纤维材料及其在制备过程中的控制技术()

纤维材料及其在制备过程中的结构控制技术（2）嘉兴学院材料与纺织工程学院薛元1当前第1页\共有26页\编于星期四\10点一、纤维及纤维的结构二、化学纤维的成形工艺三、纺丝成形过程中纤维结构的控制技术四、海岛纤维的制备技术纤维材料及其在制备过程中的结构控制技术2当前第2页\共有26页\编于星期四\10点§

1.5.化学纤维化学纤维的形态：化学纤维的形态取决于其制备过程与工艺，一般纤维长度可以任意选定，其细度在一定程度上也可以人为控制。大多数纤维在1.1～1.65tex，细纤维为0.044～0.11tex，超细纤维在0.044tex以下3当前第3页\共有26页\编于星期四\10点超细极细纤维高异收缩（高收缩与纤维自伸长技术）丝异形截面纤维异形中空、中空微孔纤维轴向随机不匀纤维表面微坑、微孔、微沟槽纤维三维自卷曲纤维共混纤维阳离子改性纤维§

1.6.化学纤维的结构与形态4当前第4页\共有26页\编于星期四\10点第二章化学纤维的成形工艺高聚物的提纯与聚合纺丝液的制备纺丝后整理5当前第5页\共有26页\编于星期四\10点6当前第6页\共有26页\编于星期四\10点§2.1.化学纤维的工艺制造过程化学纤维的工艺制造过程分为两类：熔融纺丝法：纺丝液是熔体，纺出的丝在空气中固化。熔融纺丝的纺丝速度高，目前一般的纺丝速度为1000~2000m/min，采用高速纺丝时，可达3000~6000m/min或更高。熔融纺丝加工成本低，但喷丝板孔数少，丝的截面多为圆形。涤纶、锦纶、丙纶等均采用此法。溶液纺丝法：纺丝液是经溶解的高聚物溶液，根据纺出丝的固化方式又可分为湿法与干法两种。7当前第7页\共有26页\编于星期四\10点熔融纺丝流程化学纤维熔融纺丝法：8当前第8页\共有26页\编于星期四\10点9当前第9页\共有26页\编于星期四\10点10当前第10页\共有26页\编于星期四\10点化学纤维湿法纺丝工艺11当前第11页\共有26页\编于星期四\10点化学纤维湿法纺丝工艺干法纺丝工艺流程热空气流冷空气流12当前第12页\共有26页\编于星期四\10点§2.2.主要化学纤维简介1、涤纶或聚酯纤维(PET)

聚酯纤维分子有刚性链苯环和柔性亚甲基链-CH2-CH2，其间由酯基连接，是典型的刚柔性兼备的线型大分子，且以刚性为主。侧基上没有极性基团，吸湿和染色差。晶胞属于三斜晶系（a≠b≠c；α≠β≠γ）。

涤纶纤维的分子及晶格示意图

13当前第13页\共有26页\编于星期四\10点聚酯纤维的宏观形态形态特征§2.2.主要化学纤维简介14当前第14页\共有26页\编于星期四\10点2、锦纶纤维(PA)

主要特征：大分子链由酰胺键(－CONH－)连接主要品种：锦纶6和锦纶66尼龙66尼龙6尼龙66的晶胞结构图

聚酰胺66的α，β结晶属三斜晶系

酰胺键：极性基团，能形成稳定的氢键作用，既可使分子间产生相互作用构成晶区，又可与水分子作用形成一定的吸湿性。亚甲基：疏水性的非极性基团，个数越多，构象越多，分子柔性则越大。§2.2.主要化学纤维简介15当前第15页\共有26页\编于星期四\10点

聚酰胺纤维的宏观形态特征

§2.2.主要化学纤维简介16当前第16页\共有26页\编于星期四\10点3、腈纶纤维(PAN)

主要重复单元：－CH2－CH(CN)－；聚集态结构：侧向有序，轴向无序的准晶结构分子侧向强作用的氰基（－CN）可形成稳定的相互作用和排列，导致纤维变脆，故通过加入第二单体（含有酯基的化合物，5％～9％），改善弹性和手感，加入第三单体（1％左右）改善纤维的染色性。腈纶分子堆砌与单元晶格结构这种规整螺旋棒构成的晶格为六角晶系或正交晶系§2.2.主要化学纤维简介17当前第17页\共有26页\编于星期四\10点3、聚丙烯腈纤维的宏观形态特征

§2.2.主要化学纤维简介18当前第18页\共有26页\编于星期四\10点粘胶纤维的宏观形态特征

§2.2.主要化学纤维简介19当前第19页\共有26页\编于星期四\10点聚丙烯纤维(PP)属最轻的纤维，几乎不吸湿，但具有良好的芯吸能力，强度高，织物尺寸稳定，耐磨弹性好，化学稳定性好。其化学单基式为：－CH2－CH(CH3)－4、聚丙烯纤维(PP)

§2.2.主要化学纤维简介20当前第20页\共有26页\编于星期四\10点丙纶纤维分子螺旋构型根据甲基在链上的排列位置不同，形成不同的立体构型，分为等规，间规、和无规，等规和间规能形成规则有序的排列，导致纤维的结晶。等规形式，其空间构型是螺旋结构，通过三维有序堆砌，构成完整结晶形式，有α、β及拟六方变形等晶型。聚丙烯纤维的构型示意图21当前第21页\共有26页\编于星期四\10点聚丙烯纤维的宏观形态特征

§2.2.主要化学纤维简介22当前第22页\共有26页\编于星期四\10点5、维纶纤维(PVA)

维纶分子中的羟基是极性基团，是维纶优良吸湿性的主要作用部位。缩醛化后产生的醚键是维纶耐水和稳定的部分

维纶纤维的晶胞结构示意图

聚乙烯醇的晶胞属单斜晶系，晶胞含有两个单元链节，晶格参数为a=7.81Å，b=2.52Å，c=5.51Å，β=91º42'，常规维纶的结晶度约为30%。

CH2CHOHCH2§2.2.主要化学纤维简介23当前第23页\共有26页\编于星期四\10点6、差别化聚酯纤维的宏观形态特征

§