纺织材料学第四章化学纤维优选ppt资料

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,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,*,*,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,纺织材料(cilio)学第四章化学纤维,第一页，共37页。,2,概 述,我国早在南宋就有记载，用醋浸渍“丝虫”，然后剖开虫腹取出丝素，在醋中牵引(qinyn)成丝。这堪称是人类人工制丝技术最早的事实。,十八世纪，测定桑叶中含有碳、氢、氧，而蚕丝还另外含有氮。这启发人们用硝酸来处理纤维素以增加氮的部分。1884年在法国制得硝酸纤维。,1891年，在英国有人将纤维素黄酸酯溶于稀碱中制成很粘的液体纺丝，因其很粘，称为粘胶,制成的纤维称为粘胶纤维，1905年实现工业化生产。从此以后人造纤维开始走上了成功之路，发展到目前这种现状。,第二页，共37页。,3,化学纤维的应用,民用：大家很熟悉,工农业：包装材料，传送带，渔网，绳索,交通运输：轮胎(lnti)帘子线,医疗：人造器官，缝合线，手术服等,国防：降落伞，军用帐蓬，各种防护服,宇航：耐辐射，耐高低温纤维，飞行服。,第三页，共37页。,4,第一节 化学纤维的分类(fn li)与命名,化学纤维：利用天然的或合成的聚合物（polymer）为原料，经过化学方法和机械加工制成的纤维。,化学纤维的分类,一、按高聚物的来源分,二、按内部组成(z chn)分,三、按形态分,第四页，共37页。,5,一、按高聚物(polymer)的来源(liyun)分,1.再生纤维,以天然高聚物为原料，经过化学方法和机械加工制再生制成的纤维，化学组成与原高聚物基本相同的纤维。,（1）再生纤维素纤维,如粘胶纤维（最多）、铜氨纤维，原料为木材、棉短绒等。依纤维素溶解(rngji)成纺丝液的方法命名。,（2）再生蛋白质纤维,如大豆蛋白质纤维、牛奶纤维，原料为大豆、牛奶。依蛋白质的来源命名。,第五页，共37页。,6,2.合成纤维,以煤、石油、天然气及一些农副产品等为原料制成单体后，经化学聚合成聚合物，然后再纺制成的纤维。如涤纶、锦纶（我国的商品(shngpn)名）等。,命名：在单体名称前加“聚”。,聚丙烯纤维：,聚氯乙烯纤维,聚酯纤维,聚酰胺纤维,聚丙烯腈纤维,聚乙烯醇纤维,CH,2,CH,n,CH,3,第六页，共37页。,7,二、按内部(nib)组成分,（1）聚酯纤维(xinwi)：大分子中均有酯基-COO-（如聚对苯二甲酸乙二酯，涤纶,polyester,PET）,（2）聚酰胺纤维(xinwi)：大分子链上有酰胺键-(CONH)-，如聚酰胺6（锦纶6,nylon 6，PA6）、锦纶66。,第七页，共37页。,8,一种单体缩聚而成，单体含有一个(y)端氨基和一个(y)端羧基。,用单体中含有的碳原子数来命名。,锦纶(jnln)6:,锦纶(jnln)66:,NH,(CH,2,),5,CO,n,NH (CH,2,),6,NHCO,(CH,2,),4,CO,n,两种单体缩聚而成，一种单体含有两个端氨基，另一种含有两个端羧基。,命名：前一数字表示二元胺的碳原子数，后一数字表示二元酸的碳原子数。,第八页，共37页。,9,（3）聚丙烯腈纤维：主要成分为丙烯腈(85%以上)，腈纶(jngln)acrylic,PAN。,（4）聚乙烯醇纤维：聚乙烯醇缩甲醛纤维，维纶,vinylon,PVA)。,丙烯腈,:,乙烯(y x)醇:,乙烯(y x)醇缩甲醛:,CH,2,CH,n,CN,CH,2,CH,n,OH,CH,2,CH,CH,2,CH,n,OCH,2,O,第九页，共37页。,10,（5）聚丙烯纤维(xinwi)：丙纶（propylene,PP）,（6）聚氯乙烯纤维(xinwi)：氯纶(chlorofibre,PVC),CH,2,CH,n,Cl,CH,2,CH,n,CH,3,第十页，共37页。,11,三、按形态(xngti)结构分,1.长丝：纤维加工得到的连续丝条。,单丝：一根(y n)长丝纤维。加工轻薄质物，如透明袜、面纱巾等。,复丝：有很多根单丝组成。,织造用丝多为复丝。,变形丝：经过变形加工的为变形丝或弹力丝，多为复丝。,高弹丝,第十一页，共37页。,12,2、短纤维,长丝切断成各种(zhn)长度规格的纤维。,按长短分：棉型化纤、毛型化纤、中长化纤,棉型化纤：33mm、35mm、38mm、41mm,毛型化纤：76150mm,中长化纤：45mm、51mm、60mm、65mm,第十二页，共37页。,中长化纤：45mm、51mm、60mm、65mm,第二十八页，共37页。,热塑性腈纶纤维，在加热情况下拉伸，则产生较大的伸长，冷却后固定下来（潜在收缩）高收缩纤维A。,乙烯(y x)醇缩甲醛:,命名：在单体名称前加“聚”。,织造用丝多为复丝。,湿法纺丝工艺流程,利用喷气方法，使受到冲击的丝条中各跟长丝产生弯曲(wnq)形成随机的环圈，借纤维之间的摩擦而使环圈固定在一定位置上，这种变形加工不需加热定型，可用于不具有热塑性的纤维的加工。,当把丝条由下向上移动到加捻点以上(yshng)时，则所得的捻度便退到零，丝条上并不存在真正的捻度。,两种单体缩聚而成，一种单体含有两个端氨基，另一种含有两个端羧基。,将高聚物溶解于适当的溶剂配成纺丝溶液(rngy)，将纺丝液从喷丝孔中压出后射入凝固浴中凝固成丝条。,棉型化纤：33mm、35mm、38mm、41mm,织造用丝多为复丝。,条件：熔融温度分解温度,或高聚物为非熔性,高聚物的提纯或聚合,13,3.复合纤维,在纤维的横截面上有两种或两种以上的不相混合的组分(zfn)或成分的纤维。常用的为双组分(zfn)复合纤维，有并列型、皮芯型和海岛型等。,模仿羊毛正皮质、偏皮质双边分布可形成永久卷曲的性能。,第十三页，共37页。,14,复合(fh)纤维,第十四页，共37页。,15,第十五页，共37页。,16,5.异形纤维,指经一定几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的具有特殊截面(jimin)形状的化学纤维。,异形(y xn)纤维,第十六页，共37页。,17,异形(y xn)喷丝孔,喷丝孔形状(xngzhun),纤维截面(jimin)形状,喷丝孔形状,纤维截面形状,第十七页，共37页。,18,6.粗、细、超细纤维,粗特纤维或以上(涤纶，、39m),细特纤维0.11tex(涤纶，m),超细纤维:0.044tex(涤纶，m)以下，,特点：织物(zhw)柔软、细腻、悬垂性好，吸附性和去污能力强。,应用：制造人造麂皮、高级清洁布。,超细纤维(xinwi),第十八页，共37页。,19,第二节 化学纤维(huxu xin wi)的制造,一、化学纤维制造概述,（一）成纤高聚物的特征,高聚物：由千百个原子以共价键相互联结起来的所组成(z chn)的分子量很大的物质。,1.聚合度：组成(z chn)纤维大分子单基的个数n,2.分子量：103107,3.多分散性：聚合度和结构形状有不同的分布,第十九页，共37页。,20,（二）成纤高聚物要满足三个条件,1.线型分子结构：能伸值的分子，支链尽可能少，没有庞大侧基，具备可溶性或可熔融性；,2.适当的分子量：纺丝液具备适当的粘度；,3.凝固后的纤维中，大分子间应该(ynggi)具有足够的结合力。,第二十页，共37页。,21,（三）化学纤维(huxu xin wi)制造过程（掌握）,高聚物的提纯或聚合纺丝熔体(rn t)或溶液的制备纺丝成形 后加工（牵伸、卷曲、上油、切断）,1.高聚物的提纯或聚合,（1）再生纤维,提纯，去除杂质。,（2）合成纤维,聚合，单体聚合成线型高聚物。,第二十一页，共37页。,22,2.纺丝熔体或溶液的制备,（1）熔体法,将高聚物加热成熔体（如涤纶、锦纶、丙纶等）。,条件：熔融温度分解温度,或高聚物为非熔性,第二十二页，共37页。,23,3.纺丝,纺丝液用计量泵定量供料通过(tnggu)喷丝孔后凝固成丝条的过程称为。有熔体纺丝法和溶液纺丝法。,（1）熔体纺丝法,将熔融的高聚物熔体从喷丝孔喷射到空气(kngq)中冷却固化。,过程简单，成本低，纺丝速度高。涤纶、锦纶、丙纶等均采用此法。,熔体纺丝(fn s)工艺流程,第二十三页，共37页。,24,纺丝(fn s),切片(qi pin),第二十四页，共37页。,25,（2）溶液(rngy)纺丝法,将高聚物溶解于适当的溶剂配成纺丝溶液(rngy)，将纺丝液从喷丝孔中压出后射入凝固浴中凝固成丝条。根据凝固浴的不同分为湿法与干法两种。,湿法纺丝（Wet spinning）：液体凝固剂固化。,纺出丝的截面多为非圆形，有皮芯结构(jigu)。腈纶、维纶、氯纶、粘胶纤维多采用此法。,湿法纺丝工艺流程,第二十五页，共37页。,26,湿法纺丝(fn s),第二十六页，共37页。,27,干法纺丝(Dry spinning)：热空气固化。,丝的质量好、成本高、易污染环境（应用(yngyng)少）。维纶、醋酯、氨纶可用此法。,干法(n f)纺丝工艺流程,第二十七页，共37页。,28,干法(n f)纺丝,第二十八页，共37页。,29,4.后加工(ji gng),经过纺丝工序，高聚物已初具纤维形态，称它“初生丝”。它必须经过一系列后处理加工（后加工）才能得到结构稳定，性能优良，可以进行纺织加工的纤维。,后加工的目的(md)：使纤维具有一定的物理机械性能（强力、伸长、抗静电、抱合力等）。,第二十九页，共37页。,30,短纤维后加工路线：,（1）集束：获得大股丝束。,（2）拉伸(l shn)：改变取向度，改善力学性质（如增加强度、降低伸长）。,（3）上油：抗静电，减小摩擦。,（4）卷曲：提高抱合力，增加可纺性。,（5）干燥定形：去除水分，提高结构稳定性。,（6）切断：切成规定长度的短纤维。,第三十页，共37页。,31,集束、拉伸、卷曲(jun q)、定形,第三十一页，共37页。,32,（二）弹力丝和膨体纱的加工(ji gng),1、弹力丝的加工,加工方法很多，绝大部分用假捻法加工。,（1）假捻法,原理：如果把两端固定的丝条在中间加捻，则加捻点上、下两段形成捻向相反、捻度相同的捻回。当把丝条由下向上移动到加捻点以上(yshng)时，则所得的捻度便退到零，丝条上并不存在真正的捻度。,第三十二页，共37页。,33,（2）刀刃擦过法(刮擦法),1932年英国人发明。将加热的单丝或复丝以紧张状态擦过曲率(ql)很小的刀刃，纤维贴近刀边一面受压缩，另一面受拉伸，从而形成卷曲。,第三十三页，共37页。,34,（3）填塞箱法,又称压缩卷曲(jun q)法，原丝由喂入轮送入加热管（填塞箱）内，受到高度压缩。并在弯曲情况下受热定形，使纤维形成卷曲(jun q)形状。填塞箱法可加工粗旦锦纶和丙纶纱线。,第三十四页，共37页。,35,（4）喷气变形法,利用喷气方法，使受到冲击的丝条中各跟长丝产生弯曲(wnq)形成随机的环圈，借纤维之间的摩擦而使环圈固定在一定位置上，这种变形加工不需加热定型，可用于不具有热塑性的纤维的加工。,第三十五页，共37页。,36,（5）复合纤维卷曲(jun q)法,选用两种不同收缩性的聚合物复合纺丝，在热处理中因两种组分收缩程度不同而产生卷曲(jun q)。,变形(bin xng)纤维的卷曲形态,第三十六页，共37页。,37,热塑性腈纶纤维，在加热情况下拉伸，则产生较大的伸长，冷却后固定下来（潜在收缩）高收缩纤维A。A和普通纤维混纺(hnfng)制成短纤纱，经过汽蒸加工后，其中A沿长度方向收缩而聚集于纱芯，普通纤维则形成卷曲或环圈而鼓起，使纱结构变得膨松柔软，此即膨体纱。,2、膨体纱的加工(ji gng)（重点掌握）,第三十七页，共37页。,