发展简史
早期,丙烯聚合只能得到低聚合度的纸化产物,属于非结晶性化合物,无实用价值。1954年,Ziegler和Natta发明了Ziergler-Natta催化剂并制成结晶性聚丙烯,具有较高的立构规整性,称为全同立构聚丙烯或等规聚丙烯。这一研究成果在聚合领域中开拓了新的方向,给聚丙烯大规模的工业化生产和在塑料制品以及纤维生产等方面的广泛应用奠定了基础。
1957年,由意大利的Montecatini公司**实现了聚丙烯的工业化生产。1958-1960年,该公司又将聚丙烯用于纤维生产,开发商品名为Meraklon的聚丙烯纤维,以后美国和加拿大也相继开始生产。
1964年后,又开发了捆扎用的聚丙烯膜裂纤维,并由薄膜原纤化制成纺织用纤维及地毯用纱等产品。
20世纪70年代,短程纺工艺与设备改进了聚丙烯纤维生产工艺。同期,膨体连续长丝开始用于地毯行业。目前,全球90%的地毯底布和25%的地毯面纱由聚丙烯纤维制得。
1980年以后,随着聚丙烯和制造聚丙烯纤维新技术的发展,特别是茂金属催化剂的发明使得聚丙烯树脂的品质得到了明显的改善。由于提高了其立构规整性(等规度可达99.5%),从而大大提高了聚丙烯纤维的内在质量。80年代中期,聚丙烯细特纤维替代了部分棉纤维,用于纺织面料及非织造布。加上一步法BCF纺丝机、空气变形机与复合纺丝机的发展以及非织造布的出现和迅速发展,聚丙烯纤维在装饰和产业用方面的用途进一步拓宽。另外,世界各国对聚丙烯纤维的研究与开发也相当活跃,差别化纤维生产技术的普及和完善,大大扩大了聚丙烯纤维的应用领域。
性能特点
(1)质轻
聚丙烯纤维的密度为0.90-0.92 g/cm3,在所有化学纤维中是*轻的,比锦纶轻20%,比涤纶轻30%,比粘胶纤维轻40%,因此很适合做冬季服装的絮填料或滑雪服、登山服等的面料。
(2)强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀
丙纶强度高(干态、湿态下相同),是制造渔网、缆绳的理想材料;耐磨性和回弹性好,强度与涤纶和锦纶相似,回弹率可与锦纶、羊毛相媲美,比涤伦、粘胶纤维大得多;丙纶的尺寸稳定性差,易起球和变形,抗微生物,不蛀;耐化学药品性优于一般纤维。
(3)具有电绝缘性和保暖性
聚丙烯纤维电阻率很高(7×1019Ω.cm),导热系数小,与其他化学纤维相比,丙纶的电绝缘性和保暖性*好,但加工时易产生静电。
(4)耐热及耐老化性能差
聚丙烯纤维的熔点低(165~173℃),对光和热的稳定性差,所以,丙纶的耐热性、耐老化性差,不耐熨烫。但可以通过在纺丝时加入防老化剂来提高其抗老化性能。
(5)吸湿性及染色性差
聚丙烯纤维的吸湿性和染色性在化学纤维中是*差的,几乎不吸湿,其回潮率小于0.03%。细旦丙纶具有较强的芯吸作用,水汽可以通过纤维中的毛细管来排除。制成服装后,服装的舒适性较好,尤其是超细丙纶纤维,由于表面积增大,能更快地传递汗水,使皮肤保持舒适感。由于纤维不吸湿且缩水率小,丙纶织物具有易洗快干的特点。
丙纶的染色性较差,颜色淡,染色牢度差。普通燃料均不能使其染色,有色丙纶多数是采用纺前着色生产的。可采用原液着色、纤维改性,在熔融纺丝前掺混燃料络合剂。