第四章-化学纤维(2)

1、第四节第四节 半合成纤维半合成纤维 半合成纤维：半合成纤维：是以天然高分子化合是以天然高分子化合物为骨架，通过与其他化学物质反物为骨架，通过与其他化学物质反应，改变组成成分，再生形成天然应，改变组成成分，再生形成天然高分子的衍生物而制成的纤维。高分子的衍生物而制成的纤维。 主要有：主要有： 醋酯纤维醋酯纤维 聚乳酸纤维聚乳酸纤维一、醋酯纤维一、醋酯纤维 又称醋酸纤维又称醋酸纤维，即纤维素醋酸酯纤维。，即纤维素醋酸酯纤维。纤维素和醋酸酐作用，羟基被乙酰基置纤维素和醋酸酐作用，羟基被乙酰基置换，生成纤维素醋酸酯。换，生成纤维素醋酸酯。 分为分为二型醋酯纤维二型醋酯纤维和和三醋酯纤维三醋酯纤维两类。

2、两类。 通常醋酯纤维即指二型醋酯纤维。通常醋酯纤维即指二型醋酯纤维。 （一）醋酯纤维结构特征（一）醋酯纤维结构特征 纤维素分子上的羟基被乙酰基取代的百分数称为纤维素分子上的羟基被乙酰基取代的百分数称为 酯化度。酯化度。二醋酯纤维酯化度为二醋酯纤维酯化度为75%-80%75%-80%，三醋酯，三醋酯 纤维酯化度为纤维酯化度为93%-100%93%-100%醋酯及三醋酯纤维纤维纵、横向形态醋酯及三醋酯纤维纤维纵、横向形态 结构特征：结构特征：l无皮芯结构无皮芯结构l横截面形状为多瓣形叶状、片状或耳状。横截面形状为多瓣形叶状、片状或耳状。l二醋酯纤维素大分子的对称性和规整性差，二醋酯纤维素大分子的对

3、称性和规整性差，结晶度低；聚合度为结晶度低；聚合度为180-200。l三醋酯纤维素大分子结构较二醋酯纤维好，三醋酯纤维素大分子结构较二醋酯纤维好，结晶度较高，聚合度结晶度较高，聚合度280-300。（二）醋酯纤维性能（二）醋酯纤维性能1.吸湿与染色性：吸湿与染色性：吸湿性交粘胶纤维低（由于羟基被吸湿性交粘胶纤维低（由于羟基被乙酰基取代），二醋酯纤维乙酰基取代），二醋酯纤维W为为6%-7%，三醋酯，三醋酯纤维纤维W为为3%-3.5%。染色性差，采用分散性染料和。染色性差，采用分散性染料和特种染料染色。特种染料染色。2.力学性能：力学性能：二醋酯纤维干态比强度二醋酯纤维干态比强度1.1-1.2cN

4、/dtex,三醋酯纤维干态比强度三醋酯纤维干态比强度1.0-1.1cN/dtex，湿干比强，湿干比强度为度为67%-77%。不起皱，柔软，具有蚕丝风格。不起皱，柔软，具有蚕丝风格。易变形，也易恢复，伸长变形易变形，也易恢复，伸长变形1.5% 丙纶丙纶 锦纶锦纶 腈纶腈纶2.2.差别化纤维差别化纤维l是指在原来纤维组成的基础上进行物理是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理，使性状上获得一定程或化学改性处理，使性状上获得一定程度改善的纤维度改善的纤维 。（1）改性方法）改性方法l物理改性物理改性l化学改性化学改性l表面物理化学改性表面物理化学改性（2 2）分类）分类变形丝：变形丝：通过改

5、变合成纤维卷曲通过改变合成纤维卷曲形态，来改善纤维性能。形态，来改善纤维性能。 方法：方法：l 填塞箱法填塞箱法l 刀刃卷曲变形刀刃卷曲变形l 假捻变形法假捻变形法l 空气变形法空气变形法l 网络变形法网络变形法高弹丝高弹丝低弹丝低弹丝空气变形丝空气变形丝网络丝网络丝异形纤维异形纤维采用非圆形喷丝板孔加工的非圆形截面的纤维采用非圆形喷丝板孔加工的非圆形截面的纤维复合纤维复合纤维: 两种或两种以上的高聚物或性能不同两种或两种以上的高聚物或性能不同的同种聚合物通过一个喷丝孔纺成的的同种聚合物通过一个喷丝孔纺成的纤维。纤维。l双侧型双侧型: : 具有良好的卷曲稳定性。具有良好的卷曲稳定性。l皮芯型皮

6、芯型: : 锦为皮，涤为芯，可兼有锦锦为皮，涤为芯，可兼有锦的染色性好、耐磨和涤纶挺括、弹性的染色性好、耐磨和涤纶挺括、弹性好的优点。好的优点。l海岛型海岛型: : 可用于制造超细纤维。可用于制造超细纤维。 复合纤维复合纤维23超细纤维超细纤维( (理论上是指细度理论上是指细度0.9dtex230L/Tt230时，纤维细长，在生产过程易产生棉时，纤维细长，在生产过程易产生棉结；当结；当L/Tt230L/Tt230时，纤维粗短，可纺性差。时，纤维粗短，可纺性差。 l化纤的长度和细度可以人为控制，不像棉纤维那化纤的长度和细度可以人为控制，不像棉纤维那样受自然条件的支配。不过，化纤的长度、细度样受自

7、然条件的支配。不过，化纤的长度、细度也是成纱可纺特数的重要依据。长度长，可增加也是成纱可纺特数的重要依据。长度长，可增加纱条内的纤维接触面积；细度细，可增加纱条截纱条内的纤维接触面积；细度细，可增加纱条截面积内的纤维根数，两者均对成纱的强度和条干面积内的纤维根数，两者均对成纱的强度和条干均匀度有利，其中，细度对成纱强度和条干的影均匀度有利，其中，细度对成纱强度和条干的影响程度比长度的影响显著。响程度比长度的影响显著。 l为了保证一定的成纱质量，成纱截面内的纤维根为了保证一定的成纱质量，成纱截面内的纤维根数以不少于数以不少于6060根为宜。纺特细纱时，选用根为宜。纺特细纱时，选用1.l1.4dt

8、ex(1.01.51.l1.4dtex(1.01.5旦旦) )的化纤原料；纺细特纱的化纤原料；纺细特纱时，选用时，选用1.52.2dtex1.52.2dtex（1.42.01.42.0旦）；纺中特纱旦）；纺中特纱时，选用时，选用2.653.3dtex2.653.3dtex（2.53.02.53.0旦）。旦）。 79 二、长度指标与检验二、长度指标与检验1.1.等长纤维等长纤维 中段切断称重法：中段切断称重法：采用切断称重法测定，指采用切断称重法测定，指标有平均长度、短纤维率、超长纤维率。标有平均长度、短纤维率、超长纤维率。2.2.不等长纤维不等长纤维 采用排图法或电容式长度测定仪测试。采用排图

9、法或电容式长度测定仪测试。80三、细度指标与检验三、细度指标与检验 1. 细度指标细度指标 特、分特、旦数、直径。特、分特、旦数、直径。 复丝细度表示复丝细度表示：“总特数总特数/单丝根数单丝根数”。如，如， 16.5tex/30f，即，即复丝复丝总细度总细度16.5tex，由由30根单丝组成。根单丝组成。 指标换算：指标换算：mdendtexNdNdNd14 .1128894.11284.11式中：式中：dd纤维直径（纤维直径（mm）；）；纤维密度（纤维密度（g/cmg/cm3 3）812.2.测量方法测量方法中段切断称重法中段切断称重法气流仪气流仪显微镜投影法（圆形截面的化纤）显微镜投影法

10、（圆形截面的化纤）振动法振动法82 振动法：振动法： 纤维两端夹持，由仪器在纤维上施加一横纤维两端夹持，由仪器在纤维上施加一横向振动，当纤维振幅最大时，有如下公式：向振动，当纤维振幅最大时，有如下公式： 式中，式中，N N纤维线密度纤维线密度(g/cm)(g/cm)； P P张力（张力（cNcN）；）；l纤维长度纤维长度(cm)(cm)； f共振频率（共振频率（HzHz）。）。 优点：速度快、不受纤维截面形状的影响。优点：速度快、不受纤维截面形状的影响。 224flPN 83 %100dA412异形度%100截面面积空腔面积中空度（）4dA2积异形纤维截面外接圆面异形纤维截面积圆系数 3.3.

11、异形纤维异形度指标异形纤维异形度指标 84四、纤维密度的测定四、纤维密度的测定 密度是化纤物理性能的重要参数之一，纤维的密度是化纤物理性能的重要参数之一，纤维的密度随分子结构或超分子结构的变化而变化。密度随分子结构或超分子结构的变化而变化。用途用途: : 研究纤维内部大分子的排列状况；纤维的结晶研究纤维内部大分子的排列状况；纤维的结晶情况；化纤制造工艺是否正常及对纤维结构的影情况；化纤制造工艺是否正常及对纤维结构的影响；用于鉴别纤维和分析混纺产品的混纺比。响；用于鉴别纤维和分析混纺产品的混纺比。 各纤维的密度，熟记最轻、最重的纤维（丙纶各纤维的密度，熟记最轻、最重的纤维（丙纶最轻，石棉最重）。

12、最轻，石棉最重）。 85 密度测定：液体浮力法、比重瓶法、气体容积密度测定：液体浮力法、比重瓶法、气体容积法和密度梯度法等。密度梯度法应用广，原理：法和密度梯度法等。密度梯度法应用广，原理：由两种密度不同但能无限混溶的液体（如由两种密度不同但能无限混溶的液体（如CClCCl4 4、二、二甲苯）混和形成均匀的密度梯度液，平衡后，用标甲苯）混和形成均匀的密度梯度液，平衡后，用标准密度小球来标定深度，绘制密度梯度图。把所测准密度小球来标定深度，绘制密度梯度图。把所测得纤维做成与标准小球大小一致的球投入到梯度液得纤维做成与标准小球大小一致的球投入到梯度液里，平衡后测深度，可得纤维密度。里，平衡后测深度，可得纤维密度。液柱高度液柱高度液柱高度液柱高度液柱高度液柱高度86 混合液要求：混合液要求：1. 按一定比例配制轻、重混合液按一定比例配制轻、重混合液2. 两种混合液不发生化学反应两种混合液不发生化学反应3. 混和液不与纤维发生化学反应混和液不与纤维发生化学反应4. 粘度低粘度低5. 不吸湿不吸湿87五、卷曲五、卷曲1.1.加卷曲的目的加卷曲的目的 增加纤维抱合力，提高可