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聚丙烯是目前最常用的原料，也是最重要的聚合物纖維原料，我國有近94％的紡粘布和熔噴布所用的原料都是聚丙烯。根據美國統計，聚丙烯纖維在非織造布方面的應用越來越廣泛，己大量取代聚酯和粘膠纖維。在醫療、衛生、保健等領域，聚丙烯非織造布的應用量占非織布造總量的50％。

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本文來自《紡粘和熔噴非織造布手冊整理》，劉玉軍 主編。轉載請注明來源

聚丙烯纖維與其他合成纖維有兩大不同：

第一是其吸濕性很低，這就使聚丙烯纖維具有極好的耐污性與幾乎相同的干、濕態特性；

第二是它擁有所有纖維中最小的密度，這使它在相同重量條件下有更好的覆蓋性。

聚丙烯纖維基本性能如下：

極低的密度（0.91g/cm3）；

低的含水率（小于0.1％，）；

良好的耐化學性（耐酸、堿、溶劑）；

防霉、防腐、防蛀、抗菌；

良好的隔熱、保溫、絕緣性能；

高剛度、良好的抗拉強度（4.5~7.5 cN/dtex）；

良好的耐疲勞性、耐磨性；

良好的水解穩定性；

原液染色性好（可染色譜廣）；

耐溫性為120℃、熔點為165℃；

易再生使用。

聚丙烯纖維的碳氫結構（即缺少任何極性）使其具有高的拒水性，因而可防止極性材料引起的沾染。對非織造布來說，這一特性也可通過適當的后整理來加以改變，使PP非織造布具有親水性或其他特殊的性能。彩色無紡布

聚丙烯熔點很低（165℃），因此纖網適合采用熱軋黏合固結加工，產品已被廣泛用于衛生巾與尿片的包覆材料。

由于聚丙烯纖維的非離子型化學特性，采用普通的工藝難以染色。因此PP非織造布都是采用熔體染色工藝，即在聚合物切片原料中混入色母粒，進行熔體共混紡絲染色。除了產品染色外，還可以在熔體中添加功能母粒，使產品具有特定的功能。一般情況下由光線誘發（紫外線UV）的降解現象會導致PP非織造布褪色、發脆、機械強力下降等弊病。現在可以采用添加抗老化劑的方法來減少紫外線對產品的影響，延長產品的有效使用時間。

但要指出，PP非織造布在伽馬射線照射下（這是生產衛生材料時所采取的一種消毒方法）會分解，釋放出一股氣味，改變顏色，并且發脆。這是PP非織造布用于醫療衛生領域時要注意的問題。

1:聚丙烯的流變性能

在聚丙烯成形加工中，熔體流動性能是一個重要指標，一般采用熔體流動指數（MFI)來表征，MFI值越大，熔體的流動性越好。它是指在230℃的熔融狀態下，在10min時間內，標準負荷（2160g）下，流經標準（直徑2.095mm，長8mm)毛細管的熔體重量，其單位為g/10min。這是目前企業常用的測試方法，通常以此表征原料切片的流動特性。熔體流動指數也稱為熔融指數。彩色無紡布

熔融指數（MFI）的大小與聚丙烯的相對分子質量有關，一般等規聚丙烯的平均相對分子質量在180000、300000之間。相對分子質量越大，MFI值越小。由于樹脂品種及成形方法的不同，所選用樹脂的熔融指數差別較大。

在紡粘法非織造布生產中，由于要連續進行紡絲、牽伸、鋪網，而且要用高速紡絲來生產細旦纖維，故所需要的熔融指數一般要在30、40g/10min。

其他用途或工藝用樹脂的MFI值與紡粘法紡絲用樹脂略有差異，如膜裂纖維用樹脂的MFl值一般要在4~7g/10min;長、短纖維用樹脂的MFI值一般要在14～20g/min;細旦長絲、高速紡長絲、煙用過濾嘴用樹脂的MFI值一般要在30~40g/10min。

生產熔噴法非織造布要用流動特性更好的樹脂，熔融指數一般要在400～1500g/10min。一般熔體流動速率越高，熔體的黏度越低，就更易于牽伸成更細的纖維，單纖維的強度會較小。如果需要強度較高的纖維，就要選使用熔體流動速率較低的樹脂。

由于影響非織造布強度的主要因素是纖維的粗細、纖網的均勻度及固結條件等。所以，樹脂的流動速率對非織造布的強度有一定的影響，但影響并不是太大。彩色無紡布

熔體在毛細孔流動時產生的法向應力差使取向的分子在出口處產生一種脹大的傾向。這種脹大效應依賴于毛細孔的尺寸，尤其是細孔的長徑比（L/D），它隨著(L/D)值的增加以及毛細孔平均剪切速率梯度的降低而降低；而隨著熔體溫度的降低，使松弛效應減慢和黏性阻尼增加，致使擠出脹大效應變得顯著。聚丙烯柔軟的分子鏈結構，使其在加工成形過程中對這種出口脹大行為不能忽視。這是設計噴絲板的孔間距離、噴絲孔的長徑比時要考慮的因素。

2: 聚丙烯的可紡性

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可紡性是衡量高聚物原料紡制成細纖維的難易程度的一個重要應用特性，是指其熔體在噴絲孔噴出以后，熔體細流形成具有一定物理機械性能的連續纖維的特性。高聚物原料與可紡性相關的特性主要分為物理特性與化學特性兩大類。

原料的物理特性主要是指熔點、軟化點、玻璃化溫度，剪切黏度、拉伸黏度，結晶度，水分含量、雜質含量等。

原料的化學特性主要是指分子結構、分子量、分子量分布、穩定性等。聚合物原料的物理特性及化學特性對熔體的可紡性有重要影響，以PP為例，要求其分子結構為等規型，分子量較小、有合適的熔融指數（紡粘法與熔噴法各不相同），分子量分布寬度小于4，聚合物的相對分子質量分布取決于催化劑種類及聚合工藝條件。水分含量小于500mkg、雜質含量小于250m/kg等。彩色無紡布

聚合物的可紡性不良時，其表現為：紡絲熔體溫度波動，熔體壓力偏高，有熔體滴落，無法經受高速牽伸、容易出現斷絲，易降解、單體多、煙霧大，過濾網、噴絲板使用周期短，容易產生停機故障等。

聚丙烯的玻璃化轉變溫度為-35～10℃，根據不同的樣品純度、測試方法和條件而不同。聚丙烯的熔點與等規度有關。一般聚丙烯的熔點為164～170℃，純凈等規聚丙烯熔點為176℃，紡絲溫度需控制在熔點以上。具體的熔體溫度與原料MFI,紡絲工藝及機型有關，同一種原料，在不同的機型上使用，熔體的溫度可相差幾十度。在紡絲成形過程中，隨聚丙烯MFI值的增大，相對分子質量減小，紡絲溫度應相應降低。

需要指出的是：由于聚丙烯有較高的熔體黏度，若在較低的紡絲溫度下，很容易導致取向和結晶同時發生，并形成高度有序的單斜晶體結構；相反，在較高的紡絲溫度下，由于在結晶發生前具有較大的流動性，初生纖維的預取向度低，且形成不穩定的蝶狀液品結構，可實現較高倍數的拉伸，從而獲得高強度纖維。

近年來，由于茂金屬催化劑的發展，以茂金屬催化均相聚合等規聚丙烯的生產及應用，可以制備相對分子質量分布更狹窄、均化性提高的聚合物。茂金屬催化聚丙烯有優異的流變性能，可以在正常的紡絲溫度下有較大的流動速率，能降低紡絲壓力、并擠出更細絲條，可比用普通的原料紡出單絲纖度更小的纖維，及定量值更低的非織造布。茂金屬催化聚合物原料在提高產品的均勻度與覆蓋能力、改善手感、節約能源等方面有良好的效果，是目前生產細旦纖維的重要原料。下表所示為茂金屬聚丙烯與常規聚丙烯性能的比較。彩色無紡布

由于茂金屬絡合物催化劑可以使聚丙烯的熔點在130～170℃之間調節，比常規聚丙烯大約低15℃，從而在聚合過程中可使聚合物易于同熔點更低的基質如聚丙烯共聚物、聚乙烯等分層。同時可以減少殘渣率并提高生產率，在反復擠壓過程中顯示出極好的抗氧化斷裂性。

3：紡粘法及熔噴法聚丙烯切片原料要求

在聚丙烯紡絲過程中，常常會用到不同牌號的原料，其可紡性會有較大的差異，如噴絲組件使用周期的長短、斷絲的產生率、纖維的均勻性等都不同。這往往是由于樹脂中含有雜質等原因所致。

樹脂中的雜質可以分為無機雜質和有機雜質兩種，其中無機雜質包括外來雜質和樹脂內雜質，前者來自樹脂切片生產環境、儲存、運輸和使用時帶入的雜質；后者主要來自催化劑和各類助劑，如色母粒、阻燃母粒等。無機雜質含有鈦、鋁、硅、鐵、鈉等，有人認為鈉是影響過濾性能的主要成分。彩色無紡布

有機雜質可能是一些分子量極高（超過100萬）的和支化的齊聚高熔點異物，這同樹脂指標上的晶點、魚眼或凝膠粒子有關。在熔紡過程中，這些雜質中一小部分粒徑較大的雜質被過濾介質濾去，而一部分粒徑較小的雜質可通過過濾介質的空隙而殘留在初生纖維中。

過高的雜質含量容易導致紡絲組件內過濾網堵塞，熔體壓力升高過快，尤其是當灰分高、凝膠粒子大而多時，這種情況更為嚴重。因而常要頻繁更換熔體過濾器的濾網，否則易引起熔體壓力波動、熔體泄漏、擊穿濾網、組件的使用周期縮短。因此，聚丙烯切片中雜質含量應該限制在0.025以內，以保證紡絲過程的連續進行。

由于聚丙烯分子內不含親水性基團，且水解速度慢，因而對切片水分含量要求不高，只要求它不影響可紡性和在成形中不產生氣泡即可。但由于紡粘法工藝的紡絲速度快，故要求切片中水分含量要低一些，一般在0.05％以內。

紡粘法及熔噴法常用聚丙烯切片

熔體紡絲成網生產線使用的聚丙烯切片原料為紡絲級聚丙烯（PP)切片，其具體性能如下。

（1）熔融指數（MFI)：紡粘法用25~40g／10min，熔噴法用400～1500g/10min。彩色無紡布

（2）相對分子質量分布寬度（Mw/Mn）：< 4 ~ 5。

（3）熔點：164~170℃（純等規聚丙烯的熔點為176℃）。

（4）密度：0.91g/cm3。

（5）等規度：不低于96％。

（6）灰分：不高于0.025％（重量）。

（7）含濕量：不高于0.05％（重量）。

（8）外觀光滑，粒度均勻，無連粒現象。

4：原料的選用

生產線所用的原料與產品的市場定位，產品的用途有關。生產低端市場的產品時，由于產品對原料的要求不高，為了降低生產成本，可選用較次的原料。反之亦然。

大部分紡粘法非織造布生產線所使用的原料形態為粒狀的聚丙烯（PP）切片，但也有相當部分的小型生產線使用粉狀的PP原料，還有部分生產線使用回收的聚丙烯原料。除了粒狀原料外，熔噴法非織造布生產線還可能使用球粒狀原料。

切片的價格直接與其MFI值的大小相關，一般是MFl值越大，價格越高。因此要綜合考慮所用的生產工藝、設備特性、產品的用途、產品銷售價格、生產成本等因素來選擇使用的原料。