聚丙烯纤维课件

第三章第三章 聚丙烯纤维聚丙烯纤维第一节第一节 聚丙烯纤维原料聚丙烯纤维原料纤维生产使用的是等纤维生产使用的是等规度大于规度大于95%95%的等规聚的等规聚丙烯丙烯。等规聚丙烯等规聚丙烯:是以丙烯为原料，用配位阴离是以丙烯为原料，用配位阴离子型催化剂进行聚合反应制得。在工业生子型催化剂进行聚合反应制得。在工业生产中主要采用惰性溶剂作为反应介质的淤产中主要采用惰性溶剂作为反应介质的淤浆聚合法生产。浆聚合法生产。第三章 聚丙烯纤维第一节 聚丙烯纤维原料1聚丙烯的立体结构聚丙烯的立体结构聚丙烯的立体结构2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，已烷、庚烷及混合物等溶剂：烷烃化合物，已烷、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：氢或甲烷丙烯的聚合原理丙烯的聚合原理丙烯的聚合原理丙烯的聚合原理聚合机理：配位聚合引发剂：齐格勒-纳塔引发剂溶剂：烷烃化合物3聚丙烯的生产工艺聚丙烯的生产工艺聚丙烯的生产工艺聚丙烯的生产工艺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丙烯的生产工艺气相聚合淤浆法聚丙烯的生产方法液相聚合法引发4聚丙烯的生产工艺聚丙烯的生产工艺聚丙烯的生产工艺聚丙烯的生产工艺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聚丙烯的生产工艺12346789101112131415175成纤用聚丙烯成纤用聚丙烯成纤用聚丙烯：具有高结晶性的等规聚丙烯，成纤用聚丙烯：具有高结晶性的等规聚丙烯，其结晶为一种有规则的螺旋链。其结晶为一种有规则的螺旋链。等规聚丙烯结晶有等规聚丙烯结晶有、和拟六方六种和拟六方六种变体。变体。变体：单斜晶系，在变体：单斜晶系，在138产生，结构致产生，结构致密，其熔点密，其熔点180，密度，密度0.936g/cm3。变体：六方晶系，在变体：六方晶系，在128产生，稳定性产生，稳定性比单斜晶系差，密度比单斜晶系差，密度0.939g/cm3。聚丙烯结晶速度：聚丙烯结晶速度：125135 结晶速度较快。结晶速度较快。成纤用聚丙烯成纤用聚丙烯：具有高结晶性的等规聚丙烯，其结晶为6成纤聚丙烯的性质及质量要求成纤聚丙烯的性质及质量要求分子量分子量1836万；分子量分布系数小于万；分子量分布系数小于6。聚丙烯结晶度：聚丙烯初生纤维聚丙烯结晶度：聚丙烯初生纤维(3340%)；后拉伸后的纤维（；后拉伸后的纤维（6575%）。）。熔点：熔点：164176 热焓较高，热扩散系数低；热焓较高，热扩散系数低；导热系数：导热系数：0.08790.1758W/(mK)成纤聚丙烯的性质及质量要求分子量1836万；分子量分布系数7第二节第二节第二节第二节 聚丙烯的成型加工聚丙烯的成型加工聚丙烯的成型加工聚丙烯的成型加工熔融纺丝熔融纺丝熔融纺丝的温度控熔融纺丝的温度控熔融纺丝的温度控熔融纺丝的温度控制在制在制在制在220220220220280280280280，纺丝用聚丙烯相对纺丝用聚丙烯相对纺丝用聚丙烯相对纺丝用聚丙烯相对分子质量一般为分子质量一般为分子质量一般为分子质量一般为120000120000120000120000左右。左右。左右。左右。纺丝纺丝方法方法第二节 聚丙烯的成型加工熔融纺丝纺丝方法8常用聚丙烯的熔融指数、加工方常用聚丙烯的熔融指数、加工方法及产品用途法及产品用途常用聚丙烯的熔融指数、加工方法及产品用途9一一 常规熔体纺丝常规熔体纺丝纺丝温度高于纺丝温度高于PP熔点熔点100130。长丝：卷绕丝收集在筒管上，经热板或热辊在长丝：卷绕丝收集在筒管上，经热板或热辊在90130 拉伸拉伸48倍，拉伸后热定型。倍，拉伸后热定型。短纤：采用短纤：采用500或上千孔的喷丝板。初生纤维集束成或上千孔的喷丝板。初生纤维集束成60110ktex的丝束，在水浴或蒸汽箱中于的丝束，在水浴或蒸汽箱中于100140 进行二级拉伸，拉伸倍数为进行二级拉伸，拉伸倍数为35倍，然后卷曲和松弛倍，然后卷曲和松弛热定型，最后切断。热定型，最后切断。工艺流程：混料工艺流程：混料-纺丝纺丝-拉伸拉伸-热定型热定型一 常规熔体纺丝纺丝温度高于PP熔点100130。10（一）混料（一）混料 ：PP含水率极低，混前可不含水率极低，混前可不必干燥；加入色母粒制色丝。必干燥；加入色母粒制色丝。（二）纺丝（二）纺丝采用大长径比的单螺杆挤出机；采用大长径比的单螺杆挤出机；喷丝板：喷丝孔分布密度较小；喷丝孔喷丝板：喷丝孔分布密度较小；喷丝孔孔径较大（孔径较大（0.51mm)；喷丝孔长径比大；喷丝孔长径比大（24）；）；高强度纤维须采用分子量分布较窄的高高强度纤维须采用分子量分布较窄的高分子量分子量PP。（一）混料 ：PP含水率极低，混前可不必干燥；加入色母粒制111 纺丝温度纺丝温度 纺丝区温度高于纺丝区温度高于PP熔点熔点100130；分子量增大，纺丝温度提高；分子量分布不同，；分子量增大，纺丝温度提高；分子量分布不同，纺丝温度不同。纺丝温度不同。2 冷却成型条件冷却成型条件 丝室温度以偏低为好。采用侧丝室温度以偏低为好。采用侧吹风时，丝室温度吹风时，丝室温度3040；环吹风时可为；环吹风时可为3040，送风温度，送风温度1525，风速，风速0.30.8m/s。3 喷丝头拉伸喷丝头拉伸 喷丝头拉伸控制在喷丝头拉伸控制在60倍以内；纺倍以内；纺丝速度一般为丝速度一般为500100m/min。4 挤出胀大比挤出胀大比 控制适宜分子量、适当提高纺丝控制适宜分子量、适当提高纺丝温度、增大喷丝孔径和喷丝孔长径比温度、增大喷丝孔径和喷丝孔长径比 1 纺丝温度 纺丝区温度高于PP熔点1001312（三）拉伸（三）拉伸拉伸比拉伸比 分子量较高或分子量分布较宽，拉伸比应较低；初生纤维分子量较高或分子量分布较宽，拉伸比应较低；初生纤维预取向度较低或形成结晶结构胶不稳定时，可选择较大的预取向度较低或形成结晶结构胶不稳定时，可选择较大的喷丝头拉伸。喷丝头拉伸。拉伸温度拉伸温度 一般控制在一般控制在120130左右。左右。拉伸速度拉伸速度 短纤维为短纤维为180200m/min；长丝；长丝300400m/min。短纤维拉伸为二级拉伸：短纤维拉伸为二级拉伸：第一级拉伸温度第一级拉伸温度6065，拉伸倍数拉伸倍数3.94.4，第二级拉伸温度，第二级拉伸温度135145，拉伸倍数，拉伸倍数为为1.11.2倍。总拉伸倍数：棉型纤维倍。总拉伸倍数：棉型纤维4.64.8倍，毛型纤维倍，毛型纤维为为55.5倍。倍。长丝拉伸为双区热拉伸：长丝拉伸为双区热拉伸：热盘温度为热盘温度为7080，热板，热板温度为温度为110120，总拉伸倍数，总拉伸倍数5倍左右。倍左右。（三）拉伸拉伸比 13（四）热定型（四）热定型改善尺寸稳定性，改善纤维的卷曲度改善尺寸稳定性，改善纤维的卷曲度和加拈的稳定性，并使纤维的结晶度和加拈的稳定性，并使纤维的结晶度由由51%51%提高到提高到61%61%左右。左右。热定型温度一般为热定型温度一般为120 130120 130（四）热定型改善尺寸稳定性，改善纤维的卷曲度和加拈的稳定性，14二二 膜裂纺丝膜裂纺丝特点：特点：工序简单，消耗低，产量高，对原料分子量工序简单，消耗低，产量高，对原料分子量无特殊要求。无特殊要求。割裂纤维：割裂纤维：将挤出或吹塑得到的聚丙烯薄膜引入切割刀将挤出或吹塑得到的聚丙烯薄膜引入切割刀架，将其割成架，将其割成2.66mm 宽的扁带，再经单轴拉伸得到宽的扁带，再经单轴拉伸得到5551670 dtex的扁丝。的扁丝。撕裂纤维（原纤化纤维）：撕裂纤维（原纤化纤维）：将挤出或吹塑的到的薄将挤出或吹塑的到的薄膜经单轴拉伸，使其大分子沿着拉伸方向，然后经破纤装置膜经单轴拉伸，使其大分子沿着拉伸方向，然后经破纤装置将薄膜开纤，再经物理将薄膜开纤，再经物理-化学或机械作用是开纤薄膜进一步离化学或机械作用是开纤薄膜进一步离解成纤维网状物或连续长丝。解成纤维网状物或连续长丝。二 膜裂纺丝特点：工序简单，消耗低，产量高，对原料分子量无特15三三 短程纺丝短程纺丝短程纺丝短程纺丝是指有冷却丝仓而无纺丝甬道的熔体纺是指有冷却丝仓而无纺丝甬道的熔体纺丝方法。丝方法。特点：特点：冷却效果好，纺丝细流的冷却长度较短冷却效果好，纺丝细流的冷却长度较短（为（为0.61.7m)，没有纺丝甬道，纺丝丝仓、上油，没有纺丝甬道，纺丝丝仓、上油盘以及卷绕机构在一个操作平面上，设备高度大盘以及卷绕机构在一个操作平面上，设备高度大大降低，降低了空调量和厂房投资。大降低，降低了空调量和厂房投资。三 短程纺丝短程纺丝是指有冷却丝仓而无纺丝甬道的熔体纺丝方法16四四 膨体变形丝的纺制（简述）膨体变形丝的纺制（简述）五五 纺粘法（简述）纺粘法（简述）六六 熔喷法（简述）熔喷法（简述）四 膨体变形丝的纺制（简述）17一一 性能性能 机械性能；吸湿性与密度；染色性；机械性能；吸湿性与密度；染色性；耐光性；耐化学性耐光性；耐化学性二用途二用途装饰与产业用；服装用途；医疗卫装饰与产业用；服装用途；医疗卫生用途；其他生用途；其他第三节第三节 聚丙烯纤维的性能和用途聚丙烯纤维的性能和用途一 性能第三节 聚丙烯纤维的性能和用途18第四节聚丙烯纤维的改性与新品种第四节聚丙烯纤维的改性与新品种一可染一可染PPPP纤维纤维二高强二高强PPPP纤维纤维三烯烃共聚物或混合体系三烯烃共聚物或混合体系PPPP纤维纤维四四 多孔性多孔性PPPP纤维纤维五五 细特及超细细特及超细PPPP纤维纤维六六 阻燃阻燃PPPP纤维纤维七七 其他改性其他改性PPPP纤维纤维第四节聚丙烯纤维的改性与新品种一可染PP纤维19