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1、一 寸 光 阴 不 可 轻,课,1,题：聚丙烯的结构和性能,参考文献：1.纤维化学与物理（蔡再生主编， 中国纺织出版社） 2.中国纺机网,一 寸 光 阴 不 可 轻,聚丙烯纤维,一.聚丙烯纤维的及纺丝 聚丙烯的生产过程包括四个主要工序，及丙烯的制备、催化剂的 制备、丙烯聚合、聚丙烯的提纯和精处理。 二.聚丙烯纤维形态结构和聚集态结构,分子式： 聚丙烯纤维由熔体纺丝发制得，一般情况下，纤维截面呈圆 形，纵向光滑无条纹。,聚丙烯的机构是由配位聚合得到的头-尾相接的线形结构，其 分子中含有甲基，按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯 和间规聚丙烯，甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，即 是制备
2、聚丙烯纤维的原料。从等规聚丙烯的分子结构来看，其具 有较高的立体规整性，因此比较容易结晶。等规聚丙烯的结晶是,2,一 寸 光 阴 不 可 轻 一种有规则的螺旋状链，这种三维的结晶，不仅是单个链的规则 结构，而且在链轴的直角方向也具有规则的链堆砌。 等规聚丙烯的结晶形态为球晶结构，最佳结晶温度为 125-135，温度过高，不易形成晶核，结晶缓慢：温度过低，分 子链扩散困难，结晶难以进行。聚丙烯初生纤维的结晶度约为 33%-40%，经拉伸后，结晶度上升到 37%-48%，再经过热处理， 结晶度可达 65%-75%。等规聚丙烯结晶变体较多，但纺丝拉伸后 的晶体主要是 变体。等规聚丙烯纤维的聚集态结构
3、属于折叠链 和伸直链晶体共存的体,三.聚丙烯纤维的物理化学性能 1.密度：聚丙烯纤维的密度为 0.90-0.92g/cm3，在所有化学纤 维中是最轻的，它比聚酰胺纤维轻 20%比聚酯纤维轻 30%，比粘 胶纤维轻 40%。因此，聚丙烯纤维质轻，覆盖性好。 2.吸湿性：聚丙烯纤维是大分子上不含极性基因，纤维的微 结构紧密，造成其吸湿性是合成纤维中最差的，其吸湿率低于,3,4,一 寸 光 阴 不 可 轻 %。因此，用于衣着时多于吸湿性高的混纺。高吸湿性聚丙烯 纤维,其主要技术特征是,在纤维级聚丙烯中添加一定比例的由聚 乙二醇作为改性剂与聚丙稀粉末经高速混合、熔融挤出、造粒制 成改性母料,在纺丝时,
4、在纤维级聚丙烯切粒中添加一定比例的改 性母料,混合均匀,采用正常的聚丙烯纤维的生产方法制成的纤维。 其优点是,具有质地轻,强力高,弹性好,耐腐蚀等优点,特别是独特的 芯吸效应使其导湿性和保暖性好。 电性能：聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水， 故绝缘性能不受湿度的影响。它有较高的介电系数，且随温度的 上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品，它的击穿电压也很高， 适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜 接触易老化。 热性能：聚丙烯纤维是一种热缩塑性纤维，在有空气存在的 情况下受热，容易发生氧化裂解，结果使分子量降低，并生成一 系列低分子挥发物。聚丙烯纤维热收缩和缩水问题的
5、改进，这类 纤维要求存在热定形后能迅速和有效地给它提供硬度的化合物。 这些化合物包括这样的结构,在曝露于足够热量以熔融初始粒状聚 合物,并使该熔体冷却后,这种结构能够使聚合物晶体在目标聚丙 烯中成核。这类化合物必须在冷却过程中在比没有成核剂的聚丙 烯高的温度下使该聚合物晶体成核。这样,这种“硬化”成核化合 物就为聚丙烯晶体的生长提供了成核点。在把成核后的组合物拉 伸成纤维形式后,纤维被曝露于足够的热量下以产生结晶结构,从,一 寸 光 阴 不 可 轻 而使纤维保持在一个理想的位置。,耐光性：聚丙烯纤维耐光性较差，日光暴晒后易发生强度损 失，这主要是由于光敏退化或光氧化作用。从化学组成来看，聚 丙
6、烯纤维没有吸收紫外光的羰基，但由于分子链中叔碳原子的氢 比较活泼，易被氧化，所以耐光性差。 染色性能：聚丙烯纤维不含可染色的基团，吸湿性又差， 故难以染色，采用分散性染料，只能得到很淡的颜色，且度很差。通 常采用原液着色、纤维改性、在熔融纺丝前掺混染料络合剂等方法， 可解决丙纶的染色问题。良好水洗牢度的聚丙烯纤维是由聚丙烯组合 物经纺丝所制得,该聚丙烯组合物包含聚丙烯、改质共聚酯、及用于 增进该改质共聚酯与聚丙烯的相容性的相容剂,其中,该改质共聚酯是 由包括对苯二甲酸、二元醇及烷氧基化-2-甲基-1,3-丙二醇的混合物经 聚合反应而得,且该二元醇是选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、或它们 的组合。本
7、发明聚丙烯纤维不但具可染色性,且更具有优越的水洗牢 度。以聚丙烯纤维为基础的纤维染色的改进方法,该方法涉及同一原 色族内挑选出的若干分散染料的混合物。混合物中各染料和其浓度的,5,一 寸 光 阴 不 可 轻 选择,是以未染色样品对各种分散染料溶液加以试验,确定其产生可接 受的摩擦脱色值的最大浓度来决定的。混合物中若干分散染料各自的 浓度是所述各自最大浓度的至少 75。挑选出染料混合物配制其溶 液,将其与聚烯烃材料接触,可靠地将其染色而不会出现牢度问题、红、 蓝、黄混合物可各自配制并分别染色聚丙烯纤维,可染至相当深色调 而不会摩擦脱色,以该三色之不同比例染聚丙烯纤维,可得到所需不同 色调和色泽浓
8、度。,7.力学性能：聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力 学性能，其强度和硬度、弹性都比 HDPE 高，但在室温和低温下，由 于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差，分子量增加的时候， 冲击强度也增大，但成型加工性能变差。PP 最突出的性能就是抗弯 曲疲劳性，如用 PP 注塑一体活动铰链，能承受 7107 次开闭的折迭 弯曲而无损坏痕迹，干摩擦系数与尼龙相似，但在油润滑下，不如尼,6,7,一 寸 光 阴 不 可 轻,龙。 8化学稳定性能：聚丙烯纤维是碳链高分子化合物，又不含极 性基团，故对酸、碱及氧化剂的稳定性很高，耐化学性能优于一般化 学纤维。 酸性可染聚丙烯纤维具有优良的可染性,试验结果表明,共混物都 能熔融纺丝,可纺性良好。共混物最高纺丝速度可以达到 3000m/s,共 混改性后纤维的比电阻降低较多,可以达到 109-1010 数量级,共混改性 的聚丙烯纤维可以用酸性染料染色,当共混的含氮聚合物含量达到 10 时,改性纤维具有较高的上染率(酸性大红上染率：89),纤维可以被 染成深色。另外改性纤维还可以用分散染料染色,当共混的聚合物含 量在 10时,改性纤维的染色均匀性良好,染料透染性良好,没有环染 现象。,
