紡織材料學(xué)化學(xué)纖維優(yōu)選ppt資料

紡織(fǎngzhī)材料學(xué)第四章化學(xué)纖維第一頁，共39頁。2概述我國早在南宋就有記載，用醋浸漬“絲蟲”，然后剖開蟲腹取出絲素，在醋中牽引成絲。這堪稱是人類人工制絲技術(shù)最早的事實。十八世紀(jì)，測定桑葉中含有碳、氫、氧，而蠶絲還另外含有氮。這啟發(fā)人們用硝酸(xiāosuān)來處理纖維素以增加氮的部分。1884年在法國制得硝酸(xiāosuān)纖維。1891年，在英國有人將纖維素黃酸酯溶于稀堿中制成很粘的液體紡絲，因其很粘，稱為粘膠,制成的纖維稱為粘膠纖維，1905年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。從此以后人造纖維開始走上了成功之路，發(fā)展到目前這種現(xiàn)狀。第二頁，共39頁。3化學(xué)纖維的應(yīng)用民用：大家很熟悉工農(nóng)業(yè)：包裝材料，傳送帶，漁網(wǎng)，繩索交通運輸：輪胎簾子線醫(yī)療：人造(rénzào)器官，縫合線，手術(shù)服等國防：降落傘，軍用帳蓬，各種防護(hù)服宇航：耐輻射，耐高低溫纖維，飛行服。第三頁，共39頁。4第一節(jié)化學(xué)纖維(huàxuéxiānwéi)的分類與命名化學(xué)纖維(xiānwéi)：利用天然的或合成的聚合物（polymer）為原料，經(jīng)過化學(xué)方法和機(jī)械加工制成的纖維(xiānwéi)?；瘜W(xué)纖維(xiānwéi)的分類一、按高聚物的來源分二、按內(nèi)部組成分三、按形態(tài)分第四頁，共39頁。5一、按高聚物(polymer)的來源(láiyuán)分1.再生纖維以天然高聚物為原料，經(jīng)過化學(xué)方法(fāngfǎ)和機(jī)械加工制再生制成的纖維，化學(xué)組成與原高聚物基本相同的纖維。（1）再生纖維素纖維如粘膠纖維（最多）、銅氨纖維，原料為木材、棉短絨等。依纖維素溶解成紡絲液的方法(fāngfǎ)命名。（2）再生蛋白質(zhì)纖維如大豆蛋白質(zhì)纖維、牛奶纖維，原料為大豆、牛奶。依蛋白質(zhì)的來源命名。

第五頁，共39頁。62.合成纖維(héchéngxiānwéi)以煤、石油、天然氣及一些農(nóng)副產(chǎn)品等為原料制成單體后，經(jīng)化學(xué)聚合成聚合物，然后再紡制成的纖維。如滌綸、錦綸（我國的商品名）等。命名：在單體名稱前加“聚”。聚丙烯纖維：聚氯乙烯纖維聚酯纖維聚酰胺纖維聚丙烯腈纖維聚乙烯醇纖維[CH2－CH]n

CH3

第六頁，共39頁。7二、按內(nèi)部(nèibù)組成分（1）聚酯纖維(xiānwéi)：大分子中均有酯基-COO-（如聚對苯二甲酸乙二酯，滌綸,polyester,PET）（2）聚酰胺纖維(xiānwéi)：大分子鏈上有酰胺鍵-(CONH)-，如聚酰胺6（錦綸6,nylon6，PA6）、錦綸66。第七頁，共39頁。8一種單體縮聚而成，單體含有一個(yīɡè)端氨基和一個(yīɡè)端羧基。用單體中含有的碳原子數(shù)來命名。錦綸(jǐnlún)6:錦綸(jǐnlún)66:[NH－(CH2)5CO]n[NH(CH2)6－NHCO－(CH2)4CO]n

兩種單體縮聚而成，一種單體含有兩個端氨基，另一種含有兩個端羧基。命名：前一數(shù)字表示二元胺的碳原子數(shù)，后一數(shù)字表示二元酸的碳原子數(shù)。第八頁，共39頁。9（3）聚丙烯腈纖維(xiānwéi)：主要成分為丙烯腈(85%以上)，腈綸acrylic,PAN。（4）聚乙烯醇纖維(xiānwéi)：聚乙烯醇縮甲醛纖維(xiānwéi)，維綸,vinylon,PVA)。

丙烯腈:乙烯(yǐxī)醇:乙烯(yǐxī)醇縮甲醛:[CH2－CH]n

CN[CH2－CH]n

OH[CH2－CH－CH2－CH]n

OCH2O第九頁，共39頁。10（5）聚丙烯纖維：丙綸(bǐnglún)（propylene,PP）（6）聚氯乙烯纖維：氯綸(chlorofibre,PVC)

[CH2－CH]n

Cl[CH2－CH]n

CH3

第十頁，共39頁。11三、按形態(tài)(xíngtài)結(jié)構(gòu)分1.長絲：纖維加工得到(dédào)的連續(xù)絲條。單絲：一根長絲纖維。加工輕薄質(zhì)物，如透明襪、面紗巾等。復(fù)絲：有很多根單絲組成?？椩煊媒z多為復(fù)絲。變形絲：經(jīng)過變形加工的為變形絲或彈力絲，多為復(fù)絲。高彈絲第十一頁，共39頁。122、短纖維(xiānwéi)長絲切斷成各種長度規(guī)格的纖維(xiānwéi)。按長短分：棉型化纖、毛型化纖、中長化纖棉型化纖：33mm、35mm、38mm、41mm毛型化纖：76～150mm中長化纖：45mm、51mm、60mm、65mm

第十二頁，共39頁。133.復(fù)合纖維在纖維的橫截面上有兩種或兩種以上(yǐshàng)的不相混合的組分或成分的纖維。常用的為雙組分復(fù)合纖維，有并列型、皮芯型和海島型等。模仿羊毛正皮質(zhì)、偏皮質(zhì)雙邊分布可形成永久卷曲的性能。第十三頁，共39頁。14復(fù)合(fùhé)纖維第十四頁，共39頁。15第十五頁，共39頁。165.異形纖維指經(jīng)一定幾何形狀（非圓形）噴絲孔紡制的具有特殊截面(jiémiàn)形狀的化學(xué)纖維。異形(yìxínɡ)纖維第十六頁，共39頁。17異形(yìxínɡ)噴絲孔噴絲孔形狀(xíngzhuàn)纖維截面(jiémiàn)形狀噴絲孔形狀纖維截面形狀第十七頁，共39頁。186.粗、細(xì)、超細(xì)纖維粗特纖維或以上(滌綸，、39μm)細(xì)特纖維~0.11tex(滌綸，μm)超細(xì)纖維:0.044tex(滌綸，μm)以下，特點：織物柔軟、細(xì)膩、懸垂性好，吸附性和去污能力(nénglì)強(qiáng)。應(yīng)用：制造人造麂皮、高級清潔布。

超細(xì)纖維(xiānwéi)第十八頁，共39頁。19第二節(jié)化學(xué)纖維(huàxuéxiānwéi)的制造一、化學(xué)纖維制造概述（一）成纖高聚物的特征高聚物：由千百個原子以共價鍵相互聯(lián)結(jié)起來的所組成的分子量很大的物質(zhì)。1.聚合度：組成纖維大分子單基的個數(shù)n2.分子量：103～107

3.多分散性：聚合度和結(jié)構(gòu)形狀有不同(bùtónɡ)的分布第十九頁，共39頁。20（二）成纖高聚物要滿足三個條件

1.線型分子結(jié)構(gòu)：能伸值的分子，支鏈盡可能少，沒有龐大側(cè)基，具備可溶性或可熔融性；2.適當(dāng)?shù)姆肿恿浚杭徑z液具備適當(dāng)?shù)恼扯龋?.凝固后的纖維(xiānwéi)中，大分子間應(yīng)該具有足夠的結(jié)合力。第二十頁，共39頁。集束、拉伸、卷曲(juànqǔ)、定形織造用絲多為復(fù)絲。我國早在南宋就有記載，用醋浸漬“絲蟲”，然后剖開蟲腹取出絲素，在醋中牽引成絲。（1）熔體法CH3（二）彈力絲和膨體紗的加工(jiāgōng)有熔體紡絲法和溶液紡絲法。三、按形態(tài)(xíngtài)結(jié)構(gòu)分多分散性：聚合度和結(jié)構(gòu)形狀有不同(bùtónɡ)的分布中長化纖：45mm、51mm、60mm、65mm精品(jīnɡpǐn)課件！長絲：纖維加工得到(dédào)的連續(xù)絲條。分子量：103～107聚合(jùhé)，單體聚合(jùhé)成線型高聚物。模仿羊毛正皮質(zhì)、偏皮質(zhì)雙邊分布可形成永久卷曲的性能。21（三）化學(xué)纖維制造(zhìzào)過程（掌握）高聚物的提純或聚合(jùhé)→紡絲熔體或溶液的制備→紡絲成形→后加工（牽伸、卷曲、上油、切斷）

1.高聚物的提純或聚合(jùhé)（1）再生纖維提純，去除雜質(zhì)。（2）合成纖維聚合(jùhé)，單體聚合(jùhé)成線型高聚物。第二十一頁，共39頁。222.紡絲熔體或溶液(róngyè)的制備（1）熔體法將高聚物加熱成熔體（如滌綸、錦綸、丙綸等）。條件：熔融溫度<分解溫度（2）溶液(róngyè)法高聚物溶解在溶劑中（如粘膠、維綸、腈綸等）。條件：熔融溫度>分解溫度,或高聚物為非熔性

第二十二頁，共39頁。233.紡絲紡絲液用計量泵定量供料通過噴絲孔后凝固(nínggù)成絲條的過程稱為~。有熔體紡絲法和溶液紡絲法。

（1）熔體紡絲法將熔融的高聚物熔體從噴絲孔噴射到空氣中冷卻固化。過程簡單，成本低，紡絲速度(sùdù)高。滌綸、錦綸、丙綸等均采用此法。熔體(rónɡtǐ)紡絲工藝流程第二十三頁，共39頁。24紡絲(fǎnɡsī)切片(qiēpiàn)第二十四頁，共39頁。25（2）溶液紡絲法將高聚物溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┡涑杉徑z溶液，將紡絲液從噴絲孔中壓出后射入凝固浴中凝固成絲條。根據(jù)凝固浴的不同分為(fēnwéi)濕法與干法兩種。

濕法紡絲（Wetspinning）：液體凝固劑固化。紡出絲的截面多為非圓形，有皮芯結(jié)構(gòu)。腈綸、維綸、氯綸(lǜlún)、粘膠纖維多采用此法。

濕法紡絲工藝流程第二十五頁，共39頁。26濕法紡絲(fǎnɡsī)第二十六頁，共39頁。27干法紡絲(Dryspinning)：熱空氣固化。絲的質(zhì)量好、成本高、易污染環(huán)境（應(yīng)用少）。維綸(wéilún)、醋酯、氨綸可用此法。干法(ɡànfǎ)紡絲工藝流程第二十七頁，共39頁。28干法(ɡànfǎ)紡絲第二十八頁，共39頁。294.后加工(jiāgōng)經(jīng)過紡絲工序，高聚物已初具纖維形態(tài)，稱它“初生絲(shēnɡsī)”。它必須經(jīng)過一系列后處理加工（后加工）才能得到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，性能優(yōu)良，可以進(jìn)行紡織加工的纖維。后加工的目的：使纖維具有一定的物理機(jī)械性能（強(qiáng)力、伸長、抗靜電、抱合力等）。第二十九頁，共39頁。30短纖維后加工路線：（1）集束：獲得大股絲束。（2）拉伸：改變?nèi)∠蚨?，改善力學(xué)性質(zhì)(xìngzhì)（如增加強(qiáng)度、降低伸長）。（3）上油：抗靜電，減小摩擦。（4）卷曲：提高抱合力，增加可紡性。（5）干燥定形：去除水分，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。（6）切斷：切成規(guī)定長度的短纖維。第三十頁，共39頁。31集束、拉伸、卷曲(juànqǔ)、定形第三十一頁，共39頁。32（二）彈力絲和膨體紗的加工(jiāgōng)1、彈力絲的加工加工方法很多，絕大部分用假捻法加工。（1）假捻法原理：如果把兩端固定的絲條在中間加捻，則加捻點上、下兩段形成(xíngchéng)捻向相反、捻度相同的捻回。當(dāng)把絲條由下向上移動到加捻點以上時，則所得的捻度便退到零，絲條上并不存在真正的捻度。第三十二頁，共39頁。33（2）刀刃擦過法(刮擦法)1932年英國人發(fā)明。將加熱的單絲或復(fù)絲以緊張狀態(tài)擦過曲率很小的刀刃，纖維貼近刀邊一面(yīmiàn)受壓縮，另一面(yīmiàn)受拉伸，從而形成卷曲。第三十三頁，共39頁。34（3）填塞箱法又稱壓縮卷曲法，原絲由喂入輪送入加熱管（填塞箱）內(nèi)，受到高度壓縮。并在彎曲(wānqū)情況下受熱定形，使纖維形成卷曲形狀。填塞箱法可加工粗旦錦綸和丙綸紗線。第三十四頁，共39頁。35（4）噴氣變形法利用噴氣方法(fāngfǎ)，使受到?jīng)_擊的絲條中各跟長絲產(chǎn)生彎曲形成隨機(jī)的環(huán)圈，借纖維之間的摩擦而使環(huán)圈固定在一定位置上，這種變形加工不需加熱定型，可用于不具有熱塑性的纖維的加工。第三十五頁，共39頁。36（5）復(fù)合纖維(xiānwéi)卷曲法選用兩種不同收縮性的聚合物復(fù)合紡絲，在熱處理中因兩種組