[科普中国]-聚氯乙烯纤维

聚氯乙烯纤维又称氯纶，一种聚氯烯烃纤维。以聚氯乙烯为原料，湿法或干法纺丝制得的合成纤维。具有自熄性，为一般天然纤维、化学纤维所不具备，具有较好的保暖性、绝缘性且化学稳定性高，耐磨性好，但耐热、耐光性和导热性差，不能熨烫，不能用蒸汽消毒、沸水洗涤和高温染色，不可燃。1

发展聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)纤维是由聚氯乙烯树脂纺制的纤维，我国简称氯纶。早在1913年克拉特(F.Klatte)用热塑挤压法制得第一批PVC纤维，但此丁艺以后并未应用。1930年德国I．G公司的休伯特(E.Hubert)和帕博斯特(Pabst)、内希特(Necht)把PVC溶于环己酮中，进而在含30%醋酸的水溶液中用湿法纺丝制得了服用的聚氯乙烯纤维，随后，正式以商品名皮斯发森(Pece Fasern)开始生产。在当时的技术条件下，这种生产方法的难度较大，故发展很慢、到20世纪50年代初PVC纤维才作为一种工业产品出现。

聚氯乙烯纤维具有原料来源广泛、价格便宜、热塑性好、弹性好、抗化学药品性好、电绝缘性能好、耐磨、成本低并有较高的强度等优点，特别是纤维阻燃性好，难燃自熄，限氧指数LOI高达37.1%。但由于聚氯乙烯纤维耐热性差，对有机溶剂的稳定性和染色性差，从而影响其生产发展，与其他合成纤维相比，一直处于落后状态。近年来，出现了所谓第二代聚氯乙烯纤维，其耐热性比传统的聚氯乙烯纤维有很大提高。同时随着生活水平的提高，人们的安全意识越来越强，对于床上用品、儿童及老人睡衣、室内装饰织物、消防用品、飞机、汽车、轮船内仓用品等，很多国家都提m了阻燃要求。聚氯乙烯纤维作为阻燃纤维材料通过原料与生产技术的改进与提高，将广泛应用于消防、军队、宇航、冶金、石化等特种行业。2

性能聚氯乙烯纤维较硬，强力在合成纤维中是较低的，与棉相似。

聚氯乙烯耐热性较差，当温度达到65～70℃时即发生明显的热收缩。没有明显的熔点，其粘流化温度约为170～220℃，而分解温度为150～155℃，在该温度下会有少量HCl放出，促使其进一步分解，故必须加入碱性的稳定剂中和HCl而抑制其催化的裂解反应。因而聚氯乙烯不仅不能采用熔体纺丝法纺丝，即使采用温度较低的热塑挤压法纺丝，也必须加入适当的热稳定剂。

聚氯乙烯是无定形聚合物，有少量微晶存在，聚氯乙烯的密度约为1.39～1.419/cm3。聚氯乙烯纤维导热性小，具有良好的保暖性，其保暖性比棉、羊毛好。聚氯乙烯大分子结构中具有不对称因素，所以具有很强的偶极矩，这就使聚氯乙烯纤维具有一定的静电性，吸尘性好。聚氯乙烯不吸水，很难在一般的溶剂中溶解。湿法纺丝所用的溶剂有：二氯乙烷、四氯乙烷、氯苯、环己酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、环氧丙烷以及环氧氯丙烷等。

聚氯乙烯纤维的独特性能，也就是其优点，就在于其难燃性。在高温下，聚氯乙烯分解出大量的不燃性HCl气体，一方面带走大量的热量，另一方面隔绝空气，使火焰熄灭。聚氯乙烯纤维的极限氧指数LOJ高达37.1%，在明火中发生收缩并炭化，离开火源便自行熄灭，其产品特别适用于易燃场所。

聚氯乙烯纤维对无机试剂的稳定性好，室温下在大多数无机酸、碱、氧化剂和还原剂中，纤维强度几乎没有损失或很少降低。聚氯乙烯易发生光老化，当其长时间受到光照时，大分子会发生氧化裂解。

聚氯乙烯纤维的主要缺点是耐热性差，只适宜于40～50℃以下使用，65～70℃即软化，并产生明显的收缩。其次是耐有机溶剂性差和染色性差，虽不能被多数有机溶剂溶解，但能使其溶胀，一般常用的染料很难使聚氯乙烯纤维上色，所以生产中多数采用原液着色。3

生产工艺氯纶的生产工艺有湿法纺丝和干法纺丝两种，产品均为短纤维。所用溶剂(或捏和剂)是丙酮，工艺流程如下：

1．湿法纺丝工艺流程

聚氯乙烯→捏和(溶胀)→溶解→过滤→调温→纺丝→集束→水洗→拉伸→上油→干燥(热定型)→卷曲→切断→短纤维。

2．干法纺丝工艺流程

聚氯乙烯→捏和(溶胀)→溶解→过滤→调温→纺丝→集束→拉伸→热定型→上油→切断→干燥→短纤维。

聚氯乙烯湿法纺丝所用凝固浴为丙酮水溶液，浴中丙酮含量控制在20%～22%，浴温保持在35℃左右，纺丝速度一般取16～20m/min，丝条在凝固浴中的停留时间10～12s。得到的初生纤维经水洗后再进行拉伸。

聚氯乙烯干法纺丝时的套筒温度取80～120℃，卷取速度100～200m/min。套筒长度可为3.5～6m。卷取速度越高，套筒长度应越长。借助于热空气流使丙酮挥发而使原液细流凝固成纤维。纺丝套筒中的热空气被引出后进行冷凝或用活性炭吸附以回收丙酮。为了保证生产安全，套筒内空气中的丙酮含量不得接近丙酮的爆炸极限(2.15%～13%，丙酮的体积分数)。2

用途聚氯乙烯纤维的产品有长丝、短纤维以及鬃丝等，以短纤维和鬃丝为主。

在民用方面，主要用于制作各种针织内衣、毛线、毡子和家用装饰织物等 由聚氯乙烯纤维制作的针织内衣、毛衣、毛裤等，不仅保暖性好，而且具有阻燃性，另外由于静电作用，对关节炎有一定的辅助疗效。

在工业应用方面，聚氯乙烯纤维可用于制作各种在常温下使用的滤布、工作罩、绝缘布，覆盖材料等。另外，用聚氯乙烯纤维制作的防尘口罩，闪其静电效应，吸尘性特别好聚氯乙烯鬃丝主要用于编织窗纱、筛网、绳索等。另外，日本帝人公司研究人员发现，聚氯乙烯纤维与人体摩擦后会产生大量负离子，他们正试图利用这一特性开发保健产品。2

本词条内容贡献者为:

杨明 - 副教授 - 西南大学