专利名称:聚丙烯的高速纺丝技术的制作方法
本发明所属领域为高分子加工。
本发明的目的是发展聚丙烯(丙纶)高速纺丝新工艺。此项新技术可成倍提高纺丝效率;也可直接纺成高度取向的纤维，只需经过一道牵伸加弹工序就能制成加弹的丙纶成品纤维，因此可以节省一道工序，大幅度降低丙纶长丝的生产成本。
聚丙烯的现有纺丝工艺还存在某些问题。衣着用(细
)丙纶的纺丝技术虽已在近年研究成功，但是这种纺丝技术的绕丝速度通常都低于1000米/分，卷绕丝必须经过牵伸工序(通常需牵伸几倍)，然后才能得到成品纤维或者再加弹成为弹力丝。这种生产工艺的效率低，工序多，有待研究改进，丙纶的高速纺丝技术近年虽有少量专利报导〔1，2〕和研究论文发表〔3-5〕。但是纺得的纤维的强度较低，断裂伸长过大，离实际应用似乎还有一段距离。
本发明对聚丙烯高速纺丝用的树脂规格及其制造方法进行了研究。用本发明的纺丝工艺条件可以制得强度较高、断裂伸长较低，性能优于(同类制造方法)文献报导值的丙纶纤维可望直接推广应用于工业化生产。
本发明的技术构成如下(1)高速纺丝级聚丙烯树脂的制造工艺把粘均分子量＞20万的聚丙烯树脂加适量加工助剂和一定量的有机过氧化物(例如过氧化二叔丁基)，混合均匀后用螺杆挤出机在180-260℃的温度挤出造粒，有机过氧化物的用量为0.01-1%。确切的加工温度和有机过氧化物的用量可根据原料树脂的分子量、其他加工助剂的添加量及加工设备的具体情况进行适当调节。制成的高速纺丝级聚丙烯树脂的分子量通常控制在8-15万。
(2)高速纺丝一牵伸工艺用上述的高速纺丝级聚丙烯树脂为原料，以1500～2500米/分的绕丝速度卷绕成丝。然后热牵伸2.5-4.5倍，制成纤维。
(3)高速纺丝工艺用上述高速纺丝级聚丙烯树脂为原料，以2500-6000米/分的绕丝速度直接纺成纤维。
效果把塑料级聚丙烯树脂用有机过氧化物控制降解法调节分子量，制成分子量为11万左右的高速纺丝级树脂。这种树脂可在220-260℃用2000-5300米/分的绕丝速度卷绕成丝。如果用通常的卷绕、牵伸、加弹工艺进行丙纶生产，则其绕丝速度可比目前通用的纺丝技术提高一倍(到2000米/分)，牵伸后可制成强度大于7克/
，断裂伸长为21%的纤维。如果以4000～5300米/分的速度绕丝，可得到强度大于4克/
，断裂伸长为150%的纤维。也就是说，可以利用现有的，纺涤纶、锦纶的通用纺丝设备及高速纺丝设备来纺丙纶(长丝)。丙纶的服用性能大致接近涤纶锦纶，而聚丙烯树脂的价格只有涤纶树脂或锦纶原料树脂的1/2或1/4。
具体实施例子(1)高速纺丝级聚丙烯树脂的制造把熔体流动指数MFI＜1-3的聚丙烯树脂加适量加工助剂和一定量的有机过氧化物(例如过氧化二叔丁基)，混合均匀后，用螺杆挤出机在200-250℃造粒。有机过氧化物的用量为0.01-0.5%。具体的加工条件和加工助剂的用量视条件而定。制成的高速纺丝级聚丙烯树脂的分子量控制在9-15万范围内的一定数值。
(2)高速纺丝-牵伸工艺把分子量为12.5万的聚丙烯树脂在230℃以2000米/分的绕丝速度卷绕成丝(泵供量为2克/分、孔)。然后热牵伸(80-150℃)三倍，可得到强度为7.4克/
，断裂伸长为21%的纤维。
(3)高速纺丝工艺把分子量为11.5-12.5万的聚丙烯树脂在230℃或260℃以4000-5000米/分的绕丝速度纺丝，可以直接得到强度为4.2克/
，断裂伸长为150%的纤维。
参考文献1.Langanke，H.，Hoffmeister，R.，Sperl，H.and Dierschke，W.，S.Africa Patent，75 06649.
CA(1967)86，122862d.
2.Hatcher，C.S.，Eur.Patent Appl.28，844.
CA(1981)95，P82333j.
3.清水二郎等，纤维学会誌，33，255(1977)。
4.清水二郎等，纤维学会誌，35，405(1979)。
5.清水三郎等，纤维学会誌，36，166(1980)。
权利要求
1.一种聚丙烯纺丝工艺方法，其特征在于采用高速纺丝技术工艺，包括用有机过氧化物控制降解法调节聚丙烯树脂的分子量，把粘均分子量大于20万的聚丙烯树脂用有机过氧化物调节到8-15万，制成高速纺丝级聚丙烯树脂，还包括使用这种聚丙烯树脂的高速纺丝工艺技术，例如，将这种树脂在210-270℃卷绕成丝，绕丝速度为1500-2500米/分，随后将卷绕丝热牵伸2.5-4.5倍(牵伸温度为60-160℃)，或者将这种树脂在200-270℃以2500-6000米/分的绕丝速度纺丝而直接得到聚丙烯纤维。
2.如权利要求
1所述的聚丙烯纺丝工艺方法，其特征在于高速纺丝级聚丙烯树脂的制造方法，所采用的有机过氧化物控制降解促进剂为过氧化二叔丁基，将这种有机过氧化物以0.02-0.5%于聚丙烯树脂重量的添加量均匀地混入树脂内，逐渐加入螺杆挤出机(或混炼机)，逐渐升温到180-250℃，然后将排出的聚丙烯熔体冷却，造粒。
3.如权利要求
1，2所述的聚丙烯纺丝工艺方法，其特征在于高速纺丝级聚丙烯树脂的制造，控制降解后制成的聚合物的分子量最好控制在10-13万。
4.如权利要求
1中所述的聚丙烯纺丝工艺方法，其特征在于高速纺丝工艺，以1500-2500米/分的绕丝速度纺成卷绕丝，随后经热牵伸2.5-4.5倍制成成品纤维。
5.如权利要求
1中所述的聚丙烯纺丝工艺方法，其特征在于高速纺丝工艺，以2500-6000米/分的绕丝速度直接纺成纤维。
专利摘要
本发明为一种聚丙烯的高速纺丝新工艺。其内容包括高速纺丝级聚丙烯树脂的制造工艺、高速纺丝牵伸工艺和直接高速纺丝工艺。高速纺丝用聚丙烯树脂的制造方法是把聚丙烯树脂，适量加工助剂和0.01—1％有机过氧化物混合造粒，并控制树脂的分子量。用此树脂纺丝(＜3000米/分)，牵伸2.5—4.5倍制成纤维；或以3000—6000米/分的绕丝速度纺成纤维。新工艺可提高纺丝效率、减少工序和降低成本。
文档编号D01D5/08GK85100885SQ85100885
公开日1985年12月20日 申请日期1985年4月1日
发明者徐端夫, 范庆荣, 钱人元, 赵得禄, 刘勇 申请人:中国科学院化学研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan