[发明专利]细旦和超细旦聚丙烯纤维的制造方法

说明书

本发明是属于聚丙烯纤维的制造方法。

本发明是关于细旦聚丙烯纤维和超细旦聚丙烯纤维的制造技术。

通常，单丝纤度为1旦左右的化学纤维叫细旦纤维而单丝纤度为0.5旦左右的化学纤维称为超细旦纤维。这类纤维可织成手感柔软、穿着舒适的高档纺织物，有很高的经济价值。因而，细旦纤维和超细旦纤维制造技术的开发是近年来各国都重视的高新技术。

细旦纤维和超细旦纤维的直径比常规化学纤维（单丝纤度一般为3-6旦左右）细得多，制造这类化学纤维的技术难度相当大-需要选用恰当的纺丝原料和助剂，还需要合理选择纺丝的技术方案和严格控制纺丝、牵伸等各项生产工艺过程。近年来，聚酯纤维和聚酰胺纤维等化纤大品种的细旦纤维制造技术已开发成功，各国已有许多商品牌号细旦聚酯和细旦聚酰胺纤维出售。可是细旦聚丙烯纤维的制造技术还正在陆续开发之中。从近些年来公开的专利报道可以看出，各国开发细旦丙纶的技术路线和产品的规格各不相同，其共同的特点是，都采用熔体流动指数相当高的聚丙烯树脂作为纺丝的专用料。一些专利声称纺细旦丝专用树脂的熔体流动指数需高达300-500（按照ASTM    D-1238方法测定，230℃，2.16kg）。一些专利说可将这类规格特殊的化学降解聚丙烯树脂以相当高的纺丝速度纺成细旦纤维，而另一些专利则说，熔体流动指数很高的聚丙烯树脂能纺制成纤维直径更细的无纺布（肋田等，JK，1984，59-94610;乾泽等，JK，1985，60-17111;池田等，JK，1988，63-6107;宍仓等，JK，1988，63-256714）。从国外近年来推出的纤维级聚丙烯树脂新牌号的趋势和上述的一些专利报道看来，许多人认为，制造细旦和超细旦聚丙烯纤维要求其原料树脂有良好的熔体流动性、较低的分子量和窄的分子量分布（Mw/Mn＜4）。此外，也还有个别专利说，将不同分子量的聚丙烯按一定比例混合可用于制造聚丙烯纤维（R.L.Hudson，1981，USP 4，296，022）。在这些专利报道中关于如何用常规的熔融纺丝和牵伸设备来制造力学性质优良的细旦和超细旦聚丙烯纤维的技术和关于用哪种规格的聚丙烯树脂来纺丝效果最好仍缺乏报道。因此，细旦和超细旦聚丙烯纤维的制造技术需进一步开发。

本发明的目的是开发适用于我国现有的一般熔融纺丝设备的聚丙烯细旦纤维和超细旦纤维的纺丝新工艺和力学性能优良的细旦和超细旦聚丙烯纤维。大量纺丝实验的结果表明，许多商品聚丙烯树脂或因其杂质含量较多，熔体流动性差，或因其分子量、分子量分布、等规度等方面的问题，都不能满足“稳定地纺出细旦卷绕丝和顺利地把它牵伸成为力学性能优良的成品纤维”这两个基本要求。一般说来，用聚合级的等规聚丙烯树脂来纺聚丙烯细旦纤维，其可纺性较差。即使是用载体型高效催化剂制得的分子量分布相当窄的（Mw/Mn约为4-4.5左右）、分子量较小的（16-17万左右）、熔体流动性也相当好的纤维级树脂来纺丝，也难于顺利地纺成优质细旦聚丙烯纤维，因为如果把这类树脂的纺丝温度控制在聚丙烯发生降解的温度以下（纺丝温度需控制在270-280℃以下），则纺出的卷绕丝很难牵伸，无法制成力学性能优良的细旦纤维，而如果把纺丝温度升高到270-280℃以上，则聚丙烯在纺丝过程中迅速降解，难于控制细旦聚丙烯纤维纺丝过程的均匀性和长期稳定性。

近几十年，将不同性状的高分子进行共混改性以制成各种高分子新材料的研究虽已取得很大进展，可是将不同规格的同一种高分子进行共混改性来开发高分子新材料的做法似乎还没有引起足够的重视。将不同规格的聚丙烯进行共混能否改进聚丙烯纤维的纺丝性能和使用性能至今仍未有统一的认识。