第4章 合成纤维
第4章生物大分子与合成高分子(知识清单)高二化学必备单元知识清单与测试(沪科版2020选择性必修3)
第四章 生物大分子与合成高分子【单元知识框架】 【单元知识清单】考点1 糖类糖类【糖类的结构和组成】 一、 糖类的结构：分子中含有多个羟基、醛基的多羟基醛，以及水解后能生成多羟基醛的由C 、H 、O 组成的有机物．糖类根据其能否水解以及水解产物的多少，可分为单糖、二糖和多糖等． 二、糖类的组成：糖类的通式为C n (H 2O)m ，对此通式，要注意掌握以下两点：①该通式只能说明糖类是由C 、H 、O 三种元素组成的，并不能反映糖类的结构； ②少数属于糖类的物质不一定符合此通式，如鼠李糖的分子式为C 6H 12O 5；反之，符合这一通式的有机物不一定属于糖类，如甲醛CH 2O 、乙酸C 2H 4O 2等． 1、葡萄糖和果糖单糖的典型代表 （1）葡萄糖①分子式C 6H 12O 6②结构简式CH 2OH —(CHOH)4—CHO ③④结构特点：属多羟基醛。
含有羟基（—OH ）、醛基（—CHO ）两种官能团 ⑤性质：通常为无色晶体，有甜味，易溶于水，广泛存在于各种水果中。
A 、还原性，具有醛类性质a.银镜反应：与银氨溶液水浴加热产生光亮的银镜（制镜、生产热水瓶胆）b.与新制氢氧化铜悬浊液加热产生红色沉淀（应用于检查糖尿病） 2NaOH+CuSO 4 → Cu(OH)2↓+Na 2SO 4 (NaOH 过量)CH 2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2 CH 2OH(CHOH)4COOH+Cu 2O ↓+2H 2O B 、加成反应：加氢时还原为六元醇C 、具有醇羟基，能起酯化反应D 、发酵生成酒精 C 6H 12O 6 2CH 3CH 2OH+2CO 2↑E 、生理氧化：C 6H 12O 6+6O 2→6CO 2+6H 2O+热 为生命活动提供能量⑥制法：淀粉水解 ⑦用途：a 、是一种重要的营养物质，它在人体组织中进行氧化反应，放出热量，以供维持人体生命活动所需要的能量；b 、用于制镜业、糖果制造业；c 、用于医药工业．体弱多病和血糖过低的患者可通过静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养．−→−∆−−→−酒化酶（2）果糖分子式：C6H12O6,无色晶体，比葡萄糖甜，存在于多种水果中，与葡萄糖互为同分异构体。
清华大学工程材料第五版第四章
二、按使用范围分类
1. 通用塑料 应用范围广、生产量大的塑料品种。 聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烃、酚醛塑料 2. 工程塑料 和氨基塑料等，产量约占塑料总产量的四分之 综合工程性能(机械性能、耐热耐寒性能、 三以上。 耐蚀性和绝缘性能等)良好的各种塑料。
如聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯和 ABS等。 3. 耐热塑料 能在较高温度（100 ℃～200 ℃）工作。 聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、有机硅树 脂、环氧树脂等。
七、氨纶 化学名称为聚氨酯纤维，商品名称为氨纶。 由聚酯、芳香族二异氰酸酯聚合，用脂肪族二 胺交联而成。 1、特点 ●高弹性。伸长600%～750%时，回弹率达 95％以上。 2、应用 用作运动衣、游泳衣。与涤纶混纺后，制 作夏季衣服。
4.3
合成橡胶
橡胶 具有极高弹性的高分子材料。
●性能特点 弹性变形量可达100％～1000％，而且回 弹性好，回弹速度快。 橡胶还有一定的耐磨性，很好的绝缘性和 不透气、不透水性。
聚酰胺的应用： 制造耐磨耐蚀零件，如轴承、齿轮、
尼龙轴套
尼龙拉杆
7. 聚碳酸酯(PC) 聚碳酸酯誉称"透明金属"， ●具有优良的综合性能。冲击韧性和延 性突出，在热塑性塑料中是最好的；弹性模 量较高，不受温度的影响； ●抗蠕变性能好，尺寸稳定性高； ●透明度高，可染成各种颜色； ●吸水性小； ●绝缘性能优良，在10 ℃～130 ℃间介 电常数和介质损耗近于不变。
有机玻璃顶棚
二、热固性塑料 1. 酚醛塑料(PE) 由酚类和醛类缩聚合成酚醛树脂,再加入 添加剂而制得。一般为热固性塑料。 ●具有一定的机械强度和硬度, 耐磨性好； ●绝缘性良好, 耐热性较高，耐蚀性优良。 ●缺点是性脆，不耐碱。
酚醛塑料的应用：
4第四章_纤维的吸湿性和拉伸指标
的结构和质量受到影响；吸湿性对纤维变形的影响， 反映在加工成品如纱线和织物的长度或尺寸上的不稳 定。
五、对热学性质的影响
纤维吸湿放热
1.原因：空气中水分子的动能转换为热能。
2.指标：
a.吸湿微分热：纤维在给定回潮率时吸着1克水放出的
热量。单位为J/g（水）。
b.吸湿积分热：在一定的温度下，1g干燥纤维从某一
——水分与纤维的作用及其附着与脱离过程。
（一）水分子在纤维内部存在形式 1.直接水：纺织材料内部的极性基团吸水。
极性基团有： 羊毛、蚕丝： ---COOH， ---NH2 ，---OH 棉：每个环上含有三个---OH 粘胶：--OH； 维纶：--OH 腈纶：--CN 强极性；锦纶：--CONH---
七、对光学性质的影响
当纤维的回潮率升高时，纤维的光折射率、透射 率和光泽会下降，光的吸收会增加，颜色变深， 光降解和老化会加剧等。是由于水分子进人纤维 后，引起纤维结构改变造成的。
棉的结晶度：70%左右，聚合度：10000左右，回潮率：8.5%； 粘胶结晶度：30%左右，聚合度：500左右，回潮率：13% 。 粘胶吸湿性好于棉 。
（三） 表面吸附
材料表面的分子比内部分子有多余的能量，具有 吸附作用，能吸收大气中的水分子。 毛细水和表面吸附水属于物理吸着，是范德华力， 没有明显的热反应， 吸附也比较快。
在一定温度条件下，相对湿度越高，空气中水 蒸气的压力越大，也即是单位体积空气内的水分 子数目越多，水分子到达纤维表面的机会越多， 纤维的吸湿也就较多。
在温度和湿度这两个因素：
对亲水性纤维来说，相对湿度对回潮率的影响
合成纤维第四章湿法纺丝
33
二． 扩散定律和衡量扩散速率的基本量
临
原液细流
界
凝固浴
浓
度
•这一过程的完成是以双扩散为基础的。 •双扩散包括凝固浴中的凝固剂向原液细流内 部的扩散，也包括原液中溶剂向凝固浴扩散。
•生产实践和实验研究均表明，扩散缓慢有利于提高纤维结 构的均匀性。在这种情况下纤维的机械性能一般都比较好。
34
• 用来描述纤维成形过程中的双扩散则为
30
• 纺丝原液细流和初生纤维在各区段的运动学特点 归纳如下：
31
第三节 纺丝原液细流的固化
纺丝原液细流在凝固浴的作用下固化形成纤维的过程， 主要有两个方面的问题：
一，在聚合物、溶剂和凝固浴的三元体系中，相分离的热 力学条件；
二，原液细流和凝固浴接触是从其表面开始的，而整个截 面的固化是通过扩散来实现的，这是扩散的动力学问题。
（2）静态法——先将原液放入试管中，用干冰使之冻成冻 胶体，取原液冻胶体浸入凝固浴观察扩散过程。具体的做法 是：将一系列冻胶体试样浸入浴内，在不同时间后取出，或 作成分分析，或在显微镜下对纤维切片进行观察。
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第四节 湿法纺丝过程中纤维结构的形成
• 湿纺成形和熔纺成形有相似之处，但也有不少区别。
1）未拉伸的熔纺纤维最重要的结构特征—序态，明显地受 纺丝工艺的影响，而纤维的序态进一步影响其拉伸性能， 并间接地控制着成品纤维的质量。 在湿纺中，未拉伸 纤维的取向度相当低，序态对纺丝工 艺条件不敏感 。 另一方面，湿纺纤维的形态结构却对纺丝工艺极为敏感。
∆S11、 ∆S22、 ∆S12表示大分子、溶剂以及由溶剂与
大分子的溶剂化作用引起的熵变。
9
• 通常根据聚合物—溶剂体系在溶解过程中热力学函数的 变化，可以分为两种类型的溶解情况：
第四章：商品归类第11类(二)(2013年新版)
第四章：商品归类第11类（二）(2013年新版)1、纯棉粉色平纹机织物(100g／㎡；幅宽110cm)2、黑色机织物，按重量计含40％涤纶短纤维，35％精梳绵羊毛，25％的粗梳骆驼绒(300克/平方米,幅宽180cm)3、皮棉(未梳的棉花)4、绳绒线5、马毛纱线6、粗松螺旋花线7、马毛粗松螺旋花线8、用5mm宽的合成纤维制的扁条交织成的机织物9、纯棉纱线（非缝纫线，供零售用）10、全棉的漂白平纹机织物，250克/平方米11、按重量计含毛20%，黄麻25%，棉55%的漂白机织物（110g/m2）12、纯棉针织男汗衫(无领、无门襟、下摆不收紧)13、未梳兔毛14、旧的纯真丝结织栽绒地毯(块状)15、由漂白的棉线与黄色的人造棉线织成的平纹机织物，300克/平方米，棉和人造棉含量各为50%16、粘胶单丝（长丝，截面尺寸0.9毫米、细度80分特）17、丙烯聚合物制的单丝（截面尺寸4毫米、细度80分特）18、麻制机织布床罩(刺绣)19、聚乙烯扁条机织物制的包装袋(扁条表观宽度为2mm)20、真丝筛布21、真丝双绉制连衣裙(机织)22、蓝色机织物，按重量计含有35％的锦纶长丝，25％的涤纶短纤，40％的精梳羊毛(幅宽110cm)23、尼龙机织布制女式游泳衣24、纯棉印花机织毛巾被25、棉涤纶平纹布(漂白纱线和未漂白纱线交织而成；2l0g／㎡；按重量计棉55％，涤纶45％；幅宽110cm)26、用漂白棉纱线与蓝色纯棉纱线织成的粗斜纹机织布(400g／㎡)27、棉制充气褥垫28、按重量计含绵羊毛10%和兔毛15％，粘胶短纤75％的藏蓝色机织物29、纯棉针织吊裤带30、涤纶机织方形餐巾(非刺绣)31、涤纶窗帘(钩编)32、纯棉钩编套头衫33、尼龙绸制的折叠伞套(与伞一同进口、未装配在一起)34、纯涤纶针织女式分指手套35、纯棉针织手套(适合身高86cm婴儿穿用)答：1、纯棉粉色平纹机织物(100g／㎡；幅宽110cm)显示答案标准答案：5208.3100答案解析：归类时，先确定商品的名称，本题商品属于机织物，没有进行混纺，其纺织纤维是棉，因此在52章棉中查找，每章的排列基本上是按照纤维—纱线—织物排列品目的，因此在查找本题的品目时，应在52章的后面的品目来查找，纯棉，那么棉的含量为100%，另外还要注意每平方米的重量，根据条件确定其4位数品目为52.08，本题为粉色的，那么再来确定其一级子目为染色，再根据条件，确定其品目为5208.3100.2、黑色机织物，按重量计含40％涤纶短纤维，35％精梳绵羊毛，25％的粗梳骆驼绒(300克/平方米,幅宽180cm)显示答案标准答案：5112.3000答案解析：本题商品属于机织物，进行了混纺。
4聚酰胺纤维讲解
③反应温度
缩聚初期反应温度为210～215℃，中期为 250～260℃，后期为285℃。升高温度可以提高反 应速度，但反应初期为防止己二胺的挥发，温度 不能太高。随着缩聚反应的不断进行，游离的己 二胺逐渐消失，体系的粘度不断增大。提高温度 可以降低聚合体粘度，有利于排除水分，提高聚 合物相对分子质量。
一类是由ω-氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合制得的 聚酰 胺，通式为
- -[ NH(CH2)xCO] n
已工业化的聚酰胺品种有：
聚己二酰己二胺纤维（单体为己二酸、己 二胺），即聚酰胺66 （PA-66）；
聚己内酰胺纤维（单体为己内酰胺） ，即 聚酰胺6（PA-6）；
聚癸二酰癸二胺纤维（单体为癸二酸、癸 二胺），即聚酰胺1010（PA-1010）；
解水在高温蒸发时所产生的蒸汽高压，使己二胺的沸点升高，从而防
止己二胺的挥发。
②反应压力
a.高压下预缩聚，即先使66盐在一定压力下初步缩 聚成具有一定粘度的预聚体（聚合度在20左右）， 压力一般控制在1.47-1.96MPa。
b. 真空下后缩聚（待PA-66盐中的己二胺和己二酸 在预缩聚中形成酰胺键后），以排除水分，提高 产物的相对分子质量。
主要原料:已二酸、已二胺
生产原理:需要严格控制两种单体
配料比，才能得到高相对分子质量 的高聚物。
聚酰胺-66
生产上采用：缩聚反应前， 先制成盐，再缩聚。
H
HO
O
N (CH2)6 N C (CH2)4 C n
聚酰胺-66的生产过程主要有： 66盐制备、66盐的缩聚。
制备66盐时，分别将己二胺和己二酸配制成溶液，然 后再混合成66盐溶液，再在适当的条件下缩聚。
第四章 聚酰胺纤维
第四章 纤维的物理性能
纤维的热塑性和热定型P80
• 热塑性——将合成纤维或制品加热到Tg以上温度，并加 一定外力强迫其变形，然后冷却并去除外力，这种变形 就可固定下来，以后遇到T<Tg时，则纤维或制品的形状 就不会有大的变化。这种特性称之为热塑性。 热定型——就是利用合纤的热塑性，将织物在一定张力 下加热处理，使之固定于新的状态的工艺过程。 （如： 蒸纱、熨烫）
对含有水份的纤维、比热值会有很大变化，纺织加工是一个水加工 工艺，干燥含水的纤维是常规的工艺过程，所以，含湿纤维的比热 比干纤维的更重要。这时温度变化1℃时所吸收或放出的热量，除 纤维外，还应有纤维中的水份。P73 图4-1 羊毛的比热容、温度和回潮率的关系p74
• 二、纤维的导热性p74 • 纤维内部及其集合体纤维间孔隙内充满空气，在有温差的 情况下，热量总是从高温向低温传递——导热性，抵抗这 种传递的能力则称为保暖性。 • 导热性用导热系数λ表示，单位是kJ／（m· k· h）。是指当 纤维材料的厚度为1m且两侧表面之间的温度差为1℃时， 1h内从1平米的纤维面积中通过的热量（KJ）。λ值越小， 表示该纤维的导热性越低，其绝热性或保暖性越高。
高聚物的物理状态
●结晶态高聚物的物理状态
玻璃态 黏流态
M较小
结晶态高聚物的物理状态
M很大
玻璃态 高弹态 黏流态
注意：由于高弹态对成型加工不利，因此，一般情况下，对结晶态高聚物而言要严格 控制相对分子质量，防止很大造成的不良影响。
高聚物的各种特征温度与测定
●常见的高聚物特征温度
Tg-玻璃化温度（glass-transition temperature） Tm-熔点（melting point） Tf-黏流温度（viscous flow temperature） 高聚物特征温度 Ts-软化温度（softening temperature） Td-热分解温度（thermal destruction temperature） Tb-脆化温度（brittlenss temperature）
第四章 纤维鉴别
3、显微镜法 观察纤维的纵横向截面的状态。所以，能够观 察出天然纤维和合成纤维的大类。使用生物显微镜 或电子显微镜。
本方法适用性比燃烧法要广泛些。只要能将织 物变成纤维，无论纯纺，混纺，交织都能鉴别出来。 唯一的缺点是对合成纤维无法进一步鉴别。
4、溶解法（溶剂法） 利用不同纤维对不同溶剂在不同浓度下的溶解性， 对纤维进行鉴定。 适用性：适用于各种纤维和各种的产品。
棉：手感柔软 麻 ： 手 感 羊毛：泽特殊、柔和 化学纤维：手感细腻，光泽不如蚕丝柔和，强 力高。 优点：简便易行，无需仪器。 缺点：主观随意性强，受物理，心理，生理很 多因素影响，准确率不高。
2、燃烧法 在感官法的基础上，再进一步判断的方法，一 般只适用于纯纺和交织织物。根据观察材料靠近火 焰、接触火焰、离开火焰时的特征来鉴别材料的方 法。 优点：简单易行。 缺点：只适用于纯纺和交织产品，且只能鉴别出天 然纤维、人造纤维、合成纤维，不能鉴别出纤维的 具体品种。 常见纤维的燃烧情况和特征见表：
第四章
纤维鉴别
手感目测法(感官识别法) 燃烧法
显微镜观察法
纤维的鉴 别方法 溶解法 药品着色法 熔点法 红外吸收光谱鉴别法
1、手感目测法
“一看、二摸、三抓、四闻、五听、（六拆）”
看：颜色，光泽，毛羽状况； 摸：光滑度，柔软度，弹性，冷暖感； 抓：起皱程度； 闻：纤维的气味；
听：有无丝鸣；
拆：将纱线或纤维分离，根据测试对象的不同，做 好鉴别前的准备工作。
观察现象： 溶解情况：溶解、部分溶解、微溶、不溶 溶解温度：常温、加热、煮沸
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。
第四章 合成纤维
2、成纤维高聚物具有适宜的相对分子质量 线型高 聚物分子链的长度对纤维的物理-力学性能影响很 大，尤其是对纤维的机械强度、耐热性和溶解性的 影响更大。相对分子质量的高低均不好，高者不易 加工，低者性能不好。常见的主要成纤高聚物的相 对分子质量如下表所示。
主要成纤高聚物的相对分子质量
高聚物 聚酰胺-6或-66 聚酯 聚丙烯腈 相对分子质量 16000-22000 16000-20000 50000-80000 高聚物 聚乙烯醇 全同聚丙烯 相对分子质量 60000-80000 180000-300000
四、合成纤维的分类
纤维：长径比很大，并具有一定柔韧性的纤细物 质。 纺织纤维包括天然纤维（如羊毛、蚕丝、棉花、 麻等）和化学纤维（由聚合物等材料制成）。 化学纤维是人造纤维和合成纤维的总称
人造纤维：是以天然 合成纤维：是由合成的聚合物 经纺丝而成，如聚对苯二甲酸 聚合物如纤维素和蛋 乙二醇酯纤维（涤纶）、聚酰 胺（锦纶）、聚乙烯醇缩甲醛 白质等改性而成，如 （维纶）、聚丙烯（丙纶）、 粘胶纤维、醋酸纤维、 聚丙烯腈（腈纶）、聚氯乙稀 （氯纶）、聚氨酯弹性体纤维 蛋白质纤维等； （氨纶）、芳香族聚酰胺纤维 （Kevlar）等。
二、涤纶的结构
3、聚集态结构： •结晶度和取向度
产品 初生丝 商品丝 结晶度(%) 完全无定形 40～60 取向度 差 较高 密度（克/厘米2） 1.335～1.337 1.38
•模型理论：折叠链-樱状原纤模型
三、涤纶的性能
1、热性能 2、机械性能 3、化学稳定性 4、吸湿、染色性能 5、起球现象 6、静电现象 7、燃烧性能
2、 机械性能
弹性和耐磨性 具有良好的弹性，穿着挺括，形状稳定性好，表 现在两个方面：
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4.2.2 聚酯纤维
中国商品名“涤纶”，俗称“的确良” 聚酯纤维是指含芳香族取代羧酸酯结构 的纤维，它是由二元酸和二元醇经过缩 聚而制得的聚酯树脂，经熔融纺丝和后 处理制得的一种合成纤维。
在合成纤维中发展最快，产量居于首位
24
聚酯纤维的品种
品种较多，根据化合物的结构，已经工 业化生产的有：
18
（3）弹性、耐疲劳性好。比棉花高7~8倍
（4）密度小，除聚乙烯和聚丙烯纤维外， 聚酰胺纤维是所有纤维中最轻的，相对密 度1.04~1.14
（5）吸湿性良好。锦纶具有良好的吸湿 性，染色性好，可使用酸性染料、分散染 料等。
缺点：弹性模量小，使用过程中容易变
形，耐热性及耐光性较差。
19
湿强度和干强度基本相同
（3）耐磨、耐腐蚀性好 耐磨性、回弹性好，抗微生物，不霉、不蛀、 耐化学性优于其他纤维 （4）电绝缘性、保暖性优
缺点：耐热性、耐老化性、吸湿性、染色性差
40
聚丙烯纤维的用途
主要用途是制作地毯、装饰布、家具布
工业中制作各种绳索、条带、渔网、吸油 毡、包装材料和工业用布，如，滤布、袋 布等；
29
（1）涤纶（PET）
制备：涤纶是对苯二甲酸乙二醇酯经过
熔融纺丝制成的合成纤维，相对分子质量 控制在15000~22000，纺丝温度控制在 275~295℃
成纤结构：P153，图4-8、4-9 力学性能：P153，表4-4
30
其他性能：涤纶又叫的确良，具有
高强度、耐磨、耐腐 蚀，易洗快干
26
弹性好，接近羊毛，而且耐皱性好，弹 性模量比聚酰胺纤维高
（4）强度 强度大，在湿态下强度不变 （5）湿性 吸湿性低，回潮率小，易洗快干 （6）耐热性
耐热性较好，软化点230~240℃
（7）耐光性
高于锦纶，低于腈纶
27
（8）电性能
干燥状态下，具有良好的电绝缘性。但是 作为服装时，由于摩擦易产生静电，易吸 灰尘，这是涤纶的缺点
2
天然纤维
自然界存在的和生成的具有纺织价值的 纤维，是纺织工业的重要材料来源。
约占纺织纤维年总产量的50%
按照来源不同，分为植物纤维、动物纤 维和矿物纤维
植物纤维：又称天然纤维素纤维，主要
组成物质是纤维素；
3
主要品种：棉、大麻、黄麻、亚麻、蕉麻、
剑麻、赫纳昆麻和椰壳纤维等
动物纤维：又称蛋白纤维，其主要组成
21
（ 3）
PA6T和PA9T纤维
NH(CH)6NHCO CO
分子结构式：
C O
C O
N H
(CH2)9
N H
6和9代表代表二元胺中的碳原子，T代表对苯二酸
PA9T的性能（P152，表4-3）
22
（ 4）
氢化芳香聚酰胺纤维
合成路线：
n
CO NH NH H CO n
纤维强度3.64×103MPa；伸长率10%
32
O
性能：PTT纤维性能优于涤纶，具有更
优异的柔软性、弹性恢复性；优良的抗 折皱性、尺寸稳定性、耐候性、易染色 性和良好的屏蔽性能，并改进了抗水解 稳定性。
PTT纤维被认为是最具有发展前途的通 用合成纤维新品种。
33
（ 3）
聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维
制备：ＰBＴ纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲
1950年，聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚乙烯
醇纤维
1958年，聚丙烯纤维（丙纶）、聚乙烯醇
缩丁醛纤维（维纶）；
7
1961年，聚对苯二甲酰对苯二胺纤维 （芳纶）； 1983年，聚苯并咪唑、聚苯硫醚纤维 合成纤维已经广泛应用到国民经济的各 个领域，对人们的生活起着举足轻重的 作用。
8
合成纤维的分类
丙纶纤维可制成土工布，用于建筑、水利 工程等；
丙纶纤维无纺布可用于卫生制品、医用手 术帽、床上用品等
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4.2.5 聚乙烯醇甲醛纤维
中国商品名“维纶”，日本命名为“维 尼纶”
制备：
（1）乙酸乙烯溶液聚合得到聚乙酸乙烯，
经醇解得到聚乙烯醇，再经过缩醛化后
得到的纤维
此法制备的聚乙烯醇是无规立构
缺点是耐磨性、抗疲劳性差
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聚丙烯腈纤维的用途
多为民用，可纯纺代替羊毛制备大衣呢 华达呢、运动衫、针织衫、地毯、毛毯、 人造毛皮、装饰织物等；可混纺制成内 衣、衬衫、服装及雨衣布等
在工业中主要制成帆布、过滤材料、保 温材料、包装用布、医疗材料等 另外可制成军用帐篷、防火服等
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4.2.4 聚丙烯纤维
通用合成纤维 合成 纤维 高性能合成纤 维 功能合成纤维
涤纶、聚酰胺、 腈纶和丙纶， 产量大，应用 广 强度大、模量大的 纤维；它由刚性链 聚合物和柔性链聚 合物纺丝制造
具有除力学和耐热性外的特殊 性能，如光、电、化学、高弹 性和生物降解性等的纤维，产 9 量小，但附加值大
合成纤维的制备
成纤聚合物的制备
（9）化学性能
在常温下，对酸碱稳定，温度升高，耐腐 蚀性降低 （10）抗菌性
优良，作为织物通常不被蛀虫破坏
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聚酯纤维的用途
由于聚酯纤维弹性好、织物有易洗快干、
保型性好、免熨等特点，所以是理想的
纺织材料；可纯纺或混纺制作各种服装
及针织品
在工业上，可作为电绝缘材料、运输带、
绳索、渔网、轮胎帘子线、人造血管等。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对 苯二甲酸丙二醇酯（PTT）、聚对苯二 甲酸丁二醇酯（PBT）、聚萘酯（PEN） 等纤维
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聚酯纤维的性能
（1）外观
单纯涤纶纤维为乳白色，生产中添加染 料制成各种有色纤维 （2）密度
随着聚酯纤维的结晶度和取向度的不同， 密度不同。一般密度在1.38~1.40 （3）弹性
cN/dtex（厘牛/分特） 1tex＝10dtex，dtex是10000米纤 维束的重量克数，d是旦，指9000米长的纤维束的克数。 tex是特，tex指1000米长的纤维束的克数。因此1tex＝ 10dtex＝9d。 N是牛顿
（2） 聚酰胺6
相对分子质量控制在14000~20000，纺丝温度 控制在260~280 ℃ 性能：P152，表4-2
开环聚合而得
具有吸水性
C HN O H N C O NH C HN O H O H
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H2O
O
C
聚酰胺纤维的性能
它是合成纤维中性能优良、用途广泛的品 种之一 （1）耐磨性好、位于合成纤维之首，比 棉花高10倍，比羊毛高20倍，适合于做绳 索、袜子等
（2）强度高、耐冲击性好。它是强度最 高的合成纤维之一。比棉花高1~2倍，比 羊毛高4~5倍，适合于做轮胎帘子布等
（ 4）
聚萘酯（PEN）纤维
制备：PEN纤维是由2,6-萘二甲酸二甲酯与乙
二醇的缩聚物聚萘二甲酸乙二醇酯经过熔体纺 丝制成的纤维
结构式：
O C O O CH2CH2 O C n
性能：PEN与PET相比，具有更高的模量、强度，
抗拉伸性能好、尺寸稳定性好、热稳定性好、化 学稳定性和抗水解性能优异
成分是蛋白质；
主要品种：动物的肤毛发与绒毛、禽类的
羽绒、蚕丝及其它蛋白纤维
矿物纤维：石棉是最大宗的天然矿物纤
维；作为纺织材料主要是温石棉和青石棉
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化学纤维
用天然的或人工合成的高分子材料为原 料制成的纤维。 人造纤维是用天然高分子材料为原料， 经过化学处理和机械加工制成的 如：“人造丝”、“人造棉”。 合成纤维是以石油、煤、天然气为原料 制成的，它发展很快。 如：涤纶、锦纶、腈纶
中国商品名“丙纶”’ 聚丙烯的相对分子质量10万~30万，纺 丝温度255~290℃
制备：等规聚丙烯熔体纺丝制备，成纤
原料来源丰富、生产工艺简单、产品价 格低廉、发展较快；产量仅次于涤纶、 锦纶、腈纶
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聚丙烯纤维的性能
（1）质轻
合成纤维中最轻的，密度0.9~0.91
（2）强度高
第4章 合成纤维
4.1 4.2
概述 通用合成纤维
4.3
4.4
高性能合成纤
纤维是制造织物和绳线的原料。
纤维的含义：凡能保持长度比本身直径
大100倍的均匀条状或丝状的高分子材料 均称纤维。
它可分为天然纤维和化学纤维。化学纤维
又可分为人造纤维和合成纤维。
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4.2 通用合成纤维
4.2.1聚酰胺纤维
世界上最早投入工业化生产的合成纤维 中国商品名“锦纶”，国际商品名“尼
龙”、“耐纶”、“卡普隆”等
聚酰胺纤维是脂肪族和半芳香聚酰胺经
熔融纺丝制备的合成纤维；分子主链中 含有酰胺键。
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分两类：一类由二元胺和二元酸缩聚制
得；另一类由ω-氨基酸缩聚或由内酰胺
某些特种纤维还具有耐高温、耐辐射、 高强力、高模量等特殊性能
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合成纤维的应用
超出了纺织工业的范围，逐渐深入到国防 工业、航空航天、交通运输、医疗卫生、 海洋水产、通讯联络等重要领域
例如，民用上可纺制轻暖、耐穿的各种服 装面料、装饰，可混纺；工业上可用作轮 胎帘子布、运输带、传送带、渔网、绳索、 工作服等；高性能特种合成纤维可用作降 落伞、飞行服、飞机导弹、雷达的绝缘材 料等。