YBP可染丙綸樹脂的研制及紡絲工藝研究

1、YBP可染丙綸樹脂的研制及紡絲工藝研究第16卷第2期1993年4月f,臺成纖維工業(yè)SYNTHET1CFIBERINDUSTRYYBP可染丙綸樹脂的研制及紡絲工藝研究一/羅移軒黃掛梅羅雨林王漢敢陳鐵樓'/2C'-2-/(巴瞳石他公司研究院,岳陽,414014)l混樹脂(YBP)復(fù)配比,藏室掙性,熱性能及可紡性.結(jié)果表明t或性荊舔加量為6時,話當(dāng)調(diào)整紡絲拉伸工藝,可1lI得強度丙t俅,關(guān)t詞.聚丙烯可梟性共混紡絲禳c訇善丫'J聚丙烯(PP)纖維具有密度小,保暖性,耐磨性好,強度高,回胡率低和疏水性好(細(xì)旦纖維更明顯)等特點,為聚丙烯纖維進(jìn)入服裝業(yè)開辟了廣闊的前景,但其染色性

2、能差,剛性較強,織物穿著時有硬挺和塑蠟感,因此,必須對丙綸進(jìn)行改性.在國外,細(xì)旦丙綸及改性產(chǎn)品自從70年代就受到了重視,80年代西歐一些國家投入了工業(yè)化生產(chǎn).1984年,丙綸改性產(chǎn)品產(chǎn)量已達(dá)7kt/a,占丙綸總產(chǎn)量的5.2".在我國,丙綸生產(chǎn)到80年代初實現(xiàn)工業(yè)化,且產(chǎn)從1988年開始對丙綸改性研究,通過對改性劑的探索,共混樹脂特性的考察和紡絲工藝的不斷完善,成功地在200t/a的KV4614型復(fù)合紡絲機上進(jìn)行中試生產(chǎn),試紡的YBP纖維的各項物性指標(biāo)均達(dá)到或超過丙綸長絲標(biāo)準(zhǔn),其上色率82,實現(xiàn)了丙綸可染.1試驗PP:牌號70218,熔融指數(shù)(MI)為16.1g/10min,遼陽石油化

3、纖公司化工二廠生產(chǎn);牌號3702,MI為12g/10min,燕山石化,?,公司生產(chǎn).改性劑(聚酯類高聚物):I,特性粘數(shù)E為0.92dL/g;I,E為1.O8dL/g,巴陵石化公司滌綸廠,巴陵石化公司研究院生產(chǎn).聚丙烯降溫母粒;巴陵石化公司研究院生產(chǎn).油劑:牌號PP219,乳液濃度為l2,大連華能油脂廠生產(chǎn).改性劑/PP(質(zhì)量比):z/98,4/96,5/94,lO/90,l5/85.VC403螺桿造粒機;VC352A真空轉(zhuǎn)鼓干燥機;KV4614型復(fù)臺紡絲機(含卷繞機);VC443A牽伸假捻機;VC604絡(luò)筒機;Instton一3211型毛細(xì)管流變儀iInstron一1185萬能材料試驗機;D

4、/masre型X射線衍射儀.改性劑+PP旦螺桿嬰冷卻水槽旦竹.啦收稿日期t1992一U114修改绱收剜日期199z_lO一1U*車文執(zhí)筆人.參加試驗的還有:郭德凡,邦聿純,束學(xué)戢,羅承宗,曾紅矗,剜志超等合成纖維工業(yè)第16卷切粒機罵YBP(改性母粒)YBP(改性母粒)墨加PP(降溫母粒)墜螺桿噴絲組件等卷繞拉伸成品上色率2共混改性原理稱取樣品絲3g放入RJ一1180染樣機后,將配好的染液倒入缸中,4O,pH值4.55.0入染,然后以1tmln升溫,在100下浸染一段時間,自然冷卻,待冷卻后,將樣取出洗凈,分別量洗液與殘液體積,并測出洗液與殘液的光密度,算出染料濃度,即可求出上色率.黧婆盥

5、15;i00原染液中染料重本試驗改性劑與PP是互不相容的兩種高聚物,為獲得較好的可染性能,選擇改性劑與PP配比,使之在一定溫度下熔融和在剪切作用下得到機械混勻,其中含量高的PP共混均勻,必須選擇表觀粘度仉2=其改性的基本原理是:由于改性劑的加入,其分子柔性鏈纏結(jié)在PP的結(jié)晶區(qū),使其共混結(jié)構(gòu),這樣,當(dāng)改性劑的極性基團(tuán)及苯環(huán)電子共軛作用吸附染料時,這些非晶區(qū)及孔敬提供了染料入床的通道使染料能更好地與可染高聚物接觸,上染因此,YBP纖維具有良好的染色性能,并且手感等服用性也得到了改善.3結(jié)果與討論改性劑添加量的選擇有兩個前提:一是要求有較好上染效果,二是保證良好的可紡性.表1是改性劑添加量對紡絲的影

6、響,由此可知當(dāng)添加量1O時,其可紡性能幾乎不受影響,添加量超過1O時可紡性能變差.圖1是不同改J陛劑添加量與上色率的關(guān)系曲線,隨著改性劑添加量的增加,上色率提高,但當(dāng)改性劑添加量達(dá)6時,上色率增加不哥卸改性青j含量,圖1上色率與添加荊含量的關(guān)系染藏旅度1.裕比1t50,溫度100c,時間120mln,染料為福隆艷黃表1改性荊添加量對紡絲的影響第2期YBP可染丙綸樹脂的研制廈紡絲工藝研究明顯.為了控制成本,不影響可紡性,改性劑添加量控制在6M較為適宜圖2(a)表明,在一定溫度下,當(dāng)剪切速率()低時,高M(jìn)IPP的7小于高粘和低粘度改性劑的7I.隨y提高,高M(jìn)IPP的7|與兩種改性的7I逐漸接近,或

7、等于低粘改性劑的玩,這時共混物可紡性良好.圖2(b)中,低MIPP的7比低粘改性劑的7I高,且隨增善,類似高M(jìn)IPP.從圖2還可看出,選用低粘度改性劑比高粘度改性劑更有利于紡絲(b)圄2YBPPP改性劑的流變特性1高粘度改性劑2.低粘度改性荊3YBP改性母粒;4.高M(jìn)1PP5.低M1PP6.低MIPP+降溫母柱I溫度275經(jīng)差示熱分析(圖3)可知,YBP改性母粒有兩個玻璃化溫度.即一23C,26,說明PP與改性劑是互不相容的兩種高聚物因此,應(yīng)選擇合適的紡絲工藝條件,否則改性劑不能在PP相中均勻分布,甚至出現(xiàn)共混熔體擠出噴絲孔時呈漫流或液滴.ZC02C溫度('圄3YBP改性樹脂差示熱分析

8、圖升溫速度5c/min,起始溫度一40_,一23.260.4,紡前需進(jìn)行干燥,由于改性劑結(jié)晶溫度低,常溫下結(jié)晶速率快,可直接升溫干燥,干燥溫度125130'C,時間1012h因為改性劑添加量少(6),而PP含水率為0.1,因此改性劑干燥后含水率達(dá)到100ppm即可.兩種高聚物熔融紡絲前,在轉(zhuǎn)鼓中混和24h,使之均勻分散,由于改性劑與PP(當(dāng)選用低MI的PP時加入降溫母粒)的密度不同,要盡量減少倒桶,減輕料倉的截流阻力;同時顆粒大小,形狀盡量一致,以避免物料分層.這都是穩(wěn)定紡絲的有效措施和手段.與改性劑共混時,則需加入適量的降溫母粒.實驗表明:降溫母粒加入量每增加1紡絲溫度降低810&#

9、39;C.一般,當(dāng)改性劑添加量為音成纖維工業(yè)第l6卷6時,共混紡絲的工藝溫度與加入降溫母粒的聚丙烯紡絲工藝溫度相近,箱體溫度咯高25.共混高聚物熔體的可紡性與共混高聚物的紡絲溫度及剪切速率有關(guān)系(如表2).由表2可以看出,紡絲溫度過高,改性劑與PP熔體不相容,相間界面張力較大,相問界面張力與表觀粘度的比值也較大,共混熔體容易速度,共混熔體為正常擠出脹大型.另外,定期用硅樹脂清刮板面,能有效降低表面張力,減輕熔體剝離,確保穩(wěn)定紡絲.選擇不同過濾網(wǎng)考察YBP改性母粒紡表2紡絲溫度,擠出速度與可紡性能關(guān)系絲的穩(wěn)定性及纖維的力學(xué)性能(表3).試驗結(jié)果表明,使用網(wǎng)孔面積為0.01lmm,0.018mm的

10、過濾網(wǎng)紡絲時成品絲強力,延伸非常接近.使用較粗的濾網(wǎng)時,可紡性能良好,卷繞,拉伸毛絲少斷頭率低,而組件更換周期可達(dá)68d,此時組件中熔體壓力增長不大(圖4),共混紡絲的穩(wěn)定性得到提高.由于在YBP改性母粒中引入了柔性分圖4不同時間組件壓力的變化情況表3使用不同濾同對可紡性及成品絲銜性指標(biāo)的影響璃目拉伸倍敦?zé)岜P溫度竺蘭璺!苧拉忡,倍/dtexCV/eN?rex-%性能子鏈和常溫下結(jié)晶速率高的改性劑,使得其紡絲工藝及纖維舶拉伸性能與純PP有所不同(如表4)由表可知,PP與YBP改性母粒第2期YBP可染丙綸樹脂的研制及紡絲工藝研究數(shù)下,YBP改性母粒的纖維的斷裂延伸率稍大.這是由于YBP改性母粒結(jié)晶

11、度低,在拉伸張力下,其大分子鏈先解纏,后伸直及相界面層相對滑移之故.按后加工單位要求,用YBP改性母粒批量生產(chǎn)了99dtex/24f,83dtex/24f纖維,生產(chǎn)表5YBPPP纖維生產(chǎn)情況及物性指標(biāo)注:上色素件,常溫常壓F染料,捂喜艷黃F澈度:1性指標(biāo).4結(jié)論性劑,共混紡絲是成功的.b.改性劑含量為6時,既能滿足良好的可紡性能,又能保證較高的上色率(82).c.共混紡絲溫度,擠出速度等工藝因時間I12Dmin.素,對YBP改性母?？杉徯杂绊戄^大,生產(chǎn)時還必須選擇合理的原料規(guī)格.參考文獻(xiàn)I顫志新.'合成纖維工業(yè)'.1991.5t472肖維為.'合成纖維政性原理和方法).

12、四JIt成都科技大學(xué).I984,l071413董紀(jì)晨等.(合成奸維工藝學(xué)'(上冊).北京t紡睪I工業(yè)出版杜.1984,l66190STUDYONTHEPREPARATIONOFDYEABILITYYBPRESINANDITSSPINNINGPROCESS(Re.archlaatiu.,BalingPegrochemical,Yuey.g)ABSTRACTThedyeabilityofPPiberwasimprovedbymean3ofblendspinningwithakindofpolyesterhavingex-cellentdyeability.TheYBPcompoundratio,logicproperty?thermalpropertyandspfnnahilityofYBPwereinvestigated.If6modifier