第8章新型化学纤维

第8章新型化学纤维
2．性能
第8章新型化学纤维
机械性能 ——强度：较高（原因：纤维素不降解、结晶度高、取向度高）
湿强≥80%干强→生产高支轻薄纱线织物 ——伸长：较低，→→织物水洗后变形小 ——初始模量和湿模量：较高→织物尺寸稳定性↑、抗皱↑ ——勾结强度：较大 沸水收缩率
较小（Lyocell 2.68%；粘胶4.09%）——原因：Lyocell结晶度较大，晶粒较大 对碱溶液的稳定性
——拉伸倍数：7～12，主要在气体夹层区， 拉伸倍数↑↑→纤维双折射率↑↑→断裂强度↑↑
——纺丝速度：40～50m/min，纺丝速度↑↑→产量↑↑ 纤维后处理及后加工
Lyocell纤维凝固后，经过水洗、上油、干燥、卷曲、切断、打包就可ll纤维的生产设备 .
且较厚）→原纤化
——水溶胀作用
纤维轴向有排列规则的微孔（直径15～30nm）→水溶胀↑
纤维较高的结晶度和取向度，而微纤间的横向结合力较弱→湿润下→非晶态或
无定形态的纤维素吸收相当于自身重量几倍的水而膨胀伸长→部分氢键被破坏→结
合力减弱→由于连续摩擦及振动→原纤从纤维表面分离出来→原纤化
原纤化控制
——纤维制造阶段：纺丝中加入交联剂+调整纺丝工艺参数+对纤维进行处理
——染整阶段：机械控制+纤维素酶处理+交联处理
——染色交联：选用多官能团的染料（活性染料）
原纤化应用
仿桃皮+仿麂皮
第8章新型化学纤维
（四）Lyocell纤维生产工艺控制及主要设备
Lyocell纤维生产工艺流程
第8章新型化学纤维
1．工艺控制 原料准备 ——浆粕：木浆或棉浆，纯度大（α纤维素96.5%～99%），聚合度小
（650～700：纤维素降解不明显） ——溶剂：NMMO（含水4.5%～19%） 纺丝液制备 ——纤维素的溶解：浆粕+NMMO+水→90～125℃，2h→黏稠溶液（纤维素
15%～18%，黏度700～750Pa·s） ——过滤脱泡 纺丝
干喷湿法纺丝，即通过空气夹层的湿法纺丝。
Lyoc第el8l纤章维新型纺化丝学拉纤伸维装置示意图
第8章新型化学纤维
（二）Lyocell纤维结构及性能
1．Lyocell纤维结构 分子结构
纤维素，聚合度400～700（生产过程物理过程，木浆纤维 素结构没有被破坏，聚合度较高→纤维强度较高） 形态结构 皮芯层结构；截面（椭圆形或圆形）；纵向（光滑均一） 聚集态结构 高结晶（Lyocell 63.9%，粘胶40%）且晶粒较大（使纤维 弹性模量、刚性、脆性及织物尺寸稳定性提高）、高取向 （Lyocell双折射率0.05～0.07；粘胶0.02）
由制浆机、薄膜蒸发机构成的纺丝液制备体系
1—称重传送皮带 2—电动机 3—转子 4—物料进口 5—加热介质进口 6—旋转叶片 7—供热夹套 8—水蒸气排出口 9—浓 浆排出泵 10—浓缩的浆粕悬浮液 11—接受器 12—加热介质出口 13—内壁 14—分配环 15—进口 16—水蒸气排出口 B，B’—造纸的制浆机 C—薄膜蒸发机 D—薄膜蒸发机
1—原液罐 2—计量泵 3—喷丝头组件 4—空气夹层 5—凝固浴 6—导丝辊 7—水洗浴 8—卷绕辊
——喷丝孔孔经及长径比：0.10～0.15mm， 长径比↑→纺丝流体在喷出前取向↑→拉伸↑
——气体夹层高度：拉伸和轴向变形主要区段。30mm； 高度↑↑→纺丝线的液流段太长→断裂
——凝固条件：凝固浴浓度：50%NMMO（浓度↑↑→双扩散速度↓↓→凝固速 度↓↓；浓度↓↓→表层凝固↑↑→阻碍双扩散→内层凝固速度↓↓） 凝固浴温度：15℃
（注第：8章图中新省型B化、学B’轮纤流维使用）
二、竹纤维
（一）概述 定义
以大自然的速生常青植物竹子为原料生产的纤维。 分类
原生竹纤维和再生竹纤维。 ——原生竹纤维：竹原纤维、天然竹纤维——常采用竹子碾平、扭转、梳理，而 后再对竹纤维脱胶、去除糖分、脂肪、消毒、晾干而成，它保留了竹子抗菌、除 螨、清热、解毒的特性和天然清香——机械、物理过程 ——再生竹纤维：竹浆纤维、竹粘胶纤维——竹子→竹浆粕→化学变化→纺丝→ 后加工
第八章 新型化学纤维的性能及生产
第一节 新型再生纤维素纤维
一、Lyocell纤维
（一）概述 莱塞尔（Lyocell）纤维是目前已实现工业化生产的使用有机溶剂法的再生纤
维素纤维，它是以季铵类氧化物N－甲基吗啉－N－氧化物（简称NMMO）为溶 剂，将纤维素浆泊溶解后进行纺丝而成。 工艺流程简单，生产周期短：粘胶纤维和Modal纤维：40h；Lyocell：3h 生产中不污染环境：溶剂回收率99.9% 原材料消耗少： 粘胶纤维：1.73～2.50t烧碱等化工料/t纤维 Lyocell纤维：0.05～0.08tNMMO/t纤维 原料丰富：木材、棉短绒、甘蔗渣 产品：棉的舒适性、涤纶的强度、粘胶纤维的悬垂性、蚕丝般的手感
第8章新型化学纤维
（三）Lyocell纤维原纤化
原纤化定义
湿态下纤维与纤维或与金属等物体发生湿磨损时，原纤沿纤维主体剥离成为直
径小于1～4μm的巨原纤以及进而裂为更加细小的微原纤的过程
原纤化结果
微小细原纤部分脱离纤维主体→纤维或织物多毛→染色后：无光、可洗烫性差
Lyocell纤维与原纤化
——纺丝过程：干湿法纺丝→纤维皮芯结构（皮层结构致密且较薄；芯层结构疏松
较高→丝光处理 吸湿膨润性
吸湿膨润的异向特点（径向40%，轴向0.03%） 纺丝牵伸诱导结晶→原纤的结晶化沿纤维轴向排列→轴向结合力↑；径向力↓→层 状排列→湿润下→分子进入无定形区→大分子链间的横向结合被切断→分子间距加 大→纤维变粗 较高的径向膨润率→织物湿加工困难 较低的纵向膨润率→在湿加工后尺寸稳定性好 舒适性 回潮率↑、保水率↑→人出汗时吸收汗液↑→热传导能力和汗湿汽传导能力↑→当人 体蒸发的汗液和热量被织物吸收后，又能很快从织物表面扩散出去→人体感到凉爽
第8章新型化学纤维
（二）再生竹纤维
结构 ——化学成分：纤维素81.5%、木质素10.1%、半纤维素、脂蜡质、杂质 ——形态：纵向（光滑、均一，多条浅的沟槽）
截面（圆形，边缘为不规则锯齿形，多孔隙） ——超分子：结晶度31.6%、聚合度280、取向度0.023