丙纶长丝大致分为以下十类:
1.异形丙纶
普通聚丙烯纤维截面为圆形,丝条有蜡状子感和塑化外形,影响织物服用性能和外观,因此必须用适当的非圆形截面来消除蜡状手感或使之最小化,根据需要喷丝孔截面可制成异形如星形、三角形、多边形等。纤维的截面还影响丝条体积、绝缘性、回弹力、芯吸效应、光泽、吸污效应和加工性能。圆而光滑的纤维会起透镜的作用,放大吸附在纤维表面的污物。多角形截面可干扰这种效果从而促进吸污效应。
用熔体纺制圆形截面长丝,不仅要求使用特殊喷丝头而且还要精心选择聚合体并调节纺丝条件。更高的粘度、更低的纺丝温度、更低的物料通过速率、更快冷却及喷头低拉抻率都有利于达到这个目的。纤维粘度低或纺丝时温度高会使丝条凝固前发生截面形变。牵伸率高,并由于“牵伸共振”程度增加,不仅可能使丝条产生截面差异而且还会影响其相对尺寸。通常改性的截面纺丝比圆形截面纺丝更困难。
2.超细旦丙纶
丙纶虽然具有许多优点,但常规丙纶手感硬、不吸湿、不耐高温熨烫且有蜡感,用于服用纤维只能作为涤纶、锦纶中低档产品的部分代用品。研究表明,当丙纶的单丝纤度(dpf)小于2dtex时,其服用性能发生了质的飞跃,具有很好的手感、导湿性大大提高,特别是单丝纤度小于1dtex,效果更好。经添加少量添加剂制成的改性丙纶切片,辅之以高速纺丝技术(POY、FDY)加弹、拉伸及混纤等新技术制成的1dtex左右的细旦丙纶已成为—种新型高档的舒适性服用纤维。
超细旦丙纶纤维具有质地柔软、抱合力好,光泽柔和,普通用于制作丝绸型织物、平绒织物细旦缝纫线、袜类及过滤材料等;同时由于这种纤维具有优良的防菌隔菌性能,能够用作医疗领域。此外,还可用于附加值较高的产业和生物领域。超细旦丙纶技术是在20世纪80年代开发出来的,美国、意大利等先后研制了专用聚丙烯树脂。
3.抗静电丙纶
由于丙纶本身无极性基团,不吸水。不含水分的纤维都是电的绝缘体,天然纤维由于吸湿性好,静电现象并不严重。而丙纶由于吸附性差,在加工和使用过程中容易产生静电,既给生产带来一定的困难,又会在服装穿著过程中和其它织物相互粘缠,因此,对丙纶进行抗静电改性显得尤为重要。现一般采用三科方法:—是与导电纤维混纤;二是加抗静电剂共混纺丝;三是进行纤维和织物进行表面处理。从加工工艺、成本、效果综合考虑,采用第二种方法在实际应用中比较多,抗静电剂—般是与分散剂及载体加工成母粒,在纺丝中只要混合均匀。不但不影响纺丝,在—定程度上还会改善熔体的流变性。
4.阻燃丙纶
丙纶产品应用主要在地毯与装饰领域,占80%以上,但由于普通丙纶的LOI值为17%,属易燃纤维。对丙纶阻燃改性目前主要采取添加阻燃剂、与PP共混纺丝、织物阻燃整理和共聚改性。共混纺丝由于工艺简单、成本低、阻燃效果好而应用最广泛。阻燃添加剂最先以卤素系列为主,溴化物和二氧化三锑等协同使用,效果好,但对设备有腐蚀,纺丝时易分解产生有毒的卤化氢气体,影响操作环境和工人健康,且纤维物性指标下降,因而一般都在小试阶段,难以工业化生产。
5.抗菌丙纶
丙纶的抗菌改性大多采用添加抗菌剂共棍纺丝杓方法。抗菌剂按成份可分为三类:天然抗菌剂;有机类抗菌剂,如有机卤化物等;无机类抗菌剂,如含抗菌活性的银、铜、锌等金属的无机类,或光催化剂半导体陶瓷抗菌剂。制备抑菌丙纶的技术关键是要选择一种理想的抗菌剂,即要求选用能耐高温而且与聚丙烯有良好的相容性及分散性的抗菌剂,由于共混纺丝使抗菌剂均匀地分散于纤维的内部,因而使制得的抗菌纤维及其制品具有优良的耐洗牢度.从而使抗菌效果持久。
6.远红外丙纶
远红外PP纤维是一种具有优良保健理疗功能、热效应功能和排湿透气、抑菌功能的新型纺织材料。它含有特殊的陶瓷成分,这种成分能吸收人体释放出来的辐射热,并在吸收自然界光热后发射回人体最需要的4-14um波长的远红线。这种远红外线具有“辐射、渗透”和共振吸收特征,易被人体皮肤吸收,活化组织细胞,促进新陈代谢,让人体达到保湿及促进血液循环的保健作用。日本钟纺和可乐丽公司在20世纪80年代中期,已制成远红线PP纤维。我国在20世纪90年代天津石化和北京涤纶厂已成功开发出该纤维。
7.可染丙纶
普通丙纶由于其分子结构紧密, 又没有与染料分子结合的基团,因而染色困难采用色母粒纺制色丝,但色谱不全,无法使织物品种多样化,因而限制了其在纺织领域的应用。为了使其能象涤纶、锦纶那样直接染色, —是对丙纶进行表面改性,二是在聚丙烯中加入其它组份进行共混改性或在聚合时加入其它单休进行共聚改性。目前较多采用的方法是把聚丙烯与非极性、弱极性高聚物共混,以增加结构的疏松性,使聚丙烯高度规整。结构变松散,同时引入可染基团,为染料的进入、吸附创造条件。因此添加剂分散均匀、精细,丙纶染色效果好、上染率高、色差少。为了改善体系的相容性,人们已在研究反应性增容剂(一般是丙烯酸、甲基丙烯酸类、马来酸酐接枝PP、共聚型增容剂),并通过反应挤出技术。将增容剂、聚丙烯和改性剂一起经双螺杆挤出成纤。
8.高性能丙纶
丙纶的吸湿性很差,它的吸湿功能仅为棉花的一半,与水的接触角为86°几乎没有吸湿能力,静电现象严重,限制了其在被单、衣料、内衣裤、尿布、医用绷带等领域的应用。近年来利用反应性相容剂的连接作用,通过共价键将生物活性物质固于基团表面,具有抗菌、吸水、粘着功能。如以甲基丙烯酸十八醇酯与丙烯酰胺共聚物与聚丙烯共混纺丝,所得纤维的亲水性,粘合强度大幅度提高。此外也有采用化学处理,使其带上亲水性基团,或采用不同的油剂,提高它的亲水性。还有通过加入成孔剂进行纺丝,然后在纤维成形后溶去成孔剂,在纤维表面形成许多微孔,这些微孔可以吸收水分。
9.三维卷曲PP纤维
作为高档絮片和填充料的短纤回弹性是衡量其好坏的一个重要指标,普通丙纶纤维表面光滑、抱合力小、弹性差,应用受到限制,通常采用传统工艺方法即机械方法或物理化学方法来使纤维卷曲。1995年底.英国ESL公司率先推出永久性螺旋三维卷曲丙纶短纤生产技术及设备,属于20世纪90年代化纤工业的最新技术成果,它通过纺丝设备的特殊设计,使聚丙烯熔体产生湍流,这种湍流效应形成的内应力,被集中在纤维的一侧,造成螺旋三维卷曲的倾向,利用聚丙烯的记忆效应,使纤维在冷却固化后,纤维内部仍保留其湍流区与非湍流区的分界,使分子结构中的上述应力差被锁定在结晶聚合物中,从而在冷却时造成不同的结晶状态与不同的收缩性能。
10. 茂金属丙纶
茂金属催化体系具有催化活性高,活性中心单—,定向配位能力强等特点,所得聚合物相对分子质量分布窄,使聚丙烯具有更好的挤压加工性能,因相对分子质量分布窄(仅为2.0),其熔体弹性低,喷丝板出口处的模口膨化效应小,从而减少了有效的喷丝板拉伸比,可有利于改善纺丝的连续性,减少断头率,而熔体粘度低,使其更具有良好的拉伸性,从而有利于纺制细旦丝和提高纺丝速度。