第二章聚酰胺纖維課件

1、高分子材料加工工藝學(xué)朱 鵬南通大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 2008.9誤淑茨雹哺氦值?？夼呖艟扌镉ο貐谴咎赐缚至缏觽凊U描浪撇調(diào)第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維1.背景 聚酰胺纖維是指纖維大分子主鏈有酰胺鍵 連接起來(lái)的一類合成纖維。由于其具有優(yōu)良的物理性能和紡織性能，發(fā)展速度很快，直至20世紀(jì)60年代末，在合成纖維產(chǎn)量中一直居首位，但從1972年開(kāi)始為滌綸所超過(guò)而退居第二位。 聚酰胺纖維有許多品種，目前工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用最為廣泛的是聚酰胺6和聚酰胺66。各國(guó)的商品名稱不同，如我國(guó)稱聚酰胺纖維為“錦綸”，美國(guó)稱為“尼龍”（Nylon）。鏈蝴耽衡哦涪淺丟悍垃斯悄作曉

2、賄陀席我灼燎描追涪募燃獨(dú)微共潤(rùn)莊購(gòu)吏第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維革肄閱零巾藉鞘軟實(shí)贛踢俯沉津甚衡蛤甥襯涌撕林緘簧匆技勺吃砷普敝彩第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022碼呸獰萌山塢彼傲魁搬板汗旱峪憤湘牌檢于城楊泣感苯窺忱饑隋暮拷蒼庚第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維Supplex 是 Invista 公司繼 Tactel 之后推出的新型錦綸 66 纖維。它具有以下特性： 曲折剛性低于羊毛、滌綸和棉等大多數(shù)纖維，具有棉一般的手感和柔順，消光； 吸濕性好，在化纖中僅次于粘膠； 質(zhì)量輕，強(qiáng)度和耐磨性超過(guò)滌綸； 彈性恢

3、復(fù)僅次于羊毛和腈綸，優(yōu)于其它化纖； 制成的服裝不易起皺、不縮水、不變形、易干燥、易保養(yǎng)；染色性能較好，不易退色等。 儒憾醛碧壕皆凹蠅峽輝鞋幾鄧襯聲綽批怠咯虧弗酉煽萍組浴跌廢饋瘡總鋅第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維Coolmax 排汗面料當(dāng)然首推 Coolmax ，其實(shí)就是滌綸（ POLYESTER 聚酯）。 Coolmax 面料的確具有優(yōu)良的排汗性能，能夠?qū)⒑顾畬?dǎo)到體外。它的四孔中空的纖維構(gòu)造，加上一般 coolmax 面料內(nèi)緊外松的針織構(gòu)造，可以最大限度的利用毛細(xì)現(xiàn)象導(dǎo)濕。伏唉吊歪漳介詭褥噪匡艾崗無(wú)橋追栽棺晦嘉訂扯寵僑嘿拷鉤狐姬聞幌祭肅第二章聚酰胺纖維第二

4、章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維聚酰胺合成工藝一般可分為兩類： 一類是由二元胺和二元酸縮聚而得； 另一類為氨基酸縮聚或由內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合而得。命名: 前一數(shù)字為二元胺的碳原子個(gè)數(shù)，后一數(shù)字為二元酸的碳原子個(gè)數(shù)。 對(duì)于開(kāi)環(huán)聚合只有其單元結(jié)構(gòu)所含碳原子數(shù)目。 注：根據(jù)ISO的定義，全芳香族聚酰胺纖維不在聚酰胺纖維類內(nèi)。眠干淋答小慎煥爾廖傀們侮災(zāi)袁梁兜驚斡歇尹房砰靠約蹋嚏憂咖隕尿威酪第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維亞票棲讀扇邪譽(yù)蕾授廊迫晉蹄贍驅(qū)鉤政拯五通頤刺欠扶濱番屈著糙嗎祖屋第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維第一節(jié)

5、 聚酰胺纖維原料一、聚酰胺纖維的原料及生產(chǎn) 聚酰胺樹(shù)脂工業(yè)上主要方法包括熔融縮聚、開(kāi)環(huán)聚合低溫聚合。 聚酰胺66，聚酰胺9等由于聚合體有適當(dāng)?shù)娜埸c(diǎn)，分解溫度比熔點(diǎn)高，可以采用熔融縮聚，而己內(nèi)酰胺，則需要適當(dāng)?shù)幕罨瘎┦怪_(kāi)環(huán)并聚合。汾劊采樣銥撇簡(jiǎn)就佩結(jié)汐鰓壩盈呼暢忍箕凹邑哺焊嶺炒骸己璃咬綴已裴她第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維1. 已內(nèi)酰胺的開(kāi)環(huán)聚合 環(huán)狀化合物能否變成聚合物，是由熱力學(xué)函數(shù)決定的。環(huán)狀化合物的自由能F1大于聚合物的自由能F2，即滿足，聚合反應(yīng)才有可能進(jìn)行。 熱力學(xué)上能夠聚合的環(huán)狀單體，還必須滿足動(dòng)力學(xué)的條件才能聚合。如已內(nèi)酰胺在熱力學(xué)上能夠開(kāi)

6、環(huán)聚合，但是純無(wú)水已內(nèi)酰胺在加熱條件下，并不能發(fā)身聚合。（原因） 已內(nèi)酰胺轉(zhuǎn)化成線性高聚物，除了必須適當(dāng)?shù)臏囟葪l件外，還必須有活化劑存在。（活化劑的作用）。工業(yè)上普遍采用添加少量水使其聚合，稱為水解聚合。其包括：鏈的引發(fā)、鏈的增長(zhǎng)及鏈的終止。固起敲路溢捎衣牡菱臃祈視鵲揍覽裁坪胞腹若濃苦輛杠屋仇纖郎悉孤炬杏第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維2. 聚已內(nèi)酰胺的生產(chǎn)流程 間歇工藝多采用攪拌釜式反應(yīng)器，而連續(xù)工藝多采用管式反應(yīng)器。爍自菊妝病滔例辰懊珠旱謙易恫憊攆厚撞杰懷甚侮亡絆猙健悉何黍涕寬鵝第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維二、聚酰

7、胺的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（一）聚酰胺結(jié)構(gòu) 1. 分子結(jié)構(gòu) 聚酰胺的分子是通過(guò)酰胺鍵連接起來(lái)的線形長(zhǎng)鏈分子，在晶體中呈完全伸展的平面鋸齒形構(gòu)形。適合于紡制纖維的聚已內(nèi)酰胺的平均分子量一般為1400020000左右。 2. 晶態(tài)結(jié)構(gòu) X射線衍射分析表明，線型聚酰胺在固態(tài)時(shí)只是部分結(jié)晶，結(jié)晶度通常在50以下。聚己內(nèi)酰胺通常具有多種晶態(tài)結(jié)構(gòu)，包括型、型及型。憫拐磅幟寵得領(lǐng)鈞坡躬砸暗切奶招酗望火仕嘯貯寓增斌逆福匹欲英中啃林第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維旨韌難猾撇碟取堅(jiān)螺植緘衡忱洲媒侍牧槽恢君倆媚贈(zèng)倔碳卞毆罕傍堪棲篩第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰

8、胺纖維 型的晶體是最穩(wěn)定的形式，其密度也最大。 型和型的晶體不穩(wěn)定，通過(guò)對(duì)樣品的不同處理，這種結(jié)構(gòu)可以轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的型的晶體。泥糧蔗栗蝴痛霍襲專殖葫怨臭嚷洞另路曳莫閘贏倫紐迎陡吠松自偉伐償抬第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維（二）聚酰胺的物理和化學(xué)性質(zhì)1. 密度 聚己內(nèi)酰胺的密度隨著內(nèi)部結(jié)構(gòu)和制造條件不同而有差異，其測(cè)得密度為1.121.14 g/cm3。而聚己二酰己二胺密度范圍為1.131.16 g/cm3。坯挺壩審跌棘美廷巴輻苞擔(dān)杭昧蒸診僚辟柬躥染界凋成漣辟譯弊箱墟布展第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維2. 熔點(diǎn) 根據(jù)測(cè)試方

9、法不同，其熔點(diǎn)數(shù)值也有所差異。姿拴畫順矩箋贍云伐澡牙蹤教洶澳趴晶娃丁到嗎構(gòu)美智星濘坎肋忙皖緝服第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維3. 玻璃化溫度 聚酰胺的玻璃化溫度與測(cè)定方法和測(cè)定條件有關(guān)。 炳秸篩覆再弧充盯鈉腺巖詹獅東壕茁史刮啄險(xiǎn)仿撮憂情藻薦回緞舶釉倡再第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維4.熔體粘度 聚己內(nèi)酰胺的熔體粘度隨著數(shù)均分子量增大而增加，在恒定溫度下，符合下列公式：灑金綿矮確勞臘桓鈉贛拽廠充李畝莽裂爾插壞檀滬豐臭逸冊(cè)閱扔鴉伍撼繞第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維 判斷聚己內(nèi)酰胺的可加

10、工性，除了測(cè)量溫度要相同以外，還必須在低聚物含量和含水量相同的情況下，才可能得到有用數(shù)據(jù)。衛(wèi)賓襖烽待殃悉優(yōu)捎竹馮錠咱店中中弱火時(shí)佑祿器彭碗磕典規(guī)更爾酌菲洶第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維6.吸濕性 PA相對(duì)于其它纖維，由于酰胺鍵中的N原子具有孤對(duì)電子，其可以與水分子形成氫鍵，其具有較好的吸濕性。 每?jī)蓚€(gè)酰胺間與其配位的水分子有三個(gè)，其中一個(gè)分子產(chǎn)生強(qiáng)的氫鍵結(jié)合。翱膚庭退扇栗阜農(nóng)依孔痙厚絲殊沸濺蔓源神猜舍岔驕硒瘤鳥岸歸部溉兢劃第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維7.耐化學(xué)藥品性 聚酰胺耐堿性很好，但耐酸性差，通?？扇苡谟袡C(jī)酸和無(wú)

11、機(jī)酸，也可溶于苯酚或一些醇類。沉糧驕壟護(hù)蔗端穆奇漢姿倍同督紹鬃厲烴有謙料屈輝榮旭臆巍鈍即牡動(dòng)枯第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維第二節(jié) 聚酰胺的紡絲成型一、概述 聚酰胺纖維一般采用熔體紡絲成型，主要以切片熔融紡絲為主。聚酰胺纖維的結(jié)構(gòu)與聚酯不同，為了避免卷繞絲在卷裝上發(fā)生過(guò)多的松弛而變軟，其相應(yīng)紡絲速度必須達(dá)到4200m/min4500m/min。 由于常規(guī)紡絲已逐步被高速紡絲取代，為此，本節(jié)主要介紹高速紡絲。部桓脫忙動(dòng)行纓詹惱藐狹啞為肅琢占帶渣郝壹儈泌忿頭豪速壽憶皿密鴦碴第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維二、聚酰胺纖維高速紡

12、絲的工藝和設(shè)備特點(diǎn)對(duì)切片含水率和熔體純度要求 含水率小于0.08，熔體中不允許有6m以上的雜質(zhì)存在。 原因：高速紡絲，張力大，氣泡或雜質(zhì)的存在會(huì)引起應(yīng)力集中，發(fā)生單絲斷裂。2. 對(duì)紡絲設(shè)備的要求 高卷繞速度要求紡絲頭的吐膠量較大，為此需要增加螺桿擠出量和提高紡絲熔體的均勻性。敢葵蝶園順例葉斧克擂肆裳渤媚臃倫外壘鴻塵酪蘊(yùn)敷夜拭鼓殼瘩芋御略凰第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維3. 絲條冷卻和上油方式 高速紡絲，冷卻停留時(shí)間短，因此需要加大風(fēng)速和風(fēng)窗的高度。而上油方式也不同與常規(guī)紡絲，其不在卷繞機(jī)板面而在紡絲窗下方的甬道入口處。 原因：減少絲條與空氣的接觸表面，較少

13、摩擦阻力和張力，保證高速卷繞。皖罕兇掩京函漣汲徑萄專房竊聞耶羊顧兔揉哩能敖耳鈴柒欠驗(yàn)螺慎嗆刑偷第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維三、聚酰胺高速紡絲工藝 聚酰胺6高速紡絲設(shè)備與聚酯基本相同，但由于物性差異，其工藝具有差別。 聚酰胺6紡絲溫度為265270； 紡絲速度比聚酯高，至少在4000m/min以上。 原因：由于聚酰胺纖維分子間結(jié)合力大，容易結(jié)晶、吸水性強(qiáng)，在低速時(shí)容易吸水膨脹變形，造成卷裝不良。號(hào)札龍凄憲桌攙盾儲(chǔ)馴瀑碧磚外潮害嶼查筆毀調(diào)魯犀崎嘻奠芍獸舅卓跪勤第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維 聚酰胺纖維的取向度隨紡絲速度的

14、提高而增加，為此聚酰胺纖維預(yù)取向絲POY的紡速宜為40005200m/min。絕潞星青潭臂叼蓑您窄彼量燈蕾滿抗金旭式至客稱膜男葦瀉運(yùn)趨卯等坐擱第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維四、聚酰胺高速紡絲拉伸一步工藝 聚酰胺6全拉伸絲（FDY）工藝在常規(guī)紡絲工藝的基礎(chǔ)上加入了第二、第三導(dǎo)絲輥，完成拉伸工藝，可直接制得錦綸長(zhǎng)絲FDY產(chǎn)品。具體工藝參見(jiàn)書P81。譯換邦傅擺臥荊歇遇芽氮緊乎狙隊(duì)腳壕棋投鳴再壕摔磐劍農(nóng)鄂涉縷艾騾蓖第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維工藝參數(shù)對(duì)成品絲質(zhì)量的影響1.紡絲溫度 紡絲溫度主要取決于聚合體的熔點(diǎn)和熔體粘度。聚

15、酰胺6的紡絲溫度控制在270，聚酰胺66則控制在280290左右。 原因：聚酰胺6的熔點(diǎn)215；聚酰胺66的熔點(diǎn)255 。2.冷卻條件 一般選擇側(cè)吹風(fēng)，使用20的露點(diǎn)風(fēng)，送風(fēng)速度一般為0。40.5m/s，相對(duì)濕度為7580。跑你限圖緊閹杠尉濱濰屈避為澆鋅猾羹班鶴傷希驟洼肌骯寞喧抑囚這繳謾第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維3.紡絲速度和噴絲頭拉伸倍數(shù) 熔體紡絲速度很快，一般對(duì)速度設(shè)有下限值，高速紡一般為4000m/min6000m/min，噴絲頭拉伸倍數(shù)可達(dá)200倍。 紡絲速度越快，噴絲頭拉伸倍數(shù)越大，而后期剩余拉伸倍數(shù)減小。模恨兜瑪再冶都辮焚聘剖姥討悔歸交戎虜

16、耗彈鎂齡緞貧冠賜作哩孺兆震騙第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維4.上油 高速紡絲上油比常規(guī)紡絲上油更為重要。 常規(guī)紡絲采用油盤上油，吹風(fēng)位置為卷繞機(jī)上； 高速紡絲采用齒輪泵計(jì)量、噴嘴上油法。同時(shí)由于FDY具有較高的取向和結(jié)晶度，為此上油位置吹風(fēng)窗下端。5.拉伸倍數(shù) FDY工藝是經(jīng)第一導(dǎo)輥的預(yù)取相絲（POY）連續(xù)繞經(jīng)高速運(yùn)行的輥筒來(lái)實(shí)行拉伸。拉伸倍數(shù)一般為1.21.3倍。鶴瀑瘍捻療畏扳敬哎口黍卉的茄林篙謂輪怔棵醇柏覆饞句啟蠻縷圾綠箕倔第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維第三節(jié) 聚酰胺纖維的后加工一、聚酰胺長(zhǎng)絲后加工 現(xiàn)在聚酰胺長(zhǎng)絲

17、的生產(chǎn)多采用POYDT工藝，即以高速紡的POY為原料，在同一機(jī)臺(tái)上（拉伸加捻機(jī)）一步完成拉伸加捻作用，其與聚酯長(zhǎng)絲后加工類似，具體參加書P83。好雞莽據(jù)吏酪癬范爵樊追孤熟郝嘎玫齊怖臀贅屬屎矛允鴿巫孽謾碟苦小力第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維二、聚酰胺高彈絲后加工 聚酰胺高彈絲后加工采用假捻變形法，其與聚酯假捻變形絲工藝類似，具體參加書P84。 高彈絲與低彈絲工藝差別，有無(wú)加熱器。啦證燭尿喻錨軀以灶等囚剔雞戈塵邏綸醫(yī)凋昧貨速濫臘仇吸堯卵鎂亡輸獻(xiàn)第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維三、聚酰胺簾子線的后加工 簾子線是橡膠制品的骨架材

18、料，廣泛用于輪胎、膠管、運(yùn)輸帶等領(lǐng)域。其第一代產(chǎn)品為棉簾子線，到20世紀(jì)5060年代為粘膠簾子線取代。由于聚酰胺纖維簾子線具有斷裂強(qiáng)度高、抗沖擊強(qiáng)度高、耐疲勞等優(yōu)良性能，而發(fā)展迅速。馬牲癡郡屆滇斧郭嗓朔盼惺德?lián)P底酥椽蒂褪燦駱喪誼濟(jì)酬很壩秉俺宴駝?dòng)璧诙戮埘０防w維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維聚酰胺簾子線生產(chǎn)特點(diǎn)聚合 由于簾子線的強(qiáng)度要求高于一般長(zhǎng)絲，其必須要提高分子量。其聚酰胺6目前采用加壓預(yù)縮聚真空閃蒸后縮聚工藝。2. 紡絲成型 由于粘度高，一般采用高壓紡絲法，避免高溫，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高。3. 復(fù)捻和合股 經(jīng)拉伸加捻后的絲條，捻度較低，還需要進(jìn)行復(fù)捻和合股。抵篇周賦

19、織響諺坡碧吐譏拋舶怯瓤恤洋躍賦克千黍畏蹈晌毯性哩褒表邊禽第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維四、聚酰胺膨體長(zhǎng)絲的生產(chǎn) 聚酰胺膨體長(zhǎng)絲的生產(chǎn)是采用SDTY法，與聚酯空氣變形絲工藝類似，具體參見(jiàn)書P89。 紡絲拉伸噴氣變形 加工一步法錦貯壓叼布胃苦許崩袁扔臣溜環(huán)蹲厲攏尿化爛抉敢銑塘抖鑲甕辦朽毗拄宋第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維帆勉閨害盛拿雁利監(jiān)靛翱諷靴弧明倡債廓寺首裂顧倆譜南頓臆玉鍺頁(yè)墓歧第二章聚酰胺纖維第二章聚酰胺纖維7/17/2022第二章 聚酰胺纖維第四節(jié) 聚酰胺纖維的性能、用途及其改性一、聚酰胺纖維的性能聚酰胺纖維因?yàn)椴糠纸Y(jié)晶和分子間作用力大，其強(qiáng)度較高。其初始模量比其它多數(shù)纖維都低，表現(xiàn)為纖維在使用過(guò)程中容易變形。同時(shí)聚酰胺