超細(xì)丙綸高速紡絲油劑的研制及應(yīng)用魏俊富鄭f國(guó)徐進(jìn)云孫長(zhǎng)樂(lè)（天津工業(yè)大學(xué)高新技術(shù)實(shí)業(yè)公司，天津，300160）復(fù)配技術(shù)研宄。研制出適用于超細(xì)丙綸高速紡絲油劑應(yīng)用性能良好。

中圖法分類號(hào)：TS103841：A單纖維纖度在1dtex以下的超細(xì)丙綸低彈絲，由于獨(dú)特的芯吸效應(yīng)，使其織物透氣、導(dǎo)濕、輕柔、保暖，具有優(yōu)良的舒適性和衛(wèi)生性，是紡織行業(yè)更新?lián)Q代的新產(chǎn)品，如著名的“ADIDAS”運(yùn)動(dòng)衣、美國(guó)軍用內(nèi)衣等都采用了細(xì)旦丙綸長(zhǎng)絲111.我國(guó)的超細(xì)丙綸高速紡絲技術(shù)己達(dá)到世界先進(jìn)水平，建立了數(shù)條千噸級(jí)超細(xì)丙綸高速紡絲生產(chǎn)線，開(kāi)始從科研轉(zhuǎn)入工業(yè)化生產(chǎn)。使用國(guó)產(chǎn)細(xì)旦丙綸低彈絲制造的婦女、兒童內(nèi)衣投放市場(chǎng)后，受到了消費(fèi)者的青睞，此類纖維的需求將迅速長(zhǎng)。為此進(jìn)行了超細(xì)丙綸高速紡絲油劑研究開(kāi)發(fā)。

本文在油劑對(duì)纖維力學(xué)性能的影響、對(duì)聚氨酯摩擦盤的溶脹及均勻上油、生物降解等方面進(jìn)行了研究。不僅解決了超細(xì)丙綸高速紡絲可紡性問(wèn)題，提高了纖維的一等品率，同時(shí)研究了目前國(guó)內(nèi)化纖油劑開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)中的一些基礎(chǔ)問(wèn)題，對(duì)提高我國(guó)化纖油劑研究水平具有積極意義。

1實(shí)驗(yàn)1.1試驗(yàn)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(cè)試方法14，聚氨酯溶脹參照并進(jìn)行修改，將聚氨酯試樣在（90士2）°C完全浸沒(méi)在油劑單體中，4天后取出、洗凈、干燥，測(cè)量其質(zhì)量變化，觀察表面狀況，進(jìn)行綜合評(píng)定，1.3油劑應(yīng)用主要工藝及設(shè)備2結(jié)果與討論1研究目標(biāo)根據(jù)超細(xì)旦丙綸高速紡絲纖維細(xì)、加工速度高、加工工序多而導(dǎo)致纖維易受損傷的特點(diǎn)，針對(duì)均勻上油、油劑對(duì)纖維結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能和聚氨酯摩擦盤的影響、生物降解性、油膜強(qiáng)度等問(wèn)題，從單體的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系入手，開(kāi)展了油劑配方設(shè)計(jì)和復(fù)配研究，經(jīng)過(guò)在化纖廠小試、中試、大試，研制出穩(wěn)定的油劑配方。

22均勻上油均勻上油是穩(wěn)定發(fā)揮油劑各項(xiàng)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(xiàn)無(wú)油或上油過(guò)少，則會(huì)使紡絲張力波動(dòng)，甚至引起毛絲和斷頭，由于超細(xì)丙綸纖維比表面大，纖維根數(shù)多，強(qiáng)度低，上油均勻性顯得尤其重要。均勻上油與油劑的潤(rùn)濕性能和表面張力有關(guān)，通常潤(rùn)濕速度越快，表面張力越低，上油越均勻。油劑的潤(rùn)濕性能主要由所用的聚醚單體結(jié)構(gòu)決定，聚醚引發(fā)劑種類、醚鏈結(jié)構(gòu)等都對(duì)其潤(rùn)濕能力影響很大。

試驗(yàn)結(jié)果分為4Ait好eB級(jí)次之級(jí)最差ubliShM化1團(tuán)）公司|科研項(xiàng)目目e合同號(hào)T/wwinkUet―C，。）和支鏈結(jié)構(gòu)引發(fā)劑，以及嵌段結(jié)構(gòu)的聚醚，可以有效地提高油劑的潤(rùn)濕性能。本項(xiàng)目研制的超細(xì)丙綸高速紡絲油劑潤(rùn)濕時(shí)間為2s表面張力為2 10Nk潤(rùn)濕性能優(yōu)良，可以滿足均勻上油的需要。

2.3油劑對(duì)聚氨酯摩擦片的溶脹超細(xì)丙綸加彈時(shí)采用了表面硬度低但價(jià)格昂貴的聚氨酯摩擦片，普通高速紡絲油劑對(duì)聚氨酯摩擦片的溶脹很嚴(yán)重，假捻時(shí)高速纖維與快速旋轉(zhuǎn)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(xiàn)毛絲和斷頭，最嚴(yán)重時(shí)使用壽命不足兩周。

所以，減少油劑對(duì)聚氨酯摩擦片的溶脹，是超細(xì)丙綸高速紡絲油劑必須解決的問(wèn)題。

首先考察了油劑中常用單體對(duì)聚氨酯材料的溶脹作用，結(jié)果見(jiàn)表2.根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，在油劑中避免使用評(píng)價(jià)結(jié)果為D級(jí)的PEG酯和壬基酚聚醚類物質(zhì)，慎重選擇烷基磷酸酯鹽抗靜電劑，盡量選用評(píng)價(jià)為A和B級(jí)的材料，但是由于礦物油和長(zhǎng)鏈脂肪酸酯并不適合在超細(xì)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(xì)丙綸高速紡絲油劑對(duì)聚氨酯材料溶脹重量變化率為0. 58%，綜合評(píng)價(jià)為A-B級(jí)，使用10周沒(méi)有明顯磨損，遠(yuǎn)好于普通高速紡絲油劑的C-D級(jí)。

表2油劑單體對(duì)聚氨酯材料的溶脹結(jié)果樣品評(píng)定等級(jí)樣品評(píng)定等級(jí)水直鏈醇聚氧乙烯醚礦物油支鏈醇聚氧乙烯酸長(zhǎng)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(duì)纖維結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響POY和DTY經(jīng)常要存放一段時(shí)間后才進(jìn)行后加工，因此在這段時(shí)間內(nèi)，油劑是否對(duì)纖維結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能存在不良影響，以及影響的程度，就成為我們關(guān)心的問(wèn)題。

油劑對(duì)纖維結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響分別見(jiàn)表3、表4.由表可見(jiàn)，存放30天后，POY、DTY纖維強(qiáng)說(shuō)明超細(xì)丙綸高速紡絲油劑對(duì)纖維結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能均無(wú)不良影響。

表3油劑對(duì)超細(xì)丙綸力學(xué)性能的影響樣品及存纖度纖度CV斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度斷裂伸長(zhǎng)斷裂伸長(zhǎng)放天數(shù)（天）表4油劑對(duì)纖維結(jié)構(gòu)的影響樣品及存放天數(shù)熔點(diǎn)/°C結(jié)晶度/%相對(duì)取向度/% 2.5油膜強(qiáng)度強(qiáng)度損失是超細(xì)丙綸加彈過(guò)程中經(jīng)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(qiáng)度，在摩擦假捻時(shí)有效地保護(hù)纖維，也是減少?gòu)?qiáng)度損失的一個(gè)有效手段。油膜強(qiáng)度表征的是油劑耐磨性，在纖維與高速旋轉(zhuǎn)的摩擦片接觸假捻時(shí)，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(shí)白粉加。在設(shè)計(jì)配方時(shí)，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(qiáng)度，但是在加彈時(shí)容易產(chǎn)生結(jié)焦，污染熱板，所以在復(fù)配時(shí)加入了耐磨性好的磷酸酯和高分子量聚醚，同時(shí)選用油膜強(qiáng)度較高的飽和聚醚為主體超細(xì)丙綸高速紡絲油劑的油膜強(qiáng)度達(dá)到88 kgPOY經(jīng)拉伸加捻、解捻后，DTY強(qiáng)度還略有提高。

2.6生物降解性日益嚴(yán)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(guò)生物鏈危害人類健康和動(dòng)、植物的生存。含有各種助劑的廢水就是一種嚴(yán)重的污染物，往往由于其難以在短時(shí)間內(nèi)迅速降解而造成水體污染。因此研究油劑的生物降解性，開(kāi)發(fā)環(huán)保型可降解油劑，從根本上解決其污染問(wèn)題，不僅具有一定的理論價(jià)值，而且對(duì)我國(guó)這樣一個(gè)水資源嚴(yán)重缺乏的國(guó)家，具有更重要的現(xiàn)實(shí)意義。

超細(xì)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(wú)規(guī)聚醚和脂肪酸EO/PO無(wú)規(guī)聚醚的生物降解性很好，因此選為油劑度，度、結(jié)晶度取向度等都沒(méi)有發(fā)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到這一點(diǎn)，采用多個(gè)小嵌段來(lái)調(diào)節(jié)其性能。研制成功的超細(xì)丙綸高速紡絲油劑具有良好的生物降解性，生物降解率達(dá)到97%. 2.7應(yīng)用油劑的應(yīng)用上機(jī)實(shí)驗(yàn)分別在中原油田舒普凡化纖廠和中科院絲普綸公司進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5.試驗(yàn)表明，超細(xì)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(chǎn)順利，POY纖維質(zhì)量?jī)?yōu)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(wěn)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(méi)有強(qiáng)度損失，易操作。

油劑指標(biāo)及性能超細(xì)丙綸高速紡絲油劑指標(biāo)及性能見(jiàn)表6表5油劑的實(shí)際應(yīng)用質(zhì)量指標(biāo)樣品纖度纖度CV斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度CV斷裂伸長(zhǎng)率斷裂伸長(zhǎng)CV沸水收縮率（%）含油率一等品率（%）表6超細(xì)丙綸高速紡絲油劑指標(biāo)及性能項(xiàng)目油劑指標(biāo)項(xiàng)目油劑性能項(xiàng)目摩擦系數(shù)外觀淺黃色透明液體潤(rùn)濕時(shí)間F/CMd（纖維與陶瓷間動(dòng)摩擦）有效物煙點(diǎn)（c）表面張力（N/cm）（纖維與纖維間靜摩擦）閃點(diǎn)（c）乳液穩(wěn)定性（12%）72i穩(wěn)定油膜強(qiáng)度（kg）4結(jié)論根據(jù)超細(xì)丙綸高速紡絲工藝和纖維的特點(diǎn)，從油劑單體結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系著手，進(jìn)行了超細(xì)丙綸高速紡絲油劑單體性能和復(fù)配技術(shù)研究。研制出的油劑可均勻上油，生物降解性好，對(duì)聚氨酯摩擦片的溶脹小，對(duì)纖維結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能沒(méi)有不良影響，油膜強(qiáng)度高。

超細(xì)丙綸高速紡絲油劑經(jīng)纖維生產(chǎn)應(yīng)用考核，能滿足紡絲和后加工工藝要求，可紡性好，生產(chǎn)過(guò)程順利，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，DTY―等品率達(dá)到85%以上。