聚丙烯纖維

聚丙烯纖維，中國稱丙綸，以等規聚丙烯為原料紡絲製得的合成纖維，是化學纖維中最輕的品種；強度為35～62cN/dtex；耐磨性僅次於聚醯胺纖維；耐腐蝕性良好，尤其是對無機酸、鹼穩定性很好；不發霉、不腐爛、不怕蟲蛀等，但染色較困難。可採用染料或顏料熔體著色、色母粒或注射染色等紡成有色絲；也有在聚合時加入添加劑進行共聚或接枝共聚，使聚合體大分子上引入能與染料相結合的極性基團，再按常規法染色。聚丙烯纖維還有耐光性差、靜電大、耐燃性差等缺點，可採用加入各種添加劑的方法加以改善。

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，可用於生產服裝與裝飾和部分產業用長絲製品。聚丙烯細旦長纖維光澤好、手感柔軟、懸垂性良好、密度小，適用於針織行業，與棉、黏膠絲、真絲、氨綸等交織成棉蓋丙、絲蓋丙等產品時，是製作高檔運動服、T恤等的理想材料。

聚丙烯短纖維的生產工藝大部分採用多孔、低速、連續化工藝，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。衛生產品用纖維的粗細為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，取決於纖維的用途。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擠壓紡絲、拉伸、鋪網、粘合成形製成。它具有流程短、成本低、生產率高、產品性能優良、用途廣泛等特點。聚丙烯無紡布廣泛應用於生產、生活的各個領域(如一次性醫療衛生用品、一次防污服、農業用布、傢具用布、製鞋業的襯裡等)。

熔噴無紡布技術生產的纖維很細(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用特性是用其他單獨工藝生產的無紡布難以具備的。熔噴無紡布廣泛用於醫療衛生、保暖材料、過濾材料等領域。

早期，丙烯聚合只能得到低聚合度的紙化產物，屬於非結晶性化合物，無實用價值。1954年，Ziegler和Natta發明了Ziergler-Natta催化劑並製成結晶性聚丙烯，具有較高的立構規整性，稱為全同立構聚丙烯或等規聚丙烯。這一研究成果在聚合領域中開拓了新的方向，給聚丙烯大規模的工業化生產和在塑料製品以及纖維生產等方面的廣泛應用奠定了基礎。

1957年，由義大利的Montecatini公司首先實現了聚丙烯的工業化生產。1958-1960年，該公司又將聚丙烯用於纖維生產，開發商品名為Meraklon的聚丙烯纖維，以後美國和加拿大也相繼開始生產。

1964年後，又開發了捆紮用的聚丙烯膜裂纖維，並由薄膜原纖化製成紡織用纖維及地毯用紗等產品。

20世紀70年代，短程紡工藝與設備改進了聚丙烯纖維生產工藝。同期，膨體連續長絲開始用於地毯行業。目前，全球90%的地毯底布和25%的地毯面紗由聚丙烯纖維製得。

1980年以後，隨著聚丙烯和製造聚丙烯纖維新技術的發展，特別是茂金屬催化劑的發明使得聚丙烯樹脂的品質得到了明顯的改善。由於提高了其立構規整性（等規度可達99.5%），從而大大提高了聚丙烯纖維的內在質量。80年代中期，聚丙烯細特纖維替代了部分棉纖維，用於紡織面料及非織造布。加上一步法BCF紡絲機、空氣變形機與複合紡絲機的發展以及非織造布的出現和迅速發展，聚丙烯纖維在裝飾和產業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也相當活躍，差別化纖維生產技術的普及和完善，大大擴大了聚丙烯纖維的應用領域。

性能特點性能（1）質輕

聚丙烯纖維的密度為0.90-0.92 g/cm，在所有化學纖維中是最輕的，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、濕態下相同），是製造漁網、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；丙綸的尺寸穩定性差，易起球和變形，抗微生物，不蛀；耐化學藥品性優於一般纖維。

（3）具有電絕緣性和保暖性

聚丙烯纖維電阻率很高（7×10Ω.cm），導熱係數小，與其他化學纖維相比，丙綸的電絕緣性和保暖性最好，但加工時易產生靜電。

（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纖維中是最差的，幾乎不吸濕，其回潮率小於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。製成服裝后，服裝的舒適性較好，尤其是超細丙綸纖維，由於表面積增大，能更快地傳遞汗水，使皮膚保持舒適感。由於纖維不吸濕且縮水率小，丙綸織物具有易洗快乾的特點。

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，有色丙綸多數是採用紡前著色生產的。可採用原液著色、纖維改性，在熔融紡絲前摻混燃料絡合劑。

性能指標

將聚丙烯樹脂加入立式或卧式螺桿擠出機加熱熔融，通過計量泵由噴絲頭擠出，在空氣中冷卻成纖。工業上還採用膜裂成纖（見化學纖維紡絲）法製得割裂和膜裂纖維。聚丙烯纖維熔體紡絲的特點是：

①一般用單頭等螺距螺桿擠壓機，為適應成纖聚丙烯熔體粘度高、流動性差的特點，螺桿壓縮比要大，最小為2.8，計量段儘可能短，螺桿長徑比範圍為20～26。

②由於分子量大，紡絲時熔體溫度一般比熔點高出100～130℃，也可採用加分子量調節劑等方法以降低紡絲溫度。

③冷卻成型過程中結晶速度較快，冷卻溫度宜稍低。

聚丙烯纖維紡絲現已採用短程紡或緊縮紡，即熔體出噴絲頭后冷卻過程距離很短，甬道可在1m以下。例如年產1kt的短纖生產線，從紡絲、拉伸、定型、捲曲到切斷等工序，可安置在高8m、長30m的廠房內，投資少，效率高，成本降低。

丙綸的主要生產國家有：美國、義大利、日本、德國、英國、法國、獨聯體國家、中國等。

（1）產業用途

聚丙烯纖維具有強度高、韌性好、耐化學品性和抗微生物性好及價格低等優點，因此廣泛用於繩索、漁網、安全帶、箱包帶、安全網、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業領域。

利用聚丙烯纖維強度高、耐酸、耐鹼、抗微生物、乾濕強力一樣等優良特性製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，並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，採用機織丙綸土工布可以穩定斜坡，減少斜坡的坍塌，縮短建築工期，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複合土工布。聚丙烯纖維可作為混凝土、灰泥等的填充材料，提高混凝土的抗衝擊性、防水隔熱性。

隨著化工、環保、新能源產業的迅猛發展，作為過濾材料，聚丙烯纖維有著很好的使用前景，新技術使聚丙烯纖維過濾效率高、強度高、質輕、對化學藥品穩定性好，濾物剝離性好。因此，在製藥、化工、環保、電池等行業作為親水隔膜、離子交換隔膜等功能性產品，有著良好的發展勢頭，是提升聚丙烯纖維附加值的新型高科技產品。

（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，特別適於製造裝飾織物。用聚丙烯纖維製成的地毯、沙發布和貼牆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、回彈性好等優點。

裝飾和日用領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

由於聚丙烯纖維熔點低，易折皺，不易染色，因此聚丙烯纖維在服裝領域的應用曾受到限制。隨著紡絲技術的進步及改性產品的開發，其在服裝領域的應用日漸廣泛，服裝用產品將是丙綸發展的希望。

聚丙烯纖維可製成針織品，如內衣、襪類等；可製成長毛絨產品，如鞋襯、大衣襯、兒童大衣等；可與其他纖維混紡用於製作兒童服裝、工作衣、內衣、起絨織物及絨線等。例如細特、超細特聚丙烯紡絲技術的開發，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，穿著舒適，透氣、導濕效果好，貼身穿著可以保持皮膚乾燥，夏季無濕悶感，冬季無濕冷感，用其製作的服裝比純棉服裝輕2/5，保暖性勝似羊毛，是製作運動服、登山服、軍用防寒服和內衣的上選材料。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製造的。美國以細特聚丙烯長絲作原料，加工軍用防寒起絨針織內衣，被美國國防部選定為標準軍需裝備。

（4）非織造布及醫療衛生用聚丙烯纖維

聚丙烯纖維的非織造布可用於一次性衛生用品，如衛生巾、手術衣、帽子、口罩、床上用品、尿片面料等。婦女用衛生巾、一次性嬰兒和成人尿布目前已成為人們日常消費的普通產品。另外，通過化學或物理改性后的聚丙烯纖維，可以具備交換、蓄熱、導電、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、手術線和吸液紗布等多種醫療領域的重要材料。勞保服裝、一次性口罩、帽子、手術服、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製造的。

聚丙烯纖維製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枕型梯式向著桶型、柱型等多元化發展。由於其密度低、重量輕、隨形、易儲藏，甚至代替了部分小型集裝箱。該類產品的需求量很大。聚丙烯非織造布在包裝領域的使用也很多，如熔噴法製造的聚丙烯非織造布可用於茶葉袋、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毯子。拉絨毯一般用低捻度的聚丙烯纖維製造。這種毯子具有隔熱、抗蟲蛀、易洗滌、低收縮和重量輕等性能，既適於家用，也適于軍用。

把聚乙烯薄膜或增塑聚氯乙烯等，用熔融塗層技術塗到聚丙烯纖維織物上，可製作防護布、防風布和礦井排氣管。用瀝青或焦油作塗層的聚丙烯纖維織物可作池塘的襯底，其他塗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用。美國比爾特瑞特公司用聚丙烯扁絲通過起圈而製成一種“單一草坪”。美國孟山都公司也用聚丙烯纖維製作了絨面人造草坪（稱為化學草）。這些人造草坪已被用在公路的中心廣場、交通站和其他風景區。聚丙烯纖維的抗日晒性能較低，因此製作中要加入紫外線吸收劑。

聚丙烯纖維耐酸、耐鹼性能優良，抗張強度好，用其製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，實現了價廉物美。用其製作鞋子襯裡布或運動鞋面，結實耐用，質輕，防潮，透氣，沒有汗臭。

聚丙烯纖維具有許多優良的性能，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，開發新品種已成為聚丙烯纖維發展的主要方向。

（1）可染聚丙烯纖維

聚丙烯纖維分子中無親燃料基團，分子聚集結構緊密，常規聚丙烯纖維一般難染。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應用於聚丙烯纖維，已成為人們關注的問題。目前，已開發出多種可染聚丙烯纖維技術，這些技術大體可分為兩類：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構，使含有親燃料基團的聚合物混到聚丙烯纖維內，使纖維內形成一些具有高界面能的亞微觀不連續點，使燃料能夠順利滲透到纖維中去並與親燃料基團結合。

（2）工業用丙綸長絲及高強聚丙烯纖維

工業用丙綸長絲及高強丙綸是指用於服裝以外的所有聚丙烯長絲。其生產工藝和用途與服裝用纖維有明顯區別。通過選用高分子、高等規度的聚丙烯原料，從提高大分子鏈伸展程度和結晶度著手，合理控制紡絲、拉伸、熱處理工藝過程，可獲得工業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，因此主要用於地毯、非織造布、裝飾布和產業用布等方面，服裝用數量很小。隨著新型催化劑和可控流變性能樹脂製造技術的發展，細特、超細特聚丙烯纖維得到迅速發展，也為其服裝領域的應用打下了基礎。

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，並且有芯吸效應及疏水、導濕性，是製作內衣及運動服的理想材料。

（4）阻燃聚丙烯纖維

由聚丙烯纖維製成的織物易燃燒，並伴有燃燒滴熔現象，這一點限制了它的使用範圍。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製備。

聚丙烯主要通過利用鹵素阻燃劑和三氧化二銻等協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，經過共混製造阻燃母粒，然後與常規聚丙烯切片纖維熔融紡絲成形，製備具有阻燃性的聚丙烯纖維。磷—溴協效阻燃體系用於聚丙烯纖維的阻燃具有良好的阻燃效果，環境污染小，而磷—氮協效阻燃體系用於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良保健理療功能、熱效應功能和排濕透氣、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，並在吸收自然界光和熱后發射回人體最需要的4~14μm波長的遠紅外線。這種遠紅外線具有輻射、滲透和共振吸收特徵，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的保健作用。