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  • 聚丙烯纤维

    聚丙烯纤维是以丙烯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。据《2013-2018年中国丙纶纤维行业竞争格局及发展趋势研究报告》资料显示,今后聚丙烯纤维下游行业将进入新一轮景气周期从而带来聚丙烯纤维市场需求的膨胀,聚丙烯纤维行业的销售回升明显,供求关系得到改善,行业盈利能力稳步提升。同时,在国家“十二五”规划和产业结构调整的大方针下,丙纶纤维面临巨大的市场投资机遇,行业有望迎来新的发展契机。编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名称: 聚丙烯纤维 外文名: polypropylene fiber
    别名: 丙纶 密度: 0.91g/cm3
    缩写: PP纤维
    单丝纤度: ≤2.2 dtex 纤维长短: 1.5-200.0 mm
    比重: 0.91 性状: 白色粉末
    原料: 石油

    目录

    简介/聚丙烯纤维 编辑

    聚丙烯纤维聚丙烯纤维
    聚丙烯纤维,中国称丙纶,以等规聚丙烯为原料纺丝制得的合成纤维,是化学纤维 中最轻的品种;强度为35~62cN/dtex;耐磨性仅次于聚酰胺纤维;耐腐蚀性良好,尤其是对无机酸、碱稳定性很好;不发霉、不腐烂、不怕虫蛀等,但染色较困难。可采用染料或颜料熔体着色、色母粒或注射染色等纺成有色丝;也有在聚合时加入添加剂进行共聚或接枝共聚,使聚合体大分子上引入能与染料相结合的极性基团,再按常规法染色。聚丙烯纤维还有耐光性差、静电大、耐燃性差等缺点,可采用加入各种添加剂的方法加以改善。

    分类/聚丙烯纤维 编辑

    聚丙烯纤维聚丙烯纤维
    聚丙烯纤维可分为长纤维、短纤维、纺黏无纺布、熔喷无纺布等。
    聚丙烯长纤维可分为普通长纤维和细旦长纤维(单丝纤度≤2.2 dtex,可用于生产服装与装饰和部分产业用长丝制品。聚丙烯细旦长纤维光泽好、手感柔软、悬垂性良好、密度小,适用于针织行业,与棉、黏胶丝、真丝、氨纶等交织成棉盖丙、丝盖丙等产品时,是制作高档运动服、T恤等的理想材料。
    聚丙烯短纤维的生产工艺大部分采用多孔、低速、连续化工艺,即短纺工艺。聚丙烯短纤维与棉花混纺,可做成丙棉细布、床单,即纤维与黏胶混纺可做毛毯,聚丙烯纯纺和混纺毛线,聚丙烯毛毯、地毯,聚丙烯棉絮烟用滤咀。卫生产品用纤维的粗细为1.5-2.5dtex,而地上织物用纤维的粗细为5-10 dtex。纤维长短为1.5-200.0 mm,取决于纤维的用途。用作混凝土的短纤维长度为1.5-200.0 mm,用作尿布的长度一般为40.0 mm,用作地上织物的长度为60.0 mm。
    纺黏无纺布,亦称长丝无纺布,是聚丙烯原料熔融后经挤压纺丝、拉伸、铺网、粘合成形制成。它具有流程短、成本低、生产率高、产品性能优良、用途广泛等特点。聚丙烯无纺布广泛应用于生产、生活的各个领域(如一次性医疗卫生用品、一次防污服、农业用布、家具用布、制鞋业的衬里等)。
    熔喷无纺布技术生产的纤维很细(可至0.25μm),熔喷布具有较大的比表面积、孔隙小而孔隙率大,故其过滤性、屏蔽性和吸油性等应用特性是用其他单独工艺生产的无纺布难以具备的。熔喷无纺布广泛用于医疗卫生、保暖材料、过滤材料等领域。

    发展历史/聚丙烯纤维 编辑

    纤维纤维
    早期,丙烯聚合只能得到低聚合度的纸化产物,属于非结晶性化合物,无实用价值。1954年,Ziegler和Natta发明了Ziergler-Natta催化剂并制成结晶性聚丙烯,具有较高的立构规整性,称为全同立构聚丙烯或等规聚丙烯。这一研究成果在聚合领域中开拓了新的方向,给聚丙烯纤维大规模的工业化生产和在塑料制品以及纤维生产等方面的广泛应用奠定了基础。
    1957年,由意大利的Montecatini公司首先实现了聚丙烯纤维的工业化生产。1958-1960年,该公司又将聚丙烯用于纤维生产,开发商品名为Meraklon的聚丙烯纤维,以后美国和加拿大也相继开始生产。
    1964年后,又开发了捆扎用的聚丙烯膜裂纤维,并由薄膜原纤化制成纺织用纤维及地毯用纱等产品。
    20世纪70年代,短程纺工艺与设备改进了聚丙烯纤维生产工艺。同期,膨体连续长丝开始用于地毯行业。目前,全球90%的地毯底布和25%的地毯面纱由聚丙烯纤维制得。
    1980年以后,随着聚丙烯和制造聚丙烯纤维新技术的发展,特别是茂金属催化剂的发明使得聚丙烯树脂的品质得到了明显的改善。由于提高了其立构规整性(等规度可达99.5%),从而大大提高了聚丙烯纤维的内在质量。80年代中期,聚丙烯细特纤维替代了部分棉纤维,用于纺织面料及非织造布。加上一步法BCF纺丝机、空气变形机与复合纺丝机的发展以及非织造布的出现和迅速发展,聚丙烯纤维在装饰和产业用方面的用途进一步拓宽。另外,世界各国对聚丙烯纤维的研究与开发也相当活跃,差别化纤维生产技术的普及和完善,大大扩大了聚丙烯纤维的应用领域。

    性能特点/聚丙烯纤维 编辑

    性能

    聚丙烯纤维聚丙烯纤维
    (1)质轻
    聚丙烯纤维的密度为0.90-0.92 g/cm3,在所有化学纤维中是最轻的,比锦纶轻20%,比涤纶轻30%,比粘胶纤维轻40%,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。
    (2)强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀
    丙纶强度高(干态、湿态下相同),是制造渔网、缆绳的理想材料;耐磨性和回弹性好,强度与涤纶和锦纶相似,回弹率可与锦纶、羊毛相媲美,比涤伦、粘胶纤维大得多;丙纶的尺寸稳定性差,易起球和变形,抗微生物,不蛀;耐化学药品性优于一般纤维。
    (3)具有电绝缘性和保暖性
    聚丙烯纤维电阻率很高(7×1019Ω.cm),导热系数小,与其他化学纤维相比,丙纶的电绝缘性和保暖性最好,但加工时易产生静电。
    (4)耐热及耐老化性能差
    聚丙烯纤维的熔点低(165~173℃),对光和热的稳定性差,所以,丙纶的耐热性、耐老化性差,不耐熨烫。但可以通过在纺丝时加入防老化剂来提高其抗老化性能。
    (5)吸湿性及染色性差
    聚丙烯纤维的吸湿性和染色性在化学纤维中是最差的,几乎不吸湿,其回潮率小于0.03%。细旦丙纶具有较强的芯吸作用,水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,尤其是超细丙纶纤维,由于表面积增大,能更快地传递汗水,使皮肤保持舒适感。由于纤维不吸湿且缩水率小,丙纶织物具有易洗快干的特点。
    丙纶的染色性较差,颜色淡,染色牢度差。普通燃料均不能使其染色,有色丙纶多数是采用纺前着色生产的。可采用原液着色、纤维改性,在熔融纺丝前掺混燃料络合剂。

    指标

    性能指标
    项目短纤维长丝
    断裂强度(g/D)干态湿态 3.0~6.53.0~6.5 3.0~8.03.0~8.0
    断裂伸长率(%)干态湿态 20~80" 20~80"
    弹性恢复率(%)(伸长3%时)96~100 96~100 
    初始模量(g/D)20~4018~40
    比重(g/cm3 )0.90~0.91
    标准回潮率(%)0
    耐热性软化点:140~165℃熔点:160~177℃在100℃时收缩0~0.5%。 在130℃时收缩5~12%

    生产方法/聚丙烯纤维 编辑

    生产方法聚丙烯纤维
    将聚丙烯树脂加入立式或卧式螺杆挤出机加热熔融,通过计量泵由喷丝头挤出,在空气中冷却成纤。工业上还采用膜裂成纤(见化学纤维纺丝)法制得割裂和膜裂纤维。聚丙烯纤维熔体纺丝的特点是:①一般用单头等螺距螺杆挤压机,为适应成纤聚丙烯纤维熔体粘度高、流动性差的特点,螺杆压缩比要大,最小为2.8,计量段尽可能短,螺杆长径比范围为20~26。②由于分子量大,纺丝时熔体温度一般比熔点高出100~130℃,也可采用加分子量调节剂等方法以降低纺丝温度。③冷却成型过程中结晶速度较快,冷却温度宜稍低。 聚丙烯纤维纺丝现已采用短程纺或紧缩纺,即熔体出喷丝头后冷却过程距离很短,甬道可在1m以下。例如年产1kt的短纤生产线,从纺丝、拉伸、定型、卷曲到切断等工序,可安置在高8m、长30m的厂房内,投资少,效率高,成本降低。

    生产国家/聚丙烯纤维 编辑

    丙纶的主要生产国家有:美国、意大利、日本、德国、英国、法国、独联体国家、中国等。

    应用领域/聚丙烯纤维 编辑

    聚丙烯纤维聚丙烯纤维[1]
    (1)产业用途
    聚丙烯纤维具有强度高、韧性好、耐化学品性和抗微生物性好及价格低等优点,因此广泛用于绳索、渔网、安全带、箱包带、安全网、缝纫线、电缆包皮、土工布、过滤布、造纸用毡和纸的增强材料等产业领域。
    利用聚丙烯纤维强度高、耐酸、耐碱、抗微生物、干湿强力一样等优良特性制造的聚丙烯机织土工布,能对建造在软土地基上的土建工程(如堤坝、水库、高速公路、铁路等)起到加固作用,并使承载负荷均匀分配在土工布上,使路基沉降均匀,减少地面龟裂。建造斜坡时,采用机织丙纶土工布可以稳定斜坡,减少斜坡的坍塌,缩短建筑工期,延长斜坡的使用寿命。在承载较大负载时,可使用机织土工布和非织造布为基体的复合土工布。聚丙烯纤维可作为混凝土、灰泥等的填充材料,提高混凝土的抗冲击性、防水隔热性。
    随着化工、环保、新能源产业的迅猛发展,作为过滤材料,聚丙烯纤维有着很好的使用前景,新技术使聚丙烯纤维过滤效率高、强度高、质轻、对化学药品稳定性好,滤物剥离性好。因此,在制药、化工、环保、电池等行业作为亲水隔膜、离子交换隔膜等功能性产品,有着良好的发展势头,是提升聚丙烯纤维附加值的新型高科技产品。
    (2)装饰用途
    聚丙烯纤维密度小(仅为聚酯纤维的65%)、重量轻、覆盖力强、耐磨性好、抗微生物、抗虫蛀、易清洗,特别适于制造装饰织物。用聚丙烯纤维制成的地毯、沙发布和贴墙布等装饰织物及絮棉等,不仅价格低廉,而且具有抗抗沾污、抗虫蛀、易洗涤、回弹性好等优点。
    装饰和日用领域消费的聚丙烯纤维主要是长丝、中空短纤维和纺粘法非织造布,产品主要是汽车和家庭用装饰材料、絮片、玩具等。
    (3)服装用途
    由于聚丙烯纤维熔点低,易折皱,不易染色,因此聚丙烯纤维在服装领域的应用曾受到限制。随着纺丝技术的进步及改性产品的开发,其在服装领域的应用日渐广泛,服装用产品将是丙纶发展的希望。
    聚丙烯纤维可制成针织品,如内衣、袜类等;可制成长毛绒产品,如鞋衬、大衣衬、儿童大衣等;可与其他纤维混纺用于制作儿童服装、工作衣、内衣、起绒织物及绒线等。例如细特、超细特聚丙烯纤维纺丝技术的开发,克服了普通聚丙烯纤维存在的粗糙、蜡感、吸湿性差等特点。细特聚丙烯纤维具有柔软、强度高和独特的芯吸效应,穿着舒适,透气、导湿效果好,贴身穿着可以保持皮肤干燥,夏季无湿闷感,冬季无湿冷感,用其制作的服装比纯棉服装轻2/5,保暖性胜似羊毛,是制作运动服、登山服、军用防寒服和内衣的上选材料。用细特聚丙烯纤维加工而成的纯聚丙烯织物、棉盖聚丙烯和丝盖聚丙烯织物已推向市场,Adidas运动服便有超细特聚丙烯纤维与棉织造的双面织物制造的。美国以细特聚丙烯长丝作原料,加工军用防寒起绒针织内衣,被美国国防部选定为标准军需装备。
    (4)非织造布及医疗卫生用聚丙烯纤维
    聚丙烯纤维的非织造布可用于一次性卫生用品,如卫生巾、手术衣、帽子口罩、床上用品、尿片面料等。妇女用卫生巾、一次性婴儿和成人尿布目前已成为人们日常消费的普通产品。另外,通过化学或物理改性后的聚丙烯纤维,可以具备交换、蓄热、导电、抗菌、消味、紫外线屏蔽、吸附、脱屑、隔离选择、凝集等多种功能,将成为人工肾脏、人工肺、人工血管、手术线和吸液纱布等多种医疗领域的重要材料。劳保服装、一次性口罩、帽子、手术服、被单枕套、垫褥材料等都有越来越大的市场。
    (5)其他用途
    聚丙烯烟用丝束可作为香烟过滤嘴填料。目前,香烟中、低档品种所用的过滤嘴,有一半以上是用聚丙烯纤维制造的。
    聚丙烯纤维制成的编织袋广泛地替代了黄麻编织成的麻袋,成为粮食、工业原料、化肥、食品、矿砂和煤炭等最主要的基本包装材料,其形式也早已由传统枕型梯式向着桶型、柱型等多元化发展。由于其密度低、重量轻、随形、易储藏,甚至代替了部分小型集装箱。该类产品的需求量很大。聚丙烯纤维非织造布在包装领域的使用也很多,如熔喷法制造的聚丙烯纤维非织造布可用于茶叶袋、防虫剂袋及特殊场合的缓释包装等。
    聚丙烯纤维也很适合生产毯子。拉绒毯一般用低捻度的聚丙烯纤维制造。这种毯子具有隔热、抗虫蛀、易洗涤、低收缩和重量轻等性能,既适于家用,也适于军用。
    把聚乙烯薄膜或增塑聚氯乙烯等,用熔融涂层技术涂到聚丙烯纤维织物上,可制作防护布、防风布和矿井排气管。用沥青或焦油作涂层的聚丙烯纤维织物可作池塘的衬底,其他涂层的织物可作保持性盖布和临时遮雨布等。
    人造草坪是聚丙烯纤维的又一应用。美国比尔特瑞特公司用聚丙烯扁丝通过起圈而制成一种“单一草坪”。美国孟山都公司也用聚丙烯纤维制作了绒面人造草坪(称为化学草)。这些人造草坪已被用在公路的中心广场、交通站和其他风景区。聚丙烯纤维的抗日晒性能较低,因此制作中要加入紫外线吸收剂。
    聚丙烯纤维耐酸、耐碱性能优良,抗张强度好,用其制作的帆布重量比普通帆布轻1/3,不仅搬运轻便,而且降低了成本,延长了使用寿命,实现了价廉物美。用其制作鞋子衬里布或运动鞋面,结实耐用,质轻,防潮,透气,没有汗臭。 

    改良/聚丙烯纤维 编辑

    聚丙烯纤维聚丙烯纤维
    聚丙烯纤维具有许多优良的性能,但也有蜡感强、手感偏硬、难染色、易积聚静电等缺点。因此对其进行改性,开发新品种已成为聚丙烯纤维发展的主要方向。
    (1)可染聚丙烯纤维
    聚丙烯纤维分子中无亲燃料基团,分子聚集结构紧密,常规聚丙烯纤维一般难染。市售聚丙烯纤维大都是通过纺前着色而获得颜色,但色谱不全,不能印花,限制了织物品种的多样化。因此,如何将通常的染色技术应用于聚丙烯纤维,已成为人们关注的问题。目前,已开发出多种可染聚丙烯纤维技术,这些技术大体可分为两类:一是通过接枝共聚将含有亲燃料基团的聚合物或单体接枝到聚丙烯分子链上,使之具有可染性;二是通过共混纺丝破坏和降低聚丙烯大分子间的紧密聚集结构,使含有亲燃料基团的聚合物混到聚丙烯纤维内,使纤维内形成一些具有高界面能的亚微观不连续点,使燃料能够顺利渗透到纤维中去并与亲燃料基团结合。
    (2)工业用丙纶长丝及高强聚丙烯纤维
    工业用丙纶长丝及高强丙纶是指用于服装以外的所有聚丙烯长丝。其生产工艺和用途与服装用纤维有明显区别。通过选用高分子、高等规度的聚丙烯纤维原料,从提高大分子链伸展程度和结晶度着手,合理控制纺丝、拉伸、热处理工艺过程,可获得工业用丙纶长丝或高强聚丙烯纤维。其线密度、模量、强力要求高,断裂伸长率和伸缩率的要求一般都较低。
    (3)细特及超细特聚丙烯纤维
    普通聚丙烯纤维手感较硬,有蜡状感,因此主要用于地毯、非织造布、装饰布和产业用布等方面,服装用数量很小。随着新型催化剂和可控流变性能树脂制造技术的发展,细特、超细特聚丙烯纤维得到迅速发展,也为其服装领域的应用打下了基础。
    用细特聚丙烯长丝作为服装用材料具有密度小、静电小、保暖、手感好及有特殊光泽、酷似真丝等特点,并且有芯吸效应及疏水、导湿性,是制作内衣及运动服的理想材料。
    (4)阻燃聚丙烯纤维
    由聚丙烯纤维制成的织物易燃烧,并伴有燃烧滴熔现象,这一点限制了它的使用范围。聚丙烯纤维的阻燃改性主要是通过添加改性和阻燃后整理的方法制备。
    聚丙烯纤维主要通过利用卤素阻燃剂和三氧化二锑等协效剂共同作用来获得阻燃效果,通常首先在聚丙烯切片中添加高浓度的阻燃剂及其它助剂,经过共混制造阻燃母粒,然后与常规聚丙烯切片纤维熔融纺丝成形,制备具有阻燃性的聚丙烯纤维。磷—溴协效阻燃体系用于聚丙烯纤维的阻燃具有良好的阻燃效果,环境污染小,而磷—氮协效阻燃体系用于聚丙烯纤维具有更好的阻燃效果,但是在聚丙烯纤维中的应用条件相对较高。
    (5)远红外聚丙烯纤维
    远红外聚丙烯纤维是一种具有优良保健理疗功能、热效应功能和排湿透气、抑菌功能的新型纺织材料。它含有特殊的陶瓷成分,这种成分能吸收人体释放出来的辐射热,并在吸收自然界光和热后发射回人体最需要的4~14μm波长的远红外线。这种远红外线具有辐射、渗透和共振吸收特征,易被人体皮肤吸收,活化组织细胞,促进新陈代谢,让人体达到保湿及促进血液循环的保健作用。

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    参考资料
    [1]^引用日期:2013-03-06
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    化合物化学石油
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