聚丙烯主要通过利用卤素阻燃剂和三氧化二锑等协效剂共同作用来获得阻燃效果,通常首先在聚丙烯切片中添加高浓度的阻燃剂及其它助剂,经过共混制造阻燃母粒,然后与常规聚丙烯切片纤维熔融纺丝成形,制备具有阻燃性的聚丙烯纤维。磷—溴协效阻燃体系用于聚丙烯纤维的阻燃具有良好的阻燃效果,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,但是在聚丙烯纤维中的应用条件相对较高。
聚丙烯纤维产品有长丝(包括加弹丝、复合丝、吹捻纱和膨体纱等)、短纤维、异形丝、鬃丝、切割丝、膜裂丝、喷射丝等。聚丙烯纤维主要用在装饰用布和工业领域,例如各种家具布、装饰布、地毯、建筑增强材料、土工布、吸油毡、运输带绳、渔业用具、包装材料和滤布等,也可用于制各种外衣、内衣、游泳衣、运动衫、袜子和絮棉等。
聚丙烯纤维于1960年由意大利蒙特卡蒂尼公司首先实现工业化生产,80年代中期,聚丙烯纤维世界年产量已超过1Mt,有40多个国家生产。
生产聚丙烯纤维的原料还只限于等规聚丙烯,其等规度为97%~98%,不能低于96%,平均分子量为180000~300000,结晶度在65%以上,热分解温度为350~380℃,熔点为158~176℃,并有较好的机械性能。
聚丙烯纤维通常采用熔体纺丝法生产。将聚丙烯树脂加入立式或卧式螺杆挤出机加热熔融,通过计量泵由喷丝头挤出,在空气中冷却成纤。工业上还采用膜裂成纤(见化学纤维纺丝)法制得割裂和膜裂纤维。聚丙烯纤维熔体纺丝的特点是:①一般用单头等螺距螺杆挤压机,为适应成纤聚丙烯熔体粘度高、流动性差的特点,螺杆压缩比要大,最小为2.8,计量段尽可能短,螺杆长径比范围为20~26。②由于分子量大,纺丝时熔体温度一般比熔点高出100~130℃,也可采用加分子量调节剂等方法以降低纺丝温度。③冷却成型过程中结晶速度较快,冷却温度宜稍低。
聚丙烯纤维纺丝现已采用短程纺或紧缩纺,即熔体出喷丝头后冷却过程距离很短,甬道可在1m以下。例如年产1kt的短纤生产线,从纺丝、拉伸、定型、卷曲到切断等工序,可安置在高8m、长30m的厂房内,投资少,效率高,成本降低。