化学纤维课件

本课程内容 本课程主要讲述化学纤维的基本性能、应用范围、纺丝方法及工艺以及纤维改性新品种。本课程要求 掌握纤维生产中常用的基本概念 掌握常见纤维种类及性能 掌握纤维纺丝方法及工艺 掌握纤维的改性方法和手段第一章绪论 纤维的分类与发展 化学纤维常用的基本概念 主要的质量指标 纤维的生产方法概述 纤维的鉴别方法你所了解的纤维应用范围？ 服用纺织品 服装 装饰用纺织品 地毯、床上纺织品、窗帘等 产业用纺织品 土工布、降落伞、帆布、缆绳等第一节纤维的发展概述 纤维的定义 纤维的分类 纤维的发展一、纤维的定义 纤维：是一种细而长的物质，直径从几微米到十几微米，长度则从几毫米几十毫米甚至上千米，长径比很大。 纺织纤维：长度达到数十毫米以上具有一定的强度、一定的可挠曲性和一定的服用性能，可以生产纺织制品的纤维。 二、纤维的分类 按来源分：植物纤维(天然纤维素纤维）天然纤维动物纤维（天然蛋白质纤维）(Naturalfibers)矿物纤维纺织纤维再生纤维素纤维再生纤维再生蛋白质纤维化学纤维(Man-madefibers)合成纤维(Syntheticfibers)无机纤维(Inorganicfibers) 天然纤维：自然界生长或形成的，适用于纺织用的纤维。 植物纤维：从植物上取得的纤维的总称，也称天然纤维素纤维。其主要组成物质是纤维素。 有种子纤维、韧皮纤维、果实纤维等二、纤维的分类棉彩棉亚麻、苎麻、黄麻。椰纤维 动物纤维：从动物身上或分泌物取得的天然纤维，也称天然蛋白质纤维。其主要组成物质是蛋白质。二、纤维的分类有毛发纤维（如绵羊毛、山羊绒、骆驼毛、兔毛、马海毛）和丝纤维（桑蚕丝、柞蚕丝）安哥拉山羊的毛，又称为安哥拉山羊毛，是光泽很强的长山羊毛的典型，属特种动物毛。“马海”一词来源于阿拉伯文，意为“似蚕丝的山羊毛织物”，后来成为安哥拉山羊毛的专称。马海毛织物，强度高，弹性恢复率高，抗皱能力强，耐磨性和吸湿性好，防污性强，染色性好，不收缩不易毡缩马海毛羊国内有种俗称“马海毛”的，手感不好，会扎人，那是人工造的。 丝纤维（桑蚕丝、柞蚕丝） 桑蚕以桑叶为食，是家蚕。而柞蚕吃柞树叶为主，饲养方法也更接近野蚕 桑蚕丝是天然的乳白色，如果仔细看，还会略发现带淡淡的绿色或黄色，整体光泽鲜亮。而经过漂白的柞蚕丝，也是白色，但是一种惨白，白得却毫无生机。 桑蚕丝纺织制品，手感柔软、光滑，色泽典雅，纤维细，是服装面料的首选 柞蚕丝纺织制品，刚性强、耐酸碱性强、色泽天然，纤维粗，保暖性好，是蚕丝被、蚕丝毯的首选桑蚕丝柞蚕丝 矿物纤维：从纤维状结构的矿物岩石取得的纤维。主要由硅酸盐组成,属于天然无机纤维。 石棉(asbestos)石棉又称“石绵”，为商业性术语，指具有高抗张强度、高挠性、耐化学和热侵蚀、电绝缘和具有可纺性的硅酸盐类矿物产品。它是天然的纤维状的硅酸盐类类矿物质的总称。石棉由纤维束组成，而纤维束又由很长很细的能相互分离的纤维组成。石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性，是重要的防火、绝缘和保温材料。但是由于石棉纤维能引起石棉肺、胸膜间皮瘤等疾病，许多国家选择了全面禁止使用这种危险性物质。 化学纤维：是指用天然的或合成的高聚物为原料，经过化学和机械方法加工制造出来的纤维。 再生纤维：以天然聚合物为原料，经过化学和机械方法制成的，化学组成与原高聚物基本相同的化学纤维。 如粘胶纤维(VicoseRayon)、醋酸纤维(Celluloseacetate)、铜氨纤维（Cuprammoniumfibers）Lyocell纤维、Tencel纤维、Modal纤维等。二、纤维的分类 合成纤维：以石油、煤、天然气及一些农副产品等低分子作为原料制成的单体后，经人工合成获得的聚合物纺制成的化学纤维。 如涤纶(polyester)、锦纶6,66(nylon)、腈纶(Acrylic)、丙纶Polyethylene、氨纶Spandex(polyurethane),氯纶Polyvinylchloride二、纤维的分类二、纤维的分类 按纤维形态结构分类 长丝(filament) 短纤维(staplefiber) 异形纤维(Unconventionallyshapedfiber) 复合纤维(compositefiber) 超细纤维(ultra-finefiber) 按纤维的功能分类 普通纤维（服用） 特种纤维（抗静电、阻燃、抗菌等）三、世界化学纤维的发展 发展最早的是天然纤维，如棉，麻，毛，蚕丝。 棉花最早出产在埃及 蚕丝是我国特产 天然纤维的性能不错，但有什么缺点？生产受到自然环境以及生长周期的限制。合成纤维发展史最早的人造纤维诞生于1855年：奥德马尔（法）硝酸纤维1884年黑塞尔得到丝光的碱纤维；1892年克劳斯和比万（英）——粘胶纤维，适合纺丝；1905年投产，至今仍在纺织工业中占有一席之地。然以上并非真正意义上的人工制品？合成纤维的出现是在20世纪30年代。合成纤维发展史最早的合成纤维是由PVC纺丝制成的氯纶；1938第一个用合成高分子化合物为原料的化学纤维厂投入工业生产——尼龙－66以后，一系列合成纤维投入生产，如：腈纶，维尼纶，涤纶等先后研制成功。1955年之后又利用化学改性、物理改性出现了第二代化学纤维“差别化纤维”。1960年第三代具有特殊功能的特种纤维也随之出现。化学纤维已步入高科技领域，促进了工业、尖端科学和国防建设的发展。化学纤维的发展历程特殊功能 特种纤维外观形态模仿仿棉仿毛中长纤维天然纤维分子组成模仿再生纤维合成纤维截面形态模仿异性纤维复合纤维三、我国化学纤维的发展我国化学纤维发展分四个阶段：第一阶段：起步阶段（1956年-1965年）第二阶段：奠基阶段（1966年-1980年）第三阶段：发展阶段（1981年-1995年）第四阶段：持续增长阶段（1996年~）第二节化学纤维的常用基本概念*1.长丝：化学纤维加工得到的连续丝条，不经过切断工序的称为长丝。又分为单丝、复丝与帘线丝。 单丝：一根长丝纤维。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。 帘线丝：有100-几百个单丝组成用于制造轮胎帘子布*2、短纤维：长丝切断成各种长度规格的纤维。（1）按长度分布分：等长纤维、异长纤维（2）按长短分：棉型化纤、毛型化纤、中长化纤 棉型化纤：长度为25～38mm，用于与棉纤维混纺。 毛型化纤：长度为76～150mm，用于与羊毛混纺。 中长化纤：长度为51～76mm，用于织造中长纤维织物。短纤维主要是用来混纺或纯纺3.丝束：由大量单纤维汇集而成。用于切断短纤维和香烟过滤嘴* 4.异形纤维 在合成纤维成型过程中，采用异型喷丝孔纺制的，具有非圆形截面或中空纤维，称异形截面纤维，简称异形纤维异形纤维*异形喷丝孔喷丝孔形状纤维截面形状喷丝孔形状纤维截面形状为什么生产异形纤维？ 异形纤维的特点： 第一，光学效应好，特别是三角形纤维，具有小棱镜般的分光作用，能使自然光分光后再度组合，给人以特殊的感觉。 第二，表面积大，能增强覆盖能力，减小织物的透明度。还能改善圆环纤维易起球的不足。 第三，因截面呈特殊形状，能增强纤维间的抱合力，改善纤维的蓬松性和透气性。 第四，抗抽丝性能优于圆形纤维。 应用举例： 变形三角截面纤维：应用最为广泛，仿丝绸、仿毛料；为使织物得到闪光效果，可将该纤维应用于灯心绒中。使织物不仅具有绒毛丰满、绒条清晰圆润、手感弹滑柔软等灯心绒的基本风格特征，而且还可降低成本。织物可作服装衣料，也可用作挂、垫、罩、靠、套等装饰织物。 中空异形纤维：一般指三角形和五角形中空纤维。可以用来制造质地轻松、手感丰满的中厚花呢，制造有较高耐磨性、保暖性、柔软性的复丝长统袜。也可以用来制造具有透明度低、保暖性好、手感舒适、光泽柔和的各种经编织物。 某些中空纤维用于制作反渗透膜，织造人工肾脏，用于海水淡化，污水处理等。北极熊的毛就是中空的 五角形截面纤维： 这类纤维是星形和多角形纤维的代表。往往用来仿乔其丝绸。多角形低弹丝可以做仿毛、仿麻、针织或外衣织物，产品光泽柔和，手感糯滑、轻薄、挺爽。另外，因多叶形截面纤维手感优良，饱暖性好，有较强的羊毛感，而且抗起球和抗起毛，更适于制作绒类织物。特别是用其做起绒毛毯时，其绒毛既能相互缠结，又能蓬松竖立，富有立体感和丰满厚实感。*5.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或成分的纤维。常用的为双组分复合纤维，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。几种复合纤维的工艺及特点 皮芯型复合纤维　皮层和芯层各为一种聚合物，也称芯鞘型复合纤维，它兼有两种聚合物的优点。如以锦纶为皮、涤纶为芯的复合纤维，便兼具锦纶染色性好、耐磨性强和涤纶模量高、弹性好的优点。利用皮芯结构，还可以制造特殊用途的纤维。如将阻燃的聚合物作芯、普通聚酯为皮制造阻燃纤维。 并列型复合纤维和偏心型皮芯纤维　并列型是两种聚合物在纤维截面上沿径向并列分布；偏心型是皮芯各为一种聚合物，但并不同心。由于两种组分的不对称分布，纺得的纤维经拉伸和热处理后产生收缩差，从而使纤维产生螺旋状卷曲。由两种不同组成的丙烯腈共聚物制成的并列型腈纶复合纤维，具有良好的卷曲稳定性，其弹性和蓬松性与羊毛类似，故有人造羊毛之称。聚酰胺类的并列复合纤维可用来制做长统丝袜和其他针织品。 海岛型复合纤维：将两种聚合物分别或混合熔融，使岛相的粘弹性液滴分散于海相的基体中。在纺丝过程中经高倍拉伸和剪切形变，岛相成为细丝形状，所得复合纤维通过合理的拉伸和热处理也可成为物理性能良好的高收缩纤维。将海岛纤维的海相溶解掉,剩下纤度为0.01～0.2旦的一束超细纤维。若把岛相抽掉，可制成空心纤维，又称藕形纤维。海岛纤维可用来做人造麂皮、过滤材料、无纺织布和各种针织品和机织品。6.变形丝：经过变形加工的为变形丝或弹力丝，多为复丝。 弹力丝：弹力丝以弹性为主，属于变形纱的一种，其特征是纱线伸长后能快速弹回。 膨体纱：利用聚合物的热可塑性，将两种收缩性不同纤维按比例混合，经加热回缩处理后，高收缩性的毛条迫使低收缩行的毛条卷曲，是混合毛条具有伸缩性和蓬松性。高弹丝膨体纱*7.粗、细、超细纤维 粗特纤维:1.1或1.65tex以上(涤纶，31.86、39μm) 细特纤维:0.044~0.11tex(涤纶，6.37-10μm) 超细纤维:0.044tex(涤纶，6.37μm)以下， 特点：织物柔软、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