[第八章.聚氯乙烯纤维.ppt

聚氯乙烯的制备及性能 二、氯乙烯聚合 工业上主要采用悬浮法聚氯乙烯聚合方法 ，以偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化二碳酸二异丙酯(IPP),加入量为单体的0.02%~0.1%，分散剂为明胶或聚乙烯醇，加入量为单体的0.5%~2.0%分散介质采用水，属于游离基型聚合。 相对分子质量由反应温度控制，45~60℃.温度越到，平均相对分子质量越低。成纤用聚氯乙烯纤维的聚合度要求为1000~1500 聚合压力为490~686MPa，聚合时间为10~15h。 聚氯乙烯的制备及性能 二、氯乙烯聚合 常加入的助剂：增塑剂、紫外线吸收剂、填充剂、颜料、防霉剂和热稳定剂。 助剂的作用：改善聚氯乙烯纤维制品的使用性能。 聚氯乙烯功能纤维和改性纤维：共混、共聚、接枝。 聚氯乙烯的制备及性能 三、聚氯乙烯的链结构: 采用游离基型聚合制取聚氯乙烯，由于分子的极性效应，一般都以头尾连接，因而氯原子在长链分子上的分布主要在1，3位置。 聚氯乙烯的结构与性能 也可能夹杂有少量头头(尾尾)连接的，氯原子处于1，2位置。 聚氯乙烯的结构与性能 聚集态结构 用一般方法生产的聚氯乙烯均属无规立构体，很少有结晶性，但有时能显示出在某些很小的区段上形成结晶区。在这些区段里，分子链上的氯原子按交替方式排列，所以在按头尾连接的聚氯乙烯中，在其有规则的区段里，只有第五、第九、第十三……个碳原子与第一个碳原子相同，即 聚氯乙烯的结构与性能 聚氯乙烯的基本性质 聚氯乙烯是热塑性的聚合物 结晶度为（5~10％） 熔点为175℃ 平均聚合度在350~8000之间 PVC树脂密度在1.35~1.45g/cm3 表观密度为0.4~0.65g/cm3 比热容为1.045~1.463J/（g·℃） 热导率为2.1kw/（m·K） 折射率nD20＝1.544。 聚氯乙烯的结构与性能 聚氯乙烯的热性质 85℃以下为玻璃态 85~175℃为粘弹态 175~190℃为熔融态 190~200℃为粘流态 脆化点为－50℃~－60℃ 软化点75~85℃ 100℃以上分解，180℃以上快速分解，200℃以上剧烈分解变黑。 聚氯乙烯有阻燃性能，PVC在火焰上能燃烧，放出HCl、CO、苯等低分子量化合物，离火自熄。 聚氯乙烯的结构与性能 聚氯乙烯的其他性质 聚氯乙烯力学性能：由于纤维主要为无定形态，纤维的弹性模量小，强度低。密度高，织物吸音效果特别好。 聚氯乙烯介电性：介电性好，适合用于高频热熔接和热定型。 聚氯乙烯光老化性：差，一般波长在200~400nm的紫外线照射发生降解，大分子开始产生交联作用。这使纤维溶解度变小，纤维的疲劳度和强度也随之降低。 聚氯乙烯的结构与性能 聚氯乙烯染色性：较差。除了分散性的染料、金属酶染染料等少数几种燃料外，一般常用的染料均不能在聚氯乙烯上着色。所以生产中多使用原液着色为主。 聚氯乙烯的溶解性能：难溶于一般的溶剂中，它的不良溶解性是阻碍聚氯乙烯纤维发展的重要原因之一。可用于纺丝的聚氯乙烯由于聚合度较大，所以不能溶于丙酮之中只能在其中溶胀。但可溶于某些有机溶剂中。 适宜于纺制纤维的聚氯乙烯树脂的溶剂有：二氯乙烷、四氯乙烷、氯苯、环己酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、环氧丙烷以及环氧氯丙烷等，还可溶于二硫化碳和丙酮、苯和丙酮、二硫化碳和甲乙酮等有机物组成的混合溶剂中。 改进溶解性的方法：（1）补充氯化，提高聚合物的含氯量，得到氯化聚氯乙烯树脂，又称过氯乙烯树脂。 （2）共聚：85%氯乙烯和15%醋酸乙烯共聚，60%氯乙烯和40%丙烯腈共聚 聚氯乙烯的结构与性能 聚氯乙烯的化学性质：聚氯乙烯对各种无机试剂的稳定性很好，对酸、碱、还原剂或氧化剂，都有相当好的稳定性，它和有机溶剂之间不发生化学反应，但有很多有机溶剂能使它发生有限溶胀。聚氯乙烯易发光老化，当其长时间受到光照时，大分子会发生氧化裂解。 聚氯乙烯大分子结构中具有不对称因素，具有很强的偶极矩，使纤维具有保暖性和静电性。 聚氯乙烯纤维的生产工艺 聚氯乙烯纤维的生产工艺（氯纶） 湿法纺丝工艺流程 聚氯乙烯及其纤维的生产工艺 湿法纺丝工艺参数 捏合：为了获得纺丝原液，首先使聚氯乙烯树脂在丙酮中充分溶胀，这一操作在生产上叫做捏和。捏和温度由室温逐渐升至40—50oC，它取决于丙酮的含水率，捏和时间一般取4.5～6.0h，在捏和时可添加少量热稳定剂、着色剂。 溶解：加热，降低粘度，增加流动性，以获得必要的可纺性。这一过程在生产上常称为溶解。溶解是将捏和后的浆液通过套管加热器，迅速加热至90～95℃。由于丙酮在常压下于56℃即发生沸腾，所以升温溶解过程必须在加压下进行。 过滤：保温加压下过滤。