第29卷第1期2010年02月
天津工业大学学报
JOURNAL OF TIANJIN POLYTECHNIC UNIVERSITY
Vol.29No.1February 2010
聚苯硫醚短纤维纺丝油剂的研制
徐进云1，魏俊富2，杨洪祥1
（1.天津工业大学纺织助剂有限公司，天津300160；2.天津工业大学环境与化学工程学院，天津300160）
摘要：采用了烷基磷酸酯盐、烷基醚磷酸酯盐和两性表面活性剂的复合抗静电体系，并以特种聚醚为摩擦调整
剂，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纺丝油剂.实践表明：该油剂具有很好的可纺性、梳理性和成纱性，能满足聚苯硫醚短纤维纺丝和后加工的要求.
关键词：聚苯硫醚；短纤维；磷酸酯；烷基醚；油剂；摩擦；抗静电中图分类号：TS103.841
文献标识码：A
文章编号：1671-024X （2010）01-0046-04
Research of spinning finish for PPS staple fiber
XU Jin-yun 1，WEI Jun-fu 2，YANG Hong-xiang 1
（1.Textile Auxiliaries Co Ltd ，Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300160，China ；2.School of Environmental and Chemical Engineering ，Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300160，China ）
Abstract ：The spinning finish of PPS staple fiber is composed of composition antistatic system with alkyl -phosphorylationester ，alkyl -aether phosphorylationester and amphoteric surfactant ，the special polyaether is used as its frictional adapter agent.The spinning finish has some remarkable properties such as good antistatic property ，higher film intensity ，better frictional property and surfactant property.With excellent spinning
property ，textile property and filament property ，the spinning finish is proved that can meet the needs of PPS
staple fiber spinning process and textile process after the long period use by PPS staple fiber plant.
Key words ：polyphenylene sulfide （PPS ）；staple fiber ；phosphorylationester ；alkyl-aether ；finish ；friction ；antistatic
收稿日期：2009-11-27
作者简介：徐进云（1973—），男，副研究员，博士研究生.
通讯作者：魏俊富（1963—），男，研究员，博士生导师.E-mail ：welcome8114@
聚苯硫醚的全称为聚苯撑硫醚，也称为聚亚苯基
硫醚，英文名称为polyphenylene sulfide ，简称PPS ，是1973年在美国开始工业化生产的一种特种工程材料.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.
1
实验部分
1.1
材料和仪器纤维材料：聚苯硫醚短纤维，2.2dtex ×51mm ，四川得阳特种新材料有限公司生产.
仪器：JZHY1-180型表面张力仪，承德实验总厂产品；MRS-10A 型四球摩擦仪，济南思达测试技术有
限公司产品；YG321型纤维比电阻仪，
常州纺织仪器厂产品；Y151型纱线摩擦因数仪，常州第二纺织机械厂产品.
第1期
1.2测试方法
1.2.1纤维比电阻测试
利用YG321型纤维比电阻仪进行测试，纤维质量15g，测试温度25℃，相对湿度65%.
1.2.2润湿性的测试
配制质量分数为1%油剂水溶液1000mL，将直径35mm帆布片挂上5g砝码后，放入油剂水溶液中，同时记录帆布片沉降时间，沉降时间越短，说明润湿性越好，取10次平均值，测试温度30℃.
1.2.3表面张力的测试
使用JZHY1-180型表面张力仪测定一定浓度油剂乳液的表面张力.
1.2.4油膜强度的测试
利用MRS-10A型4球摩擦仪，以油膜刚好破裂时的压力值来表示.数值越大，说明油膜强度越高. 1.2.5摩擦因数的测试
用Y151型纱线摩擦系数测定仪测定，测试速度为90r/min，包角为180°.摩擦因数包括纤维与纤维之间的静、动摩擦因数和纤维与金属之间的静、动摩擦因数. 2结果与讨论
2.1聚苯硫醚短纤维生产和加工工艺对油剂的要求
聚苯硫醚短纤维生产工艺由于速度快、纤度小、比表面积大，因此要求油剂具有较好的润湿性，能快速、均匀地铺展在纤维的表面，确保上油均匀.聚苯硫醚短纤维的后加工包括无纺布和纺纱等工艺路线，梳理速度快、摩擦部件多，油剂要具有较好的平滑性和适宜的抱合性，能够为高速运行的丝束提供充分的保护，减少毛丝、断头、缠辊、缠皮圈；油剂还要具有良好的抗静电性，减少丝束由于高速摩擦而产生并堆积静电；同时油剂也要具有较高的油膜强度，避免由于和金属、橡胶、陶瓷等部件的高速摩擦导致油膜破裂而产生毛丝、断头，影响纱线强力和伸长[1].此外，还要求油剂具有较好的耐热性、配制简单、乳液稳定、不易腐败、泡沫小、无异味、无毒害.
2.2油剂的摩擦性能
油剂的摩擦性能对于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.聚苯硫醚短纤维在纺丝和加工过程中，纤维与金属、橡胶、陶瓷等部件之间的接触面积很大，油剂必须具备优异的平滑性，以降低纤维与金属等接触部件之间的动摩擦系数，减少由摩擦带来的毛丝、断头等问题；而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），纤维间的静摩擦因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[2].所以，处理好油剂平滑性和抱合性的关系非常重要.表1列出了几种化纤油剂中常用的非离子型和阴离子型表面活性剂的摩擦性能.
从表1中数据可以看出，纤维与金属之间的动摩擦因数（μd，数值越小，平滑性越好）由大到小依次为：C18烷基二甲基羟乙基铵盐>壬基酚醚>C12烷基醚磷酸酯钾盐>C12烷基醚>C18烷基磷酸酯钾盐.
纤维与纤维之间的静摩擦因数（μs）由大到小依次为：壬基酚醚>C12烷基醚磷酸酯钾盐>C12烷基醚>C18烷基磷酸酯钾盐>C18烷基二甲基羟乙基铵盐.
纤维与纤维之间的静、动摩擦系数的比值（μs/μd，数值越大，抱合性越好）由大到小依次为：壬基酚醚> C18烷基二甲基羟乙基铵盐>C12烷基醚磷酸酯钾盐=C12烷基醚>C18烷基磷酸酯钾盐
从以上规律可以看出，高碳醇磷酸酯钾盐具有较好的平滑性，而某些聚醚具有较好的抱合性.在充分研究了聚苯硫醚短纤维纺丝和加工的各个工序对摩擦性能的要求，并兼顾油剂的抗静电性、润湿性等其他性能，在设计配方时选用了不同碳链长度的烷基磷酸酯盐，并导入了适当数量的聚氧乙烯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，得到了比较好的可纺性能.表2列出了本项目研制的聚苯硫醚短纤维油剂FSM-1的摩擦因数.
在化纤油剂中常用的抗静电剂主要有离子型和表1各类型表面活性剂的摩擦因数
Tab.1Friction coefficient of different surfactants
注：F/M表示纤维和金属之间，F/F表示纤维和纤维之间，μs、μd分别表示静、动摩擦因数.
表2油剂的摩擦因数
Tab.2Friction coefficient of finish
徐进云,等:聚苯硫醚短纤维纺丝油剂的研制47
——
