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聚丙烯纤维改性


聚丙烯纤维改性

目录
阻燃聚丙烯纤维
抗静电聚丙烯纤维 抗菌性聚丙烯纤维 氯化聚丙烯

? 聚丙烯纤维在我国称为丙纶,他是聚烯烃 类纤维的一个品种。由于聚烯烃纤维具有 质地轻、强度高、弹性好、耐磨损、不起 球等优点,生产过程也较其他合成纤维简 单,因此,在纺织和非织造行业中具有极 大的市场优势。但是聚丙烯纤维也存在严 重的不足,如吸水性差、易产生静电、难 以染色等,因此它的改性也是合成纤维材 料改性的一个重要的方面。

一、阻燃聚丙烯纤维

? 聚丙烯纤维是一种燃烧比较缓慢的材料, 不能达到阻燃标准,其阻燃方法常利用的 有共聚、共混、和表面处理三种。对于聚 丙烯纤维的阻燃方法,目前国内外绝大多 数采用共混法,即在PP粉料中加入阻燃剂, 经共混造粒后进行纺丝。

阻燃剂主要有如下几类:

? 含磷型和膨胀型阻燃剂 含磷型阻燃剂包含无机和有机两种。无机 类如磷化氢、氧化磷、红磷、亚磷酸盐和 磷酸盐等。有机类为反应型,已引起阻燃 化学界的广泛关注,可大致分为三种:简 单反应型磷酸盐单体、线性聚磷嗪、芳香 环磷嗪。

? 含卤型阻燃剂 含卤型PP阻燃剂的阻燃效果依赖于卤素的 缓慢释放。卤素原子依附的基团性质决定 了C——X键键能和燃烧过程卤素的释放率, 脂肪族和脂肪族卤素化合物因低的碳卤键 能和相对慢的卤素释放率,阻燃效果比芳 香族卤素化合物更有效。

? 含硅型阻燃剂 近年来,含硅型阻燃剂是国外少数几个国 家开发的一类新型的无卤、低烟、低毒性 阻燃剂,其作用机理是硅氧烷在燃烧时可 以生成硅——碳阻隔层,起到阻燃效果。 硅氧基聚合物燃烧时发烟量低、烟雾少喝 毒性低,并具有很好的介电强度和热稳定 性,是一种环境友好型阻燃剂。随着环保 呼声日益高涨,该类阻燃剂也将是今后阻 燃剂研究与开发的一个重要方向之一。

? 金属氢氧化物及其氧化物 PP金属氢氧化物阻燃剂的主要优点是帝都、 低腐蚀和低排烟性。金属氢氧化物在燃烧 过程中释放水,稀释燃烧区域的燃料,降 低底物释放的热和温度,在高含量下可达 到一定的阻燃效果。典型的金属氢氧化物 阻燃剂是氢氧化铝和氢氧化镁。

? 微胶囊化阻燃剂 如前聚酰胺阻燃中提及利用微胶囊化技术, 不仅可以改善阻燃剂与聚合物的相容性, 同时对阻燃剂可以很好地保护起来,从而 改善其稳定性能。微胶囊化的聚磷酸铵也 可以用于聚丙烯纤维的阻燃。

? 阻燃剂配合使用 聚丙烯通过卤素阻燃剂和三氧化二锑等协 效剂共同作用可获得协效阻燃效果。英国 波士顿材料研发中心指出磷——溴协效阻 燃体系用于聚丙烯纤维的阻燃具有练好的 阻燃效果,环境污染小,而磷——氮协效 阻燃体系用于聚丙烯纤维具有更好的阻燃 效果,但是在据丙烯纤维中的应用条件相 对较高。

二、抗静电聚丙烯纤维

? 由于聚丙烯纤维吸湿性差,易于产生静电 的积累,纤维的体积电阻率高达 6.5×10^13 Ω?cm,影响了纺丝加工性能 及其使用。因此,国内外对抗静电PP的研 究十分重视。近年来,采用共混方式制备 聚丙烯抗静电纤维主要分为以下几个方面: 一是共混炭黑、石墨及碳纤维;二是共混 烷基碳酸盐;三是共混金属微纤;四是共 混无机盐;五是聚乙二醇/醚及其衍生物。 将不同的抗静电剂添加到PP中共混纺丝,

三、抗菌性聚丙烯纤维

? 聚丙烯类抗菌纤维的制备与聚酯、聚酰胺 等具有相似性,也可以将抗菌粉体或抗菌 木料与树枝混炼,在加工成型条件下制成 各种制品,国外在抗菌纤维的开发应用方 面比较活跃,美国、日本、英国等已大量 使用抗菌性PP、PE等生产医用卫生材料等。

美国 Filament Fibre Technonly 公司将 Microban 抗菌剂混到聚丙烯熔体中,纺制 的纤维除了具有聚丙烯纤维的优点外,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

四、氯化聚丙烯

? 氯化聚丙烯是由聚丙烯经氯化反应制得, 生产方法主要有溶液氯化法(以四氯化碳 为溶剂)、水相悬浮氯化法和固相氯化法。 目前国外主要采用环保型水相悬浮法,国 内大多数采用传统的溶液法生产工艺。研 究表明,氯化聚丙烯的性质主要由氯化度 (聚丙烯中氢原子被氯取代后氯所占质量 分数)、结晶度、相对分子质量三方面决 定。一般,随氯化度的增加(在030%),CCP的熔点急剧下降,在含氯量大约 为30%时,熔点最低;随后,随着氯化的 进一步进行,CPP的熔点又急剧升高。这

? CPP一般不溶于极性溶剂中,可溶于芳烃、 氯代烃和脂肪烃等溶剂中,极性溶剂如酮、 酯也能够作为溶解性好的溶剂的稀释剂使 用。 此外,氯化等规聚丙烯的溶解性与温度有 关。在相近的条件下,非均相反应物的溶 解需要较高的温度。如氯化度低于30%, 氯化等规CPP在室温下出现凝胶现象。

五、聚丙烯驻极体

? 驻极体是指具有长期储存电荷功能的电介 质材料,它所储存的电荷可以是外界引入 的单极性真实电荷(或空间电荷),也可 以是极性电介质中偶极子有序取向而形成 的偶极电荷,或者两类点和同时兼有。驻 极体用作过滤材料,最初是1976年由J. Van Tumhout 等人制成切割小条状的聚丙 烯薄膜,随后随着非织造布过滤材料优越 性的体现和驻极性技术的成熟,越来越多 的学者研究驻极体。

特别是以聚丙烯为原料的熔喷非织造布, 比表面积大、密度小、耐化学腐蚀性好, 尤其适用于工业过滤材料,被电子、制药、 食品、饮料、化学等行业广泛应用。 驻极体过滤材料不仅过滤性能优良,而且 对常见的细菌还有抑制和杀菌作用。 目前,驻极体的获得主要包括:电晕放电 法、静电纺丝以及摩擦起电方式。

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