聚丙烯纤维，在中国又称“丙纶”，它是以等规聚丙烯为原料纺丝制成的合成纤维，本文将探讨一下聚丙烯纤维在产业领域中的应用及发展趋势概况, 介绍了最新的聚丙烯纤维发展动态, 展望了聚丙烯纤维广阔的发展前景。
聚丙烯纤维迅猛发展的根本原因在于其具有以下突出优点: 易于加工，生产和加工能耗最低; 密度小( 为棉的80%, 涤纶的65% ) ; 化学性质稳定，不繁殖细菌，具有良好的卫生性能; 抗霉抗菌; 吸水率低，疏水导湿性显著; 原料来源丰富及价格便宜。但其也有诸如染色差、易塑性形变、抗回弹不足等缺陷, 通过技术改性这些问题将会得到显著改善, 其优良的性能孕育着巨大的市场潜力。
自1957 年聚丙烯纤维工业化生产开始, 随着科学技术的进步和产业化水平的提高, 聚丙烯纤维生产技术得以迅速开发和创新, 特别是差别化纤维和功能化纤维的出现, 使丙纶产业化发展呈现出广阔的发展前景。聚丙烯纤维性能优异, 广泛应用于非织造布、服装面料、地毯丝、医用手术用品、民用卫生用品等领域。
一、聚丙烯纤维产业化概况
世界各国家和地区的生产厂商纷纷加大研发力度, 使得与产业用纺织品领域密切相关的聚丙烯纤维新品种不断问世。从发展趋势来看, 聚丙烯纤维在装饰、产业、民用三大领域中有着巨大的市场。纺织品有服装面料、装饰物、丝绸被面、混纺毛呢等; 工业用纤维有建筑用短纤维、烟用滤材、人造草坪、过滤布、车用复合材料等; 民用织物有地毯丝、医疗卫生用品、非纺造布等。不断开发出来的功能化纤维, 如超细旦纤维、高强力纤维、可分解纤维、抗静电纤维、阻燃纤维、异形纤维、中空纤维、抗菌纤维、远红外纤维等更预示着其良好的发展前景。
二、聚丙烯纤维新技术产品的应用
1 .环保型聚丙烯纤维
聚丙烯纤维的废弃物在自然环境中分解会存在几十年, 给环境造成了极大的污染, 汽巴嘉基公司开发出了一种方便易行、腐烂分解聚丙烯纤维的方法, 即在纤维生产过程中将烷链羧酸的过渡金属盐加入到常规聚丙烯纤维稳定化装置中, 这种过渡金属可以为硬脂酸铜或铁, 这种方法生产的纤维在模拟堆积条件下存放14 周, 纤维腐烂而不污染环境。另外, 有研究表明, 在聚丙烯纤维中混入淀粉, 埋入土壤中后, 纤维会很快被侵蚀并迅速分解掉, 是一种有着很好前途的生物性降解法。
2、细旦和超细旦聚丙烯纤维
聚丙烯细旦、超细旦纤维具有良好的芯吸效应 , 使织物能够导湿排汗、透气滑爽、不粘身, 以其制造的服饰具有挺括、柔软、保暧性好、穿着舒适及轻便爽滑等优点, 因此, 是制造运动衣、内衣的优良材料, 在服装市场上的前景广阔。但由于存在纺丝稳定性差、降低单丝纤度困难等缺点, 其产业化程度受到一定限制。中科院发明的利用聚丙烯树脂和加工助剂组成的.. 合金化 聚丙烯树脂组合物, 生产细旦和超细旦聚丙烯纤维的方法, 有效地克服了上述缺点, 为我国化纤业提供了一个有自主知识产权的化纤新品种。国内相继开发成功的细旦、可染并具有远红外发射保健功能的聚丙烯纤维, 其织物及服装既有仿真外观, 更具穿着舒适性和卫生性, 运用国际流行色卡使服装充满活力和朝气。
3. 抗菌功能性聚丙烯纤维
纺织品抗菌防霉防臭处理方法多为后整理方法, 可供选择的抗菌剂范围很广, 但抗菌效果的耐久性差, 因此, 将含有细菌的聚丙烯纤维织物用于医院、学校、服饰和卫生保健品方面是非常危险的。美国Filament FibreTechnoloy 公司将Microban 抗菌剂混到聚丙烯熔体中, 纺制的纤维除了具有聚烯烃性能外, 还具有抗菌、耐氯、杀霉菌、抗酵母菌等卫生保健功能, 用其生产的系列运动服已经被Coville 公司投放市场。采用最新技术的纳米陶瓷粒子NT 与M+ 复合无机系抗菌剂生产的永久性抗菌聚丙烯纤维, 经洗涤后抗菌率能保持90% 以上, 具有对人体无害、耐高温、可纺性良好等优点, 而且纤维特性与常规纤维相当, 国内最近研发的这项技术使永久性抗菌素纤维的研制和生产达到了一个新的水平。
4 . 高性能烟用聚丙烯短纤维
佳木斯合成实业有限公司与中科院化学研究所研制的高吸附型烟用改性聚丙烯丝束, 在改变卷烟的吃味和降低烟气中焦油含量两项指标上已接近醋纤水平, 且产品价格仅为醋纤的40%, 因此, 它是提高卷烟质量、降低成本的最佳换代产品。高吸附型烟用改性聚丙烯丝束采用冷混改性技术、特殊的三叶型喷丝板孔, 在纤维表面加上许多种极性基团, 并使用特制的溶液, 这既增加了物理吸附又增加了化学吸附, 使滤嘴对烟气的过滤效率大大增加。
5 . 聚丙烯非织造布
非织造布产品包括喷胶棉及絮片类材料、医疗保健卫生品、土工布、家具装饰、过滤材料、汽车内饰和服饰类等方面。我国非织造布行业迄今为止已有600 多家, 规模2 万t, 主要生产方法有化学粘合法、针刺法、热轧法、纺丝成网法和熔喷法等。聚丙烯无纺布具有热粘性好、韧性强、耐腐蚀、透气性好和良好导水性等优点, 在工业和民用领域用途广泛。新一代ES- DELTA 非织造布, 是蓬松型气流成网非织造布的新型双组分纤维。这种纤维是聚乙烯和聚丙烯( PE 为皮层, PP 为芯子) 皮芯型双组分纤维, 与常规的ES- C 皮芯型双组分纤维相比, 这种新型纤维为偏心型, 这种偏心型皮芯双组分纤维赋予了纤维螺旋型结构, 从而使制成的非织造布通过热空气粘合蓬松度大大增加。
6 .新型阻燃聚丙烯纤维
聚丙烯纤维是一种燃烧比较缓慢的材料, 其地毯和织物都不能达到阻燃标准。改善织物的阻燃性的方法有: 纤维表面用阻燃剂整理; 用阻燃胶乳处理地毯和室内装饰品的底布; 与抗静电剂共混纺丝。Calp 公司利用被称为FR600 的无卤素阻燃剂生产的PP 纤维, 该纤维在火焰下不燃烧, 只是熔融, 而且即使在焚烧过程中不产生多氯乙苯( dioxins, 即二英) 。这种阻燃改性不影响纤维强度、抗紫外线性能, 而且健康安全, 并具有良好的可纺性和加捻性, 已经在产业用纺织品方面得到广泛应用。
7 . 混凝土专用增强性纤维
由美国军工师团维特工程师协会与美国新特地合成工业集团公司共同研制的FIBERMESH 聚丙烯纤维网已进入我国市场。FIBERMESH 聚丙烯纤维网是由非再生原料的100% 聚丙烯合成的束状网形纤维产品。纤维网的原始状态呈集束状( 每束含5 ~ 8 小束) , 每小束展开后形成网状, 在混凝土中搅拌时, 形成混凝土内部支撑体系。该产品能够完全抑制混凝土塑性收缩裂缝, 具有较强的抗冲击性, 可增强混凝土的强度、抗冻融能力, 延长使用寿命。
另外还有用聚丙烯纤维制得的新一代PP 人造草坪纱、聚丙烯纤维增强复合板等等。
三、聚丙烯纤维的发展趋势
功能性聚丙烯纤维前景展望:功能性聚丙烯纤维在其他行业中也有重要用途, 如合成纸是造纸行业的新品种, 它的制造工艺也要求聚丙烯纤维有很好的亲水性。合成纸具有强度高, 耐磨、耐折叠、抗菌抗霉和不怕水洗揉搓等优点, 广泛用于地图、钞票、票据等的制作当中。功能性聚丙烯纤维非织造布还大量用于可反复充电的镍氢电池隔膜材料, 在镍氢电池中要求它具有良好的吸碱能力和较大的孔隙率, 且耐酸碱、耐热, 内阻小, 尺寸稳定, 力学强度高。这就要求聚丙烯纤维具有永久的亲水性和较大的力学强度。目前中国石化北京化工研究院正与有关企业加紧此项课题的研发。可以看到, 功能性聚丙烯纤维具有很好的市场前景, 而我国目前聚丙烯纤维的生产尚处于水平差、价格低、经济效益不高的状态, 因此当前应加大投资和研发力度, 加快产品的开发, 使其尽早产业化, 以提高聚丙烯纤维的市场份额和经济价值, 为进入WT O 后适应新的经济和市场环境作好准备。聚丙烯纤维以其优良的性能、不断开拓的用途而逐渐提高在合成纤维中的地位, 随着原料的开发、生产技术的提高和市场的扩大, 聚丙烯纤维正朝着功能化、仿真的方向发展, 其应用前景会更加广阔。
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