Полипропиленовые волокна и нити
Полипропиленовые волокна и нити обладают комплексом ценных эксплуатационных свойств. Ниже рассматриваются показатели, характеризующие основные свойства волокна.
Прочность полипропиленового волокна и нитей в сухом и мокром состоянии достаточно высока. Например, прочность волокна, используемого для изготовления изделий народного потребления, составляет 35-40 гс/текс, а для изделий технического назначения – 60-80 гс/текс. В мокром состоянии прочность полипропиленового волокна не меняется. Прочность волокна, сформированного и вытянутого в одних и тех же условиях, понижается с увеличением содержания аморфных или низкомолекулярных кристаллических фракций в исходном полимере.
Удлинение волокна в сухом и мокром состоянии одинаковое и составляет 30-40%; удлинение высокопрочного волокна – 12-15%.
Эластичность полипропиленового волокна достаточно высокая. При вытягивании волокна на 5 и 10% эластическое удлинение составляет соответственно 98 и 95% от общего удлинения. Следовательно, по величине эластического удлинения это волокно почти не уступает полиамидным и превосходит большинство синтетических волокон.
Гигроскопичность полипропиленового волокна и нитей, так же как и других волокон из стереорегулярных полиолефинов, практически равна нулю. Это значительно затрудняет окраску полипропиленовых волокон. Окрашивание этих волокон пока производится, как правило, в массе (введением пигментов в полимер перед формированием).
Плотность полипропиленового волокна и нитей является наиболее низкой (0,91 г/см3) среди всех природных и химических волокон. Это волокно, так же как и полиэтиленовое, не тонет в воде. Естественно, что такая низкая плотность является существенным преимуществом полипропиленового волокна при использовании его для изготовления ряда изделий технического назначения.
Хемостойкость полипропиленового волокна и нитей является так же одним из его преимуществ. Это волокно обладает высокой стойкостью к действию кислот (например, азотной или серной) и щелочей различных концентраций, не уступая, поэтому важному показателю такому хемостойкому волокну, как хлорин. Так же как и другие синтетические волокна, полипропиленовое волокно устойчиво к действию микроорганизмов.
Устойчивость к истиранию полипропиленового волокна и нитей ниже, чем полиэтиленового; по этому показателю полипропиленовое волокно значительно уступает полиамидным волокнам. Методы повышения устойчивости полипропиленовых волокон к истиранию пока не разработаны.
Термо- и теплостойкость полипропиленового волокна и нитей недостаточно высокая, что является одним из основных его недостатков. Рекомендуемая температура эксплуатации до 80˚С. При 100˚С полипропиленовое волокно обратимо теряет свыше 40% прочности, а при 120˚С при приложении очень небольших усилий начинается течение волокна. Поэтому использование изделий из полипропиленового волокна при температурах выше 90˚С затруднено, а в ряде случаев не представляется возможным. Температура так называемой нулевой прочности этого волокна составляет 160-170˚С.
Термостойкость волокна из полипропилена может быть значительно повышена введением антиоксидантов. Например, волокно, не содержащее антиоксидантов, полностью разрушается после нагрева в течении 8 часов при 140˚С. При содержании в волокне 0,5% антиоксидантов (неозона Д) прочность и удлинение волокна не изменяются даже после нагрева при той же температуре в течении 25 часов.
При разработке методов улучшения теплостойкости полипропиленового волокна, т.е. уменьшении потери прочности непосредственно при повышенных температурах, встречаются значительные трудности. Полипропиленовое волокно размягчается при 140˚С и плавится при 160-165˚С. По этой причине полипропиленовое волокно пока нельзя использовать для изготовления корда и резинотканевых изделий, так как процесс вулканизации резины в промышленности производится обычно при 150-160˚С.
Разработка методов повышения температуры плавления полипропиленового волокна на 40-50˚С или получения неплавкого волокна и соответственно волокон с высоким модулем создаст принципиальную возможность использования высокопрочного полипропиленового волокна для выработки корда. Учитывая низкую плотность этих волокон, высокую эластичность, однотипность химического строения полиолефиновых волокон и каучука и, следовательно, достаточно высокую адгезию между этими материалами, можно предположить, что при успешном решении этой задачи полипропиленовое волокно сможет стать одним из перспективных химических волокон для производства кордной ткани.