使用。反应的丙烯，精制后循环使用。v聚合温度不能超过聚合温度不能超过80，以防止发生爆聚和高聚，以防止发生爆聚和高聚物熔融结块。物熔融结块。洗涤引发剂洗涤引发剂出料浆液中含有可溶性低分子物和出料浆液中含有可溶性低分子物和无规高聚物，可趁热过滤除去，再加入溶剂得无规高

7、聚物，可趁热过滤除去，再加入溶剂得引发剂引发剂-高聚物浆液，然后加甲醇或乙醇和引高聚物浆液，然后加甲醇或乙醇和引发剂酯化而失去活性，随即进行离心分离，使发剂酯化而失去活性，随即进行离心分离，使固体高聚物与引发剂残液分开，再用水洗涤高固体高聚物与引发剂残液分开，再用水洗涤高聚物，然后送干燥。聚物，然后送干燥。分离出来的溶剂经精制后循环使用。分离出来的溶剂经精制后循环使用。干燥干燥高聚物经水洗、离心过滤除去水分后，高聚物经水洗、离心过滤除去水分后，用旋转真空干燥机或气流干燥管在用旋转真空干燥机或气流干燥管在80下干下干燥。然后挤出造粒即得聚丙烯树脂。造粒时需燥。然后挤出造粒即得聚丙烯树脂。造粒时需

8、要加入抗氧剂、紫外剂要加入抗氧剂、紫外剂1234678910111213141517161819202122水废引发剂醇不挥发物溶剂溶剂溶剂循环引发剂循环丙烯5熔融纺丝熔融纺丝纺丝方法纺丝方法 纺丝时，将粒状聚丙烯先在螺杆挤出机的进料段预热纺丝时，将粒状聚丙烯先在螺杆挤出机的进料段预热软化（要用惰性气体将粒间空气排除），在压缩段熔融、软化（要用惰性气体将粒间空气排除），在压缩段熔融、压缩、混炼、脱泡，再经计量段进一步熔化，建立熔体压压缩、混炼、脱泡，再经计量段进一步熔化，建立熔体压力并将熔体挤出，然后到机头过滤、均化。从挤出机出来力并将熔体挤出，然后到机头过滤、均化。从挤出机出来的聚丙烯熔体用

9、计量泵加压计量送至喷丝头纺丝。的聚丙烯熔体用计量泵加压计量送至喷丝头纺丝。由喷丝头喷出的细丝经过冷却套筒，穿过上油盘，最由喷丝头喷出的细丝经过冷却套筒，穿过上油盘，最后卷绕在丝筒上，其他与聚酯加工过程相同，但其拉伸温后卷绕在丝筒上，其他与聚酯加工过程相同，但其拉伸温度为度为80130，拉伸倍数为，拉伸倍数为48倍。倍。对于有颜色聚丙烯纤维的生产，由于聚丙烯纤维本身对于有颜色聚丙烯纤维的生产，由于聚丙烯纤维本身没有染色基团，因此需要用没有染色基团，因此需要用共聚、共混共聚、共混的方法进行改性才的方法进行改性才可以。可以。v丙纶长丝生产丙纶长丝生产螺杆挤出螺杆挤出 过滤器过滤器 纺丝箱纺丝箱 环吹

10、环吹 上油卷绕上油卷绕 牵牵引引 喂入喂入 盛丝摆丝盛丝摆丝 集束集束 导丝导丝 牵伸牵伸 浸油浸油 蒸蒸汽汽 水浴水浴 摆丝摆丝 叠丝叠丝 卷曲卷曲 松弛热定型松弛热定型 紧张紧张热定型热定型 张力曳引张力曳引 打包打包 无纺布生产无纺布生产聚合物喂入聚合物喂入-熔融挤出熔融挤出-纤维形成纤维形成-纤维冷却纤维冷却-成网成网-加固成布加固成布 裂膜成纤法裂膜成纤法：高分子聚合物熔融挤压为薄膜，用切刀或针高分子聚合物熔融挤压为薄膜，用切刀或针刺使之破裂成条刺使之破裂成条。近年来出现了短程纺丝技术。其工艺流程近年来出现了短程纺丝技术。其工艺流程示意图如下：示意图如下：添加剂添加剂纤维级纤维级PP

11、切片切片色母粒色母粒原料共混原料共混螺杆挤出、熔体过滤、螺杆挤出、熔体过滤、熔体分配熔体分配纺丝、冷却成型、上纺丝、冷却成型、上油卷曲油卷曲拉伸拉伸卷曲卷曲热定型热定型切断切断打包打包产品产品v短程纺丝技术特点短程纺丝技术特点：生产厂房设备布置平面生产厂房设备布置平面由原有层数压缩至一层，厂房高度与长度均有由原有层数压缩至一层，厂房高度与长度均有缩短；从原料共混到纤维切断打包实现连续化，缩短；从原料共混到纤维切断打包实现连续化，可生产单丝线密度可生产单丝线密度1200分特范围内的短纤分特范围内的短纤维。维。间同立规聚丙烯间同立规聚丙烯全同立构聚丙烯全同立构聚丙烯无规立构聚丙烯无规立构聚丙烯结构

12、结构间同立构聚间同立构聚丙烯丙烯全同立构全同立构聚丙烯聚丙烯无规立构聚无规立构聚丙烯丙烯v形态结构形态结构 截面圆形截面圆形 纵向光滑无条纹纵向光滑无条纹v分子结构分子结构 立体螺旋构型，全同立构立体螺旋构型，全同立构v晶体结构晶体结构 5种种 折叠链缨状微原纤模型折叠链缨状微原纤模型 结晶度结晶度6575%结构结构聚丙烯纤维的性能聚丙烯纤维的性能1密度密度 丙纶最大的优点是丙纶最大的优点是质地轻质地轻，是常见化学纤维中，是常见化学纤维中密度最轻的密度最轻的品种品种，其密度在，其密度在0.90.92克克/厘米厘米3，比涤纶轻，比涤纶轻30%，比锦，比锦纶轻纶轻20%；因此很适合做冬季服装的絮填

13、料或滑雪服、登山服等的面因此很适合做冬季服装的絮填料或滑雪服、登山服等的面料。料。2强伸性强伸性 丙纶的强度高，伸长大，初始模量较高，弹性优良。所以丙纶的强度高，伸长大，初始模量较高，弹性优良。所以丙纶耐磨性好。此外，丙纶的丙纶耐磨性好。此外，丙纶的湿强基本等于干强湿强基本等于干强，所以它，所以它是制作渔网、缆绳的理想材料。是制作渔网、缆绳的理想材料。v3 3吸湿性和染色性吸湿性和染色性 丙纶的吸湿性很小，几乎不吸湿，一般大丙纶的吸湿性很小，几乎不吸湿，一般大气条件下的回潮率接近于零。细旦丙纶具有较气条件下的回潮率接近于零。细旦丙纶具有较强的强的芯吸作用芯吸作用，水汽可以通过纤维中的毛细管，水

14、汽可以通过纤维中的毛细管来排除。制成服装后，服装的舒适性较好，尤来排除。制成服装后，服装的舒适性较好，尤其是超细丙纶纤维，由于表面积增大，能更快其是超细丙纶纤维，由于表面积增大，能更快地传递汗水，便皮肤保持舒适感。由于纤维不地传递汗水，便皮肤保持舒适感。由于纤维不吸湿且缩水率小，丙纶织物具有易洗快干的特吸湿且缩水率小，丙纶织物具有易洗快干的特点。点。丙纶的染色性较差，颜色淡，染色牢度差。丙纶的染色性较差，颜色淡，染色牢度差。可采用原液着色，纤维改性，在熔融纺丝可采用原液着色，纤维改性，在熔融纺丝前掺混染料络合剂前掺混染料络合剂。聚丙烯纤维的性能聚丙烯纤维的性能v4 4耐酸耐碱性耐酸耐碱性 丙纶

15、有较好的耐化学腐蚀性，除了浓硝酸，浓丙纶有较好的耐化学腐蚀性，除了浓硝酸，浓的苛性钠外，丙纶对酸和碱抵抗性能良好，所的苛性钠外，丙纶对酸和碱抵抗性能良好，所以适于用作过滤材料和包装材料。以适于用作过滤材料和包装材料。v5 5耐光性等耐光性等 丙纶耐光性较差，热稳定性也较差，易老化，丙纶耐光性较差，热稳定性也较差，易老化，不耐熨烫。但可以通过在纺丝时加入防老华剂，不耐熨烫。但可以通过在纺丝时加入防老华剂，来提高其抗老化性能。此外，丙纶的电绝缘性来提高其抗老化性能。此外，丙纶的电绝缘性良好，但加工时易产生静电。良好，但加工时易产生静电。聚丙烯纤维的性能聚丙烯纤维的性能叔碳原子上的氢原子相当叔碳原子

16、上的氢原子相当活泼，易被氧化活泼，易被氧化v6 6强度高强度高 丙纶弹力丝强度仅次于锦纶，但价格却只有锦纶丙纶弹力丝强度仅次于锦纶，但价格却只有锦纶的的1/31/3；制成织物尺寸稳定，耐磨弹性也不错，；制成织物尺寸稳定，耐磨弹性也不错，化学稳定性好。但热稳定性差，不耐日晒，易于化学稳定性好。但热稳定性差，不耐日晒，易于老化脆损，为此常在丙纶中加入抗老化剂。老化脆损，为此常在丙纶中加入抗老化剂。聚丙烯纤维的性能聚丙烯纤维的性能效果较好的有邻羟基二苯酮类和含镍的金属有机化合效果较好的有邻羟基二苯酮类和含镍的金属有机化合物，加入物，加入1%1%3%3%石墨对防止光敏老化最为有效，但不石墨对防止光敏老

17、化最为有效，但不适于制造洁白的纤维。适于制造洁白的纤维。v7.7.耐热性耐热性 丙纶耐热性差，热塑性纤维丙纶耐热性差，热塑性纤维 TgTg=-15 =-15 软化点比熔点低软化点比熔点低1010 15 15 100100以上开始收缩，在水洗、干洗时温度以上开始收缩，在水洗、干洗时温度都不能过高，否则会引起收缩、变形，甚至都不能过高，否则会引起收缩、变形，甚至熔融。烫烫温度为熔融。烫烫温度为90-10090-100，需要垫一层湿，需要垫一层湿布或进行蒸汽熨烫。布或进行蒸汽熨烫。聚丙烯纤维的性能聚丙烯纤维的性能在有空气存在下受热，在有空气存在下受热，易发生氧化裂解，发生易发生氧化裂解，发生在叔碳原

18、子处在叔碳原子处 聚丙烯纤维可与棉、毛、粘胶纤维等混聚丙烯纤维可与棉、毛、粘胶纤维等混纺作衣料用，可以用于织各种针织品如织袜、纺作衣料用，可以用于织各种针织品如织袜、手套、针织衫、针织裤，洗碗布，蚊帐布，手套、针织衫、针织裤，洗碗布，蚊帐布，被絮，保暖填料、尿布湿等。被絮，保暖填料、尿布湿等。工业上：地毯、渔网，帆布，水龙带，混凝工业上：地毯、渔网，帆布，水龙带，混凝土增强材料；土增强材料；在医疗上用作纱，作外科手术衣服而耐高温在医疗上用作纱，作外科手术衣服而耐高温高压消毒。高压消毒。4、聚丙烯纤维的用途、聚丙烯纤维的用途4、聚丙烯纤维的用途、聚丙烯纤维的用途我国聚丙烯纤维的发展我国聚丙烯纤维

19、的发展v我国丙纶虽起步较晚，但发展较快。我国丙纶虽起步较晚，但发展较快。1980-1990年平均年增长率达年平均年增长率达36.5%，大大高于，大大高于世界丙纶世界丙纶12%的增长速度，也大大高于国内的增长速度，也大大高于国内合成纤维合成纤维16%的平均增长速度。到的平均增长速度。到1996年，年，我国的丙纶产量已达到我国的丙纶产量已达到1863万万t。v我国丙纶行业的现状归纳为以下几点：我国丙纶行业的现状归纳为以下几点：(1)增长较快，但总量仍显不足。增长较快，但总量仍显不足。我国丙纶产量我国丙纶产量在在7O，80年代增长了近年代增长了近40倍，但到倍，但到90年代年代中期总量也不过是十多万

20、吨，只相当于世界丙中期总量也不过是十多万吨，只相当于世界丙纶总产量的三十分之一。纶总产量的三十分之一。我国聚丙烯纤维的发展我国聚丙烯纤维的发展(2)生产企业的规模普遍较小。生产企业的规模普遍较小。我国丙纶的生产企业平均我国丙纶的生产企业平均规模仅为规模仅为01 6万万ta，而全球企业平均规模则近，而全球企业平均规模则近1万万ta，若去除中国部分则国外企业平均规模为，若去除中国部分则国外企业平均规模为15万万ta，是中国的近，是中国的近10倍。美国最大的企业拥有倍。美国最大的企业拥有全国全国20%的生产能力，规模前的生产能力，规模前10位企业合计的生产位企业合计的生产能力占全国总生产能力的能力占

21、全国总生产能力的75%;日本最大企业拥有全国日本最大企业拥有全国31%的生产能力，规模前的生产能力，规模前5位企业合计生产能力占全位企业合计生产能力占全国总生产能力的国总生产能力的84%；而中国最大的企业也只有；而中国最大的企业也只有1万万多吨生产能力，占全国总生产能力的多吨生产能力，占全国总生产能力的4%左右，规模前左右，规模前10位企业的生产能力占全国总生产能力的位企业的生产能力占全国总生产能力的25%都不都不到到.我国聚丙烯纤维的发展我国聚丙烯纤维的发展(3)产品开发力度不够，产品结构不合理，竞争产品开发力度不够，产品结构不合理，竞争能力低下，竞争秩序混乱，开工率低。能力低下，竞争秩序混

22、乱，开工率低。这是企这是企业规模小，生产能力分散的必然结果。由于大业规模小，生产能力分散的必然结果。由于大部分企业的规模小，对产品、市场开发的投入部分企业的规模小，对产品、市场开发的投入能力也较低能力也较低 在常规产品市场，有过多的企业在常规产品市场，有过多的企业在争夺，竞争激烈；在某些高档产品市场则只在争夺，竞争激烈；在某些高档产品市场则只为少数几家企业所占有，缺乏竞争，使产品价为少数几家企业所占有，缺乏竞争，使产品价格居高不下；在产业用和某些特殊领域几乎是格居高不下；在产业用和某些特殊领域几乎是一片空白。产品结构不合理及竞争秩序的混乱一片空白。产品结构不合理及竞争秩序的混乱自然造成企业总体

23、开工率低下。自然造成企业总体开工率低下。发展前景发展前景v在今后的发展中，首先要解决聚丙烯原料品种在今后的发展中，首先要解决聚丙烯原料品种单一，不能满足一些丙纶品种需要的问题，要单一，不能满足一些丙纶品种需要的问题，要加强研究聚丙烯改性工艺技术；要改造丙纶生加强研究聚丙烯改性工艺技术；要改造丙纶生产工艺流程，增加短程纺比例；研制开发改性产工艺流程，增加短程纺比例；研制开发改性纤维：如阻燃、抗静电、远红外、高强丙纶纤纤维：如阻燃、抗静电、远红外、高强丙纶纤维等。维等。复习思考题：复习思考题：v1、聚合反应前，为什么对各种原料进行精制、聚合反应前，为什么对各种原料进行精制v2、聚丙烯的生产方法，掌握淤浆法、聚丙烯的生产方法，掌握淤浆法v3、聚丙烯的短程纺丝，尤其是短程纺丝工艺流程、聚丙烯的短程纺丝，尤其是短程纺丝工艺流程v4、聚丙烯的主要性能、聚丙烯的主要性能