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8 聚氯乙烯纤维解析


⒉聚氯乙烯纤维的用途 PVC纤维的产品有长丝、短纤维以及鬃丝等。以 短纤维和鬃丝为主。 在民用方面,主要用于制做各种针织内衣、毛线、 毡子和家用装饰织物等。由PVC纤维制作的针织内衣、 毛衣、毛裤等,保暖性好。另外由于静电作用,对关 节炎有一定的辅助疗效。 在工业应用方面,PVC纤维可用于制作各种在常 温下使用的滤布、工作罩、绝缘布,覆盖材料等。另 外,用PVC纤维制作的防尘口罩,因其静电效应 ( 结构中具有不对称因素,有很强的偶极矩),吸 尘性特别好。 PVC鬃丝主要用于编织窗纱、筛网、绳索等。
⑵聚氯乙烯的热稳定性 聚氯乙烯没有明显的熔点,其流动温度 约为170~220℃,而分解温度为150~ 155℃,在该温度下会有少量HCI放出,促 使其进一步分解,故必须加入碱性的稳定 剂中和HCI而抑制其催化的裂解反应。 因而PVC不仅不能采用熔体纺丝法纺丝, 即使采用温度较低的热塑挤压法纺丝,也 必须加入适当的热稳定剂。
第三节
聚氯乙烯纤维的生产
PVC纤维的生产量虽然不大,但各国用于生产 PVC纤维的方法却多种多样。 一、氯纶 氯纶的生产工艺有湿法纺丝和干法纺丝两种,产 品均为短纤维。所用溶剂(或捏和剂)是丙酮。工艺 流程如下:
⒈湿法纺丝工艺流程 PVC→捏和(溶胀) →溶解→过滤→调
温→纺丝→集束→水洗→拉伸→上油→干
捏和终了所得到的浆液是一种高粘பைடு நூலகம்的冻胶体, 其流动性小,不能直接用于纺丝成形,因此需加热, 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。
PVC湿法纺丝所用凝固浴为丙酮水溶液,浴中
丙酮含量控制在20%~22%,浴温35℃左右,
纺丝速度一般取16~20m/min,丝条在疑固
使乙烯和乙炔与其它馏分分离,再与氯化氢化 合,使乙炔生成氯乙烯,随后把它分离出来。 余下的气体继续与氯气化合,使乙烯生成1, 2—二氯乙烷,回收后热裂解生成氯化氢和更 多的氯乙烯。
综合反应为:
二、氯乙烯的聚合 PVC聚合工艺有四种:悬浮聚合法、乳液 聚合法、本体聚合法、微悬浮聚合法。 在无引发剂作用时,氯乙烯化学稳定性较 大,难以聚合,贮存时不必加阻聚剂。 在光、热、γ射线和各种引发剂作用下容易 发生聚合。目前工业生产主要采用悬浮聚合法。 氯乙烯悬浮聚合常用的引发剂为偶氮二异 丁腈(AIBN)或过氧化二碳酸二异丙酯 (IPP),分散剂为明胶或聚乙烯醇,分散介 质采用水。聚合温度45~60℃。
⑶聚氯乙烯的化学性质 PVC对各种无机试剂的稳定性很好。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。PVC易发生光老化,当其 长时间受到光照时,大分子会发生氧化裂解。 ⑷聚氯乙烯的溶解性能 PVC很难在一般的溶剂中溶解。宜于纺制纤 维的PVC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。 另外它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。

PVC纤维作为阻燃纤维材料通过原料与生产技 术的改进与提高,将广泛应用于消防、军队、 宇航、冶金、石化等特种行业。
腈氯纶阻燃布
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PVC纤维的主要缺点是耐热性差,只适宜 于40~50℃以下使用,65~70℃软化,并产 生明显的收缩。 其次是耐有机溶剂性差和染色性差,虽不 能被多数有机溶剂溶解,但能使其溶胀,一般 常用的染料很难使PVC纤维上色,所以生产中 多数采用原液着色。
第二节
聚氯乙烯的制备及其性能
一、氯乙烯的制备 ⒈乙炔法 乙炔法是以氯化汞为催化剂,使乙炔与稍 过量的氯化氢反应生成氯乙烯的方法,也称电 石法。
⒉乙烯法 氧氯化法:使用催化剂为混有氯化钾或其 它碱金属氧化物的氧化铜,载体为硅藻土或氧 化硅胶,转化率可达99%。
⒊乙烯乙炔法 该方法一般是将石脑油裂解生成的、基本 含有等摩尔的乙烯和乙炔的混合物进行精制,
第八章 聚氯乙烯纤维
第一节 概述
一、聚氯乙烯纤维的发展概况


聚氯乙烯(PVC)纤维是由聚氯乙烯树脂纺制 的纤维,我国简称氯纶。 20世纪50年代初,PVC纤维才作为一种工业 产品出现。
二、聚氯乙烯纤维的性能和用途 ⒈ 聚氯乙烯纤维的性能特点 PVC纤维的独特性能就在于其难燃性。 PVC纤维的极限氧指数LOI为37.1%,在明火 中发生收缩并碳化,离开火源便自行熄灭,其 产品特别适用于易燃场所。 PVC纤维对无机试剂的稳定性相当好、抗 化学药品性好。 PVC纤维具有良好的保暖性、电绝缘性。 由于PVC纤维导热性小且易积聚静电,其保暖 性比棉、羊毛还要好。 PVC纤维原料来源广泛、价格便宜,热塑性 好、弹性好、耐磨、并有较高的强度。
燥(热定型) →卷曲→切断→短纤维
⒉干法纺丝工艺流程
PVC →捏和(溶胀) →溶解→过滤→调温→纺 丝→集束→拉伸→热定型→上油→切断→干燥→ 短纤维
纤维级的PVC不能溶解于丙酮,为了获得纺丝
原液,首先使PVC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40~50℃。捏和时间一般取4.5~6.0h。
⒉聚氯乙烯的性质 ⑴聚氯乙烯的物理性质 聚氯乙烯的颗粒结构或形态,即颗粒的形状、粒 度、粒度分布及多孔性,这些特性对加工性能有相当 大影响。 用悬浮聚合所得到的聚氯乙烯为白色颗粒状固体 (50~250um),由1~2um的二次粒子(也称亚颗 粒)凝聚而成,亚颗粒由0.02~0.05um的一次粒子 (也称原始粒子或微粒子)堆积而成。 PVC耐热性极低,当温度达到65~70℃时即发生明显 的热收缩。脆化温度低于-50~-60℃,大多数制品长 期使用温度不宜超过55℃,特殊配方的可达90℃。
三、聚氯乙烯的结构和性能 ⒈聚氯乙烯的结构
由于分子的极性效应, PVC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。 在聚氯乙烯分子链中也存在少量支链,通常 认为1000个碳原子数的PVC中有5-16个支链。 与聚乙烯相比,聚氯乙烯的分子链更僵硬, 分子间作用力更强,内聚能密度更大。
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