聚合物降解性能:
聚合物降解有助于修正聚合物熔体粘度和分子量分布。通常有三种降解方式:化学、机械剪切和热降解。聚合物熔喷时或熔喷前,可采用氧或过氧物来实现化学降解,增加挤压速率、热量和熔体滞留时间均可达到机械剪切降解和热降解的目的。
对于聚合物熔体来说,要求均匀发生降解,避免聚合物熔体降解不一致而造成粘度不均匀,分子量分布离散。同时还要求不能过度降解。
聚丙烯由于聚合工艺简单,无毒、无嗅、无味,化学稳定性强,可耐酸碱,质量轻、耐冲击、机械韧性强、热塑性加工性能好,自上世纪50年代实现产业化以来发展十分*,广泛应用于注塑、塑编、纤维、薄膜、管材等多个领域。随着近几年多元化主体的产能扩张,国内聚丙烯产业链已步入全面过剩时代,与此同时,下游集中度越来越高,消费结构逐渐升级。针对这种趋势,聚丙烯供应商应“求新求变”,注重加强产品开发、调整营销模式、用好市场、推进产品出口,以实现高质量增长。
分子量及其分布:
聚合物原料的分子量及分子量分布是影响熔喷工艺和熔喷法非织造布性能主要的因素。对熔喷工艺来说,一般认为聚合物原料分子量低、分子量分布窄有利于熔喷纤网的均匀性。
聚合物分子量大小与其熔融流动指数(MFI)成反比,与聚合物熔体的熔融粘度成正比。也即聚合物分子量越低,MFI越高,熔体粘度越低,越能适合于熔喷工艺较弱的牵伸作用
通常,聚丙烯、聚乙烯及其共聚物在熔喷工艺设计时主要考虑MFI。而其他热塑性高聚物熔喷时考虑用熔体粘度或特性粘度来反映原料的分子量大小。釆用MFI较低的聚丙烯原料可生产出强力较高的熔喷法非织造布。但目前的趋势是采用较高的MFI切片原料,这样可提高产量,降低加热温度,从而降低能耗。
分子量分布越集中,大分子的分子量均等性好,便于均匀受热、熔融并得到均匀的纤网,因此,熔喷工艺要求聚合物原料的分子量分布尽量集中。
聚丙烯用于熔喷工艺有以下特点:
1.聚合物熔体粘度可以按需控制
熔体粘度控制方法主要有:
使用氧化剂或过氧化剂;
依靠螺杄挤岀机的机械剪切作用;
控制工作温度进行热降解。
对于MFI较低的聚丙烯,通常同时采用以上三种方法来控制熔体粘度,以便熔喷形成**细纤维。
2.分子量分布(MWD)可控制
熔喷工艺要求聚丙烯分子量分布较窄,以便加工岀细纤维。新的催化技术使聚合物生产商可以生产出MFI很高而MWD很窄的聚丙烯原料,前述的三种降解措施可进一步降低分子量分布。
3.较宽的熔融温度范围
聚丙烯具有较宽的熔融温度范围,对非织造工艺中常用的热粘合加工工艺较为有利。常规应用中,聚丙烯的耐热性已足够。
4.有利于制成**细纤维
与其他聚合物原料相比,如果聚丙烯熔体的粘度很低、分子量分布很窄,则熔喷时,同样的能耗和同样的牵伸条件下可得到较细的纤维。聚丙烯熔喷非织造布纤维细度通常为2~5μm。较窄的分子量分布降低了熔体的弹性,因此,熔喷模头喷丝孔挤岀的熔体细丝可在热空气流牵伸作用下变得更细。
熔喷工艺中,必须根据产品的质里、性能要求以及工艺特性来选择聚丙烯切片原料。
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