В литературе7’8’43’44 имеются указания на возможность по­лучения полипропиленового волокна из раствора полимера. Ранее указывалось (гл. I), что стереорегулярный полипропи­лен при нормальных условиях не растворяется ни в каких из­вестных углеводородах, поэтому растворение проводят при температуре выше температуры плавления кристаллов поли­мера в высококипящих растворителях. В качестве растворите­лей можно применять тетралин, декалин, дикумилметан, ди - толилметан7, а также фракции нефти8-22 с температурой кипе­ния 200—250°С. Формовать волокна из концентрированных (20—25%-ных) растворов полипропилена в углеводородах можно как сухим, так и мокрым методом. Концентрация по­лимера в прядильном растворе зависит не только от молеку­лярного веса полимера, но и структурного состава полипро­пилена, так как температура перехода на режим ньютоновского течения определяется также и структурным составом. Так, при исследовании реологических свойств 20%-ного раствора поли­пропилена различного структурного состава показано44, что температуры перехода на режим вязкого течения для атакти­ческого полимера, стереоблокполимера, экстрагируемого м-геп - таном, и изотактического полимера составляют 40—60 °С, 80—100 QC и 150—160 °С соответственно.

Показано, что энергия активации вязкого течения раствора полипропилена различных структур в углеводородных фрак­циях нефти, имеющих температуру кипения 200—250 °С, равна 5 ккаль/моль.

Одинаковое значение энергии активации вязкого течения указывает, что переход этих структур на режим ньютонов­ского течения определяется температурой и напряжением сдвига и не зависит от структурного состава полипропилена. Формовать волокно из растворов изотактического полипропи­лена можно только при температуре, близкой к температуре плавления кристаллов полимера. При формовании волокна из расплава для снижения вязкости используют полимеры, содер­жащие атактические и стереоблокполимерные структуры, играющие роль пластификаторов. Однако, как указывалось выше, это связано с ухудшением физико-механических свойств волокна. При формовании волокна из раствора роль пласти­фикатора выполняет растворитель, который затем удаляется; вязкость раствора можно регулировать количеством добавляе­мого растворителя. Это дает возможность использовать поли­меры с большим молекулярным весом по сравнению с поли­мерами, используемыми для формования волокна из расплава.

В патенте45 указывается, что волокно из полиолефинов, включая полипропилен, поли-4-метилпентилен-1, поли-3-метил - бутилен-1 и другие полимеры, синтезируемые на катализаторах Циглера—Натта, можно формовать непосредственно из рас­твора полимера, получающегося при полимеризации олефина.

Если формование волокна производится по сухому методу, растворитель испаряется в шахте, куда подается воздух или перегретый пар. В полученном таким методом полипропилено­вом волокне имеются микропоры, образующиеся в результате диффузии растворителя из толщи волокна ка поверхность. Эти микропоры легко устраняются при вытягивании волокна (рис. 70).

При формовании волокна по мокрому методу в качестве оса­дительной ванны рекомендуется использовать спирт или аце­тон43. В прядильный раствор необходимо вводить стабилизаторы, предотвращающие деструкцию полимера в процессе формова­ния, а также при его эксплуатации.

Несмотря на технологические недостатки формования воло­кон из растворов полимера, этот метод может найти применение для получения полипропиленового волокна высоких номеров (выше 6000) и повышенной прочности, а также для получения волокон из высших полиолефинов (поли-4-метилпеитилен-1, поли-З-метилбутилен-1), температура плавления которых близ­ка к температуре термического разложения.

По опубликованным данным8, из полипропилена молекуляр­ного веса 200 000, растворенного в углеводородных фракциях нефти, имеющих температуру кипения 200—250 °С, получено во­локно с номером 6000; волокно с таким номером можно полу­чить из расплава полимера, молекулярный sec которого состав­ляет 80 000—150 000. При формовании волокна из растворов,

как показано в работе44, в нем остается до 40% растворителя, который удаляется в среде пара при 100 °С с одновременным вытягиванием волокна.

Влияние растворителя на механические свойства волокна по­казано в табл. 38.

ТАБЛИЦА 33

Из данных таблицы видно, что волокна, вытянутые в при­сутствии растворителя, характеризуются более высокими физи­ко-механическими свойствами по сравнению с волокнами, не содержащими растворителя. Это, по-видимому, связано с тем. что в присутствии растворителя повышается структурная ориен­тация полимера.

Вытягивание волокна, сформованного из раствора полипро­пилена, осуществляется на оборудовании, применяемом для упрочнения волокна, полученного из расплава полимера (см. гл. V).