第五章 新型化学纤维汇总
第5章 化学纤维
铜氨纤维(cuprammonium fibre)
铜氨纤维是将纤维素浆粕溶解在铜氨溶液中制成纺丝 液，再经过湿法纺丝而制成的一种再生纤维素纤维。 铜氨溶液是深蓝色液体，它是将氢氧化铜溶解于浓 的氨水中制得。将棉短绒(或木材)浆粕溶解在铜氨溶 液中，可制得铜氨纤维素纺丝液，纺丝液中含铜约为 4％、氨约为29％、纤维素约为10％。
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图1- 5 各种粘胶纤维的拉伸特征比较
Lyocell纤维（新溶剂法黏胶纤维）
加工过程所用溶剂N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO) 可接近100％的回收。 比强度高，为38 cN/tex ~ 42 cN/tex 湿强损失低，小于15% 手感柔软、悬垂性好 有原纤化倾向，纤维表面易发生分裂小纤维绒
(一)大豆蛋白复合纤维
大豆蛋白复合纤维是由大豆中提取的蛋白质混 合并接枝一定的高聚物(如聚乙烯醇)配成纺丝 液，用湿法纺制而成。大豆蛋白复合纤维是已 产业化生产的新型纤维。 大豆蛋白复合纤维的结构大豆蛋白复合纤维横 截面呈扁平状哑铃形、腰圆形或不规则三角形， 纵向表面呈不明显的凹凸沟槽，纤维具有一定 的卷曲。
高湿模量粘胶纤维(high wet modulus rayon)
强力粘胶
如粘胶帘子线、强力粘胶和Tenasco等 以提高分子的取向度和改善结晶颗粒尺寸与分布的方式，形 成全皮层结构的粘胶纤维。
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比强度（N/tex）
干态 湿态 富强纤维
强力粘胶
4 3 2 1
HWM纤维
普通粘胶
0
10
20 伸长率（％）
第5章 化学纤维
纺织材料
第 一 节 化 学 纤 维 概 述
第五章化学纤维
（三）纺丝成形 1.将纺丝流体从喷丝头的喷丝孔中压出，呈液体细丝状， 再在适当介质中固化成细丝，这一过程称为纺丝 2.熔体纺丝 是将熔融的成纤高聚熔体从喷丝头的喷丝孔中压出， 液体细丝在周围空气(或水)中冷却凝固成丝的方法。 如涤纶、丙纶、锦纶、乙纶等采用熔体纺丝方法。 3.此法优点是流程短、纺丝速度高、成本低，但喷丝头上 的喷丝孔数少。若用常规的圆形喷丝孔，则纺得的 纤维截面大多为圆形。
纺织材料
第 一 节 化 学 纤 维 概 述
第五章化学纤维
二、化学纤维制造概述 成纤高聚物的提纯或聚合→纺丝流体的制备→ 纺丝→纺丝后加工。 （一）成纤高聚物的提纯或聚合 化学纤维一般是高分子聚合物。 1.制造粘胶纤维用的原料是棉短绒、木材、芦苇或甘蔗渣， 它们的主要成分是纤维素，其已是高分子聚合物， 对于它们就是将纤维素除杂提纯后，再制成纺丝流 体。 2.合成纤维是将单体经化学聚合或缩聚成高分子聚合物。 然后再制成纤维。合成纤维的学名基本上就是根据 高聚物的单体前面加“聚”而命名的。
纺织材料
第 一 节 化 学 纤 维 概 述
第五章化学纤维
（二）纺丝流体（液）的制备 1.纺丝液的制备有熔体法和溶液法两种方法。 2.凡高聚物的熔点低于其分解温度的，多采用将高聚物加 热熔融成流动的熔体进行纺丝，此法称为熔体法； 3.对于熔点高于分解温度的，借用适当的溶剂将高聚物溶 解成流体具有一定黏度的纺丝液，此法称为溶液法 4.一般化学纤维的光泽较强，为使纤维光泽柔和，在纺丝 液中加入二氧化钛消光剂，控制消光剂的含量，可制 成消光(无光)纤维、半消光(半光)纤维和有光纤维。在 纺丝液中通过添加色素、香料、抗菌、导电材料等可 以加工出功能性纤维。
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。
几种化学纤维的各种性能及新型应用
谈化学纤维的各种性能及新型应用聚酰亚胺纤维是20 世纪90 年代兴起的一种高分子有机合成纤维，纤维分子结构中含有稳定的酰亚胺基团。
聚酰亚胺纤维具有耐腐蚀、耐辐射、耐高温和电绝缘等特性，同时还有很好的机械性能，其强度和模量全面超过了Kevlar-49 纤维，在航空航天、原子能、电子、核工业等领域得到了广泛的应用[1]。
由于聚酰亚胺纤维良好的力学性能和电绝缘性能，欧美及日本等一些发达国家已经将其应用扩展到了造纸领域[2, 3]，并且做了初步的研究。
由于聚酰亚胺纤维性质稳定，表面钝化，没有活性基团，且经过打浆处理也不会产生分丝帚化，经过湿法成形得到的原纸强度较低。
为了提高其强度，需要用树脂对原纸进行浸渍处理，但是浸渍量过小纸页强度性能改善不明显，浸渍量过大则对纸页撕裂强度和伸缩率有较大影响。
聚酯纤维具有较好的介电性能和耐高温性能，其熔点在255~260℃之间，在205℃时开始产生黏结，初始分解温度在350℃以上，且纤维伸长率可达7.5%~12.5% ；同时还有优良的耐皱性、弹性和尺寸稳定性，有良好的电绝缘性能，耐日光，耐摩擦，不霉不蛀，有较好的耐化学试剂性能，能耐弱酸及弱碱，能够与其他具有耐高温性能和电绝缘性能的合成纤维混合抄造耐高温绝缘纸[4]。
在聚酰亚胺纤维原纸的抄造过程中添加一定比例的聚酯纤维，不但能够提高纸张的强度，还能在热压过程中发生熔融从而提高纤维间结合力，改善纸张的电气性能。
本文主要研究聚酯纤维对聚酰亚胺纤维纸基材料的强度性能、电气性能、耐高温性能和纸张表面结构的影响，旨在为开发高性能聚酰亚胺纤维纸基材料打下一定理论基础。
随着聚酯纤维添加量的增加，纤维间结合力增强，成纸的抗张指数和伸长率逐渐增大，而撕裂指数逐渐减小。
纸张的耐压强度和介电常数随着聚酯纤维添加量的增大而上升，但介电损耗正切值受其影响不大。
添加聚酯纤维后纤维间结合更加紧密，纸张孔隙率降低，当聚酯纤维添加量为9% 时纸张有较好的强度性能和电气性能，但是对纸张的热稳定性有一定影响。
《纺织材料学》第五版网课题库附答案
第一章：纤维的结构1.大分子中的单基结构会影响纤维的哪些的性能（ABCD）A.耐酸性B.染色性C.吸湿性D.耐光性2.初生纤维的断裂强度可以通过拉伸工序提高，这是由于结晶度得到提高。
×（拉伸工序是取向度的提高。
）3.羊毛纤维是多细胞纤维，所以不存在原纤结构。
×（只要是纤维基本具备原纤结构，但具备完整的原纤结构的只有棉、毛纤维，合成纤维都不具有完整的原纤结构）4.（识记）纺织纤维的结晶度越高，纤维力学性能越好。
×（结晶度越高，纤维力学性能是越好，但是如果过高就会力学性能变差，就会成为脆性纤维，所以不是结晶度越高越好。
）第二章：纺织纤维的形态及基本性质5.其他条件不变，纤维越细，细纱强度（）DA.没有规律B.越低C.不变D.越强6.纤维越长，纱线中的毛羽（）CA.越多B.没有规律C.越少D.没有关系（在保证纺纱具有一定强度下，纤维越长，整齐度高，则可纺纱线性好，细纱条干均匀度好，纱面表面光洁，毛羽较少。
）7.纤维和纱线的特数越高，（）AA.细度越粗B.长度越短C.细度越细D.长度越长（线密度、纤度是正相关，公制支数是负相关。
）8.纺纱工艺设计时使用主体长度。
×（纺纱工艺设计使用品质长度作为参考参数。
）第三章：植物纤维9.（1）棉纤维的长度仅取决于纤维品种。
×（纤维的化学组成、物理性质和长度大小主要取决于生长的部位和本身结构）（2）棉纤维长度较长，即使有较多短绒，也不影响纱线条干均匀度。
（只要短绒的存在就会影响条干均匀度）（3）棉纤维越细，所纺纱线越细，条干均匀度越好，但纱线强力不好。
（纤维越细，所纺纱线越细，条干均匀度越好，纱线强力也会越好，因为细纤维间抱合力大，增加纱线的断裂强力）（4）（识记）棉纤维的成熟系数大小仅与次生层厚度有关。
√（5）正常成熟时，长绒棉成熟度系数比细绒棉的成熟度系数低。
×（两种不同品种的纤维成熟度没有可比性）（6）棉纤维成熟度系数越高，纤维强力越高，有利于成纱条干均匀度。
高分子材料加工原理第五章
(2)纺丝流体从喷丝孔中的剪切流动
向纺丝线上的拉伸流动的转化
(3)流体丝条的单轴拉伸流动
(4)纤维的固化
（二）纤维成型过程中成纤聚合物的变化
(1)几何形态变化 (do (2)物理形态变化 ①宏观状态参数 T-X (温度场) Ci-X (浓度场) ②微观状态参数 取向度 结晶度 网络结构 V-X (速度场) P-X (应力场) dx)
ρxAxVx=常数
T(x)：由补偿式接 触温度计、红外线 拍照等确定 ρ(T) ① 高速摄影法 不发生 结晶时
ρx ≈ K Vx
dx： ②取样器取样法确定
③ 激光衍射法
έ(x) =
dVx dx
Test stand for temperature and velocity measurement: Infrared Camera and Laser Doppler Anemometer
(3)化学结构变化
（三）纺丝过程的基本规律
1.在纺丝线的任何一点上，聚合物的流动是稳态 和连续的.
纺丝线:熔体挤出细流和固化初生纤维的总称. 稳态： , T , Ci , P, 0
t
连续：在稳态纺丝条件下，纺程上各点
每一瞬时所流经的聚合物质量相等（流动
连续性方程) : 熔体纺丝 溶液纺丝 ρxAxVx=常数 ρxAxVxCix=常数
2.纺丝线上的主要成形区域内，占支配地位的形变是单轴拉伸
3.纺丝过程是一个状态参数连续 变化的非平 衡态动力学过程 同 一时间不同位置V 、 T 、 Ci 、 P 等连续变化.
4.纺丝动力学包括几个同时进行并相互联系的单元过程
动能传递、传热、传质、结构参数变化等.
(四)纺丝流体的可纺性
化学纤维知识点总结
化学纤维知识点总结一、化学纤维的分类1. 按来源可分为天然纤维和合成纤维。
天然纤维是指植物、动物等天然产物，如棉、麻、羊毛、丝等。
它们在自然界中存在，并且通过提取、加工等工艺进行纺织。
而合成纤维是指采用石油、天然气等化石能源为原料，经过一系列化学工艺合成的纤维，如涤纶、尼龙、腈纶等。
2. 按结构可分为长链聚合物纤维和短链聚合物纤维。
长链聚合物纤维是指由重复单元较多的高分子化合物构成，如聚酯、聚酰胺、聚丙烯等。
而短链聚合物纤维是指由重复单元较少的高分子化合物构成，如聚乙烯、聚丙烯等。
二、化学纤维的制造工艺1. 合成纤维的制造工艺合成纤维的制造工艺主要包括聚合、纺丝、拉伸、后处理等环节。
首先，将原料经过聚合反应生成高分子化合物。
然后，将高分子化合物经过溶解、过滤等步骤形成纤维素溶液。
接着，通过纺丝机将溶液抽成纤维。
最后，将纺丝出来的原丝进行拉伸、固化等工艺，使其具有一定的力学性能和尺寸稳定性。
2. 天然纤维的制造工艺天然纤维的制造工艺主要包括原料采集、后勤处理、织造等环节。
首先，将植物、动物等原料进行采集，并经过脱胶、退黄、漂白等后处理工艺。
然后，通过纺纱、织布等工艺形成成品纤维，最后再进行染色、印花、整理等工序，得到最终的纤维成品。
三、化学纤维的性能特点1. 强度高化学纤维具有较高的拉伸强度，能够承受较大的张力而不断裂，适用于高强度要求的场合。
2. 柔韧性好化学纤维柔软、蓬松，具有优良的弯曲性和弹性，不易断裂，适合制作软性面料。
3. 耐磨损化学纤维具有良好的耐磨损性能，在重复摩擦、拉扯等环境下不易造成损坏。
4. 抗皱化学纤维具有较好的抗皱性能，易于熨烫、整理，并且使用寿命较长。
5. 易染色化学纤维对染料有较好的吸收性，易染色，色彩鲜艳持久。
6. 易清洗化学纤维纤维易于清洗、干燥，并且不易受潮变形。
四、化学纤维的应用领域1. 纺织品化学纤维用于制作各类纺织品，如服装、织物、家居用品、床上用品等，其中聚酯、涤纶、尼龙等合成纤维用于制作服装等日常用品，而棉、麻、羊毛等天然纤维用于制作面料等。
化学纤维有哪些
化学纤维有哪些目录化学纤维有哪些化学纤维的制备化学纤维的基本分类化学纤维的供需情况服装面料化纤和纤维区别是什么1化学纤维有哪些化学纤维是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物为原料，经过制备纺丝原液、纺丝和后处理等工序制得的具有纺织性能的纤维。
化学纤维又分为两大类：①人造纤维，以天然高分化学纤维纺丝子化合物(如纤维素)为原料制成的化学纤维，如粘胶纤维、醋酯纤维。
②合成纤维，以人工合成的高分子化合物为原料制成的化学纤维，如聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维。
化学纤维具有强度高、耐磨、密度小、弹性好、不发霉、不怕虫蛀、易洗快干等优点，但其缺点是染色性较差、静电大、耐光和耐候性差、吸水性差。
人造纤维主要有粘胶纤维、硝酸酯纤维、醋酯纤维、铜铵纤维和人造蛋白纤维等，其中粘胶纤维又分普通粘胶纤维和有突出性能的新型粘胶纤维(如高湿模量纤维、超强粘胶纤维和永久卷曲粘胶纤维等)。
合成纤维主要有聚酰胺6纤维(中国称锦纶或尼龙6)，聚丙烯腈纤维(中国称腈纶)，聚酯纤维(中国称涤纶)，聚丙烯纤维(中国称丙纶)，聚乙烯醇缩甲醛纤维(中国称维纶)以及特种纤维(包括用四氟乙烯聚合制成的耐腐蚀纤维，耐200℃以上温度的耐高温纤维，强度大于10克/旦、模量大于200克/旦的高强度、高模量纤维，以及难燃纤维、弹性体纤维、功能纤维等)。
20世纪50年代开展合成纤维的改性研究，主要是用物理或化学方法改善合成纤维的吸湿、染色、抗静电、抗燃、抗污、抗起球等性质，同时还增加了化学纤维的品种。
2化学纤维的制备化学纤维通常是将天然或合成的聚合物或无机物制成纺丝熔体或溶液，然后经过滤、计量、从喷丝板(板)挤出成液体细流，再经固化形成纤维。
此时的纤维称为初生纤维，其力学性能很差，必须经过一系列后加工工序才能满足纺织加工和使用的要求。
后加工主要是对纤维进行拉伸和热定型，以提高其力学性能和尺寸稳定性。
拉伸是使初生纤维中大分子或结构单元沿着纤维轴取向;热定形主要是使纤维中内应力松弛。
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四．聚乳酸(PLA)纤维
1.玉米纤维的发展前景
聚乳酸(PLA)纤维是葡萄糖发酵转变而成的 乳酸单体经聚合成为高聚物聚乳酸(PLA)，再 经成纤而得。
PLA最初用于纤维，因为PLA的性能恰好介 于合成纤维和天然纤维之间。其它的应用还 包括膜、纸、热成形及注射塑膜等方面。在 将来、它的应用还将扩展到泡沫注塑容器以 及乳液等方面。
第五章 新型化学纤维
一．Lyocell纤维
1．Lyocell概况 Lyocell纤维是以N—甲基氧化吗啉(NMMO)
一H20为溶剂、用干湿法纺制的再生纤维素纤 维，1980年由德国Akzo-Nobel公司首先取 得工艺和产品专利、1989年由国际人造纤维 和合成纤维委员会（BISFA）正式命名。
Tencel是英国Courtanlds公司生产的 Lyocell纤维的商品名称。目前工业化生产的 还有奥地利Lenzing公司生产的Lyocell纤维和 德国Akzo-Nobel 公司生产的Newcell纤维。
纤维名称
普通粘胶 高湿模量粘胶 Tencel纤维
聚合度
250-300 350-450 500-550
5. Tencel纤维的结晶度
纤维名称
结晶度
普通粘胶
30
高湿模量粘胶
44
Tencel纤维
50
7.Tencel纤维应用
• 纤维应用 • 实例 • 圣麻
二、Modal纤维
Modal是 奥地利兰精(Lenzing)公 司开发的高湿模量的纤维素再生纤维,原 料采用欧洲的榉木,先将其制成木浆,再纺 丝加工成纤维.因该产品原料全部为天然 材料,是100%的天然纤维,对人体无害,并 能够自然分解,对环境无害。
湿强度cN/tex 34-38 10-15 26-30 40-50 19-21
湿伸长%
16-18 25-30 12-14 44-45 13-15
回潮率%
11.5 13
8 0.5 12.5
————————————————————————
a.强度很高，与涤纶相近, b.湿强度变化小
4.Tencel纤维的聚合度
• 1948年至1957年，美国维吉尼亚——— 卡里罗来纳化学公司批量生产维卡拉纤 维。后来，美国知名谷物公司Cargll研 发成功玉米聚乳酸纤维，一度使产量由 3000吨扩充到6000吨。
• 1997年，化学公司Dowpolymers看好 聚乳酸纤维的后期发展，便与Cargll公 司合资组建GDP公司，1999年开始建造 年产14万吨的新工厂，现已正式运营。 2000年美玉米库存为4500吨，非常需要 寻求消化渠道。以玉米制作聚乳酸是最 好的途径。GDP公司预计2年后营业额至 少达3亿美元，其中30％输往日本。
3.Lyocell纤维的性质比较
————————————————————————
物理性能 Tencel 粘胶 棉 涤纶 高模粘胶
———————————————————————
强度cN/tex 42 22-26 20-24 40-52 34-36 伸长率% 14-6 20-25 7-9 40-45 13-15
三、Richcel（丽赛）纤维
Richcel(r)（丽赛(r)）纤维是一种新型的高湿模量再生纤 维素纤维。原料源于日本进口的天然针叶树精制木浆，资源可 再生，废弃物可自然降解，安全环保。
Richcel纤维具有高强度、高湿模量、高聚合度和适当的伸 度，吸湿性好，在性能上与Tencel纤维接近；而市场价格大 大低于Tencel纤维，与Modal较为接近。Richcel织物尺寸稳 定性较好，收缩率较小，较耐洗、耐穿；色泽鲜艳，悬垂性好； Richcel的耐碱性好，与棉混纺织物还可进行丝光处理，改善 织物手感与光泽。因此，Richcel既符合“可持续发展”的要 求，又满足人们日益追求自然、舒适、美观和卫生保健的时尚 需求，具有很好的市场前景。
可卷曲与不可卷曲Lyocell纤维纵、横向形态
• 原料丰富，全世界纤维素年产量1000亿吨/年，目前 仅200万吨用于纤维生产（0.002%）。
• 生产周期短，粘胶投料到纤维需72小时，Lyocell 纤 维仅需3小时。（将纤维素浆粕直接溶解在有机溶剂中， 纺丝、凝固，无化学反应）。
• 生产过程无污染，溶剂N—甲基氧化吗啉(NMMO)一 H20 99.7%得到回收。
纤维性能
①从根本上克服了粘胶纤维的缺点，秉承了该系 列纤维的所有优点，实现了其它高湿模量纤维 素纤维所不能突破的优良性能； ②具有较强的耐碱性，与棉混纺时，可做丝光 整理，使混纺织物更具有特色； ③具有很高的湿强度使生产与服用更理想； ④良好的干伸与湿伸性能，织物具有良好的尺 寸稳定性；
⑤光滑的圆形横截面和全芯结构使纤维光 泽好，极富弹性，悬垂性和滑爽感； ⑥高吸湿度和干燥度，使该纤维的织物具有 良好的舒适感和身体亲和性，是一种全新的 绿色亲肤纤维； ⑦可染性好，鲜艳度极佳，适合所有纤维素 纤维的染整工艺和染料应用； ⑧废弃物可自然降解，安全环保。
• 可生物降解。
• 纺织染整加工中可沿用现有设备
• 纤维制品强度高、服用性能好
2.Tencel 纤维的性能 （纤维素(C6H10O5)n ）
特点： 1.圆截面，光滑，光泽强
2.湿强高, 干强高 3.吸湿透气好
4.染色好, 具生物降解性 5.柔软 ，悬垂好，弹性好
6.缩素纤维6大新品 （铜氨、粘胶、高强高湿模量、醋酯、 三醋酯纤维及Lyocell）成员之一。
奥地利兰精Lenzing公司注册商标 Lyocell；英国考陶尔兹Courtaulds公 司注册商标Tencel。（英、美等注册 商标Tencel，在我国及台湾地区则俗 称为天丝。）
主要特点：
1、原料来自于大自然的木材，使用后可 以自然降解。
2、柔软顺滑、光洁。 4、具有合成纤维的强力和韧性。 5、吸湿透气性好。吸湿能力比棉高出 50%，且吸湿速度极快。 6、与棉相比，其具有良好的形态与尺寸 稳定性。
7、染色性能较好，经过多次洗涤仍保持 鲜艳如新。
8、频繁洗涤后依然柔顺亮丽。