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1、聚丙烯纖維改性 目錄阻燃聚丙烯纖維 抗靜電聚丙烯纖維 抗菌性聚丙烯纖維 氯化聚丙烯 聚丙烯纖維在我國(guó)稱為丙綸,他是聚烯烴類纖維的一個(gè)品種。由于聚烯烴纖維具有質(zhì)地輕、強(qiáng)度高、彈性好、耐磨損、不起球等優(yōu)點(diǎn),生產(chǎn)過(guò)程也較其他合成纖維簡(jiǎn)單,因此,在紡織和非織造行業(yè)中具有極大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。但是聚丙烯纖維也存在嚴(yán)重的不足,如吸水性差、易產(chǎn)生靜電、難以染色等,因此它的改性也是合成纖維材料改性的一個(gè)重要的方面。 一、阻燃聚丙烯纖維聚丙烯纖維是一種燃燒比較緩慢的材料,不能達(dá)到阻燃標(biāo)準(zhǔn),其阻燃方法常利用的有共聚、共混、和表面處理三種。對(duì)于聚丙烯纖維的阻燃方法,目前國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)采用共混法,即在PP粉料中加入阻燃劑,
2、經(jīng)共混造粒后進(jìn)行紡絲。 阻燃劑主要有如下幾類:含磷型和膨脹型阻燃劑 含磷型阻燃劑包含無(wú)機(jī)和有機(jī)兩種。無(wú)機(jī)類如磷化氫、氧化磷、紅磷、亞磷酸鹽和磷酸鹽等。有機(jī)類為反應(yīng)型,已引起阻燃化學(xué)界的廣泛關(guān)注,可大致分為三種:簡(jiǎn)單反應(yīng)型磷酸鹽單體、線性聚磷嗪、芳香環(huán)磷嗪。 含鹵型阻燃劑 含鹵型PP阻燃劑的阻燃效果依賴于鹵素的緩慢釋放。鹵素原子依附的基團(tuán)性質(zhì)決定了CX鍵鍵能和燃燒過(guò)程鹵素的釋放率,脂肪族和脂肪族鹵素化合物因低的碳鹵鍵能和相對(duì)慢的鹵素釋放率,阻燃效果比芳香族鹵素化合物更有效。 含硅型阻燃劑 近年來(lái),含硅型阻燃劑是國(guó)外少數(shù)幾個(gè)國(guó)家開(kāi)發(fā)的一類新型的無(wú)鹵、低煙、低毒性阻燃劑,其作用機(jī)理是硅氧烷在燃燒時(shí)可
3、以生成硅碳阻隔層,起到阻燃效果。硅氧基聚合物燃燒時(shí)發(fā)煙量低、煙霧少喝毒性低,并具有很好的介電強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性,是一種環(huán)境友好型阻燃劑。隨著環(huán)保呼聲日益高漲,該類阻燃劑也將是今后阻燃劑研究與開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要方向之一。 金屬氫氧化物及其氧化物 PP金屬氫氧化物阻燃劑的主要優(yōu)點(diǎn)是帝都、低腐蝕和低排煙性。金屬氫氧化物在燃燒過(guò)程中釋放水,稀釋燃燒區(qū)域的燃料,降低底物釋放的熱和溫度,在高含量下可達(dá)到一定的阻燃效果。典型的金屬氫氧化物阻燃劑是氫氧化鋁和氫氧化鎂。 微膠囊化阻燃劑 如前聚酰胺阻燃中提及利用微膠囊化技術(shù),不僅可以改善阻燃劑與聚合物的相容性,同時(shí)對(duì)阻燃劑可以很好地保護(hù)起來(lái),從而改善其穩(wěn)定性能。微膠囊化
4、的聚磷酸銨也可以用于聚丙烯纖維的阻燃。 阻燃劑配合使用 聚丙烯通過(guò)鹵素阻燃劑和三氧化二銻等協(xié)效劑共同作用可獲得協(xié)效阻燃效果。英國(guó)波士頓材料研發(fā)中心指出磷溴協(xié)效阻燃體系用于聚丙烯纖維的阻燃具有練好的阻燃效果,環(huán)境污染小,而磷氮協(xié)效阻燃體系用于聚丙烯纖維具有更好的阻燃效果,但是在據(jù)丙烯纖維中的應(yīng)用條件相對(duì)較高。 二、抗靜電聚丙烯纖維由于聚丙烯纖維吸濕性差,易于產(chǎn)生靜電的積累,纖維的體積電阻率高達(dá)6.51013 cm,影響了紡絲加工性能及其使用。因此,國(guó)內(nèi)外對(duì)抗靜電PP的研究十分重視。近年來(lái),采用共混方式制備聚丙烯抗靜電纖維主要分為以下幾個(gè)方面:一是共混炭黑、石墨及碳纖維;二是共混烷基碳酸鹽;三是共
5、混金屬微纖;四是共混無(wú)機(jī)鹽;五是聚乙二醇/醚及其衍生物。將不同的抗靜電劑添加到PP中共混紡絲,可得到不同抗靜電劑性能的丙綸。但一般存在抗靜電性能受環(huán)境相對(duì)濕度影響大,耐水洗性能差或嚴(yán)重影響纖維其他性能等。 三、抗菌性聚丙烯纖維聚丙烯類抗菌纖維的制備與聚酯、聚酰胺等具有相似性,也可以將抗菌粉體或抗菌木料與樹(shù)枝混煉,在加工成型條件下制成各種制品,國(guó)外在抗菌纖維的開(kāi)發(fā)應(yīng)用方面比較活躍,美國(guó)、日本、英國(guó)等已大量使用抗菌性PP、PE等生產(chǎn)醫(yī)用衛(wèi)生材料等。 美國(guó) Filament Fibre Technonly 公司將 Microban 抗菌劑混到聚丙烯熔體中,紡制的纖維除了具有聚丙烯纖維的優(yōu)點(diǎn)外,還具有
6、抗菌、耐氯、殺霉菌、抗酵母菌等衛(wèi)生保健功能,用其生產(chǎn)的系列運(yùn)動(dòng)服已經(jīng)被 Coville 公司投放市場(chǎng)。 采用最新技術(shù)的納米陶瓷粒子NT與M+復(fù)合無(wú)機(jī)系抗菌劑生產(chǎn)的永久性抗菌聚丙烯纖維,經(jīng)洗滌后抗菌率能保持90%以上,具有對(duì)人體無(wú)害,耐高溫,可紡性良好等優(yōu)點(diǎn),而且纖維特性與常規(guī)纖維相當(dāng)。 四、氯化聚丙烯氯化聚丙烯是由聚丙烯經(jīng)氯化反應(yīng)制得,生產(chǎn)方法主要有溶液氯化法(以四氯化碳為溶劑)、水相懸浮氯化法和固相氯化法。目前國(guó)外主要采用環(huán)保型水相懸浮法,國(guó)內(nèi)大多數(shù)采用傳統(tǒng)的溶液法生產(chǎn)工藝。研究表明,氯化聚丙烯的性質(zhì)主要由氯化度(聚丙烯中氫原子被氯取代后氯所占質(zhì)量分?jǐn)?shù))、結(jié)晶度、相對(duì)分子質(zhì)量三方面決定。一般
7、,隨氯化度的增加(在0-30%),CCP的熔點(diǎn)急劇下降,在含氯量大約為30%時(shí),熔點(diǎn)最低;隨后,隨著氯化的進(jìn)一步進(jìn)行,CPP的熔點(diǎn)又急劇升高。這與不同氯含量導(dǎo)致CPP結(jié)晶度的改變有關(guān)。 CPP一般不溶于極性溶劑中,可溶于芳烴、氯代烴和脂肪烴等溶劑中,極性溶劑如酮、酯也能夠作為溶解性好的溶劑的稀釋劑使用。 此外,氯化等規(guī)聚丙烯的溶解性與溫度有關(guān)。在相近的條件下,非均相反應(yīng)物的溶解需要較高的溫度。如氯化度低于30%,氯化等規(guī)CPP在室溫下出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象。 五、聚丙烯駐極體駐極體是指具有長(zhǎng)期儲(chǔ)存電荷功能的電介質(zhì)材料,它所儲(chǔ)存的電荷可以是外界引入的單極性真實(shí)電荷(或空間電荷),也可以是極性電介質(zhì)中偶極子有序取向而形成的偶極電荷,或者兩類點(diǎn)和同時(shí)兼有。駐極體用作過(guò)濾材料,最初是1976年由J. Van Tumhout 等人制成切割小條狀的聚丙烯薄膜,隨后隨著非織造布過(guò)濾材料優(yōu)越性的體現(xiàn)和駐極性技術(shù)的成熟,越來(lái)越多的學(xué)者研究駐極體。 特別是以聚丙烯為原料的熔噴非織造布,比表面積大、密度小、耐化學(xué)腐蝕性好,尤其適用于工業(yè)過(guò)濾材料,被電子、制藥、食品、飲料、化學(xué)等行業(yè)廣泛應(yīng)用。 駐極體過(guò)濾材料不僅過(guò)濾性能優(yōu)良,而且對(duì)常見(jiàn)的細(xì)菌還有抑制和殺菌作用。 目前,駐極體的獲得主要包括:電暈放電法、靜電紡絲以及摩擦起電方式。 The end,thank you!o 0 0