第二章紡織纖維詳解演示文稿

第二章紡織纖維詳解演示文稿當前第1頁\共有78頁\編于星期三\8點優(yōu)選第二章紡織纖維當前第2頁\共有78頁\編于星期三\8點合成纖維概述（成纖聚合物的基本特征、紡絲方法）聚酯纖維（滌綸）聚酰胺纖維（錦綸）聚丙烯腈纖維（腈綸）聚丙烯纖維（丙綸）聚氨酯彈性纖維（氨綸）聚乙烯醇縮醛纖維（維綸）聚氯乙烯纖維（氯綸）高性能纖維（碳纖維、芳綸、

維克特綸、氟綸等）合成結構性質應用改性當前第3頁\共有78頁\編于星期三\8點一、合成纖維概述化學纖維可分為再生纖維和合成纖維兩大類再生纖維是用天然高分子化合物纖維素或蛋白質為原料經化學處理和機械加工而制得的纖維。合成纖維是以有機化合物為原料，經一系列的化學反應合成為高分子化合物，再經紡絲后加工而制得的纖維。合成纖維分為長絲、短纖維、強力絲。當前第4頁\共有78頁\編于星期三\8點（一）成纖聚合物的基本特征1.主鏈分子結構：大分子鏈一般是線形的或支化度很低，沒有龐大側基的聚合物。大分子鏈在纖維軸向形成有序排列，增強大分子間作用力，能形成纖維內部的晶區(qū)，有較好的物理機械性能。成纖聚合物：指能通過機械加工而制成纖維的聚合物。成纖聚合物應具有下列基本特征：

2.側鏈結構：大分子中含有極性基團。所有的天然纖維和大多數成纖聚合物的分子都含有極性基團。分子間作用力大，容易結晶、強度大Why?影響溶解性、吸濕性、熱性能、染色性聚丙烯聚乙烯當前第5頁\共有78頁\編于星期三\8點4.適當高的分子量和較窄的分子量分布。分子量過低，不能成纖或成纖后物理機械維能很差；但過高時，使熔體或溶液粘度太高，導致紡絲困難。分子量分布不能太寬。3.能形成半結晶結構。部分晶區(qū)的存在使纖維具有一定的強度和模量，而部分非晶區(qū)的存在使纖維具有一定的彈性、耐疲勞性和染色性。聚合物的半結晶結構(包括結晶度、取向度等)對纖維強度的影響比分子量的影響要大得多。當前第6頁\共有78頁\編于星期三\8點（二）聚合物的紡絲方法干法紡絲濕法紡絲：熔點相近或高于熱分解溫度或

不能熔融的高聚物熔體紡絲：熔點低于熱分解溫度的高聚物溶液紡絲當前第7頁\共有78頁\編于星期三\8點熔體法紡絲裝置1—螺桿擠出機2—噴絲板3—吹風窗4—紡絲甬道5—給油盤6—導絲盤7—卷繞裝置

凡能熔融或轉變成粘流態(tài)而不發(fā)生顯著分解的成纖聚合物都可采用熔體紡絲。直接紡絲法、切片紡絲熔體紡絲不用溶劑，工藝簡單，成本低，而且紡絲速度快，高達幾千m／min，生產能力大。1．熔體紡絲■雜鏈高聚物：聚酯、聚酰胺■聚烯烴：聚丙烯當前第8頁\共有78頁\編于星期三\8點2、濕法紡絲濕法紡絲的成形過程比較復雜，紡絲速度受溶劑和凝固劑雙擴散速度，以及凝固液浴對流體的阻力等因素的限制，因此濕法紡絲速度比熔體法紡絲速度低得多，一般約為10～60m/min。采用濕法紡絲時，必須配備凝固浴的配制、循環(huán)及回收設備。l—紡絲液2－導絲輥3－導絲漏斗4－絲餅5－紡絲罐6－紡絲浴7－噴絲頭紡絲溶液的溶劑必須能很好地溶解成纖高聚物，形成真溶液。當前第9頁\共有78頁\編于星期三\8點3、干法紡絲利用熱空氣使細流中的溶劑揮發(fā)掉而凝固成纖維。1－紡絲液2－噴絲頭3－卷繞簡管4－熱空氣入口5－熱空氣出口前段過程同濕法紡絲后段過程同熔體紡絲膜裂解法當前第10頁\共有78頁\編于星期三\8點幾種非圓形噴絲孔形狀及相應纖維橫截面形狀當前第11頁\共有78頁\編于星期三\8點復合纖維的幾種主要形狀當前第12頁\共有78頁\編于星期三\8點形變玻璃態(tài)柔韌態(tài)粘流態(tài)TgTs

Tm

為晶化溫度：由結晶態(tài)向粘流態(tài)轉變的溫度。Tm軟化態(tài)（三）成纖聚合物的力學狀態(tài)

Ts為軟化溫度：由非晶區(qū)的高彈態(tài)向粘流態(tài)轉變的溫度。當前第13頁\共有78頁\編于星期三\8點二、聚酯纖維聚酯纖維：是指大分子鏈通過酯鍵(－CO-O-)連接起來

的一類合成纖維。主要為滌綸（Dacron）：聚對苯二甲酸乙二（醇）酯n為80～150，分子量為18000-25000左右相對分子質量分布指數（d≤2）當前第14頁\共有78頁\編于星期三\8點（一）聚對苯二甲酸乙二酯的合成a酯交換法

(EG)OCH2CH2COOOCH2CH2OHHn

n]OCH2CH2OHOOCOCH2CH2OCH[OC聚對苯二甲酸乙二（醇）酯對苯二甲酸雙羥乙酯(對苯二甲酸乙二酯，BHET)

當前第15頁\共有78頁\編于星期三\8點（一）聚對苯二甲酸乙二酯的合成a酯交換法

(TPA)

(DMT)

對苯二甲酸雙羥乙酯(對苯二甲酸乙二酯)

OCH2CH2COOOCH2CH2OHHn

n]OCH2CH2OHOOCOCH2CH2OCH[OCCOOHHOOCCH3OH+2H2SO4OOCCH3OCOCH3+H2O

(EG)聚對苯二甲酸乙二醇酯當前第16頁\共有78頁\編于星期三\8點b直接酯化法當前第17頁\共有78頁\編于星期三\8點c環(huán)氧乙烷加成酯化－縮聚法是用EO代替EG，直接與TPA進行加成酯化。酯交換縮聚法生產技術最成熟直接酯化縮聚法工藝過程簡單，但必須采用高純度的TPA當前第18頁\共有78頁\編于星期三\8點（二）聚對苯二甲酸乙二酯的結構含有剛性基因()柔性基團（－CH2-CH2-）分子鏈中酯基(－CO-O-)(極性很弱，屬疏水性纖維)。酯基與苯環(huán)間形成共軛體系，成為剛性基團的整體，穩(wěn)定性好。大分子為線型分子，沒有大的側基和支鏈分子鏈沿纖維軸拉伸方向平行排列、緊密堆砌，形成結晶。順式構象：非晶態(tài)反式構象：結晶態(tài)當前第19頁\共有78頁\編于星期三\8點（三）滌綸的性能和用途1、物理性能（1）斷裂強度和斷裂伸長（斷裂強力、斷裂強度、斷裂伸長）纖度(旦)：9000m長的纖維所含有的重量。斷裂強力(gf)：纖維斷裂時所能承受的最大負荷。斷裂伸長(%)：纖維斷裂時的長度比原來長度增加的百分數?！魪姸雀撸ńY晶度、取向度高）◆干濕態(tài)強度完全相等◆聚酯纖維彈性好，挺爽（因為有很多苯環(huán)，分子不易旋轉，能立即回復變形；滌綸兩相結構的存在。P28）◆聚酯纖維的耐磨性好，僅次于聚酰胺纖維（因為強度、延伸度、彈性都好）◆耐沖擊性好當前第20頁\共有78頁\編于星期三\8點(2)

吸濕性能

滌綸的吸濕性在合成纖維中較差，公定回潮率僅為0.4%。在相對濕度為95%的條件下，最高吸濕率為0.7%。◆因為大分子鏈中不含親水性基團，且滌綸的結晶

度高?！艨椢镆紫纯旄桑菀追e聚靜電而吸附灰塵。(3)密度：由于分子鏈緊密斂集，結晶度和取向度高，

密度最大。

平均密度為1.36g/cm3

當前第21頁\共有78頁\編于星期三\8點(4)起毛起球一是聚酯纖維圓滑、光潔，很容易從紡好的紗線中滑出，經摩擦后纖維互相纏結而成球。二是聚酯纖維容易產生靜電，吸附灰塵污物附著在球粒上，更助長了起球。三是聚酯纖維強度高，起毛起球后的球粒不容易從織物上斷裂脫落。

加強燒毛、熱定型，進行樹脂整理(5)電性能：易產生靜電滌綸的比電阻在1014Ω·cm以上，摩擦電壓在1000V以上，半衰期可達數小時。

需用抗靜電劑來消去靜電當前第22頁\共有78頁\編于星期三\8點（6）滌綸的熱性質A滌綸的熱性能常數：Tm=265℃Tg=67-81℃Ts=238-240℃(Ts為軟化溫度)合成纖維中，滌綸的耐熱性最好?？稍?70～170℃之間使用B

滌綸的熱收縮和熱定型熱收縮:熱處理過程中發(fā)生的明顯收縮現(xiàn)象熱收縮現(xiàn)象100℃熱空氣，30min，收縮8%100℃沸水中，5min，收縮14%130-135℃熱空氣，5min，收縮14%，達到穩(wěn)定長度當前第23頁\共有78頁\編于星期三\8點纖維熱收縮分為兩個階段：（1）無定形區(qū)分子鏈的解取向，纖維迅速收縮。（2）當纖維明顯收縮后，分子鏈卷縮而發(fā)生折疊結晶。滌綸纖維在出廠前一定要熱定型，消除纖維的內應力，使織物有較好的形態(tài)穩(wěn)定性。熱收縮現(xiàn)象的原因：強制拉伸定向，松弛時間>成纖時間，內部應力不均勻，聚集態(tài)結構不穩(wěn)定，加熱到Tg以上，鏈段運動調整結構。

熱定型：在一定張力和溫度下，使纖維或織物加熱

一定時間的過程。當前第24頁\共有78頁\編于星期三\8點2、聚酯纖維的化學性質酯鍵是唯一的反應性基團，可以被酸堿等催化水解有較高的結晶度和定向度，因此，化學試劑不易擴散入內，所以仍有相當好的化學穩(wěn)定性熱裂解（熱氧化裂解）酸堿氨氧化劑還原劑染色性化學改性當前第25頁\共有78頁\編于星期三\8點

熱裂解過程熱氧化裂解：氧存在時，分子中乙二醇基部分形成過氧化物，

加快分解，使酯基斷裂。水解也能使酯鍵斷裂水解、熱裂解、熱氧化裂解的異同：相同點：均為酯鍵斷裂，使-COOH含量增加，根據酸性增強，

可判斷損傷程度。不同點：不同溫度下，三者反應速度相差很大。室溫下，均不明顯。50-100℃，水解、熱裂解和熱氧化裂解；100-120℃，V水解=10000V熱裂解=5000V熱氧化裂解

高溫下，熱氧化裂解>水解>熱裂解（1）熱裂解和熱氧化裂解當前第26頁\共有78頁\編于星期三\8點（2）酸對聚酯纖維的作用滌綸耐酸性較好，反應方程式：

耐硫酸，鹽酸損壞的織物在干燥后發(fā)脆。(3)堿對聚酯纖維的作用耐堿性稍差，發(fā)生水解。堿減量加工：燒堿對滌綸的損傷是由表及里，逐步進行的，使纖維直徑變細，重量減輕。有“剝皮”現(xiàn)象，也成為聚酯纖維的剝皮反應。高濃度短時間處理，損傷較小。當前第27頁\共有78頁\編于星期三\8點(4)氨對聚酯纖維的作用發(fā)生氨解氨解可以深入到纖維內部，使纖維無定形區(qū)和晶區(qū)表面分子中酯鍵同時受到作用，遭到破壞，纖維強力下降。當前第28頁\共有78頁\編于星期三\8點滌綸對氧化劑、還原劑比較穩(wěn)定由于氧化裂解，產生老化(5)氧化劑、還原劑對聚酯纖維的作用染色較困難，一般染料不易著色。

滌綸為疏水性纖維，結構緊密，除端羥基外無強極性基團，吸濕性差。常用分散染料染色，并需在高溫、高壓或膨化劑的幫助下進行。要求染料分子結構簡單、體積較小。高溫染色法、載體染色法。(6)染色性當前第29頁\共有78頁\編于星期三\8點堿減量處理易染改性：單體對苯二甲酸改用間苯二甲酸仿真絲改性(改變二元醇)：引進醚鍵代替部分酯鍵，增加分子鏈的柔順性。PBT(改變二元醇)：丁二醇代替PET的乙二醇制備的聚酯纖維，具有優(yōu)越的回彈性，手感柔軟，染色鮮艷。對羥基苯甲酸環(huán)氧乙烷（6）對于滌綸的化學改性當前第30頁\共有78頁\編于星期三\8點三、聚酰胺纖維聚酰胺纖維（nylon）：是指大分子鏈通過酰胺鍵（－CO-NH-）連接起來的一類合成纖維。錦綸錦綸6錦綸66錦綸9錦綸11當前第31頁\共有78頁\編于星期三\8點（一）聚酰胺－6和－66的合成由己內酰胺作原料水解開環(huán)聚合得到的，其通式為：H[NH(CH2)xCO]nOH1、聚酰胺－6的合成氨基己酸加聚加聚當前第32頁\共有78頁\編于星期三\8點聚合體進入平衡階段，同時發(fā)生鏈交換、縮聚和水解等反應，使分子量重新分布。最后根據反應條件而達到一定的動態(tài)平衡，不能完全變成聚合物。聚己內酰胺的分子量為16000～22000。

一般采用抽真空的方法或將聚合體制成切片用熱水萃取的方法除去小分子（單體、低聚物，約為10％左右）。

當前第33頁\共有78頁\編于星期三\8點

是由二元胺和二元酸縮聚而成的，其通式為：H[NH(CH2)xNHCO(CH2)yCO]nOH先制得己二酸與己二胺的中性鹽(66鹽)聚酰胺－66的分子量為20000—30000。不需要脫小分子（小于1％）2、聚酰胺－66的合成當前第34頁\共有78頁\編于星期三\8點（二）聚酰胺的結構聚酰胺是沒有龐大側鏈的線形高分子。大分子由-(CH2)n-短鏈通過酰胺鍵連接而成，C-C單鍵易內旋轉，使大分子鏈柔順性較好。大分子呈平面鋸齒狀，酰胺鍵之間容易形成氫鍵，分之間作用力大，容易取向和結晶。分子內的羰基和亞氨基也易形成氫鍵，分子結構規(guī)整緊密，形成結晶酰胺鍵易發(fā)生酸堿性和高溫水解。1、錦綸的化學結構2、錦綸的形態(tài)結構熔融紡絲得到橫截面為圓形，容易形成皮芯層結構。？

原因：錦綸玻璃化轉變溫度低，<50℃，在冷卻固化和牽伸時，大分子鏈段凍結速度較慢，外層纖維先固化，取向度高，結晶度低，形成皮層；而內層纖維固化速度慢，取向度低，結晶度高，形成芯層。當前第35頁\共有78頁\編于星期三\8點分子間可通過C=O和-NH-（亞胺基）形成大量的氫鍵。聚酰胺66聚酰胺－6晶區(qū)的分子鏈構象3、錦綸的聚集態(tài)結構當前第36頁\共有78頁\編于星期三\8點（二）聚酰胺的結構錦綸6：由于單體兩端基團不同，使分子具有方向性，逆平行排列時所形成的氫鍵數目是順平行排列時所形成氫鍵數目的兩倍。當前第37頁\共有78頁\編于星期三\8點錦綸66，由于單體兩端基團相同，使分子沒有方向性。不論分子間怎樣排列，都能最大限度形成氫鍵。因此錦綸66中氫鍵數目比錦綸6中多，錦綸66大分子間作用力大于錦綸6的大分子間作用力。當前第38頁\共有78頁\編于星期三\8點（三）聚酰胺纖維的性能和用途(1)密度:大分子鏈中亞甲基多，密度較小，1.04～1.14

g/cm3

(2)吸濕性:吸濕性較高，僅次于維綸錦綸66

3.5～5.0％

1、聚酰胺纖維的物理性質(3)機械性能:斷裂強度和斷裂伸長:高。結晶度和取向度比較高，分子間作用力大。受外力易變形,強力、耐磨性好回彈率:伸長10％的回彈率達到99％，高。挺刮性差。耐磨性:聚酰胺纖維的耐磨性最好。

聚酰胺6纖維比聚酰胺66纖維性能（強力、耐磨性、熔點）差一些。(4)電性能:電導率很低,隨著濕度的增加導電性能提高。當前第39頁\共有78頁\編于星期三\8點(5)錦綸的熱性質錦綸的耐熱性不好，當溫度上升時，強度和延伸度均降低，收縮率增加。錦綸6錦綸66滌綸Tg(℃)35-5047-5067-81Ts(℃)170-180235238-240Tm(℃)215-220250-265255-260當前第40頁\共有78頁\編于星期三\8點2、聚酰胺纖維的化學性質（1）酸、堿對聚酰胺纖維的作用酰胺鍵的水解在通常情況下進行很慢。錦綸的耐堿性比較好,50%NaOH溶液幾乎沒有影響。錦綸對酸的作用較為敏感，7％HCl、20％H2SO4，10％HNO3緩慢水解。（2）氧化劑對聚酰胺纖維的作用錦綸的耐氧化性較差，可被如KMnO4、H2O2、NaClO（次）等氧化劑破壞?？刹捎肗aClO2（亞）或過醋酸進行漂白。分散性染料;酸性染料:氨端基接受質子成為陽離子陽離子染料：羧端基可失去質子成為陰離子(水洗和耐曬牢度差)

（3）染色性較好當前第41頁\共有78頁\編于星期三\8點高溫下，纖維發(fā)生裂解，即加熱分解：與端-NH2縮合，生成黃色吡咯結構光和氧（4）熱裂解當前第42頁\共有78頁\編于星期三\8點鏈長變短；-COOH下降，-NH2增加；吡咯結構導致泛黃。熱降解結果：錦綸66比錦綸6耐熱，允許使用溫度分別為135℃和93℃?！艏尤霟岱€(wěn)定劑(如三溴化磷)，提高其耐熱性能。

為什么錦綸6與錦綸66軟化溫度和熔點相差近50℃？？？◆用芳香環(huán)或脂肪環(huán)取代脂肪鏈，提高聚酰胺纖維的熱穩(wěn)定。如脂環(huán)族聚酰胺纖維(奎阿鈉)當前第43頁\共有78頁\編于星期三\8點（5）耐光性較差聚酰胺纖維的

酰胺鍵光敏感,泛黃,吡咯類雜環(huán)當前第44頁\共有78頁\編于星期三\8點3、聚酰胺纖維的改性

（1）改變二元酸或者二元胺當前第45頁\共有78頁\編于星期三\8點（2）交聯(lián)和接技◆提高其熔點、耐熱性、防縮、防皺和吸溫性等?？梢岳眉兹┻M行交聯(lián)。（亞氨基和氨基端基）羥甲基衍生物、二異氰酸酯、三聚氯氰酸等交聯(lián)。引進二硫鍵，制造卷曲纖維。◆接枝：環(huán)氧乙烷、丙烯酸。環(huán)氧乙烷接枝聚合后，使纖維具有很好的柔韌性和親水性。優(yōu)點：強度高、彈性好、密度小、耐磨性、耐疲勞性

好、耐微生物作用。缺點：易變形、耐光性、耐熱性、抗靜電性較差等。當前第46頁\共有78頁\編于星期三\8點4、用途各種機織、針織品，工業(yè)用途廣泛。錦綸的彈性高、耐磨性好，最適宜于襪類制品的生產。當前第47頁\共有78頁\編于星期三\8點四、聚丙烯腈纖維聚丙烯腈纖維(腈綸PAN)：

是由以丙烯腈為主體的共聚物紡得的纖維。CH2=CH→—(—CH2-CH—)n—||CNCN共聚丙烯腈纖維：是指由丙烯腈重量占85％以上的共聚物制得的一類碳鏈纖維，其他的乙烯基系共聚單體的重量不超過15％?！谝粏误w：丙烯腈，－(CH2-CHCN)－85%▲第二單體：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯等

5-10%作用：減弱聚丙烯腈大分子間的作用力，提高纖維的柔順性。

▲第三單體：具有親染料基團1-3%作用：改善纖維的染色性能，使離子型染料能對纖維染色。當前第48頁\共有78頁\編于星期三\8點共聚丙烯腈纖維的商品名和化學組分商品名稱化學組分腈綸、考旦爾腈綸腈綸、愛克斯綸DK奧綸42奧綸81阿克利綸開士米綸特拉綸阿克利別爾丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸鈉鹽丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯磺酸鈉丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉丙烯腈、丙烯酸甲酯、苯乙烯磺酸鈉丙烯腈丙烯腈、醋酸乙烯酯、乙烯吡啶丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、酸性第三單體當前第49頁\共有78頁\編于星期三\8點（一）丙烯腈共聚物的合成1、第一單體的合成：丙烯氨氧化法丙烯在氨、空氣與水的存在下，用鉬酸鉍與銻酸雙氧鈾作催化劑，在沸騰床上于溫度為450℃、壓力為150kPa下反應：

丙烯腈共聚物合成機理：丙烯腈的聚合反應系自由基鏈式反應。引發(fā)劑：偶氮二異丁腈2、共聚物的合成當前第50頁\共有78頁\編于星期三\8點第三單體為丙烯磺酸鈉第三單體為甲基丙烯磺酸鈉第三單體為2—乙烯基吡啶第二單體第一單體當前第51頁\共有78頁\編于星期三\8點（二）丙烯腈共聚物的結構類氫鍵：氰基強極性使氰基所連接的C原子的H-C鍵極化，因而形成強的類氫鍵作用。HCNCNCN氫鍵偶極鍵聚丙稀腈具有較大剛性（Tg=104℃）難于溶解，難于染色，纖維很脆。三類單體組成的共聚物的Tg為85℃,柔性增大。當前第52頁\共有78頁\編于星期三\8點聚丙烯腈的超分子結構腈綸大分子為側向二維有序（分子鏈間排列緊密，-CN極性相反而相吸）而縱向無序（一條大分子鏈內，-CN極性相同而相斥）的結構，又稱為準晶態(tài)結構,用側序度的概念來描述。側序度:超分子結構中大分子排列的規(guī)整度。

高側序度、中側序度和低側序度

聚丙烯腈分子鏈的構象不是像聚乙烯那樣的平面鋸齒形，也不是像等規(guī)聚丙烯那樣有規(guī)則的螺旋狀，而是一種具有不規(guī)則曲折和扭轉的螺旋狀

。P41濕法紡絲所得纖維截面是圓形的，干法紡絲所得纖維截面是花生果形。縱向粗糙，象樹皮狀，有溝槽。均相溶液聚合，非均相聚合當前第53頁\共有78頁\編于星期三\8點（三）聚丙烯腈纖維的性能和用途1、聚丙烯腈纖維的物理性質（1）密度:與錦綸相近（2）吸濕性：1.0—2.5％，低于錦綸而略高于滌綸。（3）斷裂強度和斷裂伸長強度不高,不如滌綸和錦綸,比羊毛高，濕態(tài)有所降低腈綸的伸長率很高，干態(tài)斷裂伸長一般為25～46％。

（4）回彈率：腈綸的拉伸彈性不如聚酰胺纖維、聚酯纖維和羊毛，但比其他天然纖維和化學纖維都好。由于沒有結晶，易產生塑性形變，穿著易變形。

（5）耐磨性：腈綸的耐磨性高于天然纖維，但比聚酰胺纖維、聚酯纖維差得多。當前第54頁\共有78頁\編于星期三\8點低側序度區(qū)鏈段運動溫度為：Tg1=80-100℃中側序度區(qū)鏈段運動溫度為：Tg2=140-150℃高側序度區(qū)鏈段運動溫度為：Tg3=327℃（即熔點Tm）（3）熱性能(泛黃，熱彈性)150℃下，沒有損傷；150～200℃加熱2～4h色澤顯著泛黃，強度下降20~30%；◆腈綸的熱穩(wěn)定性較好，隨著第二、三單體的增加，耐熱性會下降。200℃以上：隨著熱處理的時間延長從黃到棕色，最后成為黑色。因為大分子鏈上形成了較長的共軛體系，即纖維分子的長鏈發(fā)生重排和環(huán)化：當前第55頁\共有78頁\編于星期三\8點（1）先200～300℃的熱空氣介質中加熱氧化，可得

含碳量70％的耐火聚丙烯腈纖維。（2）在惰性氣體介質中于800～1600℃熱處理得含

碳量為90％的碳纖維。（3）于2500～3000℃熱處理得含碳量達99.9％的石

墨纖維?！艟郾╇胬w維可制備耐高溫的碳纖維和石墨纖維（耐3000℃高溫，強度是普通滌綸和錦綸的2倍）腈綸耐熱性能應用當前第56頁\共有78頁\編于星期三\8點腈綸纖維的熱彈性模量：

▲Tg以上模量急劇下降，容易被拉伸，降低溫度，保持拉伸，然后再升溫到Tg以上，大分子恢復成彎曲狀態(tài)，纖維長度大大回縮。為高收縮纖維。

原因？只有Tg，沒有Tm！準晶態(tài)結構造成熱收縮，制作膨體紗?！c普通纖維混紡，然后100℃以上蒸汽或沸水中進行熱松弛處理，腈綸強烈收縮，普通纖維彎曲。

▲錦綸、滌綸彈力纖維是通過加捻、定形得到的?！綦婢]纖維的熱彈性當前第57頁\共有78頁\編于星期三\8點2、聚丙烯腈纖維的化學性質◆腈綸分子中除-CN可發(fā)生水解外，無反應性的基團，化學穩(wěn)定性良好，能耐一定濃度的強酸、強堿。(1)堿對聚丙烯腈纖維的作用：水解適當控制氰基的水解反應，能改善纖維的親水性、染色性。氨與未水解的氰基反應，生成脒基(發(fā)色基團)而產生黃色當前第58頁\共有78頁\編于星期三\8點(2)氧化劑、還原劑對聚丙烯腈纖維的作用微弱，可使用亞氯酸鈉、過氧化氫進行漂白。(3)有機溶劑的作用：溶與乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜等強極性有機溶劑，耐一般有機溶劑。(4)染色性：陽離子染料是基本染料(5)耐光性：最好，日光下曝曬80h纖維強度毫不減退。腈基的碳氮三鍵能吸收能量較高的紫外線，并把它轉化為熱能，從而保護了碳鏈。

當前第59頁\共有78頁\編于星期三\8點五、聚丙烯纖維聚丙烯纖維(丙綸，PP)：是以丙烯聚合得到的等規(guī)聚丙烯為原料紡制而成的合成纖維。通過定向聚合反應而獲得。一般采用多相齊格勒—納塔Ziegler—Natta（Z—N）］催化劑含有鈦氯化物的結晶固態(tài)組分和助催化劑烷基鋁兩部分組成的復合催化劑，起催化效果的是Ti—C鍵。茂金屬催化劑：環(huán)戊二烯過渡金屬化合物類，助催化劑是甲基鋁氧烷。（一）聚丙烯的合成當前第60頁\共有78頁\編于星期三\8點（二）聚丙烯纖維的結構丙綸為全同立構聚合物，等規(guī)度一般為85%～97%，結構規(guī)整，容易結晶。分子鏈呈立體螺旋構型。分子量：80000～120000丙綸的最佳結晶溫度為125～135℃。溫度過高，不易形成晶核，結晶緩慢；溫度過低，由于分子鏈擴散困難，結晶難于進行。經熱處理，結晶度可達65%～75%。

當前第61頁\共有78頁\編于星期三\8點（三）聚丙烯纖維的性質（1）機械性能結晶度高，強度高，35～53cN/tex，斷裂伸長率高，在15%～35%，干、濕強度和斷裂伸長度完全相等。彈性好，伸長3%，回復率可達96%～100%耐磨性好，尤其是耐反復彎曲的壽命長，可經受反復撓曲20萬次。1、聚丙烯纖維的物理性質（3）吸濕性長鏈分子中無極性基團，吸水性幾乎等于零。（2）密度最輕的合成纖維聚丙烯纖維的密度為0.90～0.92g/cm3。

當前第62頁\共有78頁\編于星期三\8點（4）電性能電阻率高（7×1019Ω·cm），導熱

系數?。?）熱性能耐熱性差熔點低（170℃），軟化點比熔點低10～15℃。高溫有氧存在時，氧化裂解加快。當前第63頁\共有78頁\編于星期三\8點2、聚丙烯纖維的化學性質主鏈為C—C鍵，而且側鏈上無活性基團，所以對酸堿等化學試劑的穩(wěn)定性都好。染色性能和染色牢度很差耐光性較差試劑濃度/％4個月后保留強度/%酸鹽酸硝酸硫酸蟻酸冰醋酸34669475—100100100100100堿氫氧化鉀氫氧化鈉40409090溶劑三氯乙烯四氯乙烯甲苯苯————80808580氧化劑次氯酸鈉過氧化氫有效氯5％12體積8590當前第64頁\共有78頁\編于星期三\8點

六、聚乙烯醇（縮醛）纖維（PVA）簡稱維綸：以短纖維為主，其形狀很像棉，主要用于與棉的混紡，織成各種棉紡織物。主要有日本、朝鮮等少數國家耐熱水性，收縮率低，但染色性差、彈性低當前第65頁\共有78頁\編于星期三\8點（一）聚乙烯醇的合成以醋酸乙烯為單體進行聚合，進而醇解或水解制成聚乙烯醇。聚醋酸乙烯當前第66頁\共有78頁\編于星期三\8點（二）聚乙烯醇縮醛的結構

維綸的基本組成物質是聚乙烯醇

縮醛化處理，不溶于水，防皺防縮：甲醛、丁醛縮醛化，反應主要發(fā)生在非結晶區(qū)，纖維分子中未發(fā)生結晶的自由羥基上亞甲醚鍵當前第67頁\共有78頁\編于星期三\8點（三）聚乙烯醇縮甲醛纖維的性質（2）強度低，彈性低（3）有大量的羥基存在，使聚乙烯醇縮甲醛纖維具有良好的吸

濕性能。1、物理性質2、化學性質（1）聚乙烯醇的玻璃化溫度約80℃，耐熱性差，高溫發(fā)黃。熱裂解：空氣中，分子中未縮醛化部分被氧化或脫水；大分子主鏈斷裂當前第68頁\共有78頁\編于星期三\8點濕法紡絲成形,有皮芯層結構。在結構緊密且厚的皮層的“保護”下，化學藥品難以進入纖維內部發(fā)生充分反應，使之耐酸堿性強。由于皮層的結構，使染料難以擴散入內。皮層色澤較芯層淺，造成不易染色和色澤不鮮艷等缺點。

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