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1、,纺丝油剂,目 录,1、国内外纺丝油剂的发展现状,2、纺丝油剂的组分,3、聚苯硫醚短纤维纺丝油剂的研制,4、纺丝油剂展望,一、 国内外纺丝油剂的发展现状,自50年代以来像美国、日本、德国、不仅研制出不少新型高效油剂，还 运用复配技术开发出抗静电性好、平滑性与集束性比较理想的复合油剂,小标题内容,油剂的开发、采用的技术和生产都形成了比较 完整的配套体系。根据不完全统计，全国已有30个左右单位开发生产了几十种各类化纤油剂，大都分布在石化、纺织、化工、轻工等系统。,却是经历了20世纪60年代分散开发；70年代剖析仿 制；80年代有组织地开发国产化油剂；90年代逐步替代进口油剂的开发生产历史。,中国,
2、国际,我国,中国 目前,天津工大纺丝助剂的推动者,20 世纪80 年代之前我国工业丝的纺丝油剂基本依赖于德国和日本等国的进口. 80 年代初,上海石化股份有限公司研究所、天津轻化所、浙江大学等单位陆续开始了对化纤油剂合成的研究. 到90 年代中期,江苏宜兴助剂厂、天津纺织工学院助剂厂等先后实现了高速纺丝油剂的工业化生产,并逐步开始取代进口。,郑州大学 郭建国等:合成纤维纺丝油剂的研制进展，2002,天津工业大学是我国化纤油剂的研究与生产的重要基地之一。天津工业大学所属天纺高新技术实业公司是以研究和生产化纤油剂、纺织助剂、热处理添加剂为主，集 科研、开发、生产、销售为一体的经济实体，其研制的涤纶
3、长丝系列油剂等产品迅速打开了全国市场，与全国几十个化纤厂建立起稳定的业务关系。公司现有产品及 在研项目，一是瞄准替代进口产品，二是为新型的特种纤维 如防紫外、远红外、抗静电等功能纤维配套。最近几年来，公司有30个产品投入市场，产品主要有涤纶、睛纶、锦纶、丙纶和功能性纤维纺丝油剂等，用户遍布全国各地。其中涤纶POY高速纺丝油剂、涤纶 弹力油剂等7个产品分别获得了天津市和纺织部科技进步奖。主要产品包括：FSC-168涤纶高速纺丝油剂、FDY-98涤纶纺丝拉伸一步法油剂、SL 240/SL-280涤纶弹力丝油剂、TC-9701涤纶工业丝油剂等等。,天津工大纺丝助剂的推动者,纺丝油剂是指应用于化纤生产
4、与加工过程中必不可少的一类纺织助剂，其主要作用是调节化学纤维的摩擦性能，防止或消除静电积累，赋予纤维平滑、集束、抗静电、柔软等性能，使化学纤维顺利通过纺丝、拉伸、加弹、纺纱及织造等工序。,二 纺丝油剂的组成,合成纤维是由煤、石油、天然气中提炼出来的低分子化合物经聚合而成的高分子化合物产品。它吸湿性小,导电性差,摩擦系数大,本身不含脂肪类物质,因此在纺丝后续加工过程中丝条易滑落,散乱,造成毛丝、废丝. 这就需要在纺丝和卷绕筒管之间用油剂处理,在其表面形成一层油膜,改善纤维平滑性,降低丝束的摩擦系数,增强可纺性,提高纺丝效率,保护纤维的质量。,2.1 纺丝油剂的定义,抗静电剂,润滑剂,乳化剂,表面
5、活性剂,柔软剂,集束剂,PH值控制剂,其他,抗菌剂,抗氧剂,主组分,副组分,主组分,副组分添加剂,表面活性剂,2.2 纺丝油剂的组成,抗静电剂,油剂的抗静电原理与其在纤维表面吸附的方式有关:疏水基吸附在纤维表面,亲水基趋向空气而形成一层亲水性膜,降低了合纤的摩擦系数从而使其难以产生静电. 同时亲水膜吸收空气中水分形成水层,产生的静电就易于传递到大气中去,因此起到抗静电作用 . 抗静电剂用量一般为5 %20 %.,常用抗静电剂,吸湿型无机盐：,如Licl、Kcl这类具有潮解性的无机盐，在低浓度时具有优良的吸湿性。,非离子抗静电剂：,聚乙二醇、聚乙二醇脂肪酸酯和醚、脂肪酸甘油酯、烷基酚等。,阴离子
6、抗静电剂：,脂肪酸金属皂、脂肪酸乙醇胺皂、烷基硫酸盐、烷基磺化盐、烷基硫代丁二酸盐、烷基磷酸盐、聚氧乙烯烷基磷酸盐等。,阳离子抗静电剂：,脂肪胺、聚氧乙烯脂肪胺、季按盐、聚氧乙烯季按盐。,两性抗静电剂：,氨基酸和它的盐、甜菜碱。,合成油剂在使用前应先与去离子水配成乳液或溶液,因此需添加一定的乳化剂以降低两相间界面张力,促使溶液稳定.乳化剂则为30 %左右. 目前,在油剂的合成过程中,通常首先选择一种性能比较全面的高分子表面活性剂作为油剂合成的主体(一般是平滑柔性剂) ,然后辅之以其它类型的助剂.,乳化剂,油剂需通过乳化液形式用到纤维上去，而成布以后表面的油剂又要求易于洗净，以免影响染色，故油剂
7、必须有良好的乳化性能。乳化剂的选择通常是凭经验，一般原则是：,乳化剂选用原则,常用的乳化剂,阴离子型,液态烷烃(如锭子油、白油)应用于各类普通纺丝油剂中。 固态烷烃(固体石蜡)一般不用于化纤油剂,天然油脂（椰子油、大豆油、花生油、猪油） 合成酯（十八醇、乙二醇、聚乙二醇、丙三醇、季戊四醇,聚醚：环氧乙烷(EO)与环氧丙烷(PO)在不同起始剂下加成聚合得到在POY化纤油剂中用量达70%以上。,矿物油,酯类,聚醚,平滑剂(润滑剂),纤维在加工过程中因摩擦而产生起毛、断裂和静电. 经过吸附一层平滑剂后,摩擦发生在互相滑动的憎水基之间,因此获得柔软效果。用量在40%60%间。,目前国外的平滑柔软剂发展
8、很快。开发的品种包括脂肪酸聚氧乙烯酯、聚乙二醇月桂酸酯、氢化蓖麻油聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪胺、聚乙二醇山梨醇油酸酯、聚氧乙烯蓖麻油、烷基聚氧乙烯醚硫酸酯盐、硬脂酸聚氧乙烯酯、聚二醇硬脂酸酯和山梨糖醇酐硬脂酸酯等。 其中脂肪酸聚氧乙烯酯或脂肪酸酯是具有双功能的油剂组分，既有抗静电功能，又有提高纤维静摩D擦系数的性能，使纤维具有好的集束性。,添加剂,柔软剂,pH调节剂,其他油剂,集束剂,三乙醇胺皂、聚醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、蓖麻醇环氧乙烷加成物等,纤维表面吸附柔软剂后，可降低纤维摩擦系数，特别对刚性强的纤维，可提高加工性能、织造性能和成品质量。,酸性的有柠檬酸、 山梨酸等等，碱性的有碳酸氢钠、磷酸氢
9、二钠,防腐剂 防霉剂 抗氧剂 抗菌剂,聚苯硫醚短纤维是我国“十一五”规划期间产业化重点发展的高性能纤维之一聚苯硫醚短纤维的开发离不开专用油剂的配套使用，而目前国外公司对聚苯硫醚短纤维专用纺丝油剂实行严格的技术封锁，在很大程度上制约了聚苯硫醚短纤维的开发和应用 为促进国内聚苯硫醚短纤维行业的快速发展，天津工业大学纺织助剂有限公司组织专项课题组，系统研究聚苯硫醚短纤维纺丝工艺和下游无纺布工艺及纺纱工艺对油剂的要求，成功开发出具有优异的抗静电性、较高的油膜强度、适宜的摩擦特性以及良好表面特性的聚苯硫醚短纤维专用纺丝油剂,三、聚苯硫醚短纤维纺丝油剂的研制,3.1聚苯硫醚短纤维,好的润湿性,高的油膜强度
10、,好的平滑性,好的抗静电性,聚苯硫醚的全称为聚苯撑硫醚，也称为聚亚苯基硫醚，简称PPs，是1973年在美国开始工业化生产的一种特种丁程材料聚苯硫醚纤维是一种高性能纤维，具有优异的耐热性、耐腐蚀性、阻燃性、绝缘性和防辐射性，因此具有广泛的用途，在环境保护、化学工业过滤和军事等领域中的应用尤为突出,聚苯硫醚,聚苯硫醚短纤维对纺丝油剂的要求,摩擦性能,3.1油剂的摩擦性能,油剂的摩擦性能对聚苯硫醚短纤维纺丝和后加工影响很大表示摩擦特性的主要指标是摩擦系数,纤维在拉伸和梳理过程中要求有适宜的静摩擦系数(即适宜的集束性)，纤维间的静摩擦冈数过小会造成纤维之间的抱合力过小，导致丝束蓬松、梳理不畅.所以，处
11、理好油剂平滑性和抱合性的关系非常重要,3.2 油剂的选择,采用不同碳链长度的烷基磷酸酯盐、烷基醚磷酸酯盐和两性表面活性剂组成的复合抗静电体系具有优异的抗静性,选择了具有支链结构、碳链长度适中的聚氧乙烯(丙烯)醚来改善、调整油剂的润湿性，得到了较好的润湿效果,选用了不同碳链长度的烷基磷酸酯，并导入了适当数量的聚氧乙稀基团作为主体平滑剂，与烷基聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酯等表面活性剂一起来调节纤维的摩擦系数值，得到了比较好的摩擦性能,油剂的摩擦性能,选择含有极性基团的磷酸酯和高分子量聚醚 可以有效提高聚苯硫醚短纤维油剂的油膜强度,4展望,目前合成纤维用油剂主要是通过应用各种表面活性剂来进行合成,其原料种
12、类丰富,合成方法众多,具有很大的科研开发潜力,但是由于我国对纺丝油剂的研发较晚,虽已有部分产品投入工业化生产,可与国外同类产品相比其性能和使用方面还存在不小差距,还需作更加深入的了解和研究. 因此今后的研究方向还应先从基础原料的合成入手,通过实验来逐步进行油剂的配方设计和性能研制.伴随着纺织工业和新材料技术的迅猛发展,纺丝油剂在国民生产中的作用定会更加重要,其应用也会愈加广泛,它必将拥有非常广阔的发展前景.,参考文献,2 郭建国,朱诚身,张漪聪,杨静娴,等.合成纤维纺丝油剂的研制进展.中原工学院学报,2002 , 7- 11.,1 徐进云，魏俊富，杨洪祥等. 聚苯硫醚短纤维纺丝油剂的研制.天津工业大学学报，2010，47-50,谢谢观赏,