第四章 新型化学纤维
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纺织材料学第四章_化学纤维(3)
普通粘胶纤维可纯纺也可混纺，一般作为 衣料（纯纺、混纺）、被面和装饰织物。
9
②高湿模量粘胶纤维
模量:衡量材料变形难易程度指标，值小材 料易变形。
截面近似圆形。我国商品名称为富强纤维 或莫代尔（modal），日本称虎木棉。
富强纤维
10Βιβλιοθήκη 莫代尔纤维是Lenzing（兰精公司）开发的高 湿模量的再生纤维素纤维。原料是产自欧洲的灌 木林，制成木质浆液后经过专门的纺丝工艺制作 而成，所以与棉一样同属纤维素纤维，具有生物 降解性，并且在纤维生产过程中不产生类似粘胶 纤维的严重污染环境问题，是21世纪的新型环保 纤维。
回潮率(%)
13
12.5
8
涤纶
1.7 40-52 40-52 44-45 44-45
0.5
Lyocell纤维
1.7 40-42 34-38 14-16 16-18 11.5
天丝纤维，拥有棉的“舒适性”、涤纶的
“强度”、毛织物的“豪华美感”和真丝的“独 特触感”及“柔软垂坠”，无论在干或湿的状态 下，均极具韧性。
粘胶纺丝液+凝固浴（硫酸、硫酸钠、硫酸锌)→ 纤维素再生形成纤维 根据纺丝工艺的不同，制得的粘胶纤维的性质不同。
4
3.粘胶纤维的结构特征 （1）化学组成
和棉的成分相同，主要成分为纤维素， 聚合度250-550（棉6000-15000）。 （2）形态结构
普通粘胶横向形态
不规则的锯齿形
普通粘胶纵向形态
1.概况 粘胶纤维是再生纤维素纤维的主要品种，
也是最早研制和生产的化学纤维，其化学 组成与棉纤维相同。因制成的液体很粘， 称为粘胶。
3
2.制造流程 （1）纺丝液的制备
木材、甘蔗渣→纯净的纤维素（纤维素浆粕）→ 稀碱处理→碱纤维素 +CS2 纤维素黄酸酯 +NaoH → 粘胶纺丝液 （2）纺丝成形（湿法纺丝）
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②高湿模量粘胶纤维
模量:衡量材料变形难易程度指标，值小材 料易变形。
截面近似圆形。我国商品名称为富强纤维 或莫代尔（modal），日本称虎木棉。
富强纤维
10Βιβλιοθήκη 莫代尔纤维是Lenzing（兰精公司）开发的高 湿模量的再生纤维素纤维。原料是产自欧洲的灌 木林，制成木质浆液后经过专门的纺丝工艺制作 而成，所以与棉一样同属纤维素纤维，具有生物 降解性，并且在纤维生产过程中不产生类似粘胶 纤维的严重污染环境问题，是21世纪的新型环保 纤维。
回潮率(%)
13
12.5
8
涤纶
1.7 40-52 40-52 44-45 44-45
0.5
Lyocell纤维
1.7 40-42 34-38 14-16 16-18 11.5
天丝纤维，拥有棉的“舒适性”、涤纶的
“强度”、毛织物的“豪华美感”和真丝的“独 特触感”及“柔软垂坠”，无论在干或湿的状态 下，均极具韧性。
粘胶纺丝液+凝固浴（硫酸、硫酸钠、硫酸锌)→ 纤维素再生形成纤维 根据纺丝工艺的不同，制得的粘胶纤维的性质不同。
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3.粘胶纤维的结构特征 （1）化学组成
和棉的成分相同，主要成分为纤维素， 聚合度250-550（棉6000-15000）。 （2）形态结构
普通粘胶横向形态
不规则的锯齿形
普通粘胶纵向形态
1.概况 粘胶纤维是再生纤维素纤维的主要品种，
也是最早研制和生产的化学纤维，其化学 组成与棉纤维相同。因制成的液体很粘， 称为粘胶。
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2.制造流程 （1）纺丝液的制备
木材、甘蔗渣→纯净的纤维素（纤维素浆粕）→ 稀碱处理→碱纤维素 +CS2 纤维素黄酸酯 +NaoH → 粘胶纺丝液 （2）纺丝成形（湿法纺丝）
新型化学纤维
家用制品：抹布、个人卫生用品、室內 装饰品、垃圾网、手巾、尿布表层织物、室 外休闲用具、防紫外线帐篷、雨伞、窗帘布 、罩布等 卫生医疗制品：手术缝合线、卫生纱布 和脱脂棉、绷带、一次性卫生用品、一次性 工作服、其复合材料可作为骨结合部固定材 料等
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
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 高湿模量粘胶 Tencel纤维
30 44 50
7.Tencel纤维应用源自Lyocell纤维是人造纤维素纤维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。）
玉米纤维的主要应用领域：
服装行业：內衣、外衣、运动服、衬衫、T恤、茄克衫、 长袜、礼服等 建筑行业：地面覆盖增强材料、防土壤流失土工布、网、 垫子、沙袋等 农业、林业：种植类用网和无纺织物、防杂草袋和网、养 护薄膜、奶酪包布、绑带、催热膜、种子袋、农用化学品和 化肥袋等 渔业：渔网、海带养殖网、鱼线等 食品行业：包装材料、过滤网等
• 直接聚合法主要是指由精制的乳酸直接 进行聚合(缩合)的方法。 这种方法是最早也是最简单的生产方 法。其主要特点是生产工艺流程短，成 本低，生产过程对环境友好，具有一定 的技术优势，但是得到的分子量较低， 难以满足制造高分子材料制品的加工要 求。
丙交酯开环聚合法是目前合成聚乳酸最常见 的方法。该方法生产工序为：首先将乳酸 脱水环化制成丙交酯，然后通过将丙交酯 开环聚合制得聚乳酸。丙交酯开环聚合方 法还可进一步分为本体聚合和溶液聚合两 种。采用该法合成的玉米纤维平均分子量 较高，应用范围也较广。但是生产工艺流 程长，工艺复杂，生产成本较高。 纺丝：熔融纺丝法
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
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 高湿模量粘胶 Tencel纤维
30 44 50
7.Tencel纤维应用源自Lyocell纤维是人造纤维素纤维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。）
玉米纤维的主要应用领域：
服装行业：內衣、外衣、运动服、衬衫、T恤、茄克衫、 长袜、礼服等 建筑行业：地面覆盖增强材料、防土壤流失土工布、网、 垫子、沙袋等 农业、林业：种植类用网和无纺织物、防杂草袋和网、养 护薄膜、奶酪包布、绑带、催热膜、种子袋、农用化学品和 化肥袋等 渔业：渔网、海带养殖网、鱼线等 食品行业：包装材料、过滤网等
• 直接聚合法主要是指由精制的乳酸直接 进行聚合(缩合)的方法。 这种方法是最早也是最简单的生产方 法。其主要特点是生产工艺流程短，成 本低，生产过程对环境友好，具有一定 的技术优势，但是得到的分子量较低， 难以满足制造高分子材料制品的加工要 求。
丙交酯开环聚合法是目前合成聚乳酸最常见 的方法。该方法生产工序为：首先将乳酸 脱水环化制成丙交酯，然后通过将丙交酯 开环聚合制得聚乳酸。丙交酯开环聚合方 法还可进一步分为本体聚合和溶液聚合两 种。采用该法合成的玉米纤维平均分子量 较高，应用范围也较广。但是生产工艺流 程长，工艺复杂，生产成本较高。 纺丝：熔融纺丝法
第四章-化学纤维(2)
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4.耐光性
耐光性差（端基对光、热、氧敏感），久晒 变黄，强度下降。 日晒16周后有光锦纶的强度下降23％，无光锦 纶的降50％。
有光锦纶：光泽强，发亮，长丝一般是有光的。
无光锦纶：添加消光剂（二氧化钛），减少或消
除过强的光泽。
35
5.吸湿染色性 因大分子链上含有亲水基团，具 有中等的回潮率，（在合纤中位居第 二，回潮率4.5%），染色性能好。
6.化学性质 耐碱性优良但不耐酸，对氧化剂 的稳定性也较差。
36
（三）锦纶的应用 服装：袜子、羽绒服面料、泳衣面料等 产业用：轮胎帘子线、鱼网、运输带。
37
三、聚酯纤维（涤纶polyester, PET）－－挺括不皱
概况： 聚酯纤维品种较多，我国将聚对苯二甲酸乙 二酯纤维简称为涤纶。英国的商品名为Terylene， 美国商品名为Dacron。涤纶是合成纤维的一大类 属和主要品种，其产量居所有化学纤维之首。涤 纶的发展最快，可仿各种天然纤维。
高弹丝 低弹丝
空气变形丝
网络丝
②异形纤维
采用非圆形喷丝板孔加工的非圆形截面的纤维
异形纤维
吸湿排汗纤维
远红外线聚酯中空纤维
③复合纤维:
两种或两种以上的高聚物或性能不同 的同种聚合物通过一个喷丝孔纺成的 纤维。 双侧型: 具有良好的卷曲稳定性。 皮芯型: 锦为皮，涤为芯，可兼有锦 的染色性好、耐磨和涤纶挺括、弹性 好的优点。 海岛型: 可用于制造超细纤维。
41
（3）力学性质
①强度和伸长 强度高伸长大，干湿强度相当。根据工艺条件可生 产出：高强低伸型、低强高伸型、中强中伸型。 ②弹性和耐磨性 平面结构的苯环受力后变形，外力消失后变形恢 复，故弹性较好，因此织物挺括抗皱，尺寸稳定。 耐磨性仅次于锦纶。 ③洗可穿性 洗可穿性好体现在：易洗、快干、免烫。 涤纶织物吸湿性低、不易变形、弹性回复率高， 因此洗可穿性好。
4.耐光性
耐光性差（端基对光、热、氧敏感），久晒 变黄，强度下降。 日晒16周后有光锦纶的强度下降23％，无光锦 纶的降50％。
有光锦纶：光泽强，发亮，长丝一般是有光的。
无光锦纶：添加消光剂（二氧化钛），减少或消
除过强的光泽。
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5.吸湿染色性 因大分子链上含有亲水基团，具 有中等的回潮率，（在合纤中位居第 二，回潮率4.5%），染色性能好。
6.化学性质 耐碱性优良但不耐酸，对氧化剂 的稳定性也较差。
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（三）锦纶的应用 服装：袜子、羽绒服面料、泳衣面料等 产业用：轮胎帘子线、鱼网、运输带。
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三、聚酯纤维（涤纶polyester, PET）－－挺括不皱
概况： 聚酯纤维品种较多，我国将聚对苯二甲酸乙 二酯纤维简称为涤纶。英国的商品名为Terylene， 美国商品名为Dacron。涤纶是合成纤维的一大类 属和主要品种，其产量居所有化学纤维之首。涤 纶的发展最快，可仿各种天然纤维。
高弹丝 低弹丝
空气变形丝
网络丝
②异形纤维
采用非圆形喷丝板孔加工的非圆形截面的纤维
异形纤维
吸湿排汗纤维
远红外线聚酯中空纤维
③复合纤维:
两种或两种以上的高聚物或性能不同 的同种聚合物通过一个喷丝孔纺成的 纤维。 双侧型: 具有良好的卷曲稳定性。 皮芯型: 锦为皮，涤为芯，可兼有锦 的染色性好、耐磨和涤纶挺括、弹性 好的优点。 海岛型: 可用于制造超细纤维。
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（3）力学性质
①强度和伸长 强度高伸长大，干湿强度相当。根据工艺条件可生 产出：高强低伸型、低强高伸型、中强中伸型。 ②弹性和耐磨性 平面结构的苯环受力后变形，外力消失后变形恢 复，故弹性较好，因此织物挺括抗皱，尺寸稳定。 耐磨性仅次于锦纶。 ③洗可穿性 洗可穿性好体现在：易洗、快干、免烫。 涤纶织物吸湿性低、不易变形、弹性回复率高， 因此洗可穿性好。
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：
第四章 聚丙烯纤维
第四章 聚丙烯纤维
3.丙烯聚合 丙烯聚合类型可分为五类，即溶液聚合法、淤浆聚 合法、本体聚合法、气相聚合法和本体法-气相法组合 工艺。 （1）溶液聚合法 溶液聚合是早期采用的方法。丙烯 单体在160~170 ℃的温度、2.8~7.0MPa的压力和催化 剂作用下进行聚合，得到的聚合物溶解在溶剂中。该方 法工艺流程长，无规物含量高，成本极高。溶液聚合工 艺已被淘汰。
第四章 聚丙烯纤维
对于第一代催化剂，TiCl3是通过用Al还原TiCl4制
得的。TiCl3和AlCl3的结晶混合物通过研磨粉碎至比表
面积为30m2/g—40m2/g，转化为具有较高活性δ -态。
第二代催化剂的TiCl4用一氯二乙基氯（DEAC）还原为
TiCl3，该物质在去除绝大部分的铝组分后转化为高度
第四章 聚丙烯纤维
均相茂金属催化剂迅速发展的原因有： ①高活性，几乎100％金属形成活性中心（原来钛系 只有1％~3％）； ②单一活性中心，可获得分子量分布很窄（1.051.8），共聚物组成均一的产物； ③立构规整能力高。 因此，可以实现聚合物结构设计和性能控制，如密 度、分子量及其分布（包括单峰或双峰）、共聚物组成 分布、共单体结合量、侧链支化度、晶体结构、熔点等。 茂金属催化剂用于淤浆聚合、溶液聚合、气相聚合等 方法，无需脱灰工序。在许多方面，茂金属催化剂已超 过钛系Z-N催化剂，可以说茂金属是带有革命性的催化剂。
第四章 聚丙烯纤维
2.催化剂 催化剂是配位聚合的核心问题。过去等规聚丙烯 (IPP)的聚合均采用多相Ziegler-Natta（Z-N）催化剂 完成，经过40多年的改进发展，已由最初的第一代常 规TiC13催化剂，发展到现在的高活性、高性能的第三 代和第四代的催化剂，不仅催化活性呈几百乃至几千 倍的提高，而且等规度达到98%以上的高水平，产品无 须脱灰和脱无规物，甚至无须造粒。近年来出现的金 属茂催化剂，以其高效性得到了迅速发展。
第四章 化学纤维.ppt
化学纤维分类
二、按形态结构分
3、按截面形状
圆形纤维 异形纤维：用异形喷丝孔纺制的具有特殊横截面形状的 化学纤维 复合纤维：由两种或两种以上高聚物，或具有不同分子 量的同一高聚物经复合纺丝法制成的化学纤维
4、按光泽
有光纤维 半光纤维 无光纤维
化学纤维分类
三、按性能特点
结构
性能特点：良好的耐磨性
锦纶
2、性能 （1）比重小于涤纶； （2）弹性好； （3）最突出的特性是耐磨性好； （4）耐碱不耐酸； （5）外观不如涤纶挺括； （6）耐热性不如涤纶； （7）耐光性差；
三、丙纶Polypropylene (PP)
结构
性能特点：密度小于水 零吸湿 具有较强的芯吸作用
应用：醋酯、维纶、氯纶、腈纶，但较少采用
有色纺丝
定义：在纺丝熔体或溶液中加入适当的着色
剂，经纺丝后直接制成有色纤维 特点：可提高染色牢度，降低染色成本， 减少污染环境
异形纤维纺丝
定义：用非圆形喷丝孔，制取各种不同截面形
状的异形纤维。 类型：三角形、Y形、星形和中空纤维等
复合纤维纺丝
定义：将两种或两种以上不同化学组成或不同 浓度的纺丝流体，同时通过一个具有特殊分配 系统的喷丝头而制得。在进入喷丝孔之前，两 种成分彼此分离，互不混合，在进入喷丝孔的 瞬间，两种液体接触，凝固粘合成一根丝条， 从而形成具有两种或两种以上不同组分的复合 纤维。
一、涤纶 二、锦纶 三、丙纶 四、腈纶 五、维纶 六、氯纶 七、氨纶
合成纤维特点
1、光泽强 2、染色性、吸湿性差 3、易产生静电、易沾污 4、强度大、易起球 5、抗熔孔性差 6、不霉不蛀
纺织材料学课件第四章_化学纤维(化学纤维概述)
17
集束、拉伸、卷曲、定形
18
命名：在单体名称前加“聚”。
聚丙烯纤维： [CH2－CH]n
CH3
聚氯乙烯纤维 聚酯纤维 聚酰胺纤维 聚丙烯腈纤维 聚乙烯醇纤维的提纯或聚合→纺丝熔体或溶液的制备 →纺丝成形→ 后加工（牵伸、卷曲、上油、切断）
1. 高聚物的提纯或聚合 （1）再生纤维 由天然高分子聚合物经化学加工制造而成。天
（1）再生纤维素纤维 如粘胶纤维（最多）、铜氨纤维，原料为木材、
棉短绒等。依纤维素溶解成纺丝液的方法命名。
（2）再生蛋白质纤维 如大豆蛋白质纤维、牛奶纤维，原料为大豆、
牛奶。依蛋白质的来源命名。
5
2.合成纤维 以煤、石油、天然气及一些农副产品等为原
料制成单体后，经化学聚合成高聚物，然后再纺 制成的纤维。如涤纶、锦纶（我国的商品名）等。
后加工的目的：使纤维具有一定的物理机 械性能（强力、伸长、抗静电、抱合力等）。
16
短纤维后加工路线： （1）集束：获得大股丝束。 （2）拉伸：改变取向度，改善力学性质（如增 加强度、降低伸长）。 （3）上油：抗静电，减小摩擦。 （4）卷曲：提高抱合力，增加可纺性。 （5）干燥定形：去除水分，提高结构稳定性。 （6）切断：切成规定长度的短纤维。
9
3.纺丝成形 将纺丝流体从喷丝头的喷丝孔中压出，呈细丝状
液体，再在适当介质中固化成细丝，这一过程称为 纺丝。根据纺丝流体制备的方法分熔体纺丝法和溶 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。喷丝孔的形状决定了 丝的形状。
将高聚物溶解在适当的溶剂中（如粘胶、维纶、腈 纶等的制造）。
集束、拉伸、卷曲、定形
18
命名：在单体名称前加“聚”。
聚丙烯纤维： [CH2－CH]n
CH3
聚氯乙烯纤维 聚酯纤维 聚酰胺纤维 聚丙烯腈纤维 聚乙烯醇纤维的提纯或聚合→纺丝熔体或溶液的制备 →纺丝成形→ 后加工（牵伸、卷曲、上油、切断）
1. 高聚物的提纯或聚合 （1）再生纤维 由天然高分子聚合物经化学加工制造而成。天
（1）再生纤维素纤维 如粘胶纤维（最多）、铜氨纤维，原料为木材、
棉短绒等。依纤维素溶解成纺丝液的方法命名。
（2）再生蛋白质纤维 如大豆蛋白质纤维、牛奶纤维，原料为大豆、
牛奶。依蛋白质的来源命名。
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2.合成纤维 以煤、石油、天然气及一些农副产品等为原
料制成单体后，经化学聚合成高聚物，然后再纺 制成的纤维。如涤纶、锦纶（我国的商品名）等。
后加工的目的：使纤维具有一定的物理机 械性能（强力、伸长、抗静电、抱合力等）。
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短纤维后加工路线： （1）集束：获得大股丝束。 （2）拉伸：改变取向度，改善力学性质（如增 加强度、降低伸长）。 （3）上油：抗静电，减小摩擦。 （4）卷曲：提高抱合力，增加可纺性。 （5）干燥定形：去除水分，提高结构稳定性。 （6）切断：切成规定长度的短纤维。
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3.纺丝成形 将纺丝流体从喷丝头的喷丝孔中压出，呈细丝状
液体，再在适当介质中固化成细丝，这一过程称为 纺丝。根据纺丝流体制备的方法分熔体纺丝法和溶 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。喷丝孔的形状决定了 丝的形状。
将高聚物溶解在适当的溶剂中（如粘胶、维纶、腈 纶等的制造）。
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涤纶长丝 1.38 1.58 265 70 0.4 4.0-5.0 4.06-4.85 30-40 1200 50-60
锦纶长丝 1.14 1.57 215 40 4.5 4.5-5.3 3.97-5.29 40 300 35
沸水收缩率/%
染料种类 染色温度/℃
8—15
分散性染料 100
8—15
分散性染料 130
4.PLA的纤维特性
（1）比重 玉米纤维的比重为1.27，在纺织纤维中是较轻的，制 成的织物轻盈舒适。 （2）机械性质 玉米纤维的强度、伸长与涤纶和锦纶差不多，但初始 模量较低，在小负荷作用下容易变形，具有很好的手感 。玉米纤维的回弹性很好，延伸5％时，弹性恢复率为 93%，延伸10%时，弹性恢复率为64%，优于涤纶纤维。 （3）吸湿性 玉米纤维的吸湿性优于涤纶纤维，在标准状态下，回 潮率为0.4%—0.6%。 （4)染色性能 玉米纤维的染色以分散性染料为好，能染浅、中或深 的色泽，由于其折射率低，能染成深色。染品的耐洗牢 度和染料移染速率良好，色牢度高于3级。
8—15
酸性染料 100
(8)生物降解性
生物降解性：玉米纤维具有良好的生物降解性，在堆肥化或自 然环境下，最终降解成CO2和H2O。 降解机理：首先是在一定的温湿度和PH值条件下，遇水降解， 然后微生物加速降解。其机理为水解降解和生物降解。 生物降解方法： 降解(也称混合肥中分解)：这种堆肥条件的温度为60℃，相对湿 度为90％，其降解的主要机理是水解，通过温度来催化，然后由细 菌对残留碎屑进行蚕食。 活性污泥中降解：主要是通过大量存在的细菌，使玉米纤维急 速分解，一般只需数月，制品强力即丧失。
表1: Lactron纤维与涤纶纤维、锦纶纤维的性能比较
性能 密度/g· cm-3 折射率/% 熔点/℃ tg/℃ 标准回潮率/% 拉伸强度/(cN· dtex-1) 强度/(cN· dtex-1) 伸长率/% 杨氏模量/（Kg· mm-2） 结晶度/%
Lactron纤维 1.27 1.4 175 57 0.5 4.0-5.0 3.97-4.85 25-35 400-600 ＞70
• 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。
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。
• 可持续性:PLA相对于其它的塑料而言更具可持 续性。与合成聚合物相比，PLA中的单体来自 于可重复使用资源,年复一年生长的农业资源。 • 可以生物降解:纤维类似于诸如丝、棉花、羊 毛、大麻以及黄麻等等，都属于天然纤维．是 可以生物降解的。特殊条件如较高的温度和湿 度、尤其是混合肥料环境时,PLA产品将会完全 地分解为二氧化碳和水。
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
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
30 44 50
7.Tencel纤维应用
处理前
2.5个月后
3个月后
土地埋入降解：将使用过的玉米纤维埋入地 下，经过2~3年，在土中微生物的作用下玉米 纤维的强力和其它性能基本上全部或大部分损 失。 海水浸渍降解：同土地埋入法相仿。
• 1989年，日本钟纺公司与岛津制作所合 作开发玉米聚乳酸纤维，原料来源于岛 津制作所和GDP公司， • 1994年开发出商品名为Lactron的纤维， 1998年又开发出此纤维的系列产品，并 于长野冬季奥林匹克运动会上展示了由 Lactron纤维制成的各种服饰。 • 2000年1月，钟纺公司与GDP合作，联 合生产聚乳酸纤维树脂。目前，聚乳酸 纤维成本过高的问题亦因聚乳酸树脂工 厂的投产而得到解决。 • 现在，世界各工厂生产的聚乳酸纤维的 原料均来自美国GDP公司，而杜邦公司 等也有建厂计划。相信，玉米纤维这种 生物降解高分子产品将在21世纪得到广 泛应用。
Lyocell纤维是人造纤维素纤维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。）
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。 • 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.缩水小, 洗可穿性 缺点：易原纤化
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 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 ————————————————————————
丽赛、天丝和莫代尔并称为“高档纤维素纤 维三剑客”。
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。
第四章 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。
• 从环保的观点看来，玉米聚乳酸纤维以 其低原料能源取胜于合成纤维，并且在 生物降解方面获得极高评价。我国有极 其丰富的玉米原料，每年产量在12亿吨 以上，占世界总产量的四分之一左右， 而且由于世界市场玉米价格低迷，我国 不少玉米产区经常发生“卖粮难”的问 题。在急需为玉米找到良好消化渠道的 我国，生产玉米纤维可谓孕育着极大的 商机；尤其在减少污染加强环保方面， 生产玉米纤维无疑可造福万代。
(5)光学性质： 玉米纤维具有较低的光折射指数，光泽柔和，其织 物具有丝绸般的光泽，比涤纶服装更华丽美观。而 且耐紫外线，经日晒500小时后，仍保持90％的强 力，在氙弧光下不褪色，洗涤后基本上不变色。 (6)热学性质： 玉米纤维的熔点为175℃，明显低于涤纶纤维和锦 纶纤维。玻璃化转变温度适宜，为57℃，介于涤纶 和锦纶之间。沸水收缩率为8—15%。 (7)阻燃性 玉米纤维的极限氧指数是常用纤维中最高的(26 ％～27％)，和羊毛的极限氧指数(24％～25％)相 似，优于涤纶纤维(23％～24％)，接近于国家标准 对阻燃纤维极限氧指数的要求(28%～30%)，燃烧 时发热量低(只有涤纶纤维的16%)，只有轻微的烟 雾释出(只有涤纶纤维的57％)，易自熄，火灾危险 性小。
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。
• 直接聚合法主要是指由精制的乳酸直接 进行聚合(缩合)的方法。 这种方法是最早也是最简单的生产方 法。其主要特点是生产工艺流程短，成 本低，生产过程对环境友好，具有一定 的技术优势，但是得到的分子量较低， 难以满足制造高分子材料制品的加工要 求。