CN1515711A - 一种高强度聚丙烯纤维及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚丙烯纤维及其制造技术。特别是一种抗张强度大的聚丙烯纤维制造技术。本发明采用熔体流动指数为5－50的专用聚丙烯组合物，在熔融纺丝机上熔融挤出，以100－1000m/min的纺速卷绕得到卷绕丝，将卷绕丝二道牵伸和一道热松弛，制得高强聚丙烯成品丝。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯纤维的制造技术，特别是一种抗张强度大的聚丙烯纤维制造技术。
背景技术
高强度聚丙烯纤维(高强丙纶)的优点是强力高，可以与涤纶、锦纶工业丝强度相当，而成本却低得多；它的吸湿性小，干湿状态力学性能相同，耐微生物，耐磨。高强丙纶的用途广泛，主要用途有：绳缆；各种工业吊带；各种过滤布；土工布；工业用缝纫线，医疗用缝纫线，集装袋专用缝纫线等。目前国内外市场上的高强丙纶的抗张强度大都在7.0-8.0g/d以下，国内外通常用专用牌号的聚丙烯均聚物制造高强度聚丙烯纤维，工业化生产的聚丙烯纤维的强度大多在6.0-7.0g/d以下，实验室的研究水平也小于9.0g/d。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用聚丙烯组合物，在常规熔融纺丝设备上，制造高强度聚丙烯纤维的方法。
本发明所提供的制造方法包括：以聚丙烯组合物为原料，在熔融纺丝机上熔融挤出，卷绕成卷绕丝；再经二道牵伸和一道热应力松弛，制得成品纤维。
所述聚丙烯树脂组合物是一种专用树脂，其制造方法已与本发明同时申请专利，它由如下组分和含量(重量份)组成：
1.化学降解改性的聚丙烯均聚物 100
2.聚合级共聚或均聚聚丙烯 1-14
3.高密度聚乙烯 0.1-9
4.低密度聚乙烯 0.1-4
5.2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚 0.1-0.5
上述化学降解改性聚丙烯均聚物的熔体流动指数为5-50g/10min，较佳为8-40g/10min；
上述聚合级共聚或均聚聚丙烯的熔体流动指数为0.1-10g/10min，较佳为1-5g/10min；
上述高密度聚乙烯的熔体流动指数为1-50g/10min，较佳为5-40g/10min；
上述低密度聚乙烯的熔体流动指数为0.2-30g/10min，较佳为2-20g/10min；
聚丙烯组合物的制备方法按如下顺序进行：
1.按重量份数将100份的化学降解改性聚丙烯、1-14份聚合级共聚或均聚聚丙烯、0.1-9份的高密度聚乙烯、0.1-4份的低密度聚乙烯与0.1-0.5份2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚在高速搅拌器上进行均匀混合。
2.将混合物在180-230℃下经双螺杆挤出机挤出、造粒，得到聚丙烯组合物。
本发明的特征在于：用该专用聚丙烯组合物在常规熔融纺丝机上纺丝。使用螺杆挤出机，螺杆挤出机上各区的加热温度范围在180-260℃。熔体经过计量泵后从喷丝板挤出；熔体挤出后以100-1000m/min的速度卷绕，得到卷绕丝；卷绕丝经预牵伸，然后在90-140℃热牵伸，牵伸倍数为4-10倍。纤维在经100-130℃热定型和在90-110℃经应力回缩后卷绕为成品丝。
本发明的要点之一是：控制合适的聚丙烯树脂组合物熔体流动指数。
本发明的要点之二是：控制合适的卷绕丝冷却条件。
本发明的要点之三是：使用二道牵伸和热定型等工艺条件，使卷绕丝的牵伸倍数在4.0-10.0倍。使纤维的强度达到9.0g/d以上。
具体实施方式
本发明的内容范围可以用下列实施例进一步补充解释，但不能认为本发明仅仅限于实施例的内容。
实施例1
熔体流动指数为15g/10min的聚丙烯树脂组合物经螺杆挤出机挤出，螺杆各区的温度为：一区190℃、二区220℃、三区240℃、四区240℃、五区245℃，熔体经计量泵从喷丝板挤出，以100m/min的速度卷绕，上油得到卷绕丝。将卷绕丝进行牵伸。第一道预牵伸的倍数1.08，第二道牵伸的热盘温度为90℃，热板温度为130℃和100℃，总牵伸倍数为7.5倍。牵伸后的纤维进入热定型区，热松弛定型的热盘为100℃，热板为100℃，然后卷绕得到成品丝。牵伸速度为200m/min，得到纤维性能见表1。
实施例2
熔体流动指数为10g/10min的聚丙烯树脂组合物经螺杆挤出机挤出，螺杆各区的温度为：一区190℃、二区220℃、三区250℃、四区250℃、五区245℃。熔体经计量泵从喷丝板挤出，以400m/min的速度卷绕，上油得到卷绕丝。将卷绕丝进行牵伸，第一道预牵伸的倍数1.08，第二道牵伸的热盘温度为105℃，热板温度为140℃和100℃，总牵伸倍数为5.0倍。再把牵伸后的纤维热定型，定型的热盘为120℃，然后卷绕为成品丝。牵伸速度为150m/min，得到纤维性能见表1。
实施例3
熔体流动指数为12g/10min的聚丙烯树脂组合物经螺杆挤出机挤出，螺杆各区的温度为：一区190℃、二区220℃、三区255℃、四区250℃、五区250℃。熔体经计量泵从喷丝板挤出，以1000m/min的速度卷绕，上油得到卷绕丝。将卷绕丝进行牵伸，第一道预牵伸的倍数1.08，第二道牵伸的热盘温度为100℃，热板温度为135℃和100℃，总牵伸倍数为5.0倍。再把牵伸后的纤维热定型，定型的热盘为110℃，热板为100℃，然后卷绕卷绕得到成品丝。牵伸速度为120m/min，得到纤维性能见表1。
实施例4
熔体流动指数为30g/10min的聚丙烯树脂组合物经螺杆挤出机挤出，螺杆各区的温度为：一区190℃、二区210℃、三区220℃、四区220℃、五区210℃，熔体经计量泵从喷丝板挤出，以700m/min的速度卷绕，上油得到卷绕丝。将卷绕丝进行牵伸，第一道预牵伸的倍数1.08，第二道牵伸的热盘温度为90℃，热板温度为120℃和100℃，总牵伸倍数为6.6倍。牵伸后的纤维热定型，定型的热盘为100℃，热板为100℃，然后卷绕得到成品丝。牵伸速度为160m/min，得到纤维性能见表1。
实施例5
熔体流动指数为40g/10min的聚丙烯组合物经螺杆挤出机挤出，螺杆各区的温度为：一区180℃、二区210℃、三区230℃、四区230℃、五区225℃，熔体经计量泵从喷丝板挤出，以200m/min的速度卷绕，上油得到卷绕丝。将卷绕丝进行牵伸，第一道预牵伸的倍数1.08，第二道牵伸的热盘温度为90℃，热板温度为100℃和100℃，总牵伸倍数为10.0倍。牵伸后的纤维热定型，定型的热盘为100℃，热板为100℃，然后卷绕得到成品丝。牵伸速度为280m/min，得到纤维性能见表1。
表1.实施例1-5
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 纺丝速度 (m/min) | 100 | 400 | 1000 | 700 | 200 | |
| 初生丝纤度 (den) | 18.93 | 9.37 | 9.37 | 9.65 | 19.09 | |
| 总牵伸倍数 | 7.5 | 4.0 | 5.0 | 6.6 | 10.0 | |
| 牵伸速度 (m/min) | 200 | 150 | 120 | 160 | 280 | |
| 牵伸丝物理性能 | 纤度(den) | 2.64 | 2.15 | 1.88 | 1.47 | 2.12 |
| 断裂强度(g/d) | 10.33 | 8.97 | 9.41 | 9.38 | 10.31 | |
| 断裂伸长(％) | 33.1 | 53.2 | 42.2 | 28.8 | 24.6 | |
Claims (5)
1.一种高强度聚丙烯纤维。其特征在于它是用本发明的专用聚丙烯组合物为原料，经熔融纺丝法制成的。
2.一种高强度聚丙烯纤维的制造技术，其特征在于：在常规熔融纺丝机上纺丝，螺杆挤出机上各区的加热温度范围为180-260℃；聚丙烯树脂组合物在螺杆挤出机中加热熔融并被挤出，熔体经过计量泵后从喷丝板挤出。熔体挤出后以100-1000m/min的速度卷绕，得到卷绕丝；卷绕丝再进行牵伸，第一步常温预牵伸，牵伸倍数为1.05-1.2倍；然后在90-140℃牵伸，牵伸的倍数为4-10倍；纤维在100-120℃热定型和在90-110℃回缩，制得成品丝。
3.根据权利要求1和2所述的高强度聚丙烯纤维及其制造技术。其特征在于所用的聚丙烯树脂组合物的熔体流动指数为5-50g/10min，较佳为8-40g/10min。
4.根据权利要求1和2所述的高强度聚丙烯纤维及其制造技术。其特征在于卷绕丝的纺丝速度为100-1000m/min，较好为200-700m/min；纺丝温度为200-260℃。
5.根据权利要求1和4所述的高强度聚丙烯纤维的制造技术，其特征在于使用两道牵伸，一道热定型的工艺。
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