第5章化学纤维

第五章化学纤维教学内容：1、化学纤维的分类和命名2、化学纤维的制造概述3、化学纤维的常用纤维的结构和性能4、纺织纤维的鉴别教学重点：1、化学纤维的常用纤维的结构和性能2、纺织纤维的鉴别

化纤是人工产品，是可以人为制得的纤维：用途：服用、装饰用、产业用。

民用：强度高，比重轻，耐磨损，不霉蛀，易洗快干等。

工农业：包装材料，传送带，渔网，绳索等。

交通运输：轮胎帘子线。

医疗：人造器管，缝合线，消毒纱布，卫生用品

国防：炮衣，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，宇宙飞船减速器。

聚乙烯渔网线

尼龙复丝渔网

军用帐篷

非典防护服

一、化学纤维分类化学纤维——（自然界本来没有），利用天然的或合成的高聚物(高分子化合物)为原料,通过化学方法人工生产加工出来的纤维。

▲再生纤维——由木材、牛奶、豆饼、花生、毛发等天然高聚物，经化学分离、提纯和制浆后，再经纺丝制得的纤维,因此也称“人造纤维”。▲合成纤维——以石油、煤和天然气为原料人工合成高聚物纺丝制得的纤维。第一节化学纤维概述

（一）再生纤维：

以天然高聚物为原料，经化学处理和机械加工而再生制成的纤维。

1、再生纤维素纤维：以天然广泛存在的纤维素物质提取的纤维素制成浆粕为原料，通过化学处理和机械加工制成的。如：粘胶纤维、铜氨纤维、醋酯纤维、天丝、Modal，竹浆纤维等。

2、再生蛋白质纤维：以天然广泛存在的蛋白质物质提取的蛋白质浆粕为原料，通过化学处理和机械加工制成的。如：大豆蛋白纤维、酪素纤维、蚕蛹蛋白纤维、再生动物毛蛋白纤维等3、其他再生纤维：甲壳素纤维、壳聚糖纤维、海藻纤维等（二）合成纤维：由低分子物质合成的高分子聚合物为原料经过纺丝制成的纤维常用五大纶：*1、聚酰胺纤维：商品名锦纶。

由二元酸与二元胺经聚合反应制得的高聚物。(早期叫尼龙)--是世界最早工业化的合成纤维。*2、聚对苯二甲酸乙二酯纤维：商品名涤纶。指由对苯二甲酸与乙二醇经缩聚反应制得的高聚物。（合成纤维产量最大）*3、聚丙烯腈纤维：商品名为腈纶

指丙烯腈占85％以上的共聚纤维。分子组成为—[CH2-CH]n—

（又称合成毛）CN4、聚乙烯醇纤维。商品名维纶。因其性质较差不常用。*5、聚丙烯纤维：商品名丙纶

。分子组成为-[CH2-CH]n-。（产业用较多）CH36、聚氯乙烯纤维：商品名氯纶。因其性质较差不常用。*7、聚氨酯纤维：商品名氨纶

。8.芳香族聚酰胺纤维：商品名芳纶。目前我国化纤产量：涤纶：1604.61万吨、粘胶:154万吨，锦纶：85.22万吨、腈纶:83.91万吨、丙纶:22.54万吨、氨纶14.6万吨，维纶:4.3295万吨涤纶已占世界纺织纤维的1/3,约占我国纺织纤维加工量的一半。二、化学纤维的制造三大步骤：（1）制备纺丝液；（2）纺丝：将纺丝液从喷丝头细孔中压出细丝流凝固成丝；（3）后加工：将凝固丝加工成各种性能和规格的纺织纤维。一、制备纺丝液：（分为二类）1、利用天然的高分子化合物（木材、芦苇等）-制成浆粕，然后制成纺丝液。2、利用合成的高分子化合物

—制成切片，然后制成纺丝液。锦纶6工业丝生产线年产1.2万吨涤纶短纤维生产线（后加工部分）

纤维是国际标准化组织ISO规定的人造纤维素纤维名称纤维名称英文名缩写粘胶纤维ViscoseCV莫代尔纤维ModalCMD波里诺西克纤维PolynosicCMD铜氨纤维CuproCUP二醋酯纤维AcetateCA三醋酯纤维TriacetateCTALyocell纤维LyocellCLY其他常见还有：再生竹纤维第二节再生纤维一、再生纤维素纤维：以纤维素浆粕为原料。（一）粘胶纤维

粘胶纤维-是再生纤维的主要品种，是最早开发生产的化学纤维。

制造过程：天然纤维素经碱化，生成碱纤维素，再与烧碱、二硫化碳作用生成纤维素黄酸酯，经纺丝制得的再生纤维素纤维。性能似天然棉花。

粘胶纤维分长丝和短纤维两种。短纤维根据长短粗细主要有棉型（称人造棉）毛型（人造毛）。

1.普通粘胶纤维的成分和结构形态：粘胶纤维的成分：纤维素。

形态：纵向：带有沟槽的线条。横截面：呈锯齿形

2.普通粘胶纤维的性能①吸湿性和染色性好。（在化学纤维中最好）

②化学组成与棉相同，较耐碱而不耐酸。③普通粘胶纤维强度低，湿强更低。④弹性回复力差，易起皱。⑤耐磨性差。⑥手感柔软。

（二）铜氨纤维：纤维素溶解于铜铵溶液中，制成铜铵纺丝液纺丝得到的。性能与粘胶类似，强力和耐磨性比粘胶好。（三）醋酯纤维：纤维素与醋酐发生反应，生成纤维素醋酸酯，经纺丝而制成的纤维。根据酯化度不同分为二型醋酯纤维和三醋酯纤维两类。纤维素上的羟基被乙酰基取代的百分数称酯化度。通常醋酯纤维指二型醋酯纤维。

二型醋酯纤维长丝光泽优雅，手感柔软，有良好的悬垂性，与粘胶相比，强度低、吸湿差，染色性差。但在弹性、光泽方面性能优于粘胶纤维。

（四）莫代尔(Model）：是粘胶的第二代产品。（五）Lyocell（Tencel）纤维:强度好,环保。是粘胶的第三代产品。

纵向：光滑的圆柱体。横截面：圆形。

◆Lyocell纤维的性能

（1）绿色环保。

（2）断裂强力大。

（3）伸长率较低；伸长率%应力cN/tex1-棉2-Lyocell3-Modal4-粘胶5-涤纶力学性能（4）纤维吸湿膨润度高（5）易染色（6）不耐皱；（7）耐碱不耐酸；（8）在有氧、无氧条件下都易生物降解。（六）竹浆纤维

竹纤维浆粕经过纺丝制造得到再生竹纤维。形态：纵向：带有沟槽的线条。横截面：呈锯齿形（1）断裂强度比粘胶要高，和棉接近。（2）断裂伸长率与粘胶接近。（3）吸湿导湿性和染色性好。（4）耐碱而不耐酸。（5）弹性回复力差，易起皱。（6）柔软舒适。（7）抗菌性好。竹浆纤维性能二、再生蛋白纤维：

以蛋白质制成浆粕为原料，与其他高聚物接枝或混抽成复合纤维。（一）大豆蛋白纤维

大豆蛋白纤维制造原料取材于榨过油的豆粕。豆粕浸泡后提取蛋白质，通过接枝一定的高聚物（如聚乙烯醇）制成纺丝溶液纺丝而成。目前开发的大豆蛋白纤维主要是大豆纤维短纤

1.大豆蛋白纤维结构：横截面：扁平状不规则哑铃形。大豆蛋白均匀分布在聚乙烯醇组分中形成海岛形结构，中间有微孔。纵向：表面呈现不明显的沟槽，且具有一定的卷曲。

2、大豆纤维性能：(1)力学性能：强度适中。大豆蛋白纤维的干态断裂强力接近涤纶，高于棉、粘胶纤维、蚕丝和羊毛；断裂伸长与蚕丝和粘胶纤维接近；干断裂伸度高于棉，与蚕丝和粘胶纤维接近；初始模量高于真丝。

（2）卷曲性能：纤维卷曲率1.65％，一般化纤为10-15％，而且纤维卷曲率低，卷曲牢度低；弹性回复率较差。

(3)吸湿透气性:大豆蛋白纤维的标准回潮率4%左右,放湿速度比棉和羊毛快,这是影响织物湿热舒适性能的主要因素。保暖性能优于棉和粘胶织物。（4）导电性能：纤维的质量比电阻接近蚕丝，静电效应小，有利于纺织加工和用于衣着。（5）耐热性能：纤维热收缩率较大（干热2.3%，沸水2.2%），无熔点，160度微黄、强力明显下降，200度深黄，300度开始炭化、变为褐色而破坏。染色和定型温度不宜超过100度。（6）染色性：纤维本色为淡黄色，可用酸性染料、活性染料染色，尤其是用活性染料染色时产品颜色鲜艳而有光泽，且日晒、汗渍牢度好。应用

目前，国内就大豆蛋白纤维面料主要开发了下述产品：（1）蚕丝／大豆蛋白纤维品种系列。其混纺面料具有色泽鲜艳、闪光、双色、同色效果，手感滑糯，轻盈飘逸，可作高档丝绸服装面料。（2）羊绒、羊毛／大豆蛋白纤维品种系列。有花呢、哔叽、板司呢等，可以色织、条染、批染、产品具有弹性优良、手感滑糯、光泽持久、色泽坚牢等特点，可作高档西服、女套装和衬衣面料。（3）大豆蛋白纤维／化学纤维品种系列。大豆蛋白纤维和化学纤维混纺交织产品制成具有毛型、丝型手感风格的面料，如仿毛型花呢、板司呢等；可开发中高档仿毛型产品，手感挺括、光泽好、吸湿性好、穿着舒适，可提高产品档次。（4）纯大豆纤维面料及其弹力织物。纯大豆蛋白纤维制成的面料，具有棉型和毛型风格，；大豆弹力织物，可将大豆纤维包复氨纶或其它纤维包复氨纶与大豆纤维交织，制成纬向弹力或双弹性织物，其成品具有色泽鲜艳、手感柔软、光泽好等特点。应用（二）酪素复合纤维酪素复合纤维俗称牛奶蛋白纤维，以牛奶为原料加工为高级服装用纤维材料是当今“环保纤维”研究的热点之一。牛奶纤维已在荷兰、日本等一些国家已有批量生产，且牛奶纤维内衣已由日本进入香港市场，进而进入广州市场，因其穿着特别舒适，易洗快干、耐用，而深受高收入消费群体的欢迎。日本东洋纺公司开发出了性能优异的以牛奶为原料的再生蛋白质纤维，上海“正家”牛奶丝科技公司生产了“正家牌”牛奶蛋白纤维利用接技共聚技术将蛋白质分子与丙烯腈分子制成含牛奶蛋白的浆液，再经湿法纺丝制成复合纤维。日本生产的牛奶蛋白纤维含蛋白质约4%。1、结构特征：横截面：呈腰圆形或近似哑铃形。纵向：有沟槽。2、牛奶纤维的性能特征真丝般的手感：牛奶纤维具有光滑的手感，触摸时感觉温暖，具有真丝般的手感，同时，其手感柔软，易弯曲。优雅的光泽：牛奶纤维具有柔和、优雅的真丝般的光泽。极好的保暖性：牛奶纤维具有类似于真丝的低热传导率，所以保暖性好。在对织物进行的冷暖触感的测定中，牛奶纤维表现出的温暖感最好；对穿着保温性的测定表明，牛奶纤维的保温性比蚕丝好。导湿性与速干性：牛奶纤维能快速吸收水分，并且吸湿后能很快将水分散发出，不会象真丝和棉织物那样被汗水润湿后就贴在身上，同时保持真丝般的光滑和柔顺，不会有闷热的不舒服感。牛奶纤维洗后能速干。牛奶纤维的应用

牛奶纤维由于具有优越的自然光泽和水分保持性，可用作各种外衣面料，如：针织套衫、T恤衫、女式衬衣、牛仔裤等，还可用于制作内衣和贴身衣服。由于牛奶纤维具有良好的保暖性，因此成为制作寝具的理想材料，当然价格也比较昂贵，此外，该纤维还可用作日常生活中的许多产品，如毛巾、浴巾、手帕等。

合成纤维是20世纪40年代初开始发展起来的，锦纶是世界最早工业化的合成纤维，随后腈纶、涤纶等陆续投入工业生产。我国从50年代自行开发出了锦纶，揭开了我国合成纤维工业的序幕。进入70年代，随着我国石油化工的发展，合成纤维工业蓬勃发展，其中聚酯纤维的发展尤为迅速。

第二节合成纤维一、合成纤维种类

1、按形态结构分（1）长丝：化学纤维加工的到的连续丝条，不经过切断工序的。又分为单丝、复丝与变形丝。（2）短纤维：化纤在后加工中切断成为各种长度规格的短纤维。2、按截面形态和结构分：（1）异形纤维：是指经一定几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的具有特殊截面形状的化学纤维。（2）复合纤维：由两种及两种以上聚合物，或具有不同性质的同一聚合物，经复合纺丝法纺制成的化学纤维。分并列型、皮芯型和海岛型等。3、按加工性能特点分：

（1）普通合纤（2）差别化纤维：通过化学或物理方法以改善常规化纤性能

1、化学改性：通过改变纤维原来的化学结构来改变纤维性质。如易染纤维等。改善纤维的吸湿，染色性，抗静电性，难燃性等。

2、物理改性：①改变喷丝孔的形状—异形纤维

②改变纤维伸直为卷曲—变形纤维

③不同聚合物从同一喷丝孔喷出-复合纤维

④超细纤维

改善纤维：膨松性，伸缩弹性，光泽，抗污等，增强特性或功能。（3）功能纤维：是指具有特殊功能或用途的化学纤维。

如：抗菌防臭纤维、耐辐射纤维等。