化学合成纤维
高分子物理与化学 第11章 合成纤维简介
过量的紫外线的辐照不仅对人体有害，对纺织 品也能造成纤维强度的下降和引起染料分子的变 化而褪色，对于作为汽车内装饰材料、窗帘布、 台布、沙发布等受到紫外线照射的织物用的纤维 就有必要是有抗紫外的性能，从而提高织物的使 用寿命和色彩的鲜艳度。 可添加无机的粉末如氧化锌、二氧化钛等，也 可添加有机的紫外线吸收和转换材料。无机的价 格便宜，用量多，纺丝加工性差，产品不透明； 有机的价格高，可融化在聚合物内，用量少纺丝 加工性好，产品透明。
⑵多孔三维卷曲纤维 作保暖填充材料或长毛绒玩具填充材 料。 是由涤纶切片多孔纺丝，经不同方法卷 曲（侧吹风不均匀冷却形成，热压卷曲 等）。好的纤维还要经过有机硅树脂弹性 处理，用有机硅处理，弹力高、长期压缩 不易压紧。 。这种纤维由于中间有多孔， 蓬松性好，类似羽绒，保暖性特好。作玩 具填充料，弹性好，不易压紧。也有用不 同的分子量的涤纶切片共混纺丝，利用不 同分子量的涤纶收缩性不同而使纤维在空 间卷曲。
⑦氨纶 聚异氰酸酯纤维，它分子链由软和硬链 段组成，有高回弹性。莱卡是杜帮公司生 产的氨纶的商标。 ⑧氯纶 在我国出现较早，但消失也早。这种纤 维在和别的物体摩擦是易带负电荷，在某 种程度上可说是最早的负离子纤维。当时 主要功能可治关节炎。由于聚氯乙烯是非 结晶聚合物，其玻璃化温度又低仅80多度， 在较高温度的水中即变形。因此逐步退出 了市场。
第十一章 合成纤维简介 合成纤维，又称化学纤维，是指原料是人工合 成或是天然纤维包括天然材料经过溶解或化学改性 后重新经过成纤纺丝工艺而得的纤维。 合成纤维可分二大类：服用纤维和产业用纤维 (特种纤维) 服用纤维，又可分为常规纤维和差别化纤维 （又称为新合纤、新新合纤） 产业用纤维，分为高性能纤维（高强高模、耐 高温）和高功能纤维（物理、化学、生体功能或是 同时有几种功能）
化工化纤基础知识
1.涤纶
涤纶的学名叫聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和包括 80年代开发的聚对苯二甲酸丁二醇脂(PBT），近 来开发聚对苯二甲酸丙二醇脂(PTT)简称聚酯纤维。 涤纶是我国的商品名称，国外有称“大可纶”， “特利纶”，“帝特纶”等。
一、化纤是什么？
化学纤维(Chemical Fibers)是指以天 然或人工高分子物质为原料制成的纤维。
化学纤维可根据原料来源的不同，分为 再生纤维和合成纤维等。
（一）再生(人造)纤维(Artificial Fiber)
用纤维素和蛋白质等天然高分子化合物为原料，经化 学加工制成高分子浓溶液，再经纺丝和后处理而制得 的纺织纤维。
（3）染色性能好，由于粘胶纤维吸湿性较强，所以粘胶纤 维比棉纤维更容易上色，色彩纯正、艳丽，色谱也最齐 全。
粘胶纤维最大的缺点是湿牢度差，弹性也较差，织物易 折皱且不易恢复；耐酸、耐碱性也不如棉纤维。
2、富强纤维
俗称虎木棉、强力人造棉。它是变性的粘胶纤维。
富强纤维同普通粘胶纤维（即人造棉、人造毛、人造 丝）比较起来，有以下几个主要特点：
1）纤维 民用丝：长丝—尼龙面料（塔夫绸）、袜子等 短丝—呢绒毛线配料、造纸毛毯等
工业用丝：帘子布、渔网、绳缆、降落伞
地毯丝（BCF)：锦纶地毯 鬃丝：钓鱼线、搭扣拉链
2）薄膜：流延膜、双向拉伸膜（BOPA6） 3）工程塑料：铁路、汽车、电动工具、电器仪表
简，经加氢得到环己烷、 液态环己烷在催化剂存在下进行空气氧化，产生环己 酮和环己醇、再将环己醇脱氢也得到环己酮。环己酮 经羟胺肟化、贝克曼转位得到粗己内酰胺，将其精制 后获得产品己内酰胺(Caplonlactam)。
合成纤维制备的原理与方法
合成纤维制备的原理与方法合成纤维是一种人造纤维，其制备原理是将聚合物化合物通过加热或其他化学反应转化为可拉伸的溶液或熔体，再通过纺丝成为纤维。
与天然纤维相比，合成纤维具有许多优点，如强度高、耐磨、易染色、易加工等，广泛应用于纺织、化工、医疗等领域。
本文将介绍合成纤维制备的原理与方法。
一、化学合成法化学合成法是制备合成纤维的主要方法之一。
该方法通常将含有合成纤维原料的有机化合物在一定条件下进行反应，生成可拉伸的溶液或熔体，并通过纺丝成为纤维。
常用的化学合成法有溶胶-凝胶法、湿法纺丝法、干法纺丝法等。
1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将有机聚合物通过化学反应转化为可拉伸溶液的方法。
该方法主要分为催化凝胶法和热凝胶法两种。
催化凝胶法：将含有合成纤维原料的有机化合物在氯化锂、甲醇和水的共沸溶液中进行反应，生成凝胶。
通过脱水、再生、纺丝等工艺步骤，得到合成纤维。
热凝胶法：将含有合成纤维原料的有机化合物加入亚硝基漆酸或氧化氰等引发剂中，在高温下进行反应，生成凝胶。
通过脱水、再生、纺丝等工艺步骤，得到合成纤维。
2. 湿法纺丝法湿法纺丝法是将含有合成纤维原料的聚合物溶液加入硫酸、盐酸等溶剂中，生成纤维的方法。
通常该方法的步骤包括聚合、溶解、加纺、成纤、拉伸等多个环节。
最终得到的纤维具有优异的拉伸强度和耐久性。
3. 干法纺丝法干法纺丝法是将合成纤维原料经过溶解加工，形成熔体，然后通过经过高温等处理，使熔体变为柔软的纤维状物质。
这种方法需要高温条件，并且设备较为复杂，但是所得到的纤维质量稳定，拉伸强度较高。
二、物理法物理法是制备合成纤维的另一种主要方法。
它主要依靠原料聚合物的物理性质和纤维化条件来制备纤维。
常用的物理法有熔融纺丝法、膨胀法等。
1. 熔融纺丝法熔融纺丝法是将合成纤维原料加热后熔化，然后通过纺丝器将熔体挤出，形成纤维状物质的方法。
该方法相比于湿法纺丝等方法来说，工艺简单，所需要的设备也比较少，成本相对较低。
合成纤维介绍
合成纤维介绍
合成纤维是指以碳、氢、氧、氮等元素的化合物为原料，经化学合成或物理方法制成的，具有天然纤维的形态结构和性能，可与天然纤维相比的纤维。
合成纤维在化学工业中占有重要地位，它是用化学工业的产品为原料而制成的，对社会发展和人民生活影响很大。
合成纤维是在19世纪后半叶开始出现的。
当时英国化学家亨利·贝斯特研制出用氢取代甲烷合成碳氢化合物作为化学纤维的工艺。
这种工艺于1904年申请了专利。
合成纤维按用途可分为三大类：
一、纺织纤维：主要有毛、丝、麻、化纤等几大类。
纺织纤维是指在纺织工业中用化学法制成的各种纤维素纤维，如粘胶、人造棉、人造丝和人造毛等。
其中粘胶纤维是主要品种，占合成纤维总产量的90%以上。
二、人造丝：又称合成纤维丝，主要品种有人造棉、人造毛和人造丝三大类。
它是以天然蛋白质纤维为原料，经化学加工制成的。
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人教版高中化学必修2课件 合成纤维
合成纤维
2.锦纶（聚酰胺，第二位）
易染色
3.腈纶（聚丙烯腈）
性质类似羊毛（合成羊毛），用途广，来 源丰富，发展快。
合成纤维
四、成纤高聚物的特征 线型高分子 具有较高的拉伸强度和适宜的延 伸度。
合成纤维
四、成纤高聚物的特征 具有适宜相对分子质量 过高不易加工，过低者性能不好。
主要成纤高聚物的相对分子质量
高聚物 相对分子质量 高聚物 聚乙烯醇 相对分子质量 60000-80000 聚酰胺-6或-66 16000-22000
聚酯
聚丙烯腈
16000-20000
50000-80000
全同聚丙烯
180000300000
合成纤维
四、成纤高聚物的特征
分子链间必须有足够的次价力
分子间次价力越大，纤维的强度 越高。
再纤维素纤维 二醋酯纤维 三醋酯纤维
合成纤维ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ合成纤维
杂纤维 碳链纤维
等……
聚酰胺纤维 聚酯纤维 聚氨酯纤维 等……
聚丙烯睛纤维
聚乙烯醇缩醛纤维
合成纤维 三、三大合成纤维
1.涤纶（聚酯为基 础，产量第一位） （1）抗皱性、保形性、耐热性、电绝缘 ，织物易洗、快干、免熨。 （2）不需混纺，不起球。 （3）染色比锦纶差。
知识点——合成纤维
合成纤维 一、合成纤维定义： 合成纤维
由合成的高分子化合物加工制成的纤维。根 据大分子主链的化学组成，又分为杂链纤维和 碳链纤维两类。
合成纤维
二、纤维的分类
按来源分类
天然纤维 棉花、 羊毛、 蚕丝、 麻 等…… 人 造 纤 维
化学纤维 合 成 纤 维
合成纤维
人造纤维
再生蛋白质纤维 再生纤维素纤维 粘胶纤维 铜氨纤维
初中化学 合成材料 常见的合成纤维
初中化学合成材料常见的合成纤维
合成纤维是一种人造的纤维材料，具有多种优点，如强度高、耐磨损、易染色等。
它们广泛应用于纺织、建筑、汽车等领域。
以下是几种常见的合成纤维。
聚酯纤维是一种常见的合成纤维，它具有优异的耐磨损性和耐褪色性。
聚酯纤维制成的衣物不易变形，且具有良好的弹性和透气性。
此外，聚酯纤维还具有较好的防水性能，可用于制作户外衣物和防水材料。
尼龙纤维是另一种常见的合成纤维。
尼龙纤维具有较高的强度和耐磨损性，广泛应用于制作绳索、织物和钓鱼线等。
它还具有良好的弹性和柔软性，使得尼龙制品具有舒适的触感。
腈纶纤维是一种具有优异性能的合成纤维。
腈纶纤维具有良好的耐热性和耐化学性，且能够抵抗紫外线辐射。
因此，腈纶纤维广泛应用于防护服、防火材料和高温工作环境。
丙纶纤维也是一种常见的合成纤维。
它具有良好的弹性和耐磨损性，适用于制作运动服装和户外用品。
丙纶纤维还具有较高的抗菌性能，可用于制作医疗用品和卫生产品。
合成纤维是一种重要的材料，广泛应用于各个领域。
聚酯纤维、尼龙纤维、腈纶纤维和丙纶纤维是其中常见的几种。
它们具有各自的特点和优势，为人们的生活带来了便利和舒适。
随着科技的不断进
步，合成纤维的应用领域将会更加广阔，为人类提供更多的选择和可能性。
第五章合成纤维
为了改善涤纶的性能，必须从改变其 大分子链结构着手，一般方法有：
（1）引入有空间阻碍的基团，降低大分子的结晶度。 （2）引入第三单体，使涤纶分子结构的规整性下降，
改变其紧密堆砌的状况，使结构变得较疏松。 （3）引入可与染料分子结合的基团，以提高其对染料
的亲和力。 （4）引入一定的吸水性基团，改善其吸湿性。 （5）改变工艺条件，增加纤维中无定形区的含量。
图5-8 假捻法加工示意图
二、锦纶的结构
锦纶的形态结构与普通涤纶相似，在显微镜下观 察，纵向光滑，横截面接近圆形。
锦纶的聚集态结构也与涤纶相似，为褶叠链和伸 直链晶体共存的体系。
锦纶的大分子主链上含有酰胺键。 锦纶的结晶度为50%～60%，最高可达70%。 锦纶纤维具有皮芯结构，一般皮层较为紧密，取
合成纤维的原料来源广泛，生产不受自然条件限制，并具 有许多优良特性，如坚牢耐磨、质轻、易洗快干、不易皱 缩、不霉不蛀等，成为很好的衣着原料。
市场上销售的涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、氨纶等都属于合 成纤维。
合成纤维的分类
聚酯类纤维——聚对苯二甲酸乙二酯纤维（涤纶）、各类 改性聚酯纤维等。
聚酰胺类纤维——聚酰胺6纤维（锦纶6）、聚酰胺66纤维 （锦纶66）、聚酰胺1010纤维（锦纶1010）、芳香族聚 酰胺纤维（芳纶）等。
目前合成纤维生产中以熔融法纺丝为主，其次 是湿法纺丝，干法纺丝使用较少。根据各种高 分子聚合物的不同性质，采用熔融法纺丝生产 的有锦纶、涤纶、丙纶等；采用湿法纺丝生产 的有腈纶短纤维；采用干法纺丝生产的有腈纶 长状有圆形、三角形、五叶形、扁 平形、中空形等各种形状。
回弹性好——锦纶大分子结构中具有大量的亚甲基—CH2—，在松 弛状态下，纤维大分子易处于无规则的卷曲状态，当受外力拉伸 时，分子链被拉直，长度明显增加。外力取消后，由于氢键的作 用，被拉直的分子链重新转变为卷曲状态，表现出高伸长率和良 好的回弹性。
化学纤维的分类
化学纤维的分类化学纤维是一种基于化学合成的人造纤维，其主要成分是聚合物。
化学纤维的使用广泛，可以用于制作衣服、被子、地毯、织物等各种材料。
根据不同的材料和生产工艺，化学纤维可以分为多种类型。
一、聚酯纤维聚酯纤维是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为主要成分的一种化学纤维。
它的特点是耐高温、耐光、强度高、回弹性好，透气性也比较好。
聚酯纤维通常用于制作衣服、鞋子、箱包、玩具等。
此外，它还可以用于制作各种化纤织物、非织造布、地毯、绳、针织品等。
二、聚酰胺纤维聚酰胺纤维是以聚合物为主要成分的一种化学纤维。
它的特点是强度高、柔软、耐磨损、不易变形，并具有优良的垂直性，适合制作成各种面料。
聚酰胺纤维广泛用于制作各种衣物、地毯、鞋子、皮带、办公用品、机械零件等。
三、聚丙烯纤维聚丙烯纤维是以聚丙烯为主要成分的一种化学纤维。
它具有优良的尺寸稳定性、垂直性及阻燃性能，透气性不足。
因此聚丙烯纤维通常用于制作各种化纤纺织品、织物、绳索、滤袋、地毯、汽车内饰、建筑隔热材料、医用毯等。
四、聚氨酯纤维聚氨酯纤维也称为弹性纤维，是以聚氨酯为主要成分的一种化学纤维。
它的特点是柔软、弹性好、尺寸稳定、不缩水、不起毛球，适合制作各种贴身衣物、内衣、偏面料、运动装备、人造皮革、医用材料等。
五、聚乙烯纤维聚乙烯纤维是以聚乙烯为主要成分的一种化学纤维。
它具有轻巧、耐磨损、柔软、防水、隔热等性能，通常用于制作各种包装材料、室内用品、运动装备等。
六、氨纶氨纶是一种合成纤维，属于弹性纤维类。
它的特点是具有极高的弹性，能够达到5~7倍的拉伸度，而且可以保持原来形状不变。
氨纶通常用于添加到其它纤维里面，成为一种混纺纤维。
混纺的氨纶制品柔软且富有弹性，常用于制作各种贴身衣物、内衣、泳衣、运动装备等。
七、聚苯乙烯纤维聚苯乙烯纤维以聚苯乙烯为主要成分。
具有阻燃性、难燃性、轻巧和不易变形的特点，通常用于制作电器配件、造纸工业用品、滤料、建筑隔热材料、服装夹芯材料等。
八、聚氨基甲酸甲酯纤维聚氨基甲酸甲酯纤维是一种新型的化学纤维，以聚合物为主要成分，具有优良的弹性、回弹性和柔软性。
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聚酯纤维（涤纶）
• 聚酯纤维是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝 所得。工业化大量生产的聚酯纤维是用聚对苯二甲酸乙二 醇酯制成的，中国的商品名为涤纶。 • 优点：抗皱和保形、易干、防霉防虫。 • 缺点：抗熔性差、易带静电、吸湿性小。 • 用途：适用于男女衬衫、外衣、儿童衣着、室内装饰织物 和地毯等。
腈 纶 帽 子
腈 纶 围 巾
化学合成纤维的鉴别
纤维 涤纶 价格 元/吨 12200
腈纶
维纶
33000
14500
锦纶
38800
*注：以上数据均来源于阿里巴巴，可能与实际
有点出入
鉴别：
涤纶：燃烧时边卷缩边熔化边冒烟，火焰为黄白色， 有芳香味，灰烬为褐色小珠，可以用手捻碎。 腈纶：一边缓慢燃烧，一边熔化，火焰为亮白色， 有时略有黑烟，有鱼腥味，灰烬为黑色小珠，脆 而易碎。 维纶：缓慢燃烧并迅速收缩，火焰小，呈红色，有 黑烟和特殊气味，灰烬为褐色小珠，可用手捻碎。 锦纶：边燃烧边熔化，无烟或略有白烟。火焰小， 呈蓝色。有烧焦的芹菜味，灰烬为浅褐色小硬珠， 不易捻碎。
锦 纶 弹 力 印 花 布
锦 纶
聚乙烯醇纤维（维纶）
• 以聚乙烯醇为原料纺丝制得的合成纤维。将这种纤维经甲 醛处理所得到维纶。由于其性能接近棉花，有“合成棉花” 之称 。 • 优点：吸湿性大 • 缺点：弹性差，织物易起皱，染色较差。 • 用途：维纶纺织布穿着舒适，适宜制内衣。由于保暖性好， 所以常和棉混纺制作外衣、棉毛衫裤、劳动服等针织物 。
维 纶 合 成 棉
水 溶 性 维 纶 衣
聚丙烯腈纤维（腈纶）
• 以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈，而后纺制成的合成纤维。 中国商品名为“腈纶”。由于腈纶纤维的性能很象羊毛， 所以叫“合成羊毛”。 • 优点：耐日光性与耐气候性很好 、柔软、膨松 • 缺点：吸湿差，染色难 • 用途：制成多种毛料、毛线、毛毯、运动服、人造毛皮、 长毛绒，膨体纱等。
涤 纶 丝
涤 纶 面 料
聚酰胺纤维（锦纶或尼龙）
• 聚酰胺纤维是指分子主链含有酰胺键的一类合成纤维。中 国商品名为锦纶或尼龙。 • 优点：耐磨耐疲劳、强度高、弹性好、密度小。 • 缺点：易变形、耐热性及耐光性差、通风透气性差。 • 用途：长丝可制做袜子、内衣、衬衣、运动衣、雨衣等； 短丝可与棉、毛和粘胶纤维混纺使混纺织物具有良好的耐 磨性和强度。
——衣服面料纤维
目录
• • • • 化学合成纤维的概况以及种类 各种化学合成纤维的特性和应用 各种化学纤维的鉴别 总结
概况和种类
1.植物纤维
天然纤维
2.动物纤维
纤维
化学纤维
3.矿物纤维
人造纤维
合成纤维
合成纤维是将人工合成的、具有适宜分 子量并具有可溶（或可熔）性的线型聚合 物，经纺丝成形和后处理而制得的化学纤 维。 种类：聚酯纤维（涤纶）、聚酰胺纤维（锦 纶或尼龙）、聚乙烯醇纤维（维纶）、聚 丙烯腈纤维（腈纶）、聚丙烯纤维（丙 纶）、聚氯乙烯纤维（氯纶） 等等。
BYE-BYE!!
总结
品种
特性
涤纶
腈纶
维纶
锦纶
挺括不皱、 膨松耐晒 ; 水溶吸湿 ； 结实耐磨 、 易洗易干 ； 吸湿差、 弹性差、 弹性好； 染色难 易起皱 抗熔差、 易变形、 易带静电 通风透气 差 衬衫、外 衣、地毯 毛线、人 棉毛衫裤、 袜子、内 劳动服 衣、衬衣 造皮毛、 长绒毛
用途 鉴别
边卷边熔、 缓慢燃烧、 燃烧收缩、 边烧边熔、 黄白色火、 亮白色火、 红色火、 蓝色火、 芳香味 鱼腥味 特殊味 芹菜味