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聚氯乙烯纖維

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聚氯乙烯纖維 polyvinyl chloride fiber 由聚氯乙烯或其共聚物組成的線型大分子所構成的合成纖維,大分子鏈中至少有50%的氯乙烯鏈節。(當與丙烯睛 共聚時,則至少 有65%)。

1聚氯乙烯纖維發展史

1913年,Klatte用熱塑擠壓法製得第一批聚氯乙烯纖維。
1930年Hubert把聚氯乙烯溶於環已酮中,再在含有30%醋酸水溶液中用濕法紡制出了可供衣料用的聚氯乙烯纖維。
1931年人們發現在均相介質中用補充氯化的方法可以製得易溶解的聚氯乙烯,這種新型聚合物后被命名為氯化聚氯乙烯。
1934年之後隨著氯化聚氯乙烯紡絲技術的突破,在德國和美國人們開始大量紡制氯乙烯長絲和短絲。
由於聚氯乙烯其耐熱性差,沸水收縮率高,對有機溶液穩定性差、染色性差等缺點制約了其在合成纖維領域的發展。

2材料

中國稱氯綸,以聚氯乙烯為原料經濕法紡絲或干法紡絲制的合成纖維,屬含氯纖維。聚氯乙烯纖維具有自熄性,為一般天然纖維和化學纖維所不具備;還有良好的對酸、鹼、氧化劑和還原劑等的穩定性;保暖性也較好。最明顯的缺點是耐熱性差,不能熨燙,不能用蒸汽消毒或用沸水洗滌(在沸水中收縮率達50%)。1946年,德國首先實現工業化生產,其後法國、日本、中國等也進行商品生產。1984年,聚氯乙烯纖維世界產量為20kt。

3生產方法

聚氯乙烯纖維用間規度(見聚合物)較高的聚合物為原料,聚合物的顆粒度要適當,平均分子量為60 000~150 000,熱分解溫度為150~200℃,熔點為170~220℃,含氯量約為57%,間規度在64%以上。在40~50℃條件下,該聚氯乙烯在丙酮-二硫化碳或丙酮-苯的溶劑中充分溶脹(稱為捏合),並加入熱穩定劑,得到高粘度漿液,再迅速加熱溶解,製成紡絲原液,經干法紡絲或濕法紡絲即得纖維。在捏合過程中可加入適量著色劑,製得著色纖維。
聚氯乙烯纖維的后處理對纖維的性能影響很大,紡得的原絲經拉伸和熱定型后,纖維的開始收縮溫度為85~90℃,在沸水中的收縮率為20%~30%;再將纖維進行熱收縮處理,開始收縮溫度可提高到90~100℃,在沸水中的收縮率為3%~7%。
改性聚氯乙烯纖維 聚氯乙烯的重要改性品種有偏氯乙烯纖維、過氯乙烯纖維和氯乙烯的各種共聚纖維等。偏氯乙烯纖維是以80%以上的偏二氯乙烯與氯乙烯等其他單體的共聚物為原料,經紡絲製得的含氯纖維,共聚物的平均分子量約為20 000,所得纖維有很好的不燃燒性能,耐酸鹼性能良好,且質地堅實。過氯乙烯纖維也稱為氯化聚氯乙烯纖維,中國稱為過氯綸,是將過氯乙烯樹脂(氯含量64%~65%)溶解在丙酮中經濕法紡絲製得的含氯纖維。纖維耐酸鹼性能良好,但強度較低,且在70℃時就開始軟化,耐日光性也比聚氯乙烯纖維差。氯乙烯各種共聚纖維有氯乙烯-醋酸乙烯共聚纖維,偏氯乙烯-氯乙烯共聚纖維,聚氯乙烯-聚乙烯醇雙組分纖維等。

4用途

聚氯乙烯纖維產品以短纖維和鬃絲為主,可用於製作舞台幕布、傢具裝飾織物、過濾材料、工作服。由於易產生摩擦負電性,製成的內衣可減輕神經痛和風濕痛,因而可用於製作針織內衣、運動衫、絨線衣、睡袋墊料等。偏氯乙烯纖維及過氯乙烯纖維則主要用作過濾材料及防火裝飾織物。

5性能

:難燃、保暖、耐曬、耐磨、耐蝕和耐蛀;彈性也很好;保暖性好;易生產和保持靜電;由於氯綸的分子中含有大量的氯原子,所以具有難燃性;氯綸離開明火後會立刻熄滅,這種性能在國防上具有特殊的用途;強伸性:氯綸的強度接近於棉,斷裂伸長率大於棉,彈性比棉好,耐磨性也強於棉。吸濕性和染色性:氯綸的吸濕性極小,幾乎不吸濕。但氯綸染色困難,一般只可用分散性染料染色。化學穩定性:氯綸耐酸鹼、氧化劑和還原劑的性能極佳,因此,氯綸織物適宜做工業濾布、工作服和防護用品。

6聚氯乙烯纖維的生產工藝

干法紡絲工藝參數
聚氯乙烯干法紡絲時的套筒溫度取80~120oC,卷取速度100~200m/min。套筒長度可為3.5~6m。卷取速度越高,套筒長度應越長。藉助於熱空氣流使丙酮揮發而使原液細流凝固成纖維。紡絲套筒中的熱空氣被引出後進行冷凝或用活性炭吸附以回收丙酮。為了保證生產安全,套筒內空氣中的丙酮含量不得接近丙酮的爆炸極限(2.15%~13%,丙酮的體積分數)。
天美綸
天美綸是日本帝人公司於1950年實現工業化的聚氯乙烯纖維的商品名。
溶劑:質量分數分別為60%及40%的苯與丙酮的混合液。
聚合度:DP為1400—1600
生產流程:低溫下捏和、經過濾、急速加溫(以增進其流動性)、紡絲(干法紡絲)。初生纖維經4倍左右的拉伸,隨後再進行熱定型。若生產耐熱短纖維,還需經熱鬆弛處理,以使纖維的沸水收縮率下降,但與此同時,纖維的強度有較大降低,斷裂伸長卻大大增加。
新型聚氯乙烯纖維L一9
採用低沸點溶劑,按干紡法製取的具有一種新結構的聚氯乙烯纖維。在製造過程中聚合物粒子中的微晶區完全被破壞,這就使紡絲溶液具有較低的粘度(約低2個數量級)。由這種溶液所紡制的纖維具有較高的取向度,纖維的力學性能得到大大改善。
L一9纖維具有內孔結構,這種結構的優點是使纖維的比表面大大增加。熱阻特別大、吸水性高,可不斷地傳遞氣態或液態的水分;L一9纖維製成的衣料具有很好的屏蔽效應,直接貼身穿,在散發熱量的各種勞動場合和廣泛的氣候環境中,都有熱舒適的感覺,並且具有導濕功能。

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