丙烯纤维(丙纶)是1960年由意大利首先工业化生产的合成纤维品种,是Zieglar-Natta催化剂应用于丙烯的定向聚合而获得的第一个具有全同立构(或等规立构)的聚合物,具有高密度、高结晶度和高分子量,强度近似于聚酰胺纤维。聚丙烯纤维弹性好,有绝对憎水性,比重小(只有0.91)。缺点是染色性及耐老化性差。由于丙烯是石油裂解气,来源充足,价格低廉,所以聚丙烯纤维的生产发展迅速,是一个很有前途的品种。
纤维由丙烯聚合而成,熔体纺丝,由于大分子上无极性基团,分子间力小, 且由于分子链比较柔顺,故聚丙烯的玻璃化温度在0℃以下,纤维用聚丙烯必须采用等规聚合,使聚丙烯大分子中的各原子及基团在三维空间作有规律的排布,熔点可达165~170℃,由于丙烯分子间吸引力小,树脂的分子量一般要求在20万甚至以上,熔体粘度大,纺丝时熔体温度控制在比熔点高出100℃以上(一般为285℃或更高)。聚丙烯分子链柔顺,规整性好,纺丝成形过程中极易结晶,初生纤维结晶度高达50%,纺丝时将丝室温度控制在30℃以下,使初生纤维生成不稳定的假六方晶体,以便于后加工中进行拉伸。制备粗特丙纶纤维也可用薄膜法短程纺设备,将挤压机出来的固化后的薄膜用带有沟槽的辊筒划裂成纤维。
丙纶纤维容易老化,因为聚丙烯大分子链中叔碳原子上的氢原子相当活泼,易受光、热等影响而产生活泼的游离基,并引起游离基连锁降解反应,促使大分子链断裂。为防止老化,纺丝时常加入抗老化剂,以减缓老化过程,效果较好的有邻羟基二苯酮类和含镍的金属有机化合物,加入1%~3%石墨对防止光敏老化最为有效,但不适于制造洁白的纤维。