纺织材料学 化学纤维共129页文档
化学纤维
2018/11/25
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第五章：化学纤维
二、细度： 在棉纤维细度一节中我们讲过：Nm、Tex、 D。 1．振动测量法： 有关细度测量方法已在棉纤维、毛纤维一 章中详细介绍，均适用于化纤。
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第五章：化学纤维
介绍一种对化纤较适用的细度测量方法。 纤维两端夹持，由仪器在纤维上施加一横向振 动，使纤维产生共振，此时，可用下面的公式 计算：
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第五章：化学纤维
3、剩余卷曲率或卷曲回复率=
（%） （表示卷曲的耐久牢度） 4、卷曲弹性率=
（%） （表示卷曲的恢复能力） 五、其它性能检验： 含油，回潮，强伸度（拉伸，湿态，钩接、 打结强度），疵点等。
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第五章：化学纤维
（二）合成纤维 1、 普通合成纤维（具体纤维名，组成单体，结 构学名，商品常用名，） 2、 特种纤维 （1）氨纶 （莱卡）。弹性纤维。 （2）芳纶。耐高温、高绝缘、高强度 （3）氟纶。耐腐蚀纤维 （4）导电纤维。金属的，复合的。 （5）碳纤维。复合材料的骨架增强材料
测量密度的方法很多，常用的是密度梯度法（简述原 理）
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第五章：化学纤维
四、卷曲： 提高纤维间的抱合力，提高可纺性，同时也增加 纤维的弹性及对织物的风格也有一定影响，表征 卷曲性能的指标有以下几个： 1、卷曲数= 个/厘米（表示卷曲的密度） 2、卷曲率= （%） （表示卷曲波的深度）
纺织材料学 化学纤维
化纤制造原理：
用适当的方法将某些高聚物制成粘度适当的粘液， 加工成丝。
成纤高聚物要满足三个条件： （1）线性分子结构； （2）适当的分子量； （3）凝固后的纤维中，大分子间应该具有足够的结合能。
化纤制造过程：
纺织材料学 化学纤维
纺织材料学 化学纤维
纺织纤维发展的历史
天然纤维 公元前5000年~ （毛皮）、亚麻、羊毛、丝、棉
再生纤维 1889年巴黎世界博览会 粘胶纤维、醋酯纤维、铜氨纤维
合成纤维 1935年 杜邦公司 卡罗瑟斯 尼龙、涤纶、腈纶、维纶、丙纶、氨纶
高功能纤维 1965年 仿丝、仿毛、抗静电、吸湿、阻燃、防水 1988年 新合纤
5万孔以上
300~孔
长丝后加工：
初生丝→①牵伸→ ②热定形→③加 捻和成卷→④上油→⑤倒卷（络筒） → ⑥包装出厂
短纤维后加工：
初生丝→①集束（多次）→②牵伸→水洗→ ④上油→⑤卷曲→ ⑥热定形→切断→⑦ 打包出厂
主要后加工工艺的作用：
牵伸：改善取向和结晶。 （牵伸倍数不同可以制成不同强伸度的化纤）
涤纶
1、聚酯纤维(PET)
含有酯基的高聚物，主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯纤维，商
品名为涤纶。
化学结构式：
O
O
C
C O CH2 CH2 O n
2、聚酰胺纤维(PA)
分子主链由酰胺键连接起来的一类纤维，目前主要用于纺织
的有聚酰胺6和聚酰胺66。
化学结构式： 聚酰胺6
H
O
N (CH2)5 C n
聚酰胺66
2010年我国人均纤维消费量达到15公斤左右，世界 的 纤 维 消 费 量 达 到 7050 万 t, 人 均 纤 维 消 费 量 为 10.4kg。
纺织材料学 5 学纤维PPT课件
涤纶 聚酯纤维 达可纶 的确凉（良）-涤棉混纺产品 晴纶 聚丙烯晴纤维 奥纶 锦纶 聚酰胺纤维 卡普纶 耐纶 尼纶（锦纶低弹丝） 维纶 聚乙烯纤维 维尼龙 丙纶 聚丙烯纤维 氯纶 聚氯乙稀纤维 氨纶 聚氨酯弹性纤维 莱卡
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第五章 化学纤维
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2.化学纤维的共性
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第五章 化学纤维
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二、新型化学纤维
新型化学纤维概述
开发目的
新型再生纤维
新型再生蛋白质纤维
■ 新型再生纤维素纤维
新型合纤
差别化新纤维
细旦、超细旦纤维
■ 复合纤维
纳米技术
■ 高分子物改性纤维
纤维表面处理
■ 环保性新合纤
三异纤维（异截面、异收缩纤、异纤度 ） ■ 其他
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四叶中空纤维
各类异截面纤维
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第五章 化学纤维
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异收缩纤维
在织物中采用高收缩丝与低收缩丝交织，生 产的织物具有凹凸感和立体花纹，两种不同 收缩涤纶纱合股线可成为花色线，例如混纤 型的混捻假捻丝。
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吸湿排汗原理
人 体 工 学
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第五章 化学纤维
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吸湿排汗纤维
四叶型——coolmax纤维
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第五章 化学纤维
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吸湿排汗纤维
三叶型——塞迪斯（SATIS）纤维
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第五章 化学纤维
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吸湿排汗纤维
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（“H ” 形）
第五章 化学纤维
甲壳素纤维
虾、蟹、昆虫壳等经酸碱化学处理而制得.甲壳素纤维具有极好的生物 相容性,且具有抗菌、保健等功能。
(完整版)纤维及化学纤维基本知识
化学纤维基本知识(名词术语)纤维和纺织纤维人们把长度比其直径大很多倍，并具有一定柔性的纤细物质，称为纤维，通常把经过纺织加工后可做成各种纺织品的纤维称为纺织纤维，纺织纤维的长度与直径比一般大于1000：1。
化学纤维用天然的或合成的高分子为原料，经化学方法处理，再经过机械加工而制成的纤维，称为化学纤维。
按照高分子化合物原料来源和加工方法的不同可分为两大类：一类为再生纤维；另一类为合成纤维。
再生纤维用天然的聚合物为原料，经化学方法处理再经过机械加工与原聚合物在化学组成上基本相同的化学纤维，称再生纤维。
再生纤维素纤维以纤维素为原料经过一系列化学与机械加工制成的，结构与纤维素相同的纤维称再生纤维素纤维。
所谓纤维素，就是由多个失水b-葡萄糖组成的一种天然高分子化合物，如含有纤维素的木材、芦苇、甘蔗渣、棉短绒等。
粘胶纤维以自然界中含纤维素的农林副产物为原料，用粘液法纺丝而制成的再生纤维素，称为粘胶纤维。
其品种有长丝、短纤维和帘子线。
市场上见到的人造丝、人造毛等大都是粘胶纤维的产品。
铜氨纤维（铜铵纤维）以松散的纤维素溶解在氢氧化铜或碱性铜盐的浓氨溶液内，经纺丝，凝固成形而成的纤维，谓之铜氨纤维。
再生蛋白质纤维用天然蛋白质为原料制成的再生纤维。
其品种有酪素纤维、玉米蛋白纤维等。
醋酯纤维用纤维素与醋酸为原料，经化学方法转化成醋酯纤维素酯制成的化学纤维。
醋酸酯纤维的基本原料为棉短绒、木材以及醋酸或醋酸酐。
合成纤维用单体经人工合成获得的聚合物为原料制成的化学纤维。
所谓“单体”，就是用化学方法合成高分子化合物时所用的低分子物质。
合成纤维的品种很多，常见的有：涤纶、锦纶、丙纶、腈纶、维纶、氯纶、氨纶等。
无机纤维主要成分是由无机物构成的纤维。
（注：不属于化学纤维范围）玻璃纤维主要成分是铅、钙、镁、硼等硅酸盐混合物所构成的无机纤维。
金属纤维由金属制成的无机纤维。
纤维纤维材料包括两大类: 一类是天然纤维, 包括植物纤维棉、麻等和动物纤维羊毛、蚕丝等；另一类是化学纤维, 包括人造纤维和合成纤维．我国的丝绸很早就闻名於世．从公元前２世纪起, 我国的丝绸沿着横贯中亚的＂丝绸之路＂出口到欧、亚、非洲, 促进了我国和世界各国的交往和交流．到了北宋时期, 著名的女纺织革新家黄道婆改进了纺织技术, 使棉纺织业在我国得到了发展．天然纤维资源有限, 每亩良田年产皮棉不过５０公斤左右, 一只蚕茧只能抽生丝０.５克左右, 而世界人口不断增加, 对纤维的需求也在增加, 但又不能用大量的良田去种植桑麻棉, 因为人們要种粮吃饭．解决粮棉争地矛盾的出路就在於发展化学纤维．现代的合成纤维工业以石油、天然气为原料, 产品性能优异, 花样繁多, 深受广大消费者喜爱．（１）人造纤维人造纤维也叫再生纤维, 是用一些本身含有纤维的物质, 如木材、棉籽短绒、棉秆、甘蔗渣等, 或含有蛋白质的物质, 如大豆、花生、玉米等, 经过化学处理和一系列的机械加工制成的．人造纤维具体指人造棉、人造丝、人造毛等．最早出现的人造纤维是粘胶纤维, 它是１８９１年人們用木材、棉绒等为原料加工得來的．用它制成的衣服穿着舒服, 透气性好, 但缩水率大, 不耐磨也不耐晒．后來人們又研制出铜氨纤维、醋酸纤维等, 但人造纤维原料有限, 产品性能不太优越, 因而逐步让位於后起之秀——合成纤维．（２）合成纤维合成纤维是把一些本身并不含有纤维素或蛋白质的物质, 如煤、石油、天然气、水、空气、食盐、石灰石等, 经过化学处理制成的纤维．合成纤维跟橡胶、塑料同属高分子化合物, 不同之处表现在:作纤维的树脂多属线型分子链, 没有或少有支链．這类树脂能溶於溶剂而抽成丝, 或者能加热熔融而抽丝, 但加热时其结构并不被破坏．這类树脂的分子间内聚力是所有高分子中最大的．合成纤维生产的第一道工序是纺丝．纺丝工序的关键是喷丝头, 它一般采用耐高温耐磨的材料制成．在一个喷丝头上钻有几十个到几万个直径为０.０４～１毫米的小孔．熔融纤维从小孔喷出经冷却就得到很细的丝, 抽出的丝再经过牵伸和热定型工序就可用於生产各种产品．合成纤维具有天然纤维所没有的一系列优良性能．它强度高, 耐磨、耐虫蛀, 比重轻, 保暖性好, 一般能耐酸碱腐蚀．合成纤维以六大纶为主:①聚酰胺纤维．我国称为锦纶, 是最早上市的合成纤维．主要品种有尼龙６６, 尼龙６, 尼龙６１０等．１９４０年第一批尼龙丝袜上市, 就震动了纺织市场．锦纶纤维耐磨, 强度大, 回弹性能好, 但耐热耐光性能差．锦纶大多用於制造袜子、衬衫等．工业上用作重型汽车和飞机轮胎的帘子线、绝缘材料, 也用於制造缆绳、渔网、降落伞、高级地毯等．②聚脂纤维．我国又称为涤纶（的确良）, 早在１９４０年英国就已能合成, 但直到１９４６年才实现工业生产．涤纶纤维强度高、耐磨, 混纺后制成的衣服耐穿, 抗皱好洗, 因而发展迅速．到７０年代初, 产量居合成纤维第一位．③聚丙烯腈纤维．我国又称为腈纶、合成羊毛．它是１９５０年问世的, 它的耐光性、保温性、弹性都很好, 手感柔软, 强度比羊毛高, 价格比羊毛低, 不怕虫蛀, 耐晒又耐洗, 适宜於制作衣料, 针织外衣、毛毯、工业用织物等．④聚乙烯醇纤维．我国又称为维纶, 它的性能近似於棉纤维, 耐磨性强於棉纤维, 是合成纤维中吸水性最高的一种, 但耐热性和弹性较差．⑤聚丙烯纤维．又叫丙纶, 比重小, 强度较高, 耐光照．⑥聚氯乙烯纤维．又称氯纶, 它耐化学腐蚀力强, 保暖性好, 难燃烧．合成纤维主要用於民用消费品, 但也有一部分用於工程技术．宇航、冶金、化工等部门, 不仅要求纤维综合性能优良, 而且需要耐高温和抗强腐蚀．合成纤维的出现, 正好填补了這一空缺．人們经过多年研究, 已取得不少成果．芳纶—１３１３纤维, 能在２００℃下长期使用, 它的强度是强力锦纶的２倍．它首先被用於制造宇航服, 还大量用作登山索具、高温过滤袋、飞机轮胎帘子线等．芳纶—１４１４纤维, 能在２９０℃下长期使用, ５６０℃才分解．它的强度是合成纤维中的冠军, 断裂强度是锦纶的３倍, 手指粗的一条纤维绳, 就可以吊起两辆解放牌汽车．因此多采用它作复合材料的增强纤维, 特别适合於生产飞机、导弹的雷达罩．聚酰亚胺纤维能在-２７３℃的超低温下使用, 也能在４００℃的高温中正常工作, 能承受冷热剧变而不影响强度．用聚皿氟乙烯抽丝制得的氟纶纤维, 能耐王水的腐蚀．在-１６０℃～２８０℃的温度范围内都可使用, 用它增强的复合材料作自润滑轴承在飞机上使用非常合适．（３）合成皮革和合成纸从显微结构看, 皮革和纸张都属於平面型的纤维交织物．皮革纤维是强韧的胶原蛋白纤维, 经鞣革剂作用而形成强固的网状结构．纸张的纤维是植物性纤维, 在造纸过程中, 這些植物纤维互相纠结而形成网络结构．合成革就是把树脂涂在底物布上制造出來的树脂薄膜．但它没有微气孔, 不透汗, 穿起來不舒服．后來人們在合成革中加入聚氨脂, 聚氨脂在凝固过程中就会产生微气孔．這种合成皮革具有像天然皮革一样的透气性, 但比天然皮革耐用得多, 它又可装饰成各式各样的真皮外表, 因而很受欢迎．普通纸的强度一般不高, 且易被虫蛀, 又不耐酸碱．人們用人造纤维为原料制成聚合薄膜, 再经纸化工艺, 就可得到合成纸．目前已有用於描图的描图纸, 用於印刷制版的铜版纸, 不怕日晒雨淋的广告纸问世, 用這种纸生产的军用地图和防水海图, 抗折抗皱, 不怕水, 战场使用很方便．如果用合成纤维为原料, 按传统的造纸法就可造出合成纤维纸, 它强度高, 抗腐蚀, 抗撕折, 抗霉蛀, 用作电池隔膜纸, 既能提高电池寿命, 又能改进电池性能．。
纺织材料学资料
纤维：直径一般为几微米到几十微米，而长度比直径大百倍、千倍以上的物质化学纤维：利用自然界存在的低分子化合物或高分子化合物经过化学处理与机械加工得到的各种纤维的总称。
包括（合成纤维和再生纤维）纺织纤维：直径一般为几微米到几十微米，而长度比直径大百倍、千倍以上的物质，并且可用来制造纺织制品。
这类纤维称为纺织纤维。
异形纤维：经一定几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的具有特殊截面形状的化学纤维。
非圆形截面或中空的化学纤维。
差别化纤维：一般经过化学改性或物理变形，使纤维的形态结构、物理化学性能与常规纤维有显著不同，取得仿生的效果或改善提高化纤的性能。
这类对常规纤维有所创新或具有某一特性的化学纤维称为差别化纤维。
超细纤维：单丝线密度较小的纤维，又称微细纤维。
根据线密度范围可分为细特纤维和超细特纤维。
细特纤维抗弯刚度小，制得的织物细腻、柔软、悬垂性好，纤维比表面积大，吸湿好，染色时有减浅效应，光泽柔和。
高收缩纤维：沸水收缩率高于15%的化学纤维。
根据其热收缩程度的不同，可以得到不同风格及性能的产品。
如热收缩率在15%-25%的高收缩涤纶，可用于织制各种绉类、凸凹、提花织物。
复合纤维：在同一根纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物，这种纤维称为复合纤维。
根据两种纤维的截面配置不同，可分为皮芯型、并列型、海岛型和裂片型等。
中空纤维：贯通纤维轴向且管状空腔的化学纤维。
可通过改变喷丝孔形状获得。
特点是密度小，保暖性强，适宜做羽绒制品特种纤维：具有特殊的物理化学结构、功能或用途的化学纤维，其某些技术指标显著高于常规纤维。
羊毛缩绒性：指羊毛纤维的集合体在一定的湿热条件下，经机械外力的反复挤压，逐渐收缩紧密、并互相穿插纠缠、交编毡化的现象。
缩绒性是毛纤维所特有的。
吸湿性：通常把纺织材料从气态环境中吸着水份的能力称为吸湿性。
吸湿滞后性：在相同大气条件下，放湿的回潮率-时间曲线和吸湿的回潮率-时间曲线最后不重叠而有滞后性，从放湿得到的平衡回潮率总高于吸湿得到的平衡回潮率。
纺织材料化学纤维讲诉
矿物纤维
化学纤维是用天然的或合成的高聚物为原料，主要经过化学
方法加工制造出来的纺织纤维。按原料、加工方法和组成成分的不 同，又分为再生纤维、醋酯纤维、合成纤维和无机纤维四类。
再生纤维素纤维
再生纤维
醋酯纤维 化学纤维
再生蛋白质纤维 二醋酯纤维 三醋酯纤维
粘胶纤维 铜氨纤维
涤、锦、腈、维、氯、丙、氨纶
（五）锦纶
锦纶是合成纤维中工业化生产最早的品种，其品种很多，常 用的主要有锦纶6和锦纶66。 1、锦纶的主要特征： （1）为熔体纺丝纤维。截面、纵面形态与涤纶相似。 （ 2 ）吸湿能力是常见合成纤维中较好的，在一般大气条件下 回潮率可达4.5%左右，有些品种如锦纶4可达7%。 （3）耐磨性是常见纺织纤维中最好的。 （ 4 ）小负荷下容易变形，所以织物保形性和硬挺性不及涤纶 织物。 （ 5 ）耐热、耐晒性较差，晒后发黄发脆。遇火种会熔成小孔 。 （6）染色性能好，色谱较全。 2、主要用途及使用性能。 锦纶的产量仅次于涤纶，其产品以长丝为主，主要用于做民 用的袜子、围巾、长丝织物及刷子的丝，还可用于织制地毯等。 锦纶外形 用于工业的可制造轮胎帘子线、绳索、渔网等；国防上主要用于 织制降落伞等。
纺织材料是指纺织工业所使用的纤维原料（纺织纤维）及其加工制造的半成品（条子、粗纱等）、
纺织材料学是研究纤维、纱线、织物及其半成品的结构、性能 ，结构与性能的关系，及其与纺织加工工艺的关系等方面知识、规
律和技能的一门科学。
纺织材料学研究的主要内容是：纺织纤维、纱线、织物的基本 结构；纺织纤维、纱线、织物的物理性质，它们的工艺意义、指标 、测试方法、试验仪器的工作原理和使用，以及影响这些性质的因 半成品 素；纤维、纱线、织物的基本结构与物理性质的内在联系；纤维、 纱线、织物三者性质间的相互联系。 --条卷、粗纱
纺织材料学_第2章_化纤_共12节
煤、石油、天然气、农副 产品等低分子化合物为原料， 经化学与机械加工制得的纤维。 常见的有涤纶、锦纶、腈纶、 氨纶、氯纶、丙纶、维纶等。
再生纤维素纤维
再生蛋白质纤维
再生矿物纤维
玻璃纤维等
粘胶、铜氨纤维、 牛奶纤维、大豆 醋脂纤维等。 纤维等。
按化学组成分类
涤 涤纶：聚酯类纤维（聚对苯二甲酸乙二脂） 纶
—C—O— O
锦纶：聚酰胺纤维（锦纶6，锦纶66）
锦
腈 腈纶：聚丙烯腈纤维 纶 纶
维纶：聚乙烯醇缩甲醛纤维
丙纶：聚丙烯纤维 氯纶：聚氯乙烯纤维
合成纤维的主要原料
石油 煤（电石、煤焦油）
维纶
氯纶 腈 纶
天然气
蓖麻油
棉籽油 涤 松节油
锦 纶
纶
按几何形状分类
长丝
短纤
变形丝
双组
多层
异形纤维
复合丝
双层
按用途分类 普通纤维： 可以服用，也可用于其它，但功能有限。 特种纤维： 为了满足特殊需要而生产的纤维，可以 通过结构获得。 短纤
粘胶
机械性能 普通粘胶干强力2-3克/D，断裂伸长为15-30%，弹性回复能 力差，纤维不耐磨。湿态强力是干强的40-50%。不耐水洗。尺寸稳定性差， 纺织时随着温湿度增加，断头率也增加。 理化性能 不熔融，加热到150度时分解，耐日光性不如棉，耐碱性好， 但不耐强酸，可在59%的硫酸溶液中溶解。 产品形态 长丝用有光，可用于丝织；短纤维用无光、半无光，可与合 成纤维混纺，互补性很好。
是许多相同组成的基本结构单元，通过共价键结合在一起的。 （C）具有多分散性 大分子化学组成基本相同，但聚合度与结构形状并不相同。
3、成纤高聚物必备的具体条件
纺织材料学第四章 化学纤维
二、按内部组成分（1）聚酯纤维：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：大分子链上有酰胺键-(CONH)-，如聚酰胺6（锦纶6,nylon 6，PA6）、锦纶66。
7三、按形态结构分1.长丝：纤维加工得到的连续丝条。
●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。
●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113.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。
134.混合纤维：在纤维的横截面上有两种及两种以上的相混合的组分或成分的纤维。
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形状的化学纤维。
异形纤维1415 6.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3.纺丝纺丝液用计量泵定量供料通过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。
熔体纺丝工艺流程2021（2）溶液纺丝法将高聚物溶解于适当的溶剂配成纺丝溶液，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。
腈纶、维纶、氯纶、粘胶纤维多采用此法。
湿法纺丝工艺流程干法纺丝(Dry spinning)：热空气固化。