纺织材料学化学纤维优选ppt资料VIP

纺织(fǎngzhī)材料学第四章化学纤维第一页，共39页。2概述我国早在南宋就有记载，用醋浸渍“丝虫”，然后剖开虫腹取出丝素，在醋中牵引成丝。这堪称是人类人工制丝技术最早的事实。十八世纪，测定桑叶中含有碳、氢、氧，而蚕丝还另外含有氮。这启发人们用硝酸(xiāosuān)来处理纤维素以增加氮的部分。1884年在法国制得硝酸(xiāosuān)纤维。1891年，在英国有人将纤维素黄酸酯溶于稀碱中制成很粘的液体纺丝，因其很粘，称为粘胶,制成的纤维称为粘胶纤维，1905年实现工业化生产。从此以后人造纤维开始走上了成功之路，发展到目前这种现状。第二页，共39页。3化学纤维的应用民用：大家很熟悉工农业：包装材料，传送带，渔网，绳索交通运输：轮胎帘子线医疗：人造(rénzào)器官，缝合线，手术服等国防：降落伞，军用帐蓬，各种防护服宇航：耐辐射，耐高低温纤维，飞行服。第三页，共39页。4第一节化学纤维(huàxuéxiānwéi)的分类与命名化学纤维(xiānwéi)：利用天然的或合成的聚合物（polymer）为原料，经过化学方法和机械加工制成的纤维(xiānwéi)。化学纤维(xiānwéi)的分类一、按高聚物的来源分二、按内部组成分三、按形态分第四页，共39页。5一、按高聚物(polymer)的来源(láiyuán)分1.再生纤维以天然高聚物为原料，经过化学方法(fāngfǎ)和机械加工制再生制成的纤维，化学组成与原高聚物基本相同的纤维。（1）再生纤维素纤维如粘胶纤维（最多）、铜氨纤维，原料为木材、棉短绒等。依纤维素溶解成纺丝液的方法(fāngfǎ)命名。（2）再生蛋白质纤维如大豆蛋白质纤维、牛奶纤维，原料为大豆、牛奶。依蛋白质的来源命名。

第五页，共39页。62.合成纤维(héchéngxiānwéi)以煤、石油、天然气及一些农副产品等为原料制成单体后，经化学聚合成聚合物，然后再纺制成的纤维。如涤纶、锦纶（我国的商品名）等。命名：在单体名称前加“聚”。聚丙烯纤维：聚氯乙烯纤维聚酯纤维聚酰胺纤维聚丙烯腈纤维聚乙烯醇纤维[CH2－CH]n

CH3

第六页，共39页。7二、按内部(nèibù)组成分（1）聚酯纤维(xiānwéi)：大分子中均有酯基-COO-（如聚对苯二甲酸乙二酯，涤纶,polyester,PET）（2）聚酰胺纤维(xiānwéi)：大分子链上有酰胺键-(CONH)-，如聚酰胺6（锦纶6,nylon6，PA6）、锦纶66。第七页，共39页。8一种单体缩聚而成，单体含有一个(yīɡè)端氨基和一个(yīɡè)端羧基。用单体中含有的碳原子数来命名。锦纶(jǐnlún)6:锦纶(jǐnlún)66:[NH－(CH2)5CO]n[NH(CH2)6－NHCO－(CH2)4CO]n

两种单体缩聚而成，一种单体含有两个端氨基，另一种含有两个端羧基。命名：前一数字表示二元胺的碳原子数，后一数字表示二元酸的碳原子数。第八页，共39页。9（3）聚丙烯腈纤维(xiānwéi)：主要成分为丙烯腈(85%以上)，腈纶acrylic,PAN。（4）聚乙烯醇纤维(xiānwéi)：聚乙烯醇缩甲醛纤维(xiānwéi)，维纶,vinylon,PVA)。

丙烯腈:乙烯(yǐxī)醇:乙烯(yǐxī)醇缩甲醛:[CH2－CH]n

CN[CH2－CH]n

OH[CH2－CH－CH2－CH]n

OCH2O第九页，共39页。10（5）聚丙烯纤维：丙纶(bǐnglún)（propylene,PP）（6）聚氯乙烯纤维：氯纶(chlorofibre,PVC)

[CH2－CH]n

Cl[CH2－CH]n

CH3

第十页，共39页。11三、按形态(xíngtài)结构分1.长丝：纤维加工得到(dédào)的连续丝条。单丝：一根长丝纤维。加工轻薄质物，如透明袜、面纱巾等。复丝：有很多根单丝组成。织造用丝多为复丝。变形丝：经过变形加工的为变形丝或弹力丝，多为复丝。高弹丝第十一页，共39页。122、短纤维(xiānwéi)长丝切断成各种长度规格的纤维(xiānwéi)。按长短分：棉型化纤、毛型化纤、中长化纤棉型化纤：33mm、35mm、38mm、41mm毛型化纤：76～150mm中长化纤：45mm、51mm、60mm、65mm

第十二页，共39页。133.复合纤维在纤维的横截面上有两种或两种以上(yǐshàng)的不相混合的组分或成分的纤维。常用的为双组分复合纤维，有并列型、皮芯型和海岛型等。模仿羊毛正皮质、偏皮质双边分布可形成永久卷曲的性能。第十三页，共39页。14复合(fùhé)纤维第十四页，共39页。15第十五页，共39页。165.异形纤维指经一定几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的具有特殊截面(jiémiàn)形状的化学纤维。异形(yìxínɡ)纤维第十六页，共39页。17异形(yìxínɡ)喷丝孔喷丝孔形状(xíngzhuàn)纤维截面(jiémiàn)形状喷丝孔形状纤维截面形状第十七页，共39页。186.粗、细、超细纤维粗特纤维或以上(涤纶，、39μm)细特纤维~0.11tex(涤纶，μm)超细纤维:0.044tex(涤纶，μm)以下，特点：织物柔软、细腻、悬垂性好，吸附性和去污能力(nénglì)强。应用：制造人造麂皮、高级清洁布。

超细纤维(xiānwéi)第十八页，共39页。19第二节化学纤维(huàxuéxiānwéi)的制造一、化学纤维制造概述（一）成纤高聚物的特征高聚物：由千百个原子以共价键相互联结起来的所组成的分子量很大的物质。1.聚合度：组成纤维大分子单基的个数n2.分子量：103～107

3.多分散性：聚合度和结构形状有不同(bùtónɡ)的分布第十九页，共39页。20（二）成纤高聚物要满足三个条件

1.线型分子结构：能伸值的分子，支链尽可能少，没有庞大侧基，具备可溶性或可熔融性；2.适当的分子量：纺丝液具备适当的粘度；3.凝固后的纤维(xiānwéi)中，大分子间应该具有足够的结合力。第二十页，共39页。集束、拉伸、卷曲(juànqǔ)、定形织造用丝多为复丝。我国早在南宋就有记载，用醋浸渍“丝虫”，然后剖开虫腹取出丝素，在醋中牵引成丝。（1）熔体法CH3（二）弹力丝和膨体纱的加工(jiāgōng)有熔体纺丝法和溶液纺丝法。三、按形态(xíngtài)结构分多分散性：聚合度和结构形状有不同(bùtónɡ)的分布中长化纤：45mm、51mm、60mm、65mm精品(jīnɡpǐn)课件！长丝：纤维加工得到(dédào)的连续丝条。分子量：103～107聚合(jùhé)，单体聚合(jùhé)成线型高聚物。模仿羊毛正皮质、偏皮质双边分布可形成永久卷曲的性能。21（三）化学纤维制造(zhìzào)过程（掌握）高聚物的提纯或聚合(jùhé)→纺丝熔体或溶液的制备→纺丝成形→后加工（牵伸、卷曲、上油、切断）

1.高聚物的提纯或聚合(jùhé)（1）再生纤维提纯，去除杂质。（2）合成纤维聚合(jùhé)，单体聚合(jùhé)成线型高聚物。第二十一页，共39页。222.纺丝熔体或溶液(róngyè)的制备（1）熔体法将高聚物加热成熔体（如涤纶、锦纶、丙纶等）。条件：熔融温度<分解温度（2）溶液(róngyè)法高聚物溶解在溶剂中（如粘胶、维纶、腈纶等）。条件：熔融温度>分解温度,或高聚物为非熔性

第二十二页，共39页。233.纺丝纺丝液用计量泵定量供料通过喷丝孔后凝固(nínggù)成丝条的过程称为~。有熔体纺丝法和溶液纺丝法。

（1）熔体纺丝法将熔融的高聚物熔体从喷丝孔喷射到空气中冷却固化。过程简单，成本低，纺丝速度(sùdù)高。涤纶、锦纶、丙纶等均采用此法。熔体(rónɡtǐ)纺丝工艺流程第二十三页，共39页。24纺丝(fǎnɡsī)切片(qiēpiàn)第二十四页，共39页。25（2）溶液纺丝法将高聚物溶解于适当的溶剂配成纺丝溶液，将纺丝液从喷丝孔中压出后射入凝固浴中凝固成丝条。根据凝固浴的不同分为(fēnwéi)湿法与干法两种。

湿法纺丝（Wetspinning）：液体凝固剂固化。纺出丝的截面多为非圆形，有皮芯结构。腈纶、维纶、氯纶(lǜlún)、粘胶纤维多采用此法。

湿法纺丝工艺流程第二十五页，共39页。26湿法纺丝(fǎnɡsī)第二十六页，共39页。27干法纺丝(Dryspinning)：热空气固化。丝的质量好、成本高、易污染环境（应用少）。维纶(wéilún)、醋酯、氨纶可用此法。干法(ɡànfǎ)纺丝工艺流程第二十七页，共39页。28干法(ɡànfǎ)纺丝第二十八页，共39页。294.后加工(jiāgōng)经过纺丝工序，高聚物已初具纤维形态，称它“初生丝(shēnɡsī)”。它必须经过一系列后处理加工（后加工）才能得到结构稳定，性能优良，可以进行纺织加工的纤维。后加工的目的：使纤维具有一定的物理机械性能（强力、伸长、抗静电、抱合力等）。第二十九页，共39页。30短纤维后加工路线：（1）集束：获得大股丝束。（2）拉伸：改变取向度，改善力学性质(xìngzhì)（如增加强度、降低伸长）。（3）上油：抗静电，减小摩擦。（4）卷曲：提高抱合力，增加可纺性。（5）干燥定形：去除水分，提高结构稳定性。（6）切断：切成规定长度的短纤维。第三十页，共39页。31集束、拉伸、卷曲(juànqǔ)、定形第三十一页，共39页。32（二）弹力丝和膨体纱的加工(jiāgōng)1、弹力丝的加工加工方法很多，绝大部分用假捻法加工。（1）假捻法原理：如果把两端固定的丝条在中间加捻，则加捻点上、下两段形成(xíngchéng)捻向相反、捻度相同的捻回。当把丝条由下向上移动到加捻点以上时，则所得的捻度便退到零，丝条上并不存在真正的捻度。第三十二页，共39页。33（2）刀刃擦过法(刮擦法)1932年英国人发明。将加热的单丝或复丝以紧张状态擦过曲率很小的刀刃，纤维贴近刀边一面(yīmiàn)受压缩，另一面(yīmiàn)受拉伸，从而形成卷曲。第三十三页，共39页。34（3）填塞箱法又称压缩卷曲法，原丝由喂入轮送入加热管（填塞箱）内，受到高度压缩。并在弯曲(wānqū)情况下受热定形，使纤维形成卷曲形状。填塞箱法可加工粗旦锦纶和丙纶纱线。第三十四页，共39页。35（4）喷气变形法利用喷气方法(fāngfǎ)，使受到冲击的丝条中各跟长丝产生弯曲形成随机的环圈，借纤维之间的摩擦而使环圈固定在一定位置上，这种变形加工不需加热定型，可用于不具有热塑性的纤维的加工。第三十五页，共39页。36（5）复合纤维(xiānwéi)卷曲法选用两种不同收缩性的聚合物复合纺丝，在热处理中因两种组