聚丙烯纖維性能特點

(1)質(zhì)輕

聚丙烯纖維的密度為0.90-0.92 g/cm，在所有化學(xué)纖維中是最輕的，比錦綸輕20%，比滌綸輕30%，比粘膠纖維輕40%，因此很適合做冬季服裝的絮填料或滑雪服、登山服等的面料。

(2)強度高、彈性好、耐磨、耐腐蝕

丙綸強度高(干態(tài)、濕態(tài)下相同)，是制造漁網(wǎng)、纜繩的理想材料;耐磨性和回彈性好，強度與滌綸和錦綸相似，回彈率可與錦綸、羊毛相媲美，比滌倫、粘膠纖維大得多;丙綸的尺寸穩(wěn)定性差，易起球和變形，抗微生物，不蛀;耐化學(xué)藥品性優(yōu)于一般纖維。

(3)具有電絕緣性和保暖性

聚丙烯纖維電阻率很高(7×10Ω.cm)，導(dǎo)熱系數(shù)小，與其他化學(xué)纖維相比，丙綸的電絕緣性和保暖性最好，但加工時易產(chǎn)生靜電。

(4)耐熱及耐老化性能差

聚丙烯纖維的熔點低(165~173℃)，對光和熱的穩(wěn)定性差，所以，丙綸的耐熱性、耐老化性差，不耐熨燙。但可以通過在紡絲時加入防老化劑來提高其抗老化性能。

(5)吸濕性及染色性差

聚丙烯纖維的吸濕性和染色性在化學(xué)纖維中是最差的，幾乎不吸濕，其回潮率小于0.03%。細旦丙綸具有較強的芯吸作用，水汽可以通過纖維中的毛細管來排除。制成服裝后，服裝的舒適性較好，尤其是超細丙綸纖維，由于表面積增大，能更快地傳遞汗水，使皮膚保持舒適感。由于纖維不吸濕且縮水率小，丙綸織物具有易洗快干的特點。

丙綸的染色性較差，顏色淡，染色牢度差。普通燃料均不能使其染色，有色丙綸多數(shù)是采用紡前著色生產(chǎn)的?？刹捎迷褐?、纖維改性，在熔融紡絲前摻混燃料絡(luò)合劑。

早期，丙烯聚合只能得到低聚合度的紙化產(chǎn)物，屬于非結(jié)晶性化合物，無實用價值。1954年，Ziegler和Natta發(fā)明了Ziergler-Natta催化劑并制成結(jié)晶性聚丙烯，具有較高的立構(gòu)規(guī)整性，稱為全同立構(gòu)聚丙烯或等規(guī)聚丙烯。這一研究成果在聚合領(lǐng)域中開拓了新的方向，給聚丙烯大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)和在塑料制品以及纖維生產(chǎn)等方面的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

1957年，由意大利的Montecatini公司首先實現(xiàn)了聚丙烯的工業(yè)化生產(chǎn)。1958-1960年，該公司又將聚丙烯用于纖維生產(chǎn)，開發(fā)商品名為Meraklon的聚丙烯纖維，以后美國和加拿大也相繼開始生產(chǎn)。

1964年后，又開發(fā)了捆扎用的聚丙烯膜裂纖維，并由薄膜原纖化制成紡織用纖維及地毯用紗等產(chǎn)品。

20世紀70年代，短程紡工藝與設(shè)備改進了聚丙烯纖維生產(chǎn)工藝。同期，膨體連續(xù)長絲開始用于地毯行業(yè)。目前，全球90%的地毯底布和25%的地毯面紗由聚丙烯纖維制得。

1980年以后，隨著聚丙烯和制造聚丙烯纖維新技術(shù)的發(fā)展，特別是茂金屬催化劑的發(fā)明使得聚丙烯樹脂的品質(zhì)得到了明顯的改善。由于提高了其立構(gòu)規(guī)整性(等規(guī)度可達99.5%)，從而大大提高了聚丙烯纖維的內(nèi)在質(zhì)量。80年代中期，聚丙烯細特纖維替代了部分棉纖維，用于紡織面料及非織造布。加上一步法BCF紡絲機、空氣變形機與復(fù)合紡絲機的發(fā)展以及非織造布的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，聚丙烯纖維在裝飾和產(chǎn)業(yè)用方面的用途進一步拓寬。另外，世界各國對聚丙烯纖維的研究與開發(fā)也相當(dāng)活躍，差別化纖維生產(chǎn)技術(shù)的普及和完善，大大擴大了聚丙烯纖維的應(yīng)用領(lǐng)域。

聚丙烯纖維可分為長纖維、短纖維、紡黏無紡布、熔噴無紡布等。

聚丙烯長纖維可分為普通長纖維和細旦長纖維(單絲纖度≤2.2 dtex，可用于生產(chǎn)服裝與裝飾和部分產(chǎn)業(yè)用長絲制品。聚丙烯細旦長纖維光澤好、手感柔軟、懸垂性良好、密度小，適用于針織行業(yè)，與棉、黏膠絲、真絲、氨綸等交織成棉蓋丙、絲蓋丙等產(chǎn)品時，是制作高檔運動服、T恤等的理想材料。

聚丙烯短纖維的生產(chǎn)工藝大部分采用多孔、低速、連續(xù)化工藝，即短紡工藝。聚丙烯短纖維與棉花混紡，可做成丙棉細布、床單，即纖維與黏膠混紡可做毛毯，聚丙烯純紡和混紡毛線，聚丙烯毛毯、地毯，聚丙烯棉絮煙用濾咀。衛(wèi)生產(chǎn)品用纖維的粗細為1.5-2.5dtex，而地上織物用纖維的粗細為5-10 dtex。纖維長短為1.5-200.0 mm，取決于纖維的用途。用作混凝土的短纖維長度為1.5-200.0 mm，用作尿布的長度一般為40.0 mm，用作地上織物的長度為60.0 mm。

紡黏無紡布，亦稱長絲無紡布，是聚丙烯原料熔融后經(jīng)擠壓紡絲、拉伸、鋪網(wǎng)、粘合成形制成。它具有流程短、成本低、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品性能優(yōu)良、用途廣泛等特點。聚丙烯無紡布廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域(如一次性醫(yī)療衛(wèi)生用品、一次防污服、農(nóng)業(yè)用布、家具用布、制鞋業(yè)的襯里等)。

熔噴無紡布技術(shù)生產(chǎn)的纖維很細(可至0.25μm)，熔噴布具有較大的比表面積、孔隙小而孔隙率大，故其過濾性、屏蔽性和吸油性等應(yīng)用特性是用其他單獨工藝生產(chǎn)的無紡布難以具備的。熔噴無紡布廣泛用于醫(yī)療衛(wèi)生、保暖材料、過濾材料等領(lǐng)域。

(1)產(chǎn)業(yè)用途

聚丙烯纖維具有強度高、韌性好、耐化學(xué)品性和抗微生物性好及價格低等優(yōu)點，因此廣泛用于繩索、漁網(wǎng)、安全帶、箱包帶、安全網(wǎng)、縫紉線、電纜包皮、土工布、過濾布、造紙用氈和紙的增強材料等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

利用聚丙烯纖維強度高、耐酸、耐堿、抗微生物、干濕強力一樣等優(yōu)良特性制造的聚丙烯機織土工布，能對建造在軟土地基上的土建工程(如堤壩、水庫、高速公路、鐵路等)起到加固作用，并使承載負荷均勻分配在土工布上，使路基沉降均勻，減少地面龜裂。建造斜坡時，采用機織丙綸土工布可以穩(wěn)定斜坡，減少斜坡的坍塌，縮短建筑工期，延長斜坡的使用壽命。在承載較大負載時，可使用機織土工布和非織造布為基體的復(fù)合土工布。聚丙烯纖維可作為混凝土、灰泥等的填充材料，提高混凝土的抗沖擊性、防水隔熱性。

隨著化工、環(huán)保、新能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，作為過濾材料，聚丙烯纖維有著很好的使用前景，新技術(shù)使聚丙烯纖維過濾效率高、強度高、質(zhì)輕、對化學(xué)藥品穩(wěn)定性好，濾物剝離性好。因此，在制藥、化工、環(huán)保、電池等行業(yè)作為親水隔膜、離子交換隔膜等功能性產(chǎn)品，有著良好的發(fā)展勢頭，是提升聚丙烯纖維附加值的新型高科技產(chǎn)品。

(2)裝飾用途

聚丙烯纖維密度小(僅為聚酯纖維的65%)、重量輕、覆蓋力強、耐磨性好、抗微生物、抗蟲蛀、易清洗，特別適于制造裝飾織物。用聚丙烯纖維制成的地毯、沙發(fā)布和貼墻布等裝飾織物及絮棉等，不僅價格低廉，而且具有抗抗沾污、抗蟲蛀、易洗滌、回彈性好等優(yōu)點。

裝飾和日用領(lǐng)域消費的聚丙烯纖維主要是長絲、中空短纖維和紡粘法非織造布，產(chǎn)品主要是汽車和家庭用裝飾材料、絮片、玩具等。

(3)服裝用途

由于聚丙烯纖維熔點低，易折皺，不易染色，因此聚丙烯纖維在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用曾受到限制。隨著紡絲技術(shù)的進步及改性產(chǎn)品的開發(fā)，其在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用日漸廣泛，服裝用產(chǎn)品將是丙綸發(fā)展的希望。

聚丙烯纖維可制成針織品，如內(nèi)衣、襪類等;可制成長毛絨產(chǎn)品，如鞋襯、大衣襯、兒童大衣等;可與其他纖維混紡用于制作兒童服裝、工作衣、內(nèi)衣、起絨織物及絨線等。例如細特、超細特聚丙烯紡絲技術(shù)的開發(fā)，克服了普通聚丙烯纖維存在的粗糙、蠟感、吸濕性差等特點。細特聚丙烯纖維具有柔軟、強度高和獨特的芯吸效應(yīng)，穿著舒適，透氣、導(dǎo)濕效果好，貼身穿著可以保持皮膚干燥，夏季無濕悶感，冬季無濕冷感，用其制作的服裝比純棉服裝輕2/5，保暖性勝似羊毛，是制作運動服、登山服、軍用防寒服和內(nèi)衣的上選材料。用細特聚丙烯纖維加工而成的純聚丙烯織物、棉蓋聚丙烯和絲蓋聚丙烯織物已推向市場，Adidas運動服便有超細特聚丙烯纖維與棉織造的雙面織物制造的。美國以細特聚丙烯長絲作原料，加工軍用防寒起絨針織內(nèi)衣，被美國國防部選定為標準軍需裝備。

(4)非織造布及醫(yī)療衛(wèi)生用聚丙烯纖維

聚丙烯纖維的非織造布可用于一次性衛(wèi)生用品，如衛(wèi)生巾、手術(shù)衣、帽子、口罩、床上用品、尿片面料等。婦女用衛(wèi)生巾、一次性嬰兒和成人尿布目前已成為人們?nèi)粘ＯM的普通產(chǎn)品。另外，通過化學(xué)或物理改性后的聚丙烯纖維，可以具備交換、蓄熱、導(dǎo)電、抗菌、消味、紫外線屏蔽、吸附、脫屑、隔離選擇、凝集等多種功能，將成為人工腎臟、人工肺、人工血管、手術(shù)線和吸液紗布等多種醫(yī)療領(lǐng)域的重要材料。勞保服裝、一次性口罩、帽子、手術(shù)服、被單枕套、墊褥材料等都有越來越大的市場。

(5)其他用途

聚丙烯煙用絲束可作為香煙過濾嘴填料。目前，香煙中、低檔品種所用的過濾嘴，有一半以上是用聚丙烯纖維制造的。

聚丙烯纖維制成的編織袋廣泛地替代了黃麻編織成的麻袋，成為糧食、工業(yè)原料、化肥、食品、礦砂和煤炭等最主要的基本包裝材料，其形式也早已由傳統(tǒng)枕型梯式向著桶型、柱型等多元化發(fā)展。由于其密度低、重量輕、隨形、易儲藏，甚至代替了部分小型集裝箱。該類產(chǎn)品的需求量很大。聚丙烯非織造布在包裝領(lǐng)域的使用也很多，如熔噴法制造的聚丙烯非織造布可用于茶葉袋、防蟲劑袋及特殊場合的緩釋包裝等。

聚丙烯纖維也很適合生產(chǎn)毯子。拉絨毯一般用低捻度的聚丙烯纖維制造。這種毯子具有隔熱、抗蟲蛀、易洗滌、低收縮和重量輕等性能，既適于家用，也適于軍用。

把聚乙烯薄膜或增塑聚氯乙烯等，用熔融涂層技術(shù)涂到聚丙烯纖維織物上，可制作防護布、防風(fēng)布和礦井排氣管。用瀝青或焦油作涂層的聚丙烯纖維織物可作池塘的襯底，其他涂層的織物可作保持性蓋布和臨時遮雨布等。

人造草坪是聚丙烯纖維的又一應(yīng)用。美國比爾特瑞特公司用聚丙烯扁絲通過起圈而制成一種"單一草坪"。美國孟山都公司也用聚丙烯纖維制作了絨面人造草坪(稱為化學(xué)草)。這些人造草坪已被用在公路的中心廣場、交通站和其他風(fēng)景區(qū)。聚丙烯纖維的抗日曬性能較低，因此制作中要加入紫外線吸收劑。

聚丙烯纖維耐酸、耐堿性能優(yōu)良，抗張強度好，用其制作的帆布重量比普通帆布輕1/3，不僅搬運輕便，而且降低了成本，延長了使用壽命，實現(xiàn)了價廉物美。用其制作鞋子襯里布或運動鞋面，結(jié)實耐用，質(zhì)輕，防潮，透氣，沒有汗臭。

聚丙烯纖維具有許多優(yōu)良的性能，但也有蠟感強、手感偏硬、難染色、易積聚靜電等缺點。因此對其進行改性，開發(fā)新品種已成為聚丙烯纖維發(fā)展的主要方向。

(1)可染聚丙烯纖維

聚丙烯纖維分子中無親燃料基團，分子聚集結(jié)構(gòu)緊密，常規(guī)聚丙烯纖維一般難染。目前市售聚丙烯纖維大都是通過紡前著色而獲得顏色，但色譜不全，不能印花，限制了織物品種的多樣化。因此，如何將通常的染色技術(shù)應(yīng)用于聚丙烯纖維，已成為人們關(guān)注的問題。目前，已開發(fā)出多種可染聚丙烯纖維技術(shù)，這些技術(shù)大體可分為兩類:一是通過接枝共聚將含有親燃料基團的聚合物或單體接枝到聚丙烯分子鏈上，使之具有可染性;二是通過共混紡絲破壞和降低聚丙烯大分子間的緊密聚集結(jié)構(gòu)，使含有親燃料基團的聚合物混到聚丙烯纖維內(nèi)，使纖維內(nèi)形成一些具有高界面能的亞微觀不連續(xù)點，使燃料能夠順利滲透到纖維中去并與親燃料基團結(jié)合。

(2)工業(yè)用丙綸長絲及高強聚丙烯纖維

工業(yè)用丙綸長絲及高強丙綸是指用于服裝以外的所有聚丙烯長絲。其生產(chǎn)工藝和用途與服裝用纖維有明顯區(qū)別。通過選用高分子、高等規(guī)度的聚丙烯原料，從提高大分子鏈伸展程度和結(jié)晶度著手，合理控制紡絲、拉伸、熱處理工藝過程，可獲得工業(yè)用丙綸長絲或高強聚丙烯纖維。其線密度、模量、強力要求高，斷裂伸長率和伸縮率的要求一般都較低。

(3)細特及超細特聚丙烯纖維

普通聚丙烯纖維手感較硬，有蠟狀感，因此主要用于地毯、非織造布、裝飾布和產(chǎn)業(yè)用布等方面，服裝用數(shù)量很小。隨著新型催化劑和可控流變性能樹脂制造技術(shù)的發(fā)展，細特、超細特聚丙烯纖維得到迅速發(fā)展，也為其服裝領(lǐng)域的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

用細特聚丙烯長絲作為服裝用材料具有密度小、靜電小、保暖、手感好及有特殊光澤、酷似真絲等特點，并且有芯吸效應(yīng)及疏水、導(dǎo)濕性，是制作內(nèi)衣及運動服的理想材料。

(4)阻燃聚丙烯纖維

由聚丙烯纖維制成的織物易燃燒，并伴有燃燒滴熔現(xiàn)象，這一點限制了它的使用范圍。聚丙烯纖維的阻燃改性主要是通過添加改性和阻燃后整理的方法制備。

聚丙烯主要通過利用鹵素阻燃劑和三氧化二銻等協(xié)效劑共同作用來獲得阻燃效果，通常首先在聚丙烯切片中添加高濃度的阻燃劑及其它助劑，經(jīng)過共混制造阻燃母粒，然后與常規(guī)聚丙烯切片纖維熔融紡絲成形，制備具有阻燃性的聚丙烯纖維。磷-溴協(xié)效阻燃體系用于聚丙烯纖維的阻燃具有良好的阻燃效果，環(huán)境污染小，而磷-氮協(xié)效阻燃體系用于聚丙烯纖維具有更好的阻燃效果，但是在聚丙烯纖維中的應(yīng)用條件相對較高。

(5)遠紅外聚丙烯纖維

遠紅外聚丙烯纖維是一種具有優(yōu)良保健理療功能、熱效應(yīng)功能和排濕透氣、抑菌功能的新型紡織材料。它含有特殊的陶瓷成分，這種成分能吸收人體釋放出來的輻射熱，并在吸收自然界光和熱后發(fā)射回人體最需要的4~14μm波長的遠紅外線。這種遠紅外線具有輻射、滲透和共振吸收特征，易被人體皮膚吸收，活化組織細胞，促進新陳代謝，讓人體達到保濕及促進血液循環(huán)的保健作用。

1.3.1聚丙烯纖維與水泥基體想復(fù)合的主要目的在于克服水泥基體的弱點，聚丙烯纖維在復(fù)合材料中主要其著一下幾個方面的作用。

Ⅰ. 阻裂作用 聚丙烯纖維可阻止水泥基體中微裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展。

Ⅱ. 增強作用 水泥基體不僅抗拉強度低，而且因存在內(nèi)部缺陷而往往難于保證，加入聚丙烯纖維可使其抗拉強度有成風(fēng)的保證。

Ⅲ. 增韌作用 在荷載作用下，及時水泥基體發(fā)生開裂，聚丙烯纖維可橫跨裂縫承受拉應(yīng)力并可使用復(fù)合材料具有一定的延性，這也意味著復(fù)合材料可具有一定的韌性。

1.3.2 在纖維增強水泥基體中，纖維能否同時起到以上三個方面的作用，或只起到其中兩方面或者單一作用，就纖維本身而論，主要取決于一下五個因素。

Ⅰ. 纖維品種

Ⅱ. 纖維長度與長徑比

Ⅲ. 纖維的提及率

Ⅳ. 纖維取向

Ⅴ. 纖維外形與表面狀況

若以上5個因素能夠達到國家體系標準，則表明著聚丙烯纖維在混凝土中其到的抗裂作用都能過同時發(fā)生。