聚氯乙烯纖維

聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)纖維是由聚氯乙烯樹脂紡制的纖維，我國簡稱氯綸。早在1913年克拉特(F.Klatte)用熱塑擠壓法製得第一批PVC纖維，但此工藝以後並未應用。1930年德國I．G公司的休伯特(E.Hubert)和帕博斯特(Pabst)、內希特(Necht)把PVC溶於環己酮中，進而在含30%醋酸的水溶液中用濕法紡絲製得了服用的聚氯乙烯纖維，隨後，正式以商品名皮斯發森(Pece Fasern)開始生產。在當時的技術條件下，這種生產方法的難度較大，故發展很慢、到20世紀50年代初PVC纖維才作為一種工業產品出現。

聚氯乙烯纖維具有原料來源廣泛、價格便宜、熱塑性好、彈性好、抗化學藥品性好、電絕緣性能好、耐磨、成本低並有較高的強度等優點，特別是纖維阻燃性好，難燃自熄，限氧指數LOI高達37.1%。但由於聚氯乙烯纖維耐熱性差，對有機溶劑的穩定性和染色性差，從而影響其生產發展，與其他合成纖維相比，一直處於落後狀態。近年來，出現了所謂第二代聚氯乙烯纖維，其耐熱性比傳統的聚氯乙烯纖維有很大提高。同時隨著生活水平的提高，人們的安全意識越來越強，對於床上用品、兒童及老人睡衣、室內裝飾織物、消防用品、飛機、汽車、輪船內倉用品等，很多國家都提出了阻燃要求。聚氯乙烯纖維作為阻燃纖維材料通過原料與生產技術的改進與提高，將廣泛應用於消防、軍隊、宇航、冶金、石化等特種行業。

聚氯乙烯纖維較硬，強度在合成纖維中是較低的，與棉相似。

聚氯乙烯耐熱性較差，當溫度達到65～70℃時即發生明顯的熱收縮。沒有明顯的熔點，其粘流化溫度約為170～220℃，而分解溫度為150～155℃，在該溫度下會有少量HCl放出，促使其進一步分解，故必須加入鹼性的穩定劑中和HCl而抑制其自催化的裂解反應。因而聚氯乙烯不僅不能採用熔體紡絲法紡絲，即使採用溫度較低的熱塑擠壓法紡絲，也必須加入適當的熱穩定劑。

聚氯乙烯是無定形聚合物，有少量微晶存在，聚氯乙烯的密度約為1.39～1.419/cm。聚氯乙烯纖維導熱性小，具有良好的保暖性，其保暖性比棉、羊毛好。聚氯乙烯大分子結構中具有不對稱因素，所以具有很強的偶極矩，這就使聚氯乙烯纖維具有一定的靜電性，吸塵性好。聚氯乙烯不吸水，很難在一般的溶劑中溶解。濕法紡絲所用的溶劑有：二氯乙烷、四氯乙烷、氯苯、環己酮、四氫呋喃、二甲基甲醯胺、環氧丙烷以及環氧氯丙烷等。

聚氯乙烯纖維的獨特性能，也就是其優點，就在於其難燃性。在高溫下，聚氯乙烯分解出大量的不燃性HCl氣體，一方面帶走大量的熱量，另一方面隔絕空氣，使火焰熄滅。聚氯乙烯纖維的極限氧指數LOI高達37.1%，在明火中發生收縮並炭化，離開火源便自行熄滅，其產品特別適用於易燃場所。

聚氯乙烯纖維對無機試劑的穩定性好，室溫下在大多數無機酸、鹼、氧化劑和還原劑中，纖維強度幾乎沒有損失或很少降低。聚氯乙烯易發生光老化，當其長時間受到光照時，大分子會發生氧化裂解。

聚氯乙烯纖維的主要缺點是耐熱性差，只適宜於40～50℃以下使用，65～70℃即軟化，併產生明顯的收縮。其次是耐有機溶劑性差和染色性差，雖不能被多數有機溶劑溶解，但能使其溶脹，一般常用的染料很難使聚氯乙烯纖維上色，所以生產中多數採用原液著色。

氯綸的生產工藝有濕法紡絲和干法紡絲兩種，產品均為短纖維。所用溶劑(或捏和劑)是丙酮，工藝流程如下：

1．濕法紡絲工藝流程

聚氯乙烯→捏和(溶脹)→溶解→過濾→調溫→紡絲→集束→水洗→拉伸→上油→乾燥(熱定型)→捲曲→切斷→短纖維。

2．干法紡絲工藝流程

聚氯乙烯→捏和(溶脹)→溶解→過濾→調溫→紡絲→集束→拉伸→熱定型→上油→切斷→乾燥→短纖維。

聚氯乙烯濕法紡絲所用凝固浴為丙酮水溶液，浴中丙酮含量控制在20%～22%，浴溫保持在35℃左右，紡絲速度一般取16～20m/min，絲條在凝固浴中的停留時間10～12s。得到的初生纖維經水洗后再進行拉伸。

聚氯乙烯干法紡絲時的套筒溫度取80～120℃，卷取速度100～200m/min。套筒長度可為3.5～6m。卷取速度越高，套筒長度應越長。藉助於熱空氣流使丙酮揮發而使原液細流凝固成纖維。紡絲套筒中的熱空氣被引出後進行冷凝或用活性炭吸附以回收丙酮。為了保證生產安全，套筒內空氣中的丙酮含量不得接近丙酮的爆炸極限(2.15%～13%，丙酮的體積分數)。

聚氯乙烯纖維的產品有長絲、短纖維以及鬃絲等，以短纖維和鬃絲為主。

在民用方面，主要用於製作各種針織內衣、毛線、氈子和家用裝飾織物等由聚氯乙烯纖維製作的針織內衣、毛衣、毛褲等，不僅保暖性好，而且具有阻燃性，另外由於靜電作用，對關節炎有一定的輔助療效。

在工業應用方面，聚氯乙烯纖維可用於製作各種在常溫下使用的濾布、工作罩、絕緣布，覆蓋材料等。另外，用聚氯乙烯纖維製作的防塵口罩，閃其靜電效應，吸塵性特別好聚氯乙烯鬃絲主要用於編織窗紗、篩網、繩索等。另外，日本帝人公司研究人員發現，聚氯乙烯纖維與人體摩擦後會產生大量負離子，他們正試圖利用這一特性開發保健產品。