尼龍66 中低旦絲白度的影響因素和工藝研究

徐雅XU Ya

（神馬簾子布公司，平頂山 467000）

（SHENMA Tire Cord Fabric Company，Pingdingshan 467000，China）

0 引言

神馬尼龍中低旦絲生產(chǎn)線(xiàn)是2010年7 月成立的，是國(guó)內(nèi)首條具有規(guī)模生產(chǎn)尼龍66 中低旦絲能力的生產(chǎn)線(xiàn)。其生產(chǎn)的尼龍66 中低旦絲具有斷裂強(qiáng)度高、耐磨、耐疲勞、耐沖擊、尺寸穩(wěn)定性好、與橡膠粘力強(qiáng)等特點(diǎn)，是安全氣囊絲、橡膠骨架材料、篷布、繩、工業(yè)濾布等的主要工業(yè)原料，同時(shí)因其手感柔軟、質(zhì)感輕盈等優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于高檔服飾的縫紉線(xiàn)原料。隨著市場(chǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大，客戶(hù)對(duì)中低旦絲白度的要求也進(jìn)一步提高。本文主要從聚合工藝對(duì)中低旦絲白度的影響因素進(jìn)行研究。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料 尼龍六六鹽溶液：平煤神馬尼龍化工公司，如表1 所示。

二氧化鈦 使用日本富士鈦TA300

醋酸銅 巴西 incasa

碘化鉀 天津化學(xué)試劑總廠

油劑 日本松本油劑

表1 尼龍六六鹽的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1.2 生產(chǎn)設(shè)備及測(cè)試儀器 日本旭化成五大器連續(xù)縮聚設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)，紡絲箱，牽伸機(jī)，卷繞機(jī)，TU-1810APC 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，datacolor600 白度檢測(cè)儀，TOA 碘離子計(jì)，Sartorius PB-10 PH 計(jì)。

1.3 工藝流程 尼龍六六鹽溶液→催化劑、耐熱劑→濃縮→高壓下予聚合→增白劑→減壓→常壓聚合→負(fù)壓聚合→紡絲→油劑→牽伸→卷繞→中低旦絲產(chǎn)品。

2 結(jié)果與討論

2.1 在尼龍66 聚合反應(yīng)中，為了提高工業(yè)絲的牽伸性能，在聚合物中添加微量的二氧化鈦，超細(xì)銳鈦型二氧化鈦因具有光散射力強(qiáng)、著色力高、遮蓋力大、白度好以及密度、硬度均比金紅石型二氧化鈦低等特點(diǎn)，公司采取使用日本富士鈦TA300，除讓其作為性能極好的白色顏料使用外，還把它用作生產(chǎn)聚酯纖維的消光劑，它具有消光效果好、對(duì)聚合及紡絲設(shè)備磨耗小等優(yōu)點(diǎn)。由于超細(xì)二氧化鈦本身的強(qiáng)極性和顆粒的微細(xì)化，使得超細(xì)二氧化鈦不易在非極性介質(zhì)中分散，在極性介質(zhì)中易于凝聚，其分散性及分散穩(wěn)定性直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，在實(shí)際應(yīng)用中一般先配制成懸浮液再加入到聚合原液中。二氧化鈦在聚合物中添加量的多少直接影響中低旦絲的白度。

表2 白度與二氧化鈦添加量的關(guān)系

從表2 可以看出，當(dāng)二氧化鈦含量在90 以上時(shí)，中低旦絲白度明顯上升。當(dāng)二氧化鈦含量在100-110 之間時(shí)，中低旦絲白度最高，從化驗(yàn)結(jié)果看，繼續(xù)增加二氧化鈦在聚合物中的含量，白度值還有上升趨勢(shì)，但是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀況明顯變差，不利于生產(chǎn)。究其原因是二氧化鈦在非極性介質(zhì)中的分散性較差的緣故。所以，為了保證正常生產(chǎn)，又有利于控制中低旦絲白度值，二氧化鈦在聚合物中的含量應(yīng)控制在100±10 之間。

2.2 醋酸銅和碘化鉀 在尼龍66 聚合反應(yīng)中，常需要添加碘化鉀和醋酸銅來(lái)改善工業(yè)絲的耐熱性能。是因?yàn)樵诜磻?yīng)過(guò)程中碘化鉀與醋酸銅反應(yīng)生成結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定的碘化亞銅，抑制了銅離子的還原析出，增加了工業(yè)絲的熱穩(wěn)定性。

表3 白度與熱穩(wěn)定劑在聚合物中含量的關(guān)系

從表3 可以看出，在聚合各項(xiàng)工藝條件不變的情況下，逐步減少醋酸銅和碘化鉀的添加量，即控制銅、碘在聚合物中的含量逐漸變小，中低旦絲白度值逐步升高，在銅碘含量為18/420 時(shí)，中低旦絲白度值已超過(guò)公司給定指標(biāo)，滿(mǎn)足客戶(hù)需要。但是紡絲的廢絲率明顯上升，超過(guò)公司規(guī)定的中低旦絲廢絲率標(biāo)準(zhǔn)。所以，盡管中低旦絲白度值還有潛力，但為了保證生產(chǎn)，銅碘含量應(yīng)控制在18/420 為中心值附近。

2.3 油劑的添加量和pH 值高低對(duì)白度的影響 錦綸在紡絲生產(chǎn)過(guò)程中，由于絲條與金屬導(dǎo)輥表面摩擦，以及絲條之間在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行摩擦易產(chǎn)生靜電效應(yīng)，油劑中的抗靜電可消除纖維上的靜電。其次，油劑還能增強(qiáng)纖維的潤(rùn)滑性、吸濕性，減少靜電產(chǎn)生。另外，紡絲在卷繞的拉伸過(guò)程中，油劑使絲條具有適合的粘性，增加纖維之間的抱合力，使多根纖維集束在一起，共同經(jīng)受拉伸，使絲條順利而整齊的卷繞到筒子上。確保紡絲正常進(jìn)行。對(duì)高速紡絲來(lái)說(shuō),紡絲油劑尤為重要。而中低旦絲白度的提高與油劑的使用密切相關(guān)。

表4 油劑的pH 值高低和白度的關(guān)系

從表4 可以看出，中低旦絲白度值隨著油劑pH 值的降低而升高，繼續(xù)降低會(huì)使絲束在高速運(yùn)行時(shí)的靜電效應(yīng)增強(qiáng)，影響生產(chǎn)。

2.4 增白劑二氧化鈦、熱穩(wěn)定劑醋酸銅和碘化鉀、抗靜電油劑pH 值三種影響中低旦絲白度的因素在聚合物中含量和白度的關(guān)系，如表5 所示。

表5 三者與白度的關(guān)系

從表5 可以看出，當(dāng)銅碘含量在30/700ppm 時(shí)，二氧化鈦含量分別為90ppm、95ppm、100ppm，油劑pH 值分別為5.1、5.2、5.3 時(shí)，中低旦絲白度值分別為56.02、56.51、55.19。從增加增白劑角度來(lái)說(shuō)，中低旦絲白度值應(yīng)增加，但是有紡絲油劑pH 值的影響，白度增加效果不明顯。當(dāng)銅碘含量在24/560ppm 時(shí)，二氧化鈦含量分別為90ppm、95ppm、100ppm，油劑pH 值分別為5.1、5.2、5.3 時(shí)，中低旦絲白度值分別為55.53、61.95、60.52。降低了銅碘含量，隨著增白劑含量增加，中低旦絲白度值明顯升高，但油劑pH值為5.3 時(shí)，白度值又有所下降。當(dāng)銅碘含量控制在18/420ppm 時(shí)，二氧化鈦含量分別為90ppm、95ppm、100ppm，油劑pH 值分別為5.1、5.2、5.3 時(shí)，中低旦絲白度值分別為59.52、62.55、62.42，銅碘含量取最優(yōu)值18/420ppm 時(shí)，隨著增白劑二氧化鈦在聚合物中的含量增加，中低旦絲白度值提高效果明顯，即完成公司指標(biāo)，又滿(mǎn)足了客戶(hù)需求。綜合這三方面的因素，當(dāng)銅碘含量控制在18/420ppm，二氧化鈦含量控制在100 左右，油劑pH 值為5.1 時(shí)，應(yīng)是中低旦絲白度值較好的理想狀態(tài)。

3 結(jié)論

在尼龍66 連續(xù)聚合過(guò)程中要加強(qiáng)過(guò)程控制，原材料控制。增白劑、熱穩(wěn)定劑、油劑pH 值是影響中低旦絲白度值的主要因素，而三者之間也是互相影響、互相制約的，因此要取三者之間的最優(yōu)組合，加強(qiáng)過(guò)程控制，不斷加強(qiáng)這方面的工藝研究，尋求最佳生產(chǎn)工藝條件。

[1]董秀芳，郭雨，劉有智等.撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床無(wú)機(jī)包覆超細(xì)氧化鈦實(shí)驗(yàn)研究[J].化工科技，2005,13(1):22-25.

[2]朱驥良，吳申年 主編.顏料工藝學(xué)[M].第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002:86.

[3]孫禹.淺談錦綸FDY 油劑[J].化纖與紡織技術(shù)，2009（01）.