化學纖維1.doc

化學纖維目錄 概述 制備 種類 化纖工業(yè)發(fā)展情況 化學纖維chemical fibre 編輯本段概述用天然的或人工合成的高分子物質為原料、經過化學或物理方法加工而制得的纖維的統(tǒng)稱。因所用高分子化合物來源不同，可分為以天然高分子物質為原料的人造纖維和以合成高分子物質為原料的合成纖維。纖維的長短、粗細、白度、光澤等性質可以在生產過程中以調節(jié)。并分別具有耐光、耐磨、易洗易干、不霉爛、不被蟲蛀等優(yōu)點。廣泛用于制造衣著織物、濾布、運輸帶、水龍帶、繩索、漁網、電絕緣線、醫(yī)療縫線、輪胎簾子布和降落傘等。一般可將高分子化合物制成溶液或熔體，從噴絲頭細孔中壓出，再經凝固而成纖維。產品可以是連綿不斷的長絲、截成一定長度的短纖維或未經切斷的絲束等。化學纖維的商品名稱，中國暫行規(guī)定合成短纖維一律名“綸”（例如，錦綸、滌綸），纖維素短纖維一律名“纖”（例如，粘纖、銅氨纖），長絲則在末尾加一“絲”字，或將“綸”、“纖”、改為“絲”。 化學纖維是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物為原料，經過制備紡絲原液、紡絲和后處理等工序制得的具有紡織性能的纖維?；瘜W纖維又分為兩大類：人造纖維，以天然高分子化合物（如纖維素）為原料制成的化學纖維，如粘膠纖維、醋酯纖維。合成纖維，以人工合成的高分子化合物為原料制成的化學纖維，如聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯腈纖維?；瘜W纖維具有強度高、耐磨、密度小、彈性好、不發(fā)霉、不怕蟲蛀、易洗快干等優(yōu)點，但其缺點是染色性較差、靜電大、耐光和耐候性差、吸水性差。人造纖維主要有粘膠纖維、硝酸酯纖維、醋酯纖維、銅銨纖維和人造蛋白纖維等，其中粘膠纖維又分普通粘膠纖維和有突出性能的新型粘膠纖維（如高濕模量纖維、超強粘膠纖維和永久卷曲粘膠纖維等）。合成纖維主要有聚酰胺6纖維（中國稱錦綸或尼龍6），聚丙烯腈纖維（中國稱腈綸），聚酯纖維（中國稱滌綸），聚丙烯纖維（中國稱丙綸），聚乙烯醇縮甲醛纖維（中國稱維綸）以及特種纖維（包括用四氟乙烯聚合制成的耐腐蝕纖維，耐200以上溫度的耐高溫纖維，強度大于10克旦、模量大于200克旦的高強度、高模量纖維，以及難燃纖維、彈性體纖維、功能纖維等）。20世紀50年代開展合成纖維的改性研究，主要是用物理或化學方法改善合成纖維的吸濕、染色、抗靜電、抗燃、抗污、抗起球等性質，同時還增加了化學纖維的品種。 編輯本段制備化學纖維的制備，通常是先把天然的或合成的高分子物質或無機物制成紡絲熔體或溶液，然后經過過濾、計量，由噴絲頭（板）擠出成為液態(tài)細流，接著凝固而成纖維。此時的纖維稱為初生纖維，它的力學性能很差，必須經過一系列后加工工序才能符合紡織加工和使用要求。后加工主要針對纖維進行拉伸和熱定形，以提高纖維的力學性能和尺寸穩(wěn)定性。拉伸是使初生纖維中大分子或結構單元沿著纖維軸取向；熱定形主要是使纖維中內應力松弛。濕紡纖維的后加工還包括水洗、上油、干燥等工序。紡制長絲時，經上述工序即可卷繞成筒；紡制短纖維時還須增加卷曲、切斷和打包等工序。用來生產紡織品的原料中，以棉、麻、絲、毛（羊毛）的歷史最悠久。但是天然資源畢竟有限，棉花的產量約有50千克公頃，養(yǎng)蠶吐絲也要種桑樹，增產羊毛則要發(fā)展畜牧業(yè)。因此，化學家開始研究，利用價格更便宜、來源更豐富的原料來紡紗織布，它們便是化學纖維。 編輯本段種類化學纖維是指以天然或人工高分子物質為原料制成的纖維。一、化學纖維可根據原料來源的不同，分為再生纖維和合成纖維等。(一)再生纖維再生纖維的生產是受了蠶吐絲的啟發(fā)，用纖維素和蛋白質等天然高分子化合物為原料，經化學加工制成高分子濃溶液，再經紡絲和后處理而制得的紡織纖維。1再生纖維素纖維用天然纖維素為原料的再生纖維，由于它的化學組成和天然纖維素相同而物理結構已經改變，所以稱再生纖維素纖維。粘膠纖維是以天然棉短絨、木材為原料制成的，它具有以下幾個突出的優(yōu)點。(1)手感柔軟光澤好，粘膠纖維像棉纖維一樣柔軟，絲纖維一樣光滑。(2)吸濕性、透氣性良好，粘膠纖維的基本化學成份與棉纖維相同，因此，它的一些性能和棉纖維接近，不同的是它的吸濕性與透氣性比棉纖維好，可以說它是所有化學纖維中吸濕性與透氣性最好的一種。(3)染色性能好，由于粘膠纖維吸濕性較強，所以粘膠纖維比棉纖維更容易上色，色彩純正、艷麗，色譜也最齊全。粘膠纖維最大的缺點是濕牢度差，彈性也較差，織物易折皺且不易恢復；耐酸、耐堿性也不如棉纖維。2富強纖維俗稱虎木棉、強力人造棉。它是變性的粘膠纖維。富強纖維同普通粘膠纖維(即人造棉、人造毛、人造絲)比較起來，有以下幾個主要特點：(1)強度大，也就是說富強纖維織物比粘膠纖維織物結實耐穿。(2)縮水率小，富強纖維的縮水率比粘膠纖維小1倍。(3)彈性好，用富強纖維制做的衣服比較板整，耐折皺性比粘膠纖維好。(4)耐堿性好，由于富強纖維的耐堿性比粘膠纖維好，因此富強纖維織物在洗滌中對肥皂等洗滌劑的選擇就不像粘膠纖維那樣嚴格。(二)合成纖維合成纖維是由合成的高分子化合物制成的，常用的合成纖維有滌綸、錦綸、腈綸、氯綸、維綸、氨綸等。1滌綸滌綸的學名叫聚對苯二甲酸乙二酯，簡稱聚酯纖維。滌綸是我國的商品名稱，國外有稱“大可綸”，“特利綸”，“帝特綸”等。滌綸由于原料易得、性能優(yōu)異、用途廣泛、發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在的產量已居化學纖維的首位。滌綸最大的特點是它的彈性比任何纖維都強；強度和耐磨性較好，由它紡織的面料不但牢度比其它纖維高出34倍，而且挺括、不易變形，有“免燙”的美稱；滌綸的耐熱性也是較強的；具有較好的化學穩(wěn)定性，在正常溫度下，都不會與弱酸、弱堿、氧化劑發(fā)生作用。缺點是吸濕性極差，由它紡織的面料穿在身上發(fā)悶、不透氣。另外，由于纖維表面光滑，纖維之間的抱合力差，經常摩擦之處易起毛、結球。2錦綸錦綸是我國的商品名稱，它的學名叫聚酰胺纖維；有錦綸66，錦綸1010，錦綸6等不同品種。錦綸在國外的商品名又稱“尼龍”，“耐綸”，“卡普綸”，“阿米綸”等。錦綸是世界上最早的合成纖維品種，由于性能優(yōu)良，原料資源豐富，因此一直是合成纖維產量最高的品種。直到1970年以后，由于聚酯纖維的迅速發(fā)展，才退居合成纖維的第二位。錦綸的最大特點是強度高、耐磨性好，它的強度及耐磨性居所有纖維之首。錦綸的缺點與滌綸一樣，吸濕性和通透性都較差。在干燥環(huán)境下，錦綸易產生靜電，短纖維織物也易起毛、起球。錦綸的耐熱、耐光性都不夠好，熨燙承受溫度應控制在140以下。此外，錦綸的保形性差，用其做成的衣服不如滌綸挺括，易變形。但它可以隨身附體，是制做各種體形衫的好材料。3腈綸腈綸是國內的商品名稱，其學名為聚丙烯腈纖維。國外又稱“奧綸”，“考特爾”，“德拉綸”等。腈綸的外觀呈白色、卷曲、蓬松、手感柔軟，酷似羊毛，多用來和羊毛混紡或作為羊毛的代用品，故又被稱為“合成羊毛”。腈綸的吸濕性不夠好，但潤濕性卻比羊毛、絲纖維好。它的耐磨性是合成纖維中較差的，腈綸纖維的熨燙承受溫度在130以下。4維綸維綸的學名為聚乙烯醇縮甲醛纖維。國外又稱“維尼綸”，“維納爾”等。維綸潔白如雪，柔軟似棉，因而常被用作天然棉花的代用品，人稱“合成棉花”。維綸的吸濕性能是合成纖維中吸濕性能最好的。另外，維綸的耐磨性、耐光性、耐腐蝕性都較好。5氯綸氯綸的學名為聚氯乙烯纖維。國外有“天美龍”，“羅維爾”之稱。氯綸的優(yōu)點較多，耐化學腐蝕性強；導熱性能比羊毛還差，因此，保溫性強；電絕緣性較高，難燃。另外，它還有一個突出的優(yōu)點，即用它織成的內衣褲可治療風濕性關節(jié)炎或其它傷痛，而對皮膚無刺激性或損傷。氯綸的缺點也比較突出，即耐熱性極差。6氨綸氨綸的學名為聚氨酯彈性纖維，國外又稱“萊克拉”，“斯潘齊爾”等。它是一種具有特別的彈性性能的化學纖維，目前已工業(yè)化生產，并成為發(fā)展最快的一種彈性纖維。氨綸彈性優(yōu)異。而強度比乳膠絲高23倍，線密度也更細，并且更耐化學降解。氨綸的耐酸堿性、耐汗、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均較好。氨綸纖維一般不單獨使用，而是少量地摻入織物中，如與其它纖維合股或制成包芯紗，用于織制彈力織物。二、按幾何形狀分為長絲、短纖維、異形纖維、復合纖維和變形絲。（1）長絲：化學纖維加工中不切斷的纖維。長絲又分為單絲和復絲。 單絲：只有一根絲，透明、均勻、薄。 復絲：幾根單絲并合成絲條。（2）短纖維：化學纖維在紡絲后加工中可以切斷成各種長度規(guī)格的纖維。（3）異形纖維：改變噴絲頭形狀而制得的不同截面或空心的纖維。 、改變纖維彈性，抱合性與覆蓋能力，增加表面積，對光線的反射性增強。 、特殊光澤。如五葉形、三角形。 、質輕、保暖、吸濕性好。如中空。 、減少靜電。 、改善起毛、起球性能，提高纖維摩擦系數，改善手感。（4）復合纖維：將兩種或兩種以上的聚合體，以熔體或溶液的方式分別輸入同一噴絲頭，從同一紡絲孔中噴出而形成的纖維。又稱為雙組分或多組分纖維。復合纖維一般都具有三度空間的立體卷曲，體積高度蓬松，彈性好，抱合好，覆蓋能力好。特點是： 、結構不均勻。 、組分不均勻。 、膨脹不均勻。 （5）變形絲：經過變形加工的化纖紗或化纖絲。 、高彈滌綸絲：利用合纖的熱塑性加工，50300%的伸長率。 、低彈滌綸絲：伸長率控制在35%以下。 、腈綸膨體紗；利用腈綸的熱彈性。熱拉伸高收縮，收縮可達4553%，與低收縮纖維混合紡紗，經蒸汽處理。三、按照用途分為普通纖維和特種纖維。 （1）普通纖維：再生纖維與合成纖維。 （2）特種纖維：耐高溫纖維、高強力纖維、高模量纖維、耐輻射纖維。huxue xinwei化學纖維chemical fibre化學纖維的種類人造纖維合成纖維普通合成纖維特種纖維改性纖維無機纖維化學纖維的結構大分子結構織態(tài)結構序態(tài)結晶形態(tài)側序分布取向表征化學纖維性質的參數用天然的或人工合成的高分子物質為原料制成的纖維。常見的紡織品，如粘膠布、 滌綸卡其、 錦綸絲襪、腈綸毛線以及丙綸地毯等，都是用化學纖維制成的。根據原料來源的不同,化學纖維可以分為：人造纖維,以天然高分子物質（如纖維素等）為原料，有粘膠纖維等；合成纖維，以合成高分子物為原料，有滌綸等；無機纖維，以無機物為原料，有玻璃纖維等。自從18世紀抽出第一根人工絲以來，化學纖維品種、成纖方法和紡絲工藝技術都有了很大的進展?；瘜W纖維的制備，通常是先把天然的或合成的高分子物或無機物制成紡絲熔體或溶液，然后經過過濾、計量，由噴絲頭(板)擠出成為液態(tài)細流，接著凝固而成纖維。此時的纖維稱為初生纖維。它的力學性能很差，不能直接應用，必須通過一系列后加工工序才能符合紡織加工和使用的要求。后加工主要是對纖維進行拉伸和熱定形，以提高纖維的力學性質和尺寸穩(wěn)定性。拉伸是使初生纖維中大分子或結構單元沿著纖維軸取向；熱定形主要是使纖維中內應力松弛。濕紡纖維的后加工還包括水洗、上油、干燥等工序。紡制長絲時，經過上述工序即可卷繞成筒；紡制短纖維時還須增加卷曲、切斷和打包工序?；瘜W纖維的種類人造纖維 中國不僅是飼蠶制絲的發(fā)源地，從歷史記載看也是人工制造纖維最早的國家（參見中國化學纖維生產史）。人造纖維的主要品種有:粘膠纖維,1848年J.默塞發(fā)現(xiàn)棉纖維素被濃堿液浸漬后，化學反應靈敏性增加。此后英國人C.克羅斯和E.貝文用二硫化碳與堿纖維作用獲得溶解性纖維素黃酸酯，從而制得粘膠纖維。后來出現(xiàn)了離心罐式繞絲器，使粘膠纖維有了工業(yè)化生產的條件。硝酸酯纖維，又稱硝酸人造絲。1855年，英國人將纖維素硝化后溶解成膠液并擠壓成絲。1884年，脫硝方法研究成功，硝酸法制造人造絲正式投產。醋酯纖維，將棉短絨在以冰醋酸為主的試劑中醋化形成纖維素醋酸酯,溶解在三氯甲烷的漿液中,經過紡絲獲得三醋酯纖維。如將纖維素醋酸酯局部皂化，則獲得溶于丙酮的纖維素醋酸酯，紡絲后所得纖維稱二醋酯纖維。銅銨纖維，采用氫氧化四氨銅溶液作溶劑，將棉短絨溶解成漿液紡絲制得的人造絲。絲質精細優(yōu)美，但成本較高。人造蛋白質纖維，英國人最早研究從動物膠中提取蛋白制造人造蛋白纖維。1935年意大利有人試驗從牛乳中提取乳酪素，制成人造羊毛。此后，一些國家相繼以大豆蛋白、花生蛋白制取人造纖維獲得成功。由于這類纖維的實用性能和制造成本存在問題，產量極少。自從粘膠纖維工業(yè)化生產以來，隨著科學技術的發(fā)展，人造纖維的產量不斷增加、質量不斷提高。到了40年代末,各種人造纖維的世界總年產量已超過60萬噸,其中粘膠纖維占84。此后，又發(fā)展出幾種有突出性能的新型粘膠纖維。其中有：高濕模量纖維：結構接近于棉纖維，截面形狀接近于羊毛,濕態(tài)與干態(tài)的強度比達70，吸水量小,堿溶性低。50年代初，日本石川正之改進粘膠纖維制備工藝條件，并將初生的濕絲條進行高倍拉伸，獲得高強度的粘膠纖維，取名為“虎木棉”。此后，比利時、瑞士和法國等相繼生產，制得一系列高強度、低延伸度和高濕模量的粘膠纖維，統(tǒng)稱波里諾西克。這種纖維兼具棉和粘膠纖維的優(yōu)點。超強粘膠纖維：是一系列具有高強度、高韌性和抗疲勞等性能的粘膠纖維。這種纖維晶粒小、橫截面上皮層結構占60以上,有的甚至達100。因此，纖維的強度和抗疲勞性能都很高，可用于制造汽車輪胎簾子線。永久卷曲粘膠纖維：利用粘膠纖維具有皮芯結構的特點，采用適當的工藝條件，使纖維橫截面形狀不對稱和皮層厚度分布不均勻，在橫截面上產生不同的內應力，從而使纖維形成卷曲形態(tài)。合成纖維 普通合成纖維 20世紀30年代中期合成纖維開始興起。聚氯乙烯纖維是最早的合成纖維（見含氯纖維）。以乙炔和鹽酸合成氯乙烯，然后經過聚合、紡絲制成纖維。德國最早的產品稱配采烏(PCU)。纖維的斷裂強度和延伸度近似于棉，干態(tài)和濕態(tài)的強度幾乎相等，耐水，抗腐蝕而且不易霉爛，對各種化學藥品的反應很穩(wěn)定。耐燃燒是聚氯乙烯纖維的一個突出性質，但在7580時易變形。聚氯乙烯纖維可以用作工業(yè)濾布、薄膜、包裝布、航海服以及游泳衣等。將聚氯乙烯繼續(xù)氯化，可使含氯量升至64，這類高氯纖維商品名叫配采(PC)，中國稱過氯乙烯纖維。其軟化點高于純聚氯乙烯纖維，短纖維適用于制做飛行員和消防員的防火服裝。普通合成纖維的品種很多，重要的有：聚酰胺纖維：中國稱錦綸，又稱尼龍。1939年美國人首先研制成功。由己二酸和己二胺縮水成鹽，再經縮聚、熔紡而成纖維。根據單體分子上碳原子的數目，這種纖維稱為聚酰胺66。由氨基己酸縮水生成己內酰胺，進一步開環(huán)聚合獲得的纖維,稱聚酰胺6。這兩種纖維都具有優(yōu)異的耐磨性,回彈性和耐多次變形性能,廣泛用于制做襪子、內衣、運動衣、輪胎簾子線、工業(yè)帶材、漁網、軍用織物等。聚丙烯腈纖維：中國稱腈綸。50年代初出現(xiàn)以來發(fā)展很快。1950年工業(yè)化生產的產品為純聚丙烯腈長絲，因吸濕性差而染色困難，后經改進與烯基衍生物形成2元或3元共聚物，其中90左右為丙烯腈，染色性能大為改善。腈綸廣泛用于制做絨線、針織物和毛毯。腈綸紡織物輕、松、柔軟、美觀，能長期經受較強紫外線集中照射和煙氣污染，是目前最耐氣候老化的一種合成纖維織物，適用于作船篷、賬篷、船艙和露天堆置物的蓋布等。聚酯纖維：中國稱滌綸。1940年由英國人J.溫菲爾德和J.迪克遜用對苯二甲酸和乙二醇為原料，在實驗室內研制成功，1941年正式生產。滌綸的拉伸性、回彈性和化學穩(wěn)定性都很好。滌綸織物具有挺刮和易洗快干的優(yōu)點。滌綸的耐曬強度比錦綸好，能抗微生物和霉爛，耐蟲蛀,但吸濕性不及錦綸,且染色困難。滌綸采用熔體紡絲,紡絲速度在1300米/分以下。后來有一種高速紡滌綸長絲,紡速在3500米/分以上，不僅產量增加，而且由于纖維中大分子部分取向而使結構比較穩(wěn)定，纖維便于運輸和貯藏。聚烯烴纖維:是50年代發(fā)展的纖維,其中重要品種聚乙烯纖維是用石油裂解所得的乙烯副氣為原料制成的，中國商品名乙綸。乙綸織物可用作汽車裝飾布、家具布、工廠濾布、船篷、繩索和漁網等。等規(guī)聚丙烯纖維是聚烯烴纖維中一個出色的品種,簡稱聚丙烯纖維,中國商品名丙綸。意大利人G.納塔以三乙基鋁及四氯化鈦溶于四氫化萘中作為催化劑將丙烯進行聚合，使大分子具有立體規(guī)整性，由此獲得固體高結晶性的聚丙烯，可以制成性能優(yōu)越的纖維。聚丙烯纖維吸濕率低，不能用常規(guī)方法染色,常在聚合物里摻入顏料,熔態(tài)時捏和紡制成有色纖維。丙綸耐老化性能很差，必須添加防老化劑以改善其耐日光性能。丙綸可用作地毯、大面積的人工草坪、工業(yè)用濾布、工作服以及家用織物如蚊帳等，還可與其他纖維混紡制成各種針織物和機織物。聚乙烯醇纖維：中國稱維綸。是以醋酸乙烯為原料進行聚合、醇解、紡絲，然后經縮甲醛而制得。維綸性質接近于棉，吸濕性比其他合成纖維高。主要產品為短纖維，用于制做漁網、 濾布、 帆布、輪胎簾子線、軟管織物、傳動帶以及工作服等。生產維綸的主要國家有日本、朝鮮和中國。維綸與聚氯乙烯纖維混紡的產品稱為維氯綸。特種纖維 指具有耐腐蝕、耐高溫、難燃、高強度、高模量等一些特殊性能的新型合成纖維。特種纖維除作為紡織材料外，廣泛用于國防工業(yè)、航空航天、交通運輸、醫(yī)療衛(wèi)生、海洋水產和通信等部門。主要品種有：耐腐蝕纖維：是用四氟乙烯聚合制成的含氟纖維,1954年在美國試制成功，商品名特氟綸(Teflon),中國稱氟綸。聚四氟乙烯熔點327,極難溶解，化學穩(wěn)定性極好，在王水、酸液和濃堿液中沸煮而不分解，除在高溫下經過高度氟化過的試劑外，幾乎不溶于任何溶劑。氟綸織物主要用作工業(yè)填料和濾布。耐高溫纖維：有聚間苯二甲酰間苯二胺纖維、聚酰亞胺纖維等種類，其熔點和軟化點高，長期使用溫度在200以上能保持良好的性能。高強度高模量纖維:指強度大于10克/旦、模量大于200克/旦的合成纖維。如1968年美國研制的凱夫拉爾，是將聚對苯二甲酰對苯二胺制成液晶溶液，通過干濕法紡絲制成的纖維,中國稱芳綸1414，可用作飛機輪胎簾子線和航天、航空器材的增強材料。以粘膠纖維、腈綸纖維、瀝青為原料經高溫碳化、石墨化可以得到高強度、高模量碳纖維。用碳纖維制成的復合材料，是制造宇宙飛船、火箭、導彈、飛機的結構材料，在原子能、冶金、化工等工業(yè)部門和體育運動器材方面也有廣泛的應用。難燃纖維：如酚醛纖維、PTO纖維等,在火焰中難燃，可用作防火耐熱簾子布、絕熱材料和濾材等。彈性體纖維：斷裂伸長率在400以上,拉伸外力除去后能快速恢復原來長度。彈性纖維的代表品種是聚氨酯纖維，中國稱氨綸。彈性纖維是由硬鏈段和軟鏈段嵌段共聚物制成的。軟鏈段賦予纖維高的伸長率，硬鏈段不發(fā)生形變，阻止分子間的相對滑移，因而賦予纖維較高的回彈性。彈性纖維可制緊身衣、游泳衣、松緊帶、襪子羅口、外科手術用襪等。功能纖維：改變纖維形狀和結構使其具有某種特殊功能，例如將銅銨纖維或聚丙烯腈纖維制成中空形式，在醫(yī)療上可用作人工腎透析血液病毒的材料。聚酰胺66中空纖維用作海水淡化透析器，聚酯中空纖維用作濃縮、純化和分離各種氣體的反滲透器材等。改性纖維 合成纖維雖然有良好的物理機械性質，但是由于表面光滑，吸水性、染色性差，織物的服用性能不及天然纖維織物。為使合成纖維具有天然纖維特色，50年代開展合成纖維改性研究，主要是用物理方法或化學方法改善合成纖維的吸濕、染色、抗靜電、抗燃、抗污、抗起球等性質，同時還增加了化學纖維的品種。化學改性：主要有接枝變性、共聚變性以及將原纖維經過化學處理變性等三種方法。物理改性：主要有通過改變噴絲孔形狀紡制的異形纖維；利用合成纖維的熱塑性，將伸直的纖維變?yōu)榫砬淖冃卫w維（如膨體紗和彈力絲）；將兩類性質不同的高聚物流體從同一噴絲孔擠出而制成的復合纖維。無機纖維 近代工業(yè)的發(fā)展需要耐高溫、高強度、電絕緣、耐腐蝕的特種材料，為此人們試制出一系列無機物纖維，如玻璃纖維、硅酸鋁纖維、硼纖維、鈦酸鉀纖維、陶瓷纖維、石英纖維、硅氧纖維等。玻璃纖維可用作防火焰、防腐蝕、防輻射以及塑料增強材料，也是優(yōu)良的電絕緣材料。鈦酸鉀、硅酸鋁纖維是1200高溫下的絕緣材料?；瘜W纖維的結構大分子結構 化學纖維大多由分子量很高的高聚物制成，許多分子量不大、化學結構相同或不同的小分子稱為單體，經過縮聚或聚合反應串連成線形高聚物，就象一根有許多環(huán)節(jié)的鏈條，即為高分子：A-A-A-A-A-A-A-A-A-A鏈中A為單體，A及A為末端基團。 由A、B兩種或A、B、C三種化學組成不同的單體構成的高聚物,稱作二元或三元共聚物。用二元或三元共聚物制成的纖維又稱做二元或三元共聚纖維。高分子的特征是分子量很高，但其分子量W是一系列不同分子量的平均值。 大分子中重復單元稱為鏈節(jié)，可以由一個或一個以上單體組成。構成分子鏈的鏈節(jié)的重復數目稱聚合度DP。纖維的平均分子量是鏈節(jié)的分子量A與聚合度的乘積，即W=ADP。由化學結構不同的高聚物制備的化學纖維，其分子量也不相同。如聚酰胺 6分子量為1600022000，是由130180多個己內酰胺單體組成的,DP=130180。丙綸的分子量為180000300000，是由4000個以上丙烯單體組成的,DP=40007000?；瘜W纖維中大分子伸展的平均長度為200400毫微米。分子量越高，纖維的強度也越高。制造化學纖維的大分子的一般要求是：線形能伸直，支鏈盡可能少,沒有龐大的側基，大分子間無化學鍵,具有一定規(guī)律的化學結構和空間結構。大分子的化學結構對纖維性能有一定的影響。例如：大分子中含有共軛體系的纖維，其熔點高；含有鹵素的纖維難燃；含有親水基團的纖維吸濕性好?？棏B(tài)結構 纖維是高分子物質，在空間構型上常是一個方向的長度大于其他兩向長度好多倍。集合幾個這樣的大分子構成一個組織單元，既可能成為晶體，也可能是無定形區(qū)。大分子長度可以貫穿一個或數個晶體組織和無定形區(qū)。連接多個分子的單元組織的集合體，稱做超分子，又名織態(tài)結構。纖維的各種性質和特征，既和大分子的化學結構有聯(lián)系，也在較大程度上和它的超分子結構有關。表征纖維織態(tài)結構的因素有多種，重要的有：序態(tài)、結晶形態(tài)、側序分布和取向。序態(tài) 纖維中相鄰大分子的聚集狀態(tài)稱為序態(tài)。這種序態(tài)可以由紊亂的無定形態(tài)直到三維有序的結晶態(tài)，兩者在纖維中常同時存在。晶區(qū)由許多更小的微晶體構成，微晶體中最小的重復單位為晶胞。晶體的存在和它的特征可以從 X射線的衍射圖譜中得到證實和說明。纖維中結晶與無定形的分布形態(tài)及其對纖維宏觀性質的影響，是一個復雜而且尚不能十分肯定的問題，較有重要影響的學說有：兩相結構：它的基本概念是一些大分子的長度可以遠超過晶區(qū)或無定形區(qū)各自的長度，足夠把若干個晶區(qū)和無定形區(qū)串連起來形成網絡結構。粘膠人造纖維在溶液中的溶脹行為支持了這種論點，它是屬于分散的晶相和連續(xù)的無定形相所組成的例子。其他纖維如棉及苧麻等則屬于連續(xù)晶相和分散的無定形相的兩相結構。圖1 表示兩相結構的兩種模型，纓狀微胞模型中大分子可以穿過若干晶區(qū)和無定形區(qū)，而折疊鏈纓狀微胞模型中大分子可以折疊在一個晶區(qū)內，也可以穿過無定形區(qū)進入另一晶區(qū)折疊。連結二個晶區(qū)的分子稱為縛結分子，它們的數量和形態(tài)對纖維的物理機械性質有重要的影響。單相結構：認為實際上有一些纖維的結晶不夠規(guī)整，不能視作真正的結晶，屬于過渡態(tài)的蘊晶(準晶)，它們與以島嶼形式分散在無定形基質中的兩相結構不同，兩相不能截然分開，故稱單相結構。它們的實際結晶度和密度都低于理想結晶性纖維的結晶度和密度。染料和水的吸附作用都發(fā)生在無定形區(qū)內。結晶形態(tài) 晶區(qū)在整個纖維中的百分含量為結晶度，結晶度的大小與纖維性質有直接關系，對纖維的物理機械和熱學性質影響尤大。纖維中結晶有多種不同形態(tài)。例如在聚酰胺、聚烯烴纖維的初生纖維中常出現(xiàn)球狀晶。這種初生纖維經過拉伸以后,球狀晶常被破壞,變成其他晶型。纖維中晶型可能是單晶，例如在聚乙烯中以折疊鏈狀組成的單晶型；也可能是由條帶狀折疊鏈盤旋成的串晶；還可能是柱狀晶。纖維中的晶區(qū)大小并不均衡一致，常呈一定的分布。長度可由數十至一、二百埃，寬度則甚小。檢測晶體的X射線衍射譜上的衍射點的寬度直接與晶區(qū)的寬度相關。側序分布 分子聚集成序垂直于大分子軸向的形狀稱為側序。側序最高的部分是微晶體，最低的部分是無定形。各種纖維的側序分布都不相同。有些纖維的晶相和無定形相不能截然分離，應看作是由無定形到結晶同時存在的連續(xù)相。用這樣的側序分布圖譜闡述它們的性