化纤工艺聚丙烯纤维工艺概述.pptx
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一、割裂纤维（扁条、扁丝）
割裂纤维是把T型机头挤出的平膜或吹塑得到的管状 膜通过具有一定间隔的刀具架被切割成扁带、再经拉 伸、热定型得到扁丝。一般宽2.5-6mm,厚20－50μm 纤度1100dtex左右，强度4.4cn/dtex 。
平膜挤出法：纤度较均匀，手感和耐冲击性较差。 吹型薄膜法：产量高、手感好、纤度均匀性较差。 主要用途：地毯底布、编织袋、工业织物、绳索等。
二、撕裂纤维（原纤化纤维）
将挤出或吹塑得到的薄膜经单轴拉伸使大分子沿拉 伸方向取向，拉伸方向强度↑，垂直拉伸方向强度↓， 然后薄膜通过针辊或齿辊等破纤装置，被开纤，再经 物理、化学或机械作用使开纤薄膜进步离散成纤维网 状物或连续丝条，长丝。
第三节 聚丙烯的熔体纺丝
一、熔体纺丝
与PET、PA熔体纺丝过程一样PP也可以用熔体纺丝法 制成长丝、短纤维。工业生产PP纤维一般采用普通的熔 体纺丝法和膜裂纺丝法。随着生产技术的发展，近年来 又有许多新的生产工艺出现，如复合纺丝、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。
丙纶纤维的主要特点： 1、比重小：丙纶是目前所有纤维中比重最小的 0.918/cm^3 2、强度高：丙纶是强度比较高的一种纤维，由于丙纶 不吸水，其干湿强度基本相同更适用湿态的使用要求。 3、弹性好：回弹率与涤纶、腈纶、尼龙类似，弹性模 量略低于涤纶 4、光热稳定性差：易于老化，在加工使用中容易失去 光泽、强伸度下降。 5、染色性差：PP上没有极性基因缺乏对一般染料的亲 和性。
<0.03
Hale Waihona Puke 第二节 纺丝级聚丙烯聚丙烯的生产一般都是由较大型的石油化工企业完成 的，化纤厂基本上都采用聚丙烯切片纺丝。
切片的主要指标： 等规度≥95％ [η]2dl/g 分子量 18～20万 熔融指数 6g/10min 水分 <0.1% 用齐格勒－纳塔催化剂可以获得高规整性的聚丙烯， 从而得到较高结晶性和较高的熔点及良好的物理机械 性能。丙烯单元中没有极性基因，为了增加分子间作 用力，其分子量比一般成纤高聚物要高。
第五章 聚丙烯纤维
第一节 概述
1953年zieglar和natta发明了能够使烯烃定向聚合的 有机金属络合催化剂，同年意大利的纳塔用这种催化 剂合成了等规聚丙烯，1957年意大利开始工业化生产 聚丙烯。1960年工业化生产聚丙烯纤维。随着石油工 业的发展，丙烯来源丰富，价廉使聚丙烯纤维的发展 很快，七十年代末产量已达一百多万吨，居合纤第四 位。 聚丙烯纤维的主要商品名称： 我国 意大利 美国 日本 丙纶 Meraklon Herculon Pylen
老化：高分子材料在加工、贮存和使用过程中逐渐 失去原有的优良性能以致最后丧失使用价值的现象。
丙纶老化：失去光泽、退色、强伸度下降。 老化外因：光、热、氧的作用结果。
1、热氧老化（主要发生在加工过程中） PP本身结构不耐老化，加工温度比较高在加工中很容 易发生热氧化降解。（分子链中生成一些羟基基团） 2、光氧老化（主要发生在使用过程中） PP在使用过程中，由于日光中紫外线、热、氧等作用 发生的老化。（羟基化合物能强烈地吸收紫外线成为 激发态，使高分子降解老化） 热老化与光老化有密切的关系，PP在热氧化老化中产 生的化合物是光氧化的先导、反过来光老化又会诱导 热氧降解的继续发生，两者互为因果彼此促进。
4、后处理 丙纶短纤维后处理的流程也和涤纶、锦纶相似: 集束→第一拉伸机→ 第二拉伸机→过热蒸汽加热器 →第三拉伸机→卷曲 → 热定型 →切断→打包 丙纶长丝的熔体纺丝过程也与涤纶丝锦纶丝相似。 下面以聚丙烯复丝生产的录象为例介绍常规聚丙烯 纤维的生产过程。
二、聚丙烯纤维的老化及防止措施
聚丙烯纤维虽具有许多优点，但由于等规纤维的结 构非常单一，在分子链上含有许多不太稳定的叔碳原 子，而且大分子中不含极性基团,导致聚丙烯有容易老 化和染色性差的缺陷。
等规度的测定： 丙稀聚合物中含有等规、间规、无规三种结构组成。 而正庚烷能溶解无规、间规聚合物，可以采用沸腾的正 庚烷对聚丙烯聚合物试样进行萃取、萃取后所剩残渣即 为等规聚丙烯。用萃取前后试样质量之比即为等规度。 熔融指数的测定： “MI”是热塑性高聚物在规定地温度和压力下在十分 钟内通过指定长度和内径的毛细管的重量值。单位 “g/10min”。 PP的测定条件：温度230℃，压力2160g，毛细管 d=2.095mm ，l=8mm。 MI可表征PP的流动特性，估量其分子量的大小。 PP切片不用干燥可直接用于纺丝。（吸水性差并对热 降解影响小）
3、稳定老化的措施 添加各种稳定剂、高聚物改性、改进聚合和加工工 艺。 工业中主要采用添加稳定剂的方法，这种方法简单 易行收效快。
第四节 聚丙烯全拉伸纤维（FDY）
下面我们以一段录象进行介绍。
第五节 聚丙烯的裂膜纺丝
特点：生产过程简单、原料要求低，产量高、能耗 低。
膜裂纤维包括：割裂纤维和撕裂纤维
主要的工艺参数及其分析如下： 1、纺丝温度
PP熔体温度高出其熔点100℃左右，原因如下： (1)PP的分子量高，熔融后的熔体粘度很高，因此要提 高纺丝温度以增加流动性使纺丝顺利进行。 (2)PP中没有强极性基因，内聚能较小，纺丝时容易 出现熔体破裂 (3)PP分子量分布宽，熔体弹性较大牛顿性能差。 (4)高温下纺丝，卷绕丝的预取向度低并生成不稳定 的碟状液晶结构以利于后拉伸倍数的提高。
表5-1 PP纤维的主要性能
性能指标
复丝
短纤维
断裂强度/cN·dtex-1 断裂伸长/% 弹性回复率/% （在5%伸长时） 初始模量/cN·dtex-1 沸水收缩率/% 回潮率/%
3.1-6.4 15-35 88-98
46-136 0-5
<0.03
2.5-5.3 20-35 88-95
23-63 0-5
2、冷却条件 冷却速率快，卷绕丝易生成不稳定的碟状液晶结构。 冷却速率慢，卷绕丝易生成稳定的单斜晶体结构。 实际生产中丝室温度偏低，侧吹风时35～40℃，环状 吹风30～40℃冷却风温25℃ 风速0.3~0.4m/s。 3、喷丝头拉伸 喷丝头拉伸倍数比涤纶纺丝低，一般为60倍左右，若 预拉伸倍数过高会导致卷绕丝生成稳定的单斜晶体从而 使后拉伸倍数降低，影响纤维质量。
割裂纤维是把T型机头挤出的平膜或吹塑得到的管状 膜通过具有一定间隔的刀具架被切割成扁带、再经拉 伸、热定型得到扁丝。一般宽2.5-6mm,厚20－50μm 纤度1100dtex左右，强度4.4cn/dtex 。
平膜挤出法：纤度较均匀，手感和耐冲击性较差。 吹型薄膜法：产量高、手感好、纤度均匀性较差。 主要用途：地毯底布、编织袋、工业织物、绳索等。
二、撕裂纤维（原纤化纤维）
将挤出或吹塑得到的薄膜经单轴拉伸使大分子沿拉 伸方向取向，拉伸方向强度↑，垂直拉伸方向强度↓， 然后薄膜通过针辊或齿辊等破纤装置，被开纤，再经 物理、化学或机械作用使开纤薄膜进步离散成纤维网 状物或连续丝条，长丝。
第三节 聚丙烯的熔体纺丝
一、熔体纺丝
与PET、PA熔体纺丝过程一样PP也可以用熔体纺丝法 制成长丝、短纤维。工业生产PP纤维一般采用普通的熔 体纺丝法和膜裂纺丝法。随着生产技术的发展，近年来 又有许多新的生产工艺出现，如复合纺丝、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。
丙纶纤维的主要特点： 1、比重小：丙纶是目前所有纤维中比重最小的 0.918/cm^3 2、强度高：丙纶是强度比较高的一种纤维，由于丙纶 不吸水，其干湿强度基本相同更适用湿态的使用要求。 3、弹性好：回弹率与涤纶、腈纶、尼龙类似，弹性模 量略低于涤纶 4、光热稳定性差：易于老化，在加工使用中容易失去 光泽、强伸度下降。 5、染色性差：PP上没有极性基因缺乏对一般染料的亲 和性。
<0.03
Hale Waihona Puke 第二节 纺丝级聚丙烯聚丙烯的生产一般都是由较大型的石油化工企业完成 的，化纤厂基本上都采用聚丙烯切片纺丝。
切片的主要指标： 等规度≥95％ [η]2dl/g 分子量 18～20万 熔融指数 6g/10min 水分 <0.1% 用齐格勒－纳塔催化剂可以获得高规整性的聚丙烯， 从而得到较高结晶性和较高的熔点及良好的物理机械 性能。丙烯单元中没有极性基因，为了增加分子间作 用力，其分子量比一般成纤高聚物要高。
第五章 聚丙烯纤维
第一节 概述
1953年zieglar和natta发明了能够使烯烃定向聚合的 有机金属络合催化剂，同年意大利的纳塔用这种催化 剂合成了等规聚丙烯，1957年意大利开始工业化生产 聚丙烯。1960年工业化生产聚丙烯纤维。随着石油工 业的发展，丙烯来源丰富，价廉使聚丙烯纤维的发展 很快，七十年代末产量已达一百多万吨，居合纤第四 位。 聚丙烯纤维的主要商品名称： 我国 意大利 美国 日本 丙纶 Meraklon Herculon Pylen
老化：高分子材料在加工、贮存和使用过程中逐渐 失去原有的优良性能以致最后丧失使用价值的现象。
丙纶老化：失去光泽、退色、强伸度下降。 老化外因：光、热、氧的作用结果。
1、热氧老化（主要发生在加工过程中） PP本身结构不耐老化，加工温度比较高在加工中很容 易发生热氧化降解。（分子链中生成一些羟基基团） 2、光氧老化（主要发生在使用过程中） PP在使用过程中，由于日光中紫外线、热、氧等作用 发生的老化。（羟基化合物能强烈地吸收紫外线成为 激发态，使高分子降解老化） 热老化与光老化有密切的关系，PP在热氧化老化中产 生的化合物是光氧化的先导、反过来光老化又会诱导 热氧降解的继续发生，两者互为因果彼此促进。
4、后处理 丙纶短纤维后处理的流程也和涤纶、锦纶相似: 集束→第一拉伸机→ 第二拉伸机→过热蒸汽加热器 →第三拉伸机→卷曲 → 热定型 →切断→打包 丙纶长丝的熔体纺丝过程也与涤纶丝锦纶丝相似。 下面以聚丙烯复丝生产的录象为例介绍常规聚丙烯 纤维的生产过程。
二、聚丙烯纤维的老化及防止措施
聚丙烯纤维虽具有许多优点，但由于等规纤维的结 构非常单一，在分子链上含有许多不太稳定的叔碳原 子，而且大分子中不含极性基团,导致聚丙烯有容易老 化和染色性差的缺陷。
等规度的测定： 丙稀聚合物中含有等规、间规、无规三种结构组成。 而正庚烷能溶解无规、间规聚合物，可以采用沸腾的正 庚烷对聚丙烯聚合物试样进行萃取、萃取后所剩残渣即 为等规聚丙烯。用萃取前后试样质量之比即为等规度。 熔融指数的测定： “MI”是热塑性高聚物在规定地温度和压力下在十分 钟内通过指定长度和内径的毛细管的重量值。单位 “g/10min”。 PP的测定条件：温度230℃，压力2160g，毛细管 d=2.095mm ，l=8mm。 MI可表征PP的流动特性，估量其分子量的大小。 PP切片不用干燥可直接用于纺丝。（吸水性差并对热 降解影响小）
3、稳定老化的措施 添加各种稳定剂、高聚物改性、改进聚合和加工工 艺。 工业中主要采用添加稳定剂的方法，这种方法简单 易行收效快。
第四节 聚丙烯全拉伸纤维（FDY）
下面我们以一段录象进行介绍。
第五节 聚丙烯的裂膜纺丝
特点：生产过程简单、原料要求低，产量高、能耗 低。
膜裂纤维包括：割裂纤维和撕裂纤维
主要的工艺参数及其分析如下： 1、纺丝温度
PP熔体温度高出其熔点100℃左右，原因如下： (1)PP的分子量高，熔融后的熔体粘度很高，因此要提 高纺丝温度以增加流动性使纺丝顺利进行。 (2)PP中没有强极性基因，内聚能较小，纺丝时容易 出现熔体破裂 (3)PP分子量分布宽，熔体弹性较大牛顿性能差。 (4)高温下纺丝，卷绕丝的预取向度低并生成不稳定 的碟状液晶结构以利于后拉伸倍数的提高。
表5-1 PP纤维的主要性能
性能指标
复丝
短纤维
断裂强度/cN·dtex-1 断裂伸长/% 弹性回复率/% （在5%伸长时） 初始模量/cN·dtex-1 沸水收缩率/% 回潮率/%
3.1-6.4 15-35 88-98
46-136 0-5
<0.03
2.5-5.3 20-35 88-95
23-63 0-5
2、冷却条件 冷却速率快，卷绕丝易生成不稳定的碟状液晶结构。 冷却速率慢，卷绕丝易生成稳定的单斜晶体结构。 实际生产中丝室温度偏低，侧吹风时35～40℃，环状 吹风30～40℃冷却风温25℃ 风速0.3~0.4m/s。 3、喷丝头拉伸 喷丝头拉伸倍数比涤纶纺丝低，一般为60倍左右，若 预拉伸倍数过高会导致卷绕丝生成稳定的单斜晶体从而 使后拉伸倍数降低，影响纤维质量。