聚氯乙烯纤维

聚氯乙烯（Polyvinyl chloride,PVC）纤维是由聚氯乙烯树脂纺制的纤维，我国简称氯纶。

聚氯乙烯纤维特点

聚氯乙烯纤维的独特性能就在于其难燃性。聚氯乙烯纤维的限氧指数LOI值为37.1%，在明火中发生收缩并碳化，离开火源便自行熄灭，其产品特别适用于易燃场所。

聚氯乙烯纤维对无机试剂的稳定性相当好。室温下在大多数无机酸、碱、氧化剂和还原剂中纤维强度几乎没有损失或很少降低。

聚氯乙烯纤维具有良好的保暖性。由于聚氯乙烯纤维导热性小且易积聚静电，其保暖性比棉、羊毛还要好。

聚氯乙烯纤维的主要缺点是耐热性差，只适宜于40～50℃以下使用，65～70℃软化，并产生明显的收缩。其次是耐有机溶剂性差和染色性差，虽不能被多数有机溶剂溶解，但能使其溶胀，一般常用的染料很难使聚氯乙烯纤维上色，所以生产中多数采用原液着色。

聚氯乙烯纤维性能

聚氯乙烯纤维用途

聚氯乙烯纤维的产品有长丝、短纤维以及鬃丝等，以短纤维和鬃丝为主。在民用方面，主要用于制作各种针织内衣、毛线、毡子和家用装饰织物等。由聚氯乙烯纤维制作的针织内衣、毛衣、毛裤等，不仅保暖性好，而且具有阻燃性。另外由于静电作用，对关节炎有一定的辅助疗效。在工业应用方面，聚氯乙烯纤维可用于制作各种在常温下使用的滤布、工作罩、绝缘布，覆盖材料等。另外，用聚氯乙烯纤维制作的防尘口罩，因其静电效应，吸尘性特别好。聚氯乙烯鬃丝主要用于编织窗纱、筛网、绳索等。另外，日本帝人公司研究人员发现，聚氯乙烯纤维与人体摩擦后会产生大量负离子，他们正试图利用这一特性开发保健产品。

聚氯乙烯纤维生产

氯纶的生产工艺有湿法纺丝和干法纺丝两种，产品均为短纤维。所用溶剂（或捏和剂）是丙酮，工艺流程如下：

1.湿法纺丝工艺流程

聚氯乙烯→捏和（溶胀）→溶解→过滤→调温→纺丝→集束→水洗→拉伸→上油→干燥（热定型）→卷曲→切断→短纤维

2.干法纺丝工艺流程

聚氯乙烯→捏和（溶胀）→溶解→过滤→调温→纺丝→集束→拉伸→热定型→上油→切断→干燥→短纤维

如前所述，纤维级的聚氯乙烯不能溶解于丙酮，为了获得纺丝原液，首先使聚氯乙烯树脂在丙酮中充分溶胀，这一操作在生产上叫作捏和。捏和温度由室温逐渐升至40～50℃，它取决于丙酮的含水率（应不大于0.5%）。捏和时间一般取4.5～6.0h，这取决于配制浆液的浓度。浓度越大，捏和时间越长。为了改善所得纤维的热稳定性，在捏和操作中于投料的同时可添加少量热稳定剂。若制取有色纤维，也可在捏和投料的同时加入适量着色剂。

捏和终了所得到的浆液是一种高黏度的冻胶体，其流动性小，不能直接用于纺丝成形，因此需加热，降低黏度，增加流动性，以获得必要的可纺性。这一过程在生产上常称为溶解。溶解是将捏和后的浆液通过套管加热器，迅速加热至90～95℃。由于丙酮在常压下于56℃即发生沸腾，所以升温溶解过程必须在加压下进行。随着温度的升高，浆液黏度显著降低，进一步经过过滤即可用于纺丝。

聚氯乙烯湿法纺丝所用凝固浴为丙酮水溶液，浴中丙酮含量控制在20%～22%，浴温保持在35℃左右，纺丝速度一般取16～20m/min，丝条在凝固浴中的停留时间10～12s。得到的初生纤维经水洗后再进行拉伸。

聚氯乙烯干法纺丝时的套筒温度取80～120℃，卷取速度100～200m/min。套筒长度可为3.5～6m。卷取速度越高，套筒长度应越长。借助于热空气流使丙酮挥发而使原液细流凝固成纤维。纺丝套筒中的热空气被引出后进行冷凝或用活性炭吸附以回收丙酮。为了保证生产安全，套筒内空气中的丙酮含量不得接近丙酮的爆炸极限（2.15%～13%，丙酮的体积分数）。

为了进一步提高由湿法或干法纺丝所得初生纤维的力学性能，均须将其拉伸4～5倍。拉伸一般分两段进行，拉伸介质常采用95～98℃的热水。通常头道拉伸约完成总拉伸倍数的40%～45%。

聚氯乙烯除能溶于一定溶剂中用湿法或干法纺丝外，还可用热塑挤压法制取较粗的鬃丝（33.3～111dtex）。为此，应先将聚氯乙烯树脂和增塑剂、稳定剂以及着色剂等均匀混合，而后加入螺杆挤出机中，通过分段加热，使物料升温至200℃左右，并借助于螺杆的挤压作用，使之压出机头成为丝条，在水浴中凝固成形，随后再在沸水中拉伸4～5倍，最后经热定型和干燥即得成品。

聚氯乙烯纤维发展史

早在1913年克拉特（F.Klatte）用热塑挤压法制得第一批PVC纤维，但此工艺以后并未应用。1930年德国I.G公司的休伯特（E.Hubert）和帕博斯特（Pabst）、内希特（Necht）把PVC溶于环己酮中，进而在含30%醋酸的水溶液中用湿法纺丝制得了服用的聚氯乙烯纤维，随后，正式以商品名皮斯发森（Pece Fasern）开始生产。在当时的技术条件下，这种生产方法的难度较大，故发展很慢。到20世纪50年代初PVC纤维才作为一种工业产品出现。

聚氯乙烯纤维具有原料来源广泛、价格便宜、热塑性好、弹性好、抗化学药品性好、电绝缘性能好、耐磨、成本低并有较高的强度等优点，特别是纤维阻燃性好，难燃自熄，限氧指数LOI高达37.1%。但由于聚氯乙烯纤维耐热性差，对有机溶剂的稳定性和染色性差，从而影响其生产发展，与其他合成纤维相比，一直处于落后状态。近年来，出现了所谓第二代聚氯乙烯纤维，其耐热性比传统的聚氯乙烯纤维有很大提高。同时随着生活水平的提高，人们的安全意识越来越强，对于床上用品、儿童及老人睡衣、室内装饰织物、消防用品、飞机、汽车、轮船内仓用品等，很多国家都提出了阻燃要求。聚氯乙烯纤维作为阻燃纤维材料通过原料与生产技术的改进与提高，将广泛应用于消防、军队、宇航、冶金、石化等特种行业。