第二章聚酰胺纤维复习课程课件

单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,*,第一章 聚酯纤维,*,LOGO,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第一章 聚酯纤维,*,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第一章 聚酯纤维,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第一章 聚酯纤维,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第二章聚酰胺纤维,第二章聚酰胺纤维,第二章聚酰胺纤维复习课程课件,第二章 聚酰胺纤维,Supplex,是 Invista 公司继 Tactel 之后推出的新型锦纶 66 纤维。它具有以下特性：,曲折刚性低于羊毛、,涤纶,和棉等大多数纤维，具有棉一般的手感和柔顺，消光；,吸湿性好，在化纤中仅次于粘胶；,质量轻，强度和耐磨性超过,涤纶,；,弹性恢复仅次于羊毛和腈纶，优于其它化纤；,制成的,服装,不易起皱、不缩水、不变形、易干燥、易保养；,染色性能较好，不易退色等。,第二章 聚酰胺纤维Supplex 是 Invista 公司,第二章 聚酰胺纤维,Coolmax,排汗,面料,当然首推,Coolmax,，其实就是,涤纶,（POLYESTER 聚酯）。,Coolmax,面料,的确具有优良的排汗性能，能够将汗水导到体外。它的四孔中空的纤维构造，加上一般,coolmax,面料,内紧外松的针织构造，可以最大限度的利用毛细现象导湿。,第二章 聚酰胺纤维Coolmax,第二章 聚酰胺纤维,聚酰胺合成工艺一般可分为两类：,一类是由,二元胺和二元酸缩聚而得,；,另一类为,氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得,。,命名:,前一数字为,二元胺,的碳原子个数，后一数字为,二元酸,的碳原子个数。,对于开环聚合只有其,单元结构所含碳原子数目,。,注：根据ISO的定义，全芳香族聚酰胺纤维不在聚酰胺纤维类内。,第二章 聚酰胺纤维聚酰胺合成工艺一般可分为两类：,第二章 聚酰胺纤维,第二章 聚酰胺纤维,第二章 聚酰胺纤维,第一节 聚酰胺纤维原料,一、聚酰胺纤维的原料及生产,聚酰胺树脂工业上主要方法包括,熔融缩聚,、,开环聚合,低温聚合,。,聚酰胺66，聚酰胺9等由于聚合体有适当的熔点，分解温度比熔点高，可以采用熔融缩聚，而己内酰胺，则需要适当的活化剂使之开环并聚合。,第二章 聚酰胺纤维第一节 聚酰胺纤维原料,第二章 聚酰胺纤维,1.已内酰胺的开环聚合,环状化合物能否变成聚合物，是由热力学函数决定的。,环状化合物的自由能F1大于聚合物的自由能F2,，即满足，聚合反应才有可能进行。,热力学上能够聚合的环状单体，还必须满足动力学的条件才能聚合。如已内酰胺在热力学上能够开环聚合，但是纯无水已内酰胺在加热条件下，并不能发身聚合。（原因）,已内酰胺转化成线性高聚物，除了必须适当的温度条件外，还必须有,活化剂存在,。（活化剂的作用）。工业上普遍采用添加少量水使其聚合，称为水解聚合。其包括：,链的引发、链的增长及链的终止,。,第二章 聚酰胺纤维1.已内酰胺的开环聚合,第二章 聚酰胺纤维,2.聚已内酰胺的生产流程,间歇工艺多采用,搅拌釜式反应器,，而连续工艺多采用,管式反应器,。,第二章 聚酰胺纤维2.聚已内酰胺的生产流程,第二章 聚酰胺纤维,二、聚酰胺的结构和性质,（一）聚酰胺结构,1.分子结构 聚酰胺的分子是通过酰胺键连接起来的线形长链分子，在晶体中呈完全伸展的平面锯齿形构形。适合于纺制纤维的聚已内酰胺的平均分子量一般为1400020000左右。,2.晶态结构 X射线衍射分析表明，线型聚酰胺在固态时只是部分结晶，结晶度通常在50以下。聚己内酰胺通常具有多种晶态结构，包括型、型及型,。,第二章 聚酰胺纤维二、聚酰胺的结构和性质,第二章 聚酰胺纤维,第二章 聚酰胺纤维,第二章 聚酰胺纤维,型的晶体是最稳定的形式，其密度也最大。,型和型的晶体不稳定，通过对样品的不同处理，这种结构可以转变成稳定的型的晶体。,第二章 聚酰胺纤维 型的晶体是最稳定的形式，其密度也最,第二章 聚酰胺纤维,（二）聚酰胺的物理和化学性质,1.密度 聚己内酰胺的密度随着内部结构和制造条件不同而有差异，其测得密度为1.121.14 g/cm,3,。而聚己二酰己二胺密度范围为1.131.16 g/cm,3,。,第二章 聚酰胺纤维（二）聚酰胺的物理和化学性质,第二章 聚酰胺纤维,2.熔点 根据测试方法不同，其熔点数值也有所差异。,第二章 聚酰胺纤维2.熔点 根据测试方法不同，其熔点数值也,第二章 聚酰胺纤维,3.玻璃化温度,聚酰胺的玻璃化温度与测定方法和测定条件有关。,第二章 聚酰胺纤维3.玻璃化温度,第二章 聚酰胺纤维,4.熔体粘度,聚己内酰胺的熔体粘度随着数均分子量增大而增加，在恒定温度下，符合下列公式：,第二章 聚酰胺纤维4.熔体粘度,第二章 聚酰胺纤维,判断聚己内酰胺的可加工性，除了测量温度要相同以外，还必须在,低聚物含量和含水量,相同的情况下，才可能得到有用数据。,第二章 聚酰胺纤维 判断聚己内酰胺的可加工性，除了测量,第二章 聚酰胺纤维,6.吸湿性,PA相对于其它纤维，由于酰胺键中的N原子具有孤对电子，其可以与水分子形成氢键，其,具有较好的吸湿性,。,每两个酰胺间与其配位的水分子有三个，其中一个分子产生强的氢键结合。,第二章 聚酰胺纤维6.吸湿性每两个酰胺间与其配位的水分子有三,第二章 聚酰胺纤维,7.耐化学药品性,聚酰胺,耐碱性很好,，但,耐酸性差,，通常可溶于有机酸和无机酸，也可溶于苯酚或一些醇类。,第二章 聚酰胺纤维7.耐化学药品性,第二章 聚酰胺纤维,第二节 聚酰胺的纺丝成型,一、概述,聚酰胺纤维一般采用,熔体纺丝成型,，主要以切片熔融纺丝为主。聚酰胺纤维的结构与聚酯不同，为了避免卷绕丝在卷装上发生过多的松弛而变软，其相应,纺丝速度必须达到4200m/min4500m/min,。,由于常规纺丝已逐步被高速纺丝取代，为此，本节主要介绍高速纺丝。,第二章 聚酰胺纤维第二节 聚酰胺的纺丝成型,第二章 聚酰胺纤维,二、聚酰胺纤维高速纺丝的工艺和设备特点,对切片含水率和熔体纯度要求,含水率小于0.08，熔体中不允许有6m以上的杂质存在。,原因：高速纺丝，张力大，气泡或杂质的存在会引起应力集中，发生单丝断裂。,2.,对纺丝设备的要求,高卷绕速度要求纺丝头的吐胶量较大，为此需要增加螺杆挤出量和提高纺丝熔体的均匀性。,第二章 聚酰胺纤维二、聚酰胺纤维高速纺丝的工艺和设备特点,第二章 聚酰胺纤维,3.,丝条冷却和上油方式,高速纺丝，冷却停留时间短，因此需要加大风速和风窗的高度。而上油方式也不同与常规纺丝，其不在卷绕机板面而在纺丝窗下方的甬道入口处。,原因：减少丝条与空气的接触表面，较少摩擦阻力和张力，保证高速卷绕。,第二章 聚酰胺纤维3.丝条冷却和上油方式,第二章 聚酰胺纤维,三、聚酰胺高速纺丝工艺,聚酰胺6高速纺丝设备与聚酯基本相同，但由于物性差异，其工艺具有差别。,聚酰胺6纺丝温度为,265270,；,纺丝速度比聚酯高，至少在,4000m/min,以上。,原因：由于聚酰胺纤维分子间结合力大，容易结晶、吸水性强，在低速时容易吸水膨胀变形，造成卷装不良。,第二章 聚酰胺纤维三、聚酰胺高速纺丝工艺,第二章 聚酰胺纤维,聚酰胺纤维的取向度随纺丝速度的提高而增加，为此聚酰胺纤维预取向丝POY的纺速宜为,40005200m/min,。,第二章 聚酰胺纤维 聚酰胺纤维的取向度随纺丝速度的提高,第二章 聚酰胺纤维,四、聚酰胺高速纺丝拉伸一步工艺,聚酰胺6全拉伸丝（FDY）工艺在常规纺丝工艺的基础上加入了第二、第三导丝辊，完成拉伸工艺，可直接制得锦纶长丝FDY产品。具体工艺参见书P81。,第二章 聚酰胺纤维四、聚酰胺高速纺丝拉伸一步工艺,第二章 聚酰胺纤维,工艺参数对成品丝质量的影响,1.纺丝温度,纺丝温度主要取决于,聚合体的熔点和熔体粘度,。聚酰胺6的纺丝温度控制在270,，,聚酰胺66则控制在280290,左右。,原因：聚酰胺6的熔点215,；,聚酰胺66的熔点255,。,2.冷却条件,一般选择侧吹风，使用20的露点风，送风速度一般为0。40.5m/s，相对湿度为7580。,第二章 聚酰胺纤维工艺参数对成品丝质量的影响,第二章 聚酰胺纤维,3.纺丝速度和喷丝头拉伸倍数,熔体纺丝速度很快，一般对速度设有下限值，高速纺一般为4000m/min6000m/min，喷丝头拉伸倍数可达200倍。,纺丝速度越快，喷丝头拉伸倍数越大，而后期剩余拉伸倍数减小。,第二章 聚酰胺纤维3.纺丝速度和喷丝头拉伸倍数,第二章 聚酰胺纤维,4.上油,高速纺丝上油比常规纺丝上油更为重要。,常规纺丝采用油盘上油，吹风位置为卷绕机上；,高速纺丝采用,齿轮泵计量,、,喷嘴上油法,。同时由于FDY具有较高的取向和结晶度，为此,上油位置吹风窗下端,。,5.拉伸倍数,FDY工艺是经第一导辊的预取相丝（POY）连续绕经高速运行的辊筒来实行拉伸。拉伸倍数一般为,1.21.3倍。,第二章 聚酰胺纤维4.上油,第二章 聚酰胺纤维,第三节 聚酰胺纤维的后加工,一、聚酰胺长丝后加工,现在聚酰胺长丝的生产多采用POYDT工艺，即以高速纺的POY为原料，在同一机台上（拉伸加捻机）一步完成拉伸加捻作用，其与聚酯长丝后加工类似，具体参加书P83。,第二章 聚酰胺纤维第三节 聚酰胺纤维的后加工,第二章 聚酰胺纤维,二、聚酰胺高弹丝后加工,聚酰胺高弹丝后加工采用假捻变形法，其与聚酯假捻变形丝工艺类似，具体参加书P84。,高弹丝与低弹丝工艺差别，有无,加热器,。,第二章 聚酰胺纤维二、聚酰胺高弹丝后加工,第二章 聚酰胺纤维,三、聚酰胺帘子线的后加工,帘子线是橡胶制品的骨架材料,，广泛用于轮胎、胶管、运输带等领域。其第一代产品为棉帘子线，到20世纪5060年代为,粘胶帘子线取代,。由于聚酰胺纤维帘子线具有断裂强度高、抗冲击强度高、耐疲劳等优良性能，而发展迅速。,第二章 聚酰胺纤维三、聚酰胺帘子线的后加工,第二章 聚酰胺纤维,聚酰胺帘子线生产特点,聚合,由于帘子线的强度要求高于一般长丝，其必须要提高分子量。其聚酰胺6目前采用加压预缩聚真空闪蒸后缩聚工艺。,2.纺丝成型,由于粘度高，一般采用高压纺丝法，避免高温，有利于产品质量的提高。,3.复捻和合股,经拉伸加捻后的丝条，捻度较低，还需要进行复捻和合股。,第二章 聚酰胺纤维聚酰胺帘子线生产特点,第二章 聚酰胺纤维,四、聚酰胺膨体长丝的生产,聚酰胺膨体长丝的生产是采用SDTY法，与聚酯空气变形丝工艺类似，具体参见书P89。,纺丝拉伸喷气变形 加工一步法,第二章 聚酰胺纤维四、聚酰胺膨体长丝的生产,第二章 聚酰胺纤维,第二章 聚酰胺纤维,第二章 聚酰胺纤维,第四节 聚酰胺纤维的性能、用途及其改性,一、聚酰胺纤维的性能,聚酰胺纤维因为部分结晶和分子间作用力大，其,强度较高,。,其初始模量比其它多数纤维都低，表现为纤维在使用过程中,容易变形,。,同时聚酰胺纤维是所有纺织纤维中,耐磨性最好的纤维,，其为棉花的10倍，羊毛的20倍。,吸湿性在合成纤维中最高,。,第二章 聚酰胺纤维第四节 聚酰胺纤维的性能、用途及其改性,第二章 聚酰胺纤维,第二章 聚酰胺纤维,第二章 聚酰胺纤维,二、聚酰胺纤维的用途,服装用纤维,低线密度长丝多用内衣、运动衣、游泳衣等,2.产业用纤维,工业滤布和造纸毛毡的理想材料，聚酰胺帘布轮胎在汽车制造业中占有重要地位。同时可用作渔网、绳索及安全网等材料。,3.地毯用纤维,第二章 聚酰胺纤维二、聚酰胺纤维的用途,第二章 聚酰胺纤维,三、聚酰胺纤维的改性及新品种,聚酰胺纤维改性可分为化学改性和物理改性两种。针对下述方法,（1）异形截面纤维、,（2）混纤维、,（3）抗静电、导电纤维、,（4）高吸湿纤维、,（5）抗菌除臭纤维，,第二章 聚酰胺纤维三、聚酰胺纤维的改性及新品种,第二章 聚酰胺纤维,作业：,1.聚酰胺合成工艺一般可分为哪两类，其原料分别为什么？,2.聚酰胺有几种晶型结构，最稳定的结构又是哪种？,3.高速纺丝与常规纺丝上油有什么区别？,第二章 聚酰胺纤维作业：,此课件下载