纖維化學(xué)及面料第五章 合成纖維

第五章合成纖維滌綸、錦綸、腈綸丙綸、氨綸教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)合成纖維的概況第二節(jié)滌綸第三節(jié)錦綸第四節(jié)腈綸第五節(jié)丙綸第六節(jié)氨綸第一節(jié)合成纖維的概況一、成纖高分子物條件二、紡絲方法三、常用合成纖維四、特種纖維第一節(jié)合成纖維概述

合成纖維是指以簡單化合物為原料,通過聚合或縮聚反應(yīng)制成成纖高分子物，再通過紡絲和后處理加工制成纖維。一、成纖高分子物條件具備一定的分子量具備一定的分子結(jié)構(gòu)(線形或支化度很低)超分子結(jié)構(gòu)具有取向并部分結(jié)晶具有一定的耐熱性具有一定的機(jī)械物理性能具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性具有一定的染色性第一節(jié)合成纖維概述第七章合成纖維的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、彈性好、耐穿耐用、光澤好、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、耐霉腐、耐蟲蛀缺點(diǎn)：吸濕性差、耐熱性差、導(dǎo)電性差、防污性差、易起毛起球、不易染色、臘狀手感二、紡絲方法第七章

合成纖維的紡絲方法，目前大致可分為以下三種：分類紡絲液制備凝固方法應(yīng)用舉例濕法紡絲溶于水或水溶液凝固浴凝固成型維綸、腈綸干法紡絲溶于非水溶劑蒸發(fā)溶劑凝固成型醋酸纖維熔融法紡絲加熱熔融冷卻凝固成型錦綸、滌綸、丙綸

新方法：復(fù)合紡絲法、拉裂法、切割法等。1．熔融紡絲法紡絲液是熔體，紡出的絲在空氣中固化。熔融紡絲的紡絲速度高，目前一般的紡絲速度為1000~2000m/min，采用高速紡絲時(shí)，可達(dá)3000~6000m/min或更高。熔融紡絲加工成本低，但噴絲板孔數(shù)少，絲的截面多為圓形。滌綸、錦綸、丙綸等均采用此法熔融紡絲工藝流程

紡絲

溶液紡絲法的紡絲液是溶解的高聚物溶液，紡出的絲的固化方式分為濕法與干法兩種。2．濕法紡絲濕法紡絲紡出的絲在溶液中固化這種方法紡絲速度低，一般速度為18~380m/min。濕法紡絲加工成本高且對(duì)環(huán)境污染較嚴(yán)重，紡出絲的截面多為非圓形，有皮芯結(jié)構(gòu)。腈綸、維綸、氯綸、粘膠纖維多采用此法。

濕法紡絲工工藝流程3．干法紡紡絲干法紡絲紡紡出的絲在在空氣中固固化這種方法目目前一般的的紡絲速度度為200~500m/min，高者者可達(dá)1000~1500m/min。干法紡絲溶溶劑揮發(fā)易易污染環(huán)境境，成本高高，但絲的的質(zhì)量好，，此法多用于于制作長絲絲。干法紡絲工工藝流程干法紡絲三、常用合合成纖維按纖纖維維結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分為為：：滌綸綸、、腈腈綸綸、、錦錦綸綸、、芳芳綸綸、、維維綸綸、、氨氨綸綸、、丙丙綸綸按纖纖維維長長短短分分為為：：a.棉棉型型短纖纖維維：：b.毛毛型型c.中中長長纖纖維維（（仿仿毛毛、、仿仿麻麻））長絲絲：：a.單單絲絲→→加加工工→→彈彈力力絲絲：：高高彈彈絲絲b.復(fù)復(fù)絲絲低低彈彈絲絲四、、特特種種纖纖維維1、、復(fù)復(fù)合合纖纖維維兩種種或或兩兩種種以以上上成成纖纖高高分分子子物物的的熔熔體體分分別別輸輸入入同同一一噴噴絲絲頭頭，，在在噴噴絲絲頭頭的的適適當(dāng)當(dāng)部部位位相相遇遇后后，，從從同同一一噴噴絲絲孔孔中中噴噴出出，，成成為為兩兩組組份份或或多多組組份份粘粘并并的的一一根根纖纖維維。。并列列型型皮皮芯芯型型海海島島型型桔桔瓣瓣型型復(fù)合合纖纖維維的的特特點(diǎn)點(diǎn)：：具有有三三維維空空間間的的立立體體卷卷曲曲，，高高膨膨松松性性、、延延伸伸性性和和覆覆蓋蓋能能力力。。四、、特特種種纖纖維維2、、異異形形纖纖維維：：在合合成成纖纖維維成成形形過過程程中中采采用用非非圓圓形形孔孔眼眼的的噴噴絲絲板板，，制制成成的的非非圓圓形形截截面面或或中中空空的的纖纖維維。?？煽筛母纳粕剖质指懈?、、回回彈彈性性、、抗抗起起球球性性及及光光澤澤等等。。主主要要有有三三角角形形、、四四角角形形、、五五角角形形、、扁扁平平形形、、中中空空形形等等。。四、、特特種種纖纖維維4、、改改性性纖纖維維：：近來來，，為為了了改改善善化化學(xué)學(xué)纖纖維維容容易易起起靜靜電電、、起起毛毛起起球球等等缺缺點(diǎn)點(diǎn)，，為為了了改改進(jìn)進(jìn)染染色色性性能能和和提提高高熔熔點(diǎn)點(diǎn)等等，，已已出出現(xiàn)現(xiàn)了了抗抗靜靜電電纖纖維維、、低低溫溫可可染染滌滌綸綸、、陽陽離離子子可可染染滌滌綸綸、、變變性性滌滌綸綸等等改改性性纖纖維維。。3、、超超細(xì)細(xì)纖纖維維：：單絲絲纖纖度度<0.1旦旦特點(diǎn)點(diǎn)：：手手感感柔柔軟軟、、細(xì)細(xì)膩膩，，柔柔韌韌性性好好，，光光澤澤柔柔和和，，高高清清潔潔能能力力，，高高吸吸水水和和吸吸油油性性，，……第二二節(jié)節(jié)滌滌綸綸一、、滌滌綸綸的的生生產(chǎn)產(chǎn)簡簡介介二、、滌滌綸綸的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)三、、滌滌綸綸的的性性能能四、、改改性性滌滌綸綸1、、聚酯酯纖纖維維的的分分子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)：：聚酯酯通通常常指指以以二二元元酸酸和和二二元元醇醇縮縮聚聚而而提提的的高高分分子子物物，，其其基基本本鏈鏈節(jié)節(jié)之之間間以以酯酯鍵鍵聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)而而得得名名。。2、、聚聚酯酯的的品品種種：：PTT、、PBT、、PET等等等等，，其其中中以以聚聚對(duì)對(duì)苯苯二二甲甲酸酸乙乙二二酯酯（（PET））纖纖維維為為主主，，其其分分子子量量一一般般控控制制在在18000～～25000左左右右。。一、、滌滌綸綸的的生生產(chǎn)產(chǎn)簡簡介介1、、主主要要原原料料：：對(duì)苯苯二二甲甲酸酸和和乙乙二二醇醇2、合合成方方法：：酯交換換法：：將對(duì)對(duì)苯二二甲酸酸和乙乙二醇醇在催催化劑劑作用用下進(jìn)進(jìn)行酯酯交換換，然然后再再經(jīng)縮縮聚生生成聚聚對(duì)苯苯二甲甲酸乙乙二酯酯。已已逐漸漸被淘淘汰。。直接酯酯化法法：將將對(duì)苯苯二甲甲酸和和乙二二醇進(jìn)進(jìn)行直直接酯酯化生生成聚聚對(duì)苯苯二甲甲酸乙乙二酯酯。目目前使使用廣廣泛。。3、紡紡絲方方法：：熔融紡紡絲法法連續(xù)法法：聚聚對(duì)苯苯二甲甲酸乙乙二酯酯熔體體→→紡紡絲間歇法法：a.聚聚對(duì)苯苯二甲甲酸乙乙二酯酯熔體體→→鑄帶帶→→切切片b.切切片→→干干燥→→紡紡絲二、滌滌綸的的生產(chǎn)產(chǎn)原理理4、熔熔融紡紡絲法法工藝藝流程程：二、滌滌綸的的結(jié)構(gòu)構(gòu)1、形形態(tài)結(jié)結(jié)構(gòu)：：采用熔熔融紡紡絲法法制成成的一一般聚聚酯纖纖維，，其橫橫截面面是圓圓形的的，縱縱向均均勻而而無條條痕。。2、分分子結(jié)結(jié)構(gòu)：：二、滌滌綸的的結(jié)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)品結(jié)晶度(%)取向度密度（克/厘米2）初生絲完全無定形差1.335～1.337商品絲40～60較高1.383、聚聚集態(tài)態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)：結(jié)晶度度和取取向度度模型理理論：：折疊疊鏈-櫻狀狀原纖纖模型型三、滌滌綸的的性能能1、熱熱性能能2、機(jī)機(jī)械性性能3、化化學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性性4、吸吸濕、、染色色性能能5、起起球現(xiàn)現(xiàn)象6、靜靜電現(xiàn)現(xiàn)象7、燃燃燒性性能1、熱熱性性能玻璃化化溫度度Tg完全無無定形形67℃℃部分結(jié)結(jié)晶81℃℃取向且且結(jié)晶晶125℃℃軟化點(diǎn)點(diǎn)230~240℃℃定形溫溫度180~220℃℃1、熱熱性性能耐熱性性：最最好。。170℃以以下短短時(shí)間間受熱熱引起起的強(qiáng)強(qiáng)度損損失，，溫度度降低低后可可恢復(fù)復(fù)。腈腈綸為為150℃℃；錦錦綸120℃；；大部部分碳碳鏈纖纖維為為80~90℃℃下受受熱變變形很很難恢恢復(fù)。。熱穩(wěn)定定性：：最好好。滌綸150℃受受熱168h，，強(qiáng)力力損失失<3%，，錦綸綸在150℃受受熱即即變黃黃，纖纖維強(qiáng)強(qiáng)度大大幅度度下降降。2、機(jī)械械性能強(qiáng)度和延伸伸度：與工藝條件件有關(guān)。一般滌綸，，生產(chǎn)中拉拉伸倍數(shù)為為4~5倍倍強(qiáng)度為3.5~4.4cN/dtex(4.0~5.0g/旦)干、濕強(qiáng)度度基本相等等在合成纖維維中強(qiáng)力較較高延伸度為18%~36%，略略低于錦綸綸。2、機(jī)械械性能彈性和耐磨磨性具有良好的的彈性，穿穿著挺括，，形狀穩(wěn)定定性好，表表現(xiàn)在兩個(gè)個(gè)方面：不易變形（（彈性模量量較大）原因：結(jié)晶晶度高，取取向度高從形變中回回復(fù)能力較較強(qiáng)原因：亞甲甲基有較大大的柔性；；大分子間間的聯(lián)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)（結(jié)晶））穩(wěn)定，成成為恢復(fù)原原狀的基點(diǎn)點(diǎn)耐磨性不及及錦綸，但但比其它合合成纖維高高出幾倍，，與天然纖纖維或粘膠膠纖維混紡紡，可顯著著提高耐用用磨性。3、化學(xué)學(xué)性能滌綸的耐酸酸性較好弱酸：煮沸沸也無顯著著損傷強(qiáng)酸：低溫下穩(wěn)定定高溫下有損損傷，纖維維強(qiáng)度迅速速降低滌綸耐酸的的意義染整加工盡盡量在酸性性條件下進(jìn)進(jìn)行可用硫酸或或鹽酸測(cè)定定滌棉織物物混紡比可用酸侵蝕蝕滌棉包芯芯紗織物生生產(chǎn)滌棉爛爛花織物。。3、化學(xué)學(xué)性能滌綸的耐堿堿性差堿使聚酯發(fā)發(fā)生水解，，水解程度度隨堿種類類、濃度、、溫度及時(shí)時(shí)間不同而而不同。堿處理滌綸綸的"剝皮皮現(xiàn)象"：：熱稀堿能能使表面的的大分子水水解。表面面的分子水水解到一定定程度溶在在堿中，使使纖維表面面一層層地地剝落下來來，造成纖纖維的失重重和強(qiáng)度降降低，而對(duì)對(duì)纖維的芯芯層則無多多大影響，，分子量也也沒有什么么變化，這這種現(xiàn)象稱稱為"剝皮皮現(xiàn)象"。。使纖維變變細(xì)、變輕輕，纖維表表面出現(xiàn)刻刻蝕--變變得凹凸不不平，增加加了纖維在在紗中活動(dòng)動(dòng)性。意義：堿減減量處理提提高纖維維細(xì)度、提提高纖維吸吸濕性，獲獲得仿真絲絲綢整理效效果3、化學(xué)學(xué)性能3、化學(xué)學(xué)性能對(duì)氧化劑和和還原劑的的穩(wěn)定性滌綸對(duì)氧化化劑和還原原劑的穩(wěn)定定性很高，，因此，染染整加工中中漂白劑（（次氯酸鈉鈉、亞氯酸酸鈉、雙氧氧水）、還還原劑（保保險(xiǎn)粉、二二氧化硫脲脲）都可使使用。耐溶劑性滌綸可溶解解在一些有有機(jī)溶劑中中，如：丙丙酮、苯、、苯酚-四氯氯乙烷（6:4）滌綸可在一一些有機(jī)物物的水溶液液中溶脹，，如酚類酚類化合物物可作滌綸綸染色的載載體4、吸濕、、染色性能能吸濕性較差差標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下下回潮率：：滌綸為0.4%棉棉為7~8%原因：極性性基團(tuán)太少少，缺少吸吸濕中心，，結(jié)晶度高高，結(jié)構(gòu)緊緊密，孔隙隙小表現(xiàn)：吸濕濕排汗性差差，靜電大大，易沾污污，濕度對(duì)對(duì)機(jī)械性能能影響小，，溶脹小，，染色困難難，但具有有易洗快干干的特性。。滌綸的染色色較困難，，易染性較較差：分子鏈緊密密，染料難難進(jìn)入纖維維內(nèi)部。無特定染色色基團(tuán)，缺缺乏親水性性，在水中中膨化程度度低，不易易與水溶性性染料結(jié)合合。極性小，染染料無法與與纖維發(fā)生生共價(jià)鍵結(jié)結(jié)合。4、吸濕、、染色性能能常用染料分散染料：：分子較小小，結(jié)構(gòu)簡簡單，水溶溶性很低，，非極性。。常用染色方方法：高溫高壓染染色法：染染色溫度在在120~140℃℃，制成分分散液。載體染色法法：染色溫溫度為100℃，添添加有機(jī)溶溶劑的液體體熱溶法染色色：染色溫溫度在180~210℃之間間，利用熱熱空氣染色色。5、起球現(xiàn)現(xiàn)象最大缺點(diǎn)之之一。截面為圓形形，表面光光滑，抱合合力差，纖纖維末端容容易浮出織織物表面，，形成絨毛毛，經(jīng)摩擦擦，纖維糾糾纏在一起起結(jié)成小球球。由于強(qiáng)度高高，彈性好好，小球難難于脫落，，產(chǎn)生起球球現(xiàn)象。抗起球整理理6、靜電現(xiàn)現(xiàn)象滌綸吸濕性性低，表面面具有較高高的比電阻阻，當(dāng)兩物物體