聚丙烯的结构和性能

1、课 题：聚丙烯的结构和性能参考文献：1.纤维化学与物理（蔡再生主编，中国纺织出版社） 2.中国纺机网聚丙烯纤维一.聚丙烯纤维的及纺丝 聚丙烯的生产过程包括四个主要工序，及丙烯的制备、催化剂的制备、丙烯聚合、聚丙烯的提纯和精处理。 二.聚丙烯纤维形态结构和聚集态结构分子式： 聚丙烯纤维由熔体纺丝发制得，一般情况下，纤维截面呈圆形，纵向光滑无条纹。聚丙烯的机构是由配位聚合得到的头-尾相接的线形结构，其分子中含有甲基，按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯，甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，即是制备聚丙烯纤维的原料。从等规聚丙烯的分子结构来看，其具有较高的立体规整性，因此比较容易

2、结晶。等规聚丙烯的结晶是一种有规则的螺旋状链，这种三维的结晶，不仅是单个链的规则结构，而且在链轴的直角方向也具有规则的链堆砌。 等规聚丙烯的结晶形态为球晶结构，最佳结晶温度为125-135，温度过高，不易形成晶核，结晶缓慢：温度过低，分子链扩散困难，结晶难以进行。聚丙烯初生纤维的结晶度约为33%-40%，经拉伸后，结晶度上升到37%-48%，再经过热处理，结晶度可达65%-75%。等规聚丙烯结晶变体较多，但纺丝拉伸后的晶体主要是变体。等规聚丙烯纤维的聚集态结构属于折叠链和伸直链晶体共存的体 三.聚丙烯纤维的物理化学性能1.密度：聚丙烯纤维的密度为，在所有化学纤维中是最轻的，它比聚酰胺纤维轻20

3、%比聚酯纤维轻30%，比粘胶纤维轻40%。因此，聚丙烯纤维质轻，覆盖性好。 2.吸湿性：聚丙烯纤维是大分子上不含极性基因，纤维的微结构紧密，造成其吸湿性是合成纤维中最差的，其吸湿率低于0.03%。因此，用于衣着时多于吸湿性高的混纺。高吸湿性聚丙烯纤维,其主要技术特征是,在纤维级聚丙烯中添加一定比例的由聚乙二醇作为改性剂与聚丙稀粉末经高速混合、熔融挤出、造粒制成改性母料,在纺丝时,在纤维级聚丙烯切粒中添加一定比例的改性母料,混合均匀,采用正常的聚丙烯纤维的生产方法制成的纤维。其优点是,具有质地轻,强力高,弹性好,耐腐蚀等优点,特别是独特的芯吸效应使其导湿性和保暖性好。3.电性能：聚丙烯的高频绝缘

4、性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响。它有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品，它的击穿电压也很高，适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化。4.热性能：聚丙烯纤维是一种热缩塑性纤维，在有空气存在的情况下受热，容易发生氧化裂解，结果使分子量降低，并生成一系列低分子挥发物。聚丙烯纤维热收缩和缩水问题的改进，这类纤维要求存在热定形后能迅速和有效地给它提供硬度的化合物。这些化合物包括这样的结构,在曝露于足够热量以熔融初始粒状聚合物,并使该熔体冷却后,这种结构能够使聚合物晶体在目标聚丙烯中成核。这类化合物必须在冷却过程中在比没有成核剂

5、的聚丙烯高的温度下使该聚合物晶体成核。这样,这种“硬化”成核化合物就为聚丙烯晶体的生长提供了成核点。在把成核后的组合物拉伸成纤维形式后,纤维被曝露于足够的热量下以产生结晶结构,从而使纤维保持在一个理想的位置。5.耐光性：聚丙烯纤维耐光性较差，日光暴晒后易发生强度损失，这主要是由于光敏退化或光氧化作用。从化学组成来看，聚丙烯纤维没有吸收紫外光的羰基，但由于分子链中叔碳原子的氢比较活泼，易被氧化，所以耐光性差。6.染色性能：聚丙烯纤维不含可染色的基团，吸湿性又差，故难以染色，采用分散性染料，只能得到很淡的颜色，且度很差。通常采用原液着色、纤维改性、在熔融纺丝前掺混染料络合剂等方法，可解决丙纶的染色

6、问题。良好水洗牢度的聚丙烯纤维是由聚丙烯组合物经纺丝所制得,该聚丙烯组合物包含聚丙烯、改质共聚酯、及用于增进该改质共聚酯与聚丙烯的相容性的相容剂,其中,该改质共聚酯是由包括对苯二甲酸、二元醇及烷氧基化-2-甲基-1,3-丙二醇的混合物经聚合反应而得,且该二元醇是选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、或它们的组合。本发明聚丙烯纤维不但具可染色性,且更具有优越的水洗牢度。以聚丙烯纤维为基础的纤维染色的改进方法,该方法涉及同一原色族内挑选出的若干分散染料的混合物。混合物中各染料和其浓度的选择,是以未染色样品对各种分散染料溶液加以试验,确定其产生可接受的摩擦脱色值的最大浓度来决定的。混合物中若干分散染料各自的浓

7、度是所述各自最大浓度的至少75。挑选出染料混合物配制其溶液,将其与聚烯烃材料接触,可靠地将其染色而不会出现牢度问题、红、蓝、黄混合物可各自配制并分别染色聚丙烯纤维,可染至相当深色调而不会摩擦脱色,以该三色之不同比例染聚丙烯纤维,可得到所需不同色调和色泽浓度。7.力学性能：聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比HDPE高，但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差，分子量增加的时候，冲击强度也增大，但成型加工性能变差。PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性，如用PP注塑一体活动铰链，能承受7×107次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹，干摩擦系数与尼龙相似，但在油润滑下，不如尼龙。8化学稳定性能：聚丙烯纤维是碳链高分子化合物，又不含极性基团，故对酸、碱及氧化剂的稳定性很高，耐化学性能优于一般化学纤维。酸性可染聚丙烯纤维具有优良的可染性,试验结果表明,共混物都能熔融纺丝,可纺性良好。共混物最高纺丝速度可以达到3000m/s,共混改性后纤维的比电阻降低较多,可以达到109-1010数量级,共混改性的聚丙烯纤维可