一种丙纶纺丝油剂的制备方法

一种丙纶纺丝油剂的制备方法毕业论文学校：承德石油高等专科学校专业：石油化工生产技术姓名：张宇姜国辉指导老师：杨夕强【目录】：摘要[关键词]：丙纶纺丝油剂高抱合力亲水第一章前言摘要：介绍了丙纶纺丝油剂的要求以及国内丙纶纺丝油剂的研究状况，对油剂单体表面活性剂的选择油剂的配制、油剂的质量测试分析油剂配方设计以及油剂使用过程中应注意的一些问题进行了阐述。abstractAbstract:Introducedthepolypropylenefiberspinningoilemulsion'srequestaswellasthedomesticpolypropylenefiberspinningoilemulsion'sresearchcondition,somequestionswhichtotheoilemulsionmonomersurfaceactiveagent'schoiceoilemulsion'sconfiguration,intheoilemulsionqualitytestanalysisoilemulsioncompounddesignaswellastheoilemulsionuseprocessshouldpayattentionhascarriedontheelaboration.第一章前言丙纶的英文名是：polypropylenefiber，是用石油精炼的副产物丙烯为原料制得的合成纤维等规聚丙烯纤维的中国商品名，又称聚丙烯纤维。原料来源丰富，生产工艺简单，产品价格相对比其他合成纤维低廉。纤维的物理机械性能特点是：强度高(短纤维为4～6克／旦，长丝为5～8克／旦)，湿强度和干强度基本相同，比重小(0.91)，耐磨损耐腐蚀等。世界聚丙烯纤维年产量1980年已超过100万吨。丙纶的生产包括短纤维、长丝和裂膜纤维等。丙纶膜纤维是将聚丙烯先制成薄膜，然后对薄膜进行拉伸，使它分裂成原纤结成的网状而制得的。丙纶大量用于制造工业用织物、非织造织物等。如地毯、工业滤布、绳索、渔网、建筑增强材料、吸油毯以及装饰布等。在民用方面，丙纶可以纯纺或与羊毛、棉或粘纤等混纺来制作各种衣料。此外，丙纶膜纤维可用作包装材料。丙纶的主要物理和化学性质（一）物理性质1．形态丙纶的纵面平直光滑，截面呈圆形。2．密度丙纶最大的优点是质地轻，其密度仅为0.91g/cm3是常见化学纤维中密度最轻的品种，所以同样重量的丙纶可比其他纤维得到的较高的覆盖面积。3．强伸性丙纶的强度高，伸长大，初始模量较高，弹性优良。所以丙纶耐磨性好。此外，丙纶的湿强基本等于干强，所以它是制作渔网、缆绳的理想材料。4．吸湿性和染色性丙纶的吸湿性很小，几乎不吸湿，一般大气条件下的回潮率接近于零。但它有芯吸作用，能通过织物中的毛细管传递水蒸气，但本身不起任何吸收作用。丙纶的染色性较差，色谱不全，但可以采用原液着色的方法来弥补不足。5．耐酸耐碱性丙纶有较好的耐化学腐蚀性，除了浓硝酸，浓的苛性钠外，丙纶对酸和碱抵抗性能良好，所以适于用作过滤材料和包装材料。6．耐光性等丙纶耐光性较差，热稳定性也较差，易老化，不耐熨烫。但可以通过在纺丝时加入防老华剂，来提高其抗老化性能。此外，丙纶的电绝缘性良好，但加工时易产生静电。（二）化学性质丙纶的品种有长丝（包括未变形长丝和膨体变形长丝）、短纤维、鬃丝、膜裂纤维、中空纤维、异形纤维、各种复合纤维和无纺织布等。主要用途是制作地毯（包括地毯底布和绒面）、装饰布、家具布、各种绳索、条带、渔网、吸油毡、建筑增强材料、包装材料和工业用布，如滤布、袋布等。此外在衣着方面应用也日趋广泛，可与多种纤维混纺制成不同类型的混纺织物，经过针织加工后可以制成衬衣、外衣、运动衣、袜子等。由丙纶中空纤维制成的絮被，质轻、保暖，弹性良好。丙纶在大分子结构上不含有能与染料结合的化学基团，所以染色比较困难。通常采用熔体着色法，将颜料制剂和聚丙烯聚合体在螺杆挤压机中均匀地混和，经过熔纺得到有色纤维色牢度很高。另一种方法是与丙烯酸、丙烯腈、乙烯基吡啶等共聚或接枝共聚，使聚合物大分子上引入能与染料相结合的极性基团，再直接用常规方法染色。在丙纶生产的过程中常需要加入各种添加剂以改进染色性、耐光性和抗燃性。学名聚丙烯纤维，近火焰即熔缩，易燃，离火燃烧缓慢并冒黑烟，火焰上端黄色，下端蓝色，散发出石油味，烧后灰烬为硬圆浅黄褐色颗粒，手捻易碎。它是由丙烯作原料经聚合、熔体纺丝制得的纤维。丙纶于1957年正式开始工业化生产，是合成纤维中的后起之秀。由于丙纶具有生产工艺简单，产品价廉，强度高，相对密度轻等优点，所以丙纶发展得很快。目前丙纶已是合成纤维的第四大品种，是常见化学纤维中最轻的纤维。丙纶的生产包括短纤维、长丝和裂膜纤维等。丙纶膜纤维是将聚丙烯先制成薄膜，然后对薄膜进行拉伸，使它分裂成原纤结成的网状而制得的。（三）用途民用用途：可以纯纺或与羊毛、棉或粘纤等混纺混织来制作各种衣料。可以用于织各种针织品如织袜、手套、针织衫、针织裤，洗碗布，蚊帐布，被絮，保暖填料、尿布湿等。工业用途：地毯、渔网，帆布，水龙带，混凝土增强材料，工业用织物、非织造织物等。如地毯、工业滤布、绳索、渔网、建筑增强材料、吸油毯以及装饰布等。此外，丙纶膜纤维可用作包装材料。品种丙纶的品种有长丝（包括未变形长丝和膨体变形长丝）、短纤维、鬃丝、膜裂纤维、中空纤维、异形纤维、各种复合纤维和无纺织布等。主要用途是制作地毯（包括地毯底布和绒面）、装饰布、家具布、各种绳索、条带、渔网、吸油毡、建筑增强材料、包装材料和工业用布，如滤布、袋布等。此外在衣着方面应用也日趋广泛，可与多种纤维混纺制成不同类型的混纺织物，经过针织加工后可以制成衬衣、外衣、运动衣、袜子等。由丙纶中空纤维制成的絮被，质轻、保暖，弹性良好。结构丙纶在大分子结构上不含有能与染料结合的化学基团，所以染色比较困难。通常采用熔体着色法，将颜料制剂和聚丙烯聚合体在螺杆挤压机中均匀地混和，经过熔纺得到有色纤维色牢度很高。另一种方法是与丙烯酸、丙烯腈、乙烯基吡啶等共聚或接枝共聚，使聚合物大分子上引入能与染料相结合的极性基团，再直接用常规方法染色。在丙纶生产的过程中常需要加入各种添加剂以改进染色性、耐光性和抗燃性。解释学名聚丙烯纤维，近火焰即熔缩，易燃，离火燃烧缓慢并冒黑烟，火焰上端黄色，下端蓝色，散发出石油味，烧后灰烬为硬圆浅黄褐色颗粒，手捻易碎。它是由丙烯作原料经聚合、熔体纺丝制得的纤维。丙纶于1957年正式开始工业化生产，是合成纤维中的后起之秀。由于丙纶具有生产工艺简单，产品价廉，强度高，相对密度轻等优点，所以丙纶发展得很快。目前丙纶已是合成纤维的第四大品种，是常见化学纤维中最轻的纤维。丙纶的生产包括短纤维、长丝和裂膜纤维等。丙纶膜纤维是将聚丙烯先制成薄膜，然后对薄膜进行拉伸，使它分裂成原纤结成的网状而制得的。市场前景作为合成纤维后起之秀的丙纶近年来发展迅猛。20世纪80年代以来，世界丙纶生产以年均９％以上的速度增长，大大高于同期涤纶７．３％和合纤４．６％的增长率。受世界金融危机的影响，合纤增长速度明显放慢，但丙纶产量年均增长率仍维持在５．５％，丙纶的需求也基本保持这一增长趋势。根据美国权威部门统计，目前世界丙纶的年生产能力和产量分别为560万吨和500万吨左右，其中纺丝纤维的能力和产量和分别约为400万吨和330万吨。预计到２００１年底，聚烯烃纤维生产能力将达到近７００万吨，其中纺丝纤维生产能力约４５０万吨。据分析，丙纶生产的快速发展主要受需求增长的带动，其生产和需求增长速度基本相当。目前包括膜裂纤维在内的丙纶需求量约为５００万吨／年，除去膜裂纤维之后，丙纶需求在３３０万吨－３５０万吨。从丙纶的市场分布来看，世界丙纶（不包括膜裂纤维）的应用分布比例基本上是地毯生产约占４５％，工业和卫生领域约占４０％，装饰用量占１２％，服装用量占３％。发达国家丙纶的主要应用领域是地毯业和工业领域，如美国地毯用丙纶约占丙纶总消费量的６０％（其中车用丙纶地毯使用量较大），工业和医用占３５％，日用占４％，服装用量很少；西欧地毯、工业和装饰用量占丙纶用量的９５％，服装用量占４％；亚洲经济增长较快的国家和地区虽然丙纶生产起步较晚，但发展迅速，尤其是亚洲人口众多，在卫生领域的需求量很大，卫生用无纺布的消费量和消费比例大大高于欧美国家。有关专家认为，未来丙纶市场将进一步速扩大，尤其是在无纺布领域（主要是产业、医疗卫生和工程用）。同时随着丙纶改性技术的发展，丙纶也正在一些纺织领域替代其他合纤品种，例如丙具有的低成本、易加工、疏水性好的特性，使其在原来腈纶和涤纶所拥有的棉纺、毛纺市场中已开始占有一席之地，并有扩大的趋势。此外，丙纶可通过改性或与其他纤维复合加工高档地毯，进而与锦纶相抗衡。预计今后１０年，世界丙纶的发展仍将高于其它合纤，能力增长速度虽然放慢，但也将保持在４％左右，产量和需求量增长率约为５％。除了东亚、东南亚等石化业迅速崛起的地区也继续增长外，中东、东南亚等石化业迅速崛起的地区也将成为新的快速增长地区。届时，不包括膜裂纤维在内的世界丙纶生产能力、产量及需求量将超过膜纶、锦纶聚丙烯纤维(丙纶)质地轻、强度大、弹性好、耐磨，在我国发展非常迅速，但由于丙纶分子结构中没有极性基团，其导电性差、结构紧密、疏水性强，因此使用受到一定的限制。对此，国内外对丙纶纺丝油剂进行了长期的研究。纺丝油剂可以调整纤维与纤维之间，纤维与金属之间的摩擦性，降低摩擦系数，减少因摩擦产生的静电，使纤维具有良好的集束性平滑性及分纤性，满足纤维后加工相关工序的需要，因此，丙纶纺丝油剂的主要作用是使上油后的纤维能顺利地进行卷绕，丝筒成型好，并且在拉伸工序中能减少毛丝断头并保证正常拉伸，这就要求丙纶纺丝油剂具有良好的抗静电性和适度的润湿性及纤维抱合性丙纶长丝纺丝油剂的制造技术较短纤维油剂制造技术难度大、问题多。本文着重阐述丙纶纺丝油剂研究状况以及油剂单体表面活性剂的选择和油剂配制中应注意的一些问题。2丙纶纺丝油剂的发展趋势随着纤维纺丝工艺向高速化发展，未来的丙纶纺丝油剂研究，从技术上来讲一定要适应高速纺丝工艺的要求，同时，环保问题也变得越来越重要。随着人们环保意识的不断增强，用户在选择产品时，不仅考虑质量、性能和价格，而且更注重产品对人体和环境的影响。油剂作为纺丝加工中的助剂，已成为一个很重要的化工产品。随着化纤行业的快速发展，现在全世界每年消耗的化纤油剂已经超过40万吨，给油剂行业带来了数十亿的利润，而且尚有增长的势头，为此，油剂的研究和生产成了纺织助剂热门之一。特别是化纤当中的合成纤维，更是产能增长很大，而纺丝油剂是合成纤维成纤及织造加工过程中必需的助剂。随着合纤工业正在面临新合纤差别化纤维时期，合纤生产已走向多品种，小批量，高速度阶段，并且需要大量与之配合的新型油剂。目前，我国合成纤维年产量已经达到1080万吨以上，年耗用油剂将近10万吨，其中涤纶耗用油剂7.88万吨，丙纶耗用油剂0.5万吨，锦纶，腈纶个耗用1.4万吨，其它油剂约0.3万吨，油剂用量一般为纤维重量的0.2%——2%。我国化纤油剂的发展现状从国际上大的化纤油剂生产企业研究情况看，自50年代以来，像美国，日本，德国，英国等国家队化纤油剂的研究一直很活跃，不仅研制出不少新型高效油剂，还运用复配技术开发出抗静电性好，平滑性与集束性比较理想的复合油剂。而我国化纤油剂的研究生产开发，却是经历了20世纪60年代的分散开发，70年代剖析仿制，80年代有组织的开发国产化油剂，90年代逐步替代进口油剂的开发生产历史，目前已经具有一定的规模和基础。油剂的开发采用的技术和生产都形成了比较完整的配套体系。根据不完全统计，全国已经有30个左右的单位开发生产了几十种各类化纤油剂，大都分布在石化，纺织，化工，轻工等系统。另外，人类对环境的污染已经越来越威胁到地球生物圈几亿年甚至几十亿年形成的平衡生存环境，这一严重问题已经引起世界各国的关注，纷纷采取措施，制订法规，来防止环境的进一步恶化，对于纺织品领域，各国陆续出台纺织品生态标准和环境法规，在今后5年内最重要的是解决油剂队环境的影响问题。3