超細丙纟侖高速紡絲油劑的研制及應用魏俊富鄭f國徐進云孫長樂（天津工業大學高新技術實業公司，天津，300160）復配技術研宄。研制出適用于超細丙綸高速紡絲油劑應用性能良好。
中圖法分類號：TS103841：A單纖維纖度在1dtex以下的超細丙綸低彈絲，由于獨特的芯吸效應，使其織物透氣、導濕、輕柔、保暖，具有優良的舒適性和衛生性，是紡織行業更新換代的新產品，如著名的“ADIDAS”運動衣、美國軍用內衣等都采用了細旦丙綸長絲111.我國的超細丙綸高速紡絲技術己達到世界先進水平，建立了數條千噸級超細丙綸高速紡絲生產線，開始從科研轉入工業化生產。使用國產細旦丙綸低彈絲制造的婦女、兒童內衣投放市場后，受到了消費者的青睞，此類纖維的需求將迅速長。但是在生產過程中發現，普通高速紡絲油劑無法滿足超細纖維的工藝要求，存在可紡性差，毛絲、斷頭較多，產品等級品率低，假捻時聚氨酯（PU）摩擦片磨損快等問題，嚴重時摩擦片使用壽命只有兩周左右，油劑己成為阻礙我國超細丙綸高速紡絲工業化生產的一個主要障礙。為此進行了超細丙綸高速紡絲油劑研究開發。
本文在油劑對纖維力學性能的影響、對聚氨酯摩擦盤的溶脹及均勻上油、生物降解等方面進行了研究。不僅解決了超細丙綸高速紡絲可紡性問題，提高了纖維的一等品率，同時研究了目前國內化纖油劑開發和生產中的一些基礎問題，對提高我國化纖油劑研究水平具有積極意義。
1實驗1.1試驗主要原料自行合成油劑用聚醚，合成方法按，生物降解性參照非離子表面活性劑測試方法14，聚氨酯溶脹參照并進行修改，將聚氨酯試樣在（90士2）°C完全浸沒在油劑單體中，4天后取出、洗凈、干燥，測量其質量變化，觀察表面狀況，進行綜合評定，1.3油劑應用主要工藝及設備2結果與討論1研究目標根據超細旦丙綸高速紡絲纖維細、加工速度高、加工工序多而導致纖維易受損傷的特點，針對均勻上油、油劑對纖維結構及力學性能和聚氨酯摩擦盤的影響、生物降解性、油膜強度等問題，從單體的結構與性能關系入手，開展了油劑配方設計和復配研究，經過在化纖廠小試、中試、大試，研制出穩定的油劑配方。
22均勻上油均勻上油是穩定發揮油劑各項功能的前提，油劑能否均勻附著在每根纖維的表面，直接影響到絲條與接觸部件之間的摩擦行為，若出現無油或上油過少，則會使紡絲張力波動，甚至引起毛絲和斷頭，由于超細丙綸纖維比表面大，纖維根數多，強度低，上油均勻性顯得尤其重要。均勻上油與油劑的潤濕性能和表面張力有關，通常潤濕速度越快，表面張力越低，上油越均勻。油劑的潤濕性能主要由所用的聚醚單體結構決定，聚醚引發劑種類、醚鏈結構等都對其潤濕能力影響很大。
表1聚醚結構對潤濕性能的影響種類丁醇辛醇月桂醇異辛醇丁醇嵌段潤濕/注：EO/PO比為50/50（mol），分子量1100除出丁醇嵌段外，均為無規結構。
試驗結果分為4Ait好eB級次之級最差ubliShM化1團）公司|科研項目目e合同號T/wwinkUet―C，。）和支鏈結構引發劑，以及嵌段結構的聚醚，可以有效地提高油劑的潤濕性能。本項目研制的超細丙綸高速紡絲油劑潤濕時間為2s表面張力為2 10Nk潤濕性能優良，可以滿足均勻上油的需要。
2.3油劑對聚氨酯摩擦片的溶脹超細丙綸加彈時采用了表面硬度低但價格昂貴的聚氨酯摩擦片，普通高速紡絲油劑對聚氨酯摩擦片的溶脹很嚴重，假捻時高速纖維與快速旋轉的摩擦片在一定張力下互相摩擦，溶脹的聚氨酯摩擦片表面很快被磨出許多溝槽，不僅影響假捻效果，而且容易出現毛絲和斷頭，最嚴重時使用壽命不足兩周。
所以，減少油劑對聚氨酯摩擦片的溶脹，是超細丙綸高速紡絲油劑必須解決的問題。
首先考察了油劑中常用單體對聚氨酯材料的溶脹作用，結果見表2.根據試驗結果，在油劑中避免使用評價結果為D級的PEG酯和壬基酚聚醚類物質，慎重選擇烷基磷酸酯鹽抗靜電劑，盡量選用評價為A和B級的材料，但是由于礦物油和長鏈脂肪酸酯并不適合在超細丙綸高速紡絲油劑中大量使用，所以選定以分子量適中（000 ~2000）的EO/PO脂肪醇聚醚為主體輔以適量高分子量聚醚和溶脹少的聚醚磷酸酯鹽。研制的超細丙綸高速紡絲油劑對聚氨酯材料溶脹重量變化率為0. 58%，綜合評價為A-B級，使用10周沒有明顯磨損，遠好于普通高速紡絲油劑的C-D級。
表2油劑單體對聚氨酯材料的溶脹結果樣品評定等級樣品評定等級水直鏈醇聚氧乙烯醚礦物油支鏈醇聚氧乙烯酸長鏈脂肪酸酯聚乙二醇（PEG）雙酯較高分子量O聚乙二醇（PEG）單酯中等分子量（1聚醚壬基酚聚氧乙烯醚（OP系列）低分子量某些磷酸酯鹽2.4油劑對纖維結構及力學性能的影響POY和DTY經常要存放一段時間后才進行后加工，因此在這段時間內，油劑是否對纖維結構和力學性能存在不良影響，以及影響的程度，就成為我們關心的問題。
油劑對纖維結構和力學性能的影響分別見表3、表4.由表可見，存放30天后，POY、DTY纖維強說明超細丙綸高速紡絲油劑對纖維結構和力學性能均無不良影響。
表3油劑對超細丙綸力學性能的影響樣品及存纖度纖度CV斷裂強度斷裂強度斷裂伸長斷裂伸長放天數（天）表4油劑對纖維結構的影響樣品及存放天數熔點/°C結晶度/%相對取向度/% 2.5油膜強度強度損失是超細丙綸加彈過程中經常碰到的難題，除采用表面硬度低的聚氨酯摩擦片外，提高油劑的油膜強度，在摩擦假捻時有效地保護纖維，也是減少強度損失的一個有效手段。油膜強度表征的是油劑耐磨性，在纖維與高速旋轉的摩擦片接觸假捻時，附著在纖維表面的油膜在高溫、高速和一定壓力下不能破裂，否則油膜破裂后，就改變了纖維的摩擦行為，摩擦阻力大，不僅影響可紡性，也使假捻時白粉加。在設計配方時，充分考慮了這一因素，含有雙鍵或其它極性基因，可以有效地提高油膜強度，但是在加彈時容易產生結焦，污染熱板，所以在復配時加入了耐磨性好的磷酸酯和高分子量聚醚，同時選用油膜強度較高的飽和聚醚為主體超細丙綸高速紡絲油劑的油膜強度達到88 kgPOY經拉伸加捻、解捻后，DTY強度還略有提高。
2.6生物降解性日益嚴重的水污染是人類面臨的世界性難題，它不僅使珍貴的清潔水源更加短缺，而且還可以通過生物鏈危害人類健康和動、植物的生存。含有各種助劑的廢水就是一種嚴重的污染物，往往由于其難以在短時間內迅速降解而造成水體污染。因此研究油劑的生物降解性，開發環保型可降解油劑，從根本上解決其污染問題，不僅具有一定的理論價值，而且對我國這樣一個水資源嚴重缺乏的國家，具有更重要的現實意義。
超細丙綸高速紡絲油劑的生物降解性取決于原料單體的性能。脂肪醇EO/PO無規聚醚和脂肪酸EO/PO無規聚醚的生物降解性很好，因此選為油劑度，度、結晶度取向度等都沒有發生明顯的變化Mish的主體s而壬基酚聚醚的生物降解性差不宜使用聚醚分子鏈上含有大的PO嵌段（block），也難以生物降解，本課題在聚醚分子結構設計時充分考慮到這一點，采用多個小嵌段來調節其性能。研制成功的超細丙綸高速紡絲油劑具有良好的生物降解性，生物降解率達到97%. 2.7應用油劑的應用上機實驗分別在中原油田舒普凡化纖廠和中科院絲普綸公司進行，實驗結果見表5.試驗表明，超細丙綸高速紡絲油劑前紡的可紡性好、上油均勻，飛濺少，高速紡絲生產順利，POY纖維質量優良，POY退繞順利。能夠滿足拉伸假捻工藝要求，假捻張力均勻，紡絲穩定，毛絲、斷頭少，DTY―等品率明顯提高。聚氨酯摩擦片磨損小，加彈后DTY沒有強度損失，易操作。
3油劑指標及性能超細丙綸高速紡絲油劑指標及性能見表6表5油劑的實際應用質量指標樣品纖度纖度CV斷裂強度斷裂強度CV斷裂伸長率斷裂伸長CV沸水收縮率（%）含油率一等品率（%）表6超細丙綸高速紡絲油劑指標及性能項目油劑指標項目油劑性能項目摩擦系數外觀淺黃色透明液體潤濕時間F/CMd（纖維與陶瓷間動摩擦）有效物煙點（c）表面張力（N/cm）（纖維與纖維間靜摩擦）閃點（c）乳液穩定性（12%）72i穩定油膜強度（kg）4結論根據超細丙綸高速紡絲工藝和纖維的特點，從油劑單體結構與性能關系著手，進行了超細丙綸高速紡絲油劑單體性能和復配技術研究。研制出的油劑可均勻上油，生物降解性好，對聚氨酯摩擦片的溶脹小，對纖維結構及力學性能沒有不良影響，油膜強度高。
超細丙綸高速紡絲油劑經纖維生產應用考核，能滿足紡絲和后加工工藝要求，可紡性好，生產過程順利，產品質量達到質量標準，DTY―等品率達到85%以上。 |