纤维化学与物理课件第六章 合成纤维
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《合成纤维》PPT课件
3、干法纺丝 也需要将聚合物溶解在溶剂中配成纺丝溶液，而后段过程与熔体纺丝相似，
从喷丝头挤压出来的细流不是进入凝固浴，而是导入纺丝甬道，在甬道中 利用热空气使细流中的溶剂挥发而凝固成纤维。
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三、成纤聚合物的力学状态
合成纤维一般都具有机械强度、耐磨性能好、密度轻、耐 酸、耐碱、耐氧化剂以及不易霉蛀等特点，但也存在吸湿 低、透气性差、容易产生静电、易沾污、不易染色等缺点， 为了提高纤维的使用性能，必须了解各种纤维的结构和性 能。
第二章 纺织纤维
本章知识点：
2.1 合成纤维 2.2 纤维素纤维 2.3 蛋白质纤维 2.4 蛋白质纤维的化学加工 重点：聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯等纤维 的合成、结构和理化性质，纤维素和蛋白质的基 础知识，棉、麻、蚕丝、羊毛纤维的结构和理化 性质。
难点：聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯等纤维 的合成，蚕丝、羊毛的化学加工。
子的各个链节间都是以酰胺基“－CONH－”相联，所以把这类缩聚物通称为
聚酰胺或尼龙。
聚酰胺-
聚酰胺610
1010 聚酰胺 -6
种类
聚酰胺12 聚酰胺11
聚酰胺66
产量最大
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16
2.1.3 聚酰胺纤维PA
一、聚酰胺6和66的合成
1、聚酰胺6的合成 聚已内酰胺，可由已内酰胺在高温下，微量水存在时的聚合反应如下:
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20
2.1.3 聚酰胺纤维
五、聚酰胺纤维的改性
1、改变二元酸或二元胺
2、交联和接枝 利用甲醛进行交联，交联发生在无定形区。还可通过接枝聚
合，使聚酰胺纤维性质获得改善，如聚己二酰己二胺纤维 纤维与环氧乙烷接枝聚合后，使纤维具有很好的柔软性和 亲水性。
从喷丝头挤压出来的细流不是进入凝固浴，而是导入纺丝甬道，在甬道中 利用热空气使细流中的溶剂挥发而凝固成纤维。
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三、成纤聚合物的力学状态
合成纤维一般都具有机械强度、耐磨性能好、密度轻、耐 酸、耐碱、耐氧化剂以及不易霉蛀等特点，但也存在吸湿 低、透气性差、容易产生静电、易沾污、不易染色等缺点， 为了提高纤维的使用性能，必须了解各种纤维的结构和性 能。
第二章 纺织纤维
本章知识点：
2.1 合成纤维 2.2 纤维素纤维 2.3 蛋白质纤维 2.4 蛋白质纤维的化学加工 重点：聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯等纤维 的合成、结构和理化性质，纤维素和蛋白质的基 础知识，棉、麻、蚕丝、羊毛纤维的结构和理化 性质。
难点：聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯等纤维 的合成，蚕丝、羊毛的化学加工。
子的各个链节间都是以酰胺基“－CONH－”相联，所以把这类缩聚物通称为
聚酰胺或尼龙。
聚酰胺-
聚酰胺610
1010 聚酰胺 -6
种类
聚酰胺12 聚酰胺11
聚酰胺66
产量最大
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2.1.3 聚酰胺纤维PA
一、聚酰胺6和66的合成
1、聚酰胺6的合成 聚已内酰胺，可由已内酰胺在高温下，微量水存在时的聚合反应如下:
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2.1.3 聚酰胺纤维
五、聚酰胺纤维的改性
1、改变二元酸或二元胺
2、交联和接枝 利用甲醛进行交联，交联发生在无定形区。还可通过接枝聚
合，使聚酰胺纤维性质获得改善，如聚己二酰己二胺纤维 纤维与环氧乙烷接枝聚合后，使纤维具有很好的柔软性和 亲水性。
合成纤维PPT
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中空纤维
➢ 中空纤维的保暖性和蓬松性优良，某些 中空纤维还具有特殊用途，如制作反渗 透膜，用于人工肾脏、海水淡化、污水 处理、硬水软化、溶液浓缩等。
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复合纤维
❖ 复合纤维是指用两种或 两种以上不同的高分子 物粘并成为一根纤维。 复合纤维最突出的特点 是大多数都具有三维空 间的立体卷曲，所以具 有高度蓬松性、延伸性 和覆盖能力。
❖ 市场上销售的涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、氨纶等都属于合 成纤维。
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2
合成纤维的分类
❖ 聚酯类纤维——聚对苯二甲酸乙二酯纤维（涤纶）、各类 改性聚酯纤维等。
❖ 聚酰胺类纤维——聚酰胺6纤维（锦纶6）、聚酰胺66纤维 （锦纶66）、聚酰胺1010纤维（锦纶1010）、芳香族聚 酰胺纤维（芳纶）等。
❖ 聚烯烃类纤维——聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚丙烯纤维 （丙纶）、聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）、聚氯乙烯纤维 （氯纶）、聚乙烯纤维（乙纶纤维）等。
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❖ 目前全世界化学纤维生产中短纤维的产量高 于长丝。根据纤维特点，有些品种（如锦纶） 以生产长丝为主；有些品种（如腈纶）则以 生产短纤维为主；而有些品种（如涤纶）则 长丝与短纤维比例比较接近。
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第二节 涤纶（PET）
❖ 涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维（Polyethylene Terephthalate Fiber， PET Fiber）的商品名称，英 国商品名为特丽纶（Terylene），美国商品名为达可 纶(Dacron)。
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二、涤纶的结构
1．涤纶的形态结构 ❖ 在一般光学显微镜下观察，普通涤纶的纵向为光滑、均匀、
无条痕的圆柱体，横截面为圆形。
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纤维化学与物理-第六章聚酰胺纤维
第六章聚酰胺纤维P265-2721主要内容6.1 聚酰胺纤维概况6.2 聚酰胺66纤维（锦纶66）和聚酰胺6纤维（锦纶6）一、生产原理二、结构特征三、主要性质2本章教学目标和要求：�了解锦纶纤维的生产，重点掌握锦纶纤维的结构与性能特点，关注锦纶纤维生产中牵伸作用对其超分子结构与染色性能的影响以及锦纶6、锦纶66熔点差异性的原因。
36.1 聚酰胺纤维概况�聚酰胺纤维（polyamide fiber，PA）是指其分子主链由酰胺键（－CO－NH－）连接的一类合成纤维，各国的商品名称不同：�我国——锦纶，�美国和英国——“尼龙或耐纶（Nylon）”，�前苏联称——“卡普隆（Kapron）”，�德国——“贝纶（Perlon）”，�日本——“阿米纶（Amilan）”4发展历史：�是世界上最早实现工业化生产的合成纤维，也是化学纤维的主要品种之一。
�1935年，Carothers及其合作者在进行缩聚反应的理论研究时，在实验室用己二酸和己二胺制成了高分子量的线型缩聚物聚己二酰己二胺（聚酰胺66）。
�1936～1937年，杜邦公司根据Carothers的研究结果，用熔体纺丝法制成聚酰胺66纤维，并将该纤维产品定名为尼龙（Nylon），是第一个聚酰胺品种，1939年实现了工业化生产。
�另外，德国的Schlack在1938年发明了用己内酰胺合成聚己内酰胺（聚酰胺6）和生产纤维的技术，并于1941年实现工业化生产。
56聚酰胺品种：�脂肪族聚酰胺包括尼龙6、尼龙11、尼龙12；尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙1010和尼龙46等；�一般可分成两大类：�一类由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得，其通式为：�另一类是由二元胺和二元酸缩聚制成的，其通式为：[N H ︵C H 2︶x N H C O ︵C H 2︶y C O ] n [ N H ︵C H 2︶x C O ]n�芳香族聚酰胺包括聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（Kevlar，我国称芳纶1414）和聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（Nomex，我国称芳纶1313）等；�混合型的聚酰胺包括聚己二酰间苯二胺（MXD6）和聚对苯二甲酰己二胺（聚酰胺6T）等。
纤维化学与物理课件第六章 合成纤维
(5)染色性能
✓常用有机溶剂如丙酮、苯、三氯甲烷、苯酚-氯仿、苯酚氯苯、苯酚-甲苯在室温下能使涤纶溶胀，在70℃-110℃下 很快溶解。
✓涤纶还能在2％的苯酚、苯甲酸或水杨酸的水溶液、0.5％ 氯苯的水分散液、四氢萘及苯甲酸甲酯等溶剂中溶胀，所 以酚类化合物常用作涤纶染色的载体。
(6)起毛起球现象
(7)静电现象
(8)低聚物及其对染色性能的影响
(9)其它理化性能--燃烧性、对微生物作用的稳定性、耐光性
三、其它聚酯纤维
❖1.阳离子可染聚酯（CDP或CDPET）纤维
▪ 在PET分子链中引进能结合阳离子染料的酸性 基团，采用共聚、接枝共聚等方法在PET大分 子链上加入第三或第四单体，即制备得阳离子 染料染色的改性涤纶
❖9.三维卷曲中空聚酯纤维
▪ 填充、保暖纤维 ▪ 四孔、七孔甚至九孔
②弹性和耐磨性：涤纶无论是承受拉伸、弯曲还是承受剪 切形变时，均具有良好的弹性回复性能。快速地加负荷， 然后去负荷，1min后涤纶的弹性回复率为：伸长2％时， 弹性回复率为97％；伸长4％时，弹性回复率为90％；伸 长8％时，弹性回复率为80％。由于涤纶的弹性模量高， 受力不易变形，又由于涤纶的弹性回复率高，变形后容易 回复，再加上吸湿性低，所以涤纶织物穿着挺括，形状稳 定性好。
5.差别化纤维 6.异形纤维
➢ 异形纤维定义 ➢ 异形纤维的特点
异形纤维具有特殊的光泽，并具有蓬松性、耐污性和 抗起球性，纤维的回弹性与覆盖性也可得到改善。如下：
✓三角形横截面的涤纶或锦纶与其它纤维的混纺织物有闪光效应； ✓十字形横截面的锦纶回弹性强； ✓五叶形横截面的涤纶长丝有类似真丝的光泽、抗起球、手感和覆盖性良好； ✓扁平、带状、哑铃形横截面的合成纤维纤维具有麻、羚羊毛和兔毛等纤维的 手感和光泽； ✓中空纤维的保暖性和蓬松性优良，某些中空纤维还具有特殊用途，如制作反 渗透膜，用于人工肾脏、海水淡化、污水处理、硬水软化、溶液浓缩等。
人教版高中化学必修2课件 合成纤维
合成纤维
2.锦纶（聚酰胺，第二位）
易染色
3.腈纶（聚丙烯腈）
性质类似羊毛（合成羊毛），用途广，来 源丰富，发展快。
合成纤维
四、成纤高聚物的特征 线型高分子 具有较高的拉伸强度和适宜的延 伸度。
合成纤维
四、成纤高聚物的特征 具有适宜相对分子质量 过高不易加工，过低者性能不好。
主要成纤高聚物的相对分子质量
高聚物 相对分子质量 高聚物 聚乙烯醇 相对分子质量 60000-80000 聚酰胺-6或-66 16000-22000
聚酯
聚丙烯腈
16000-20000
50000-80000
全同聚丙烯
180000300000
合成纤维
四、成纤高聚物的特征
分子链间必须有足够的次价力
分子间次价力越大，纤维的强度 越高。
再纤维素纤维 二醋酯纤维 三醋酯纤维
合成纤维ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ合成纤维
杂纤维 碳链纤维
等……
聚酰胺纤维 聚酯纤维 聚氨酯纤维 等……
聚丙烯睛纤维
聚乙烯醇缩醛纤维
合成纤维 三、三大合成纤维
1.涤纶（聚酯为基 础，产量第一位） （1）抗皱性、保形性、耐热性、电绝缘 ，织物易洗、快干、免熨。 （2）不需混纺，不起球。 （3）染色比锦纶差。
知识点——合成纤维
合成纤维 一、合成纤维定义： 合成纤维
由合成的高分子化合物加工制成的纤维。根 据大分子主链的化学组成，又分为杂链纤维和 碳链纤维两类。
合成纤维
二、纤维的分类
按来源分类
天然纤维 棉花、 羊毛、 蚕丝、 麻 等…… 人 造 纤 维
化学纤维 合 成 纤 维
合成纤维
人造纤维
再生蛋白质纤维 再生纤维素纤维 粘胶纤维 铜氨纤维
合成纤维之涤纶 PPT
随之聚合反应程度的提高,体系粘度增加,在工程上,将 聚合分段在两反应器内进行。前段预缩聚:270℃,2000--3300Pa; 后段预缩聚:280---285℃,60---130Pa
为什么先开发酯交换法,后开发直截了当酯化法制备 PET??
第一节、概述 1、1 生产原 理
选择酯交换聚酯路线的原因: 1、对苯二甲酸熔点特别对高苯,二30甲0℃酸升用华乙,在二溶醇剂直中截溶了解度特 别小,难以用精馏、结晶当等酯方化法聚来酯提路纯线。难提纯 2、原料纯度不高时,难以控制两种单体的等基团数比 3、聚酯化反应平衡系数小,需在高温、高度减压条件下排 除低分子副产物,才能获得高分子量。
新的基团的引入,使纤维的Tm、Tg以及结晶度均降低。在无 定形区,分子间隙增加,有利于染料分子渗透到内部,但强度下 降。
第二节、改性涤纶
CDP 织物的抗起毛起球性能提高,使手感柔软、丰满,可制作 高档仿毛织品。 CDP容易染色,吸色率提高,吸湿性也有改善,但普通的CDP染
色时仍需高温( 120~140℃)高压或在加入载体的条件 下进行。要求所选染料有好的热稳定性
2)分子链中基团刚性大,纯净 的PET熔点高(265℃);
3)由于分子内C-C链的内旋转, 分子存在两种空间构象,无 定形为顺式构象,结晶时为 反式;
第一节、概述 1、2 结构特 征
• PET分子结构特征:
4)分子链的结构具有高度的规整性,所 有的苯环几乎处在同一个平面上, 有紧密敛集能力与结晶倾向;
化学名称: 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
第一节、概述
是生产量最大的合成纤维
显著优点:抗皱、保型、挺括、美观。对热、光稳定 性好。润湿时强度不降低,经洗耐穿,可与其他纤维 混纺。年久可不能变黄。 缺点是不吸汗,而且需要高温染色。 约 90% 作为衣料用。用于工业生产的只占6%左右。
为什么先开发酯交换法,后开发直截了当酯化法制备 PET??
第一节、概述 1、1 生产原 理
选择酯交换聚酯路线的原因: 1、对苯二甲酸熔点特别对高苯,二30甲0℃酸升用华乙,在二溶醇剂直中截溶了解度特 别小,难以用精馏、结晶当等酯方化法聚来酯提路纯线。难提纯 2、原料纯度不高时,难以控制两种单体的等基团数比 3、聚酯化反应平衡系数小,需在高温、高度减压条件下排 除低分子副产物,才能获得高分子量。
新的基团的引入,使纤维的Tm、Tg以及结晶度均降低。在无 定形区,分子间隙增加,有利于染料分子渗透到内部,但强度下 降。
第二节、改性涤纶
CDP 织物的抗起毛起球性能提高,使手感柔软、丰满,可制作 高档仿毛织品。 CDP容易染色,吸色率提高,吸湿性也有改善,但普通的CDP染
色时仍需高温( 120~140℃)高压或在加入载体的条件 下进行。要求所选染料有好的热稳定性
2)分子链中基团刚性大,纯净 的PET熔点高(265℃);
3)由于分子内C-C链的内旋转, 分子存在两种空间构象,无 定形为顺式构象,结晶时为 反式;
第一节、概述 1、2 结构特 征
• PET分子结构特征:
4)分子链的结构具有高度的规整性,所 有的苯环几乎处在同一个平面上, 有紧密敛集能力与结晶倾向;
化学名称: 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
第一节、概述
是生产量最大的合成纤维
显著优点:抗皱、保型、挺括、美观。对热、光稳定 性好。润湿时强度不降低,经洗耐穿,可与其他纤维 混纺。年久可不能变黄。 缺点是不吸汗,而且需要高温染色。 约 90% 作为衣料用。用于工业生产的只占6%左右。
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2019-10-22
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第三节 人造纤维
醋酯纤维
二醋酯纤维
长丝光泽优雅，手感柔软，酷似真丝， 制作织物，用于衣服及室内装饰，也可用 于香烟滤嘴材料。短纤维用于与棉、毛或 合成纤维混纺，但湿态强度低。而中空纤 维具有透析功能，可用于医疗化工净化与 分离等。
2019-10-22
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的工艺路线
水分馏塔 水
浆料混合器（4）聚合原理熔化槽
乙 二
醇
酯化
酯交换
甲醇分馏
回
预缩聚 中等粘度缩聚
塔
甲醇 收
废乙二醇 排出蒸汽冷凝
废 液
结晶干燥 熔融挤压机
造粒 结晶 固相缩聚
高粘度的最终反应器 成型
纺丝长丝加工 成
型
中粘度切片 料仓
高粘度切片 料仓
成
型
纺丝拉伸
短纤维
织物和工业 用丝
薄膜片基 瓶 子 容 器 塑 料
DMT
乙二醇
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第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺
1．聚酯合成 的工艺路线
酯交换聚酯路线
对苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路线
环氧乙烷酯化聚酯路线
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32
第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺
1．聚酯合成 的工艺路线
（1）酯交换聚酯路线
（1）酯交换法连续生产聚酯工艺
酯交换法连续生产聚酯工艺包括酯交换、 预缩聚、缩聚等过程。
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第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺 2．聚对苯二甲酸（乙1二）醇酯酯交的换生法产连工续艺生产聚酯工艺
2011.纤维化学与物理(下)
（二）棉纤维的形态结构
棉纤维为多层状带中腔结构，稍端尖而封闭，中段较粗，尾端稍 细而敞口，呈扁平带状，有天然的扭转，称“转曲”。截面常态腰圆 形，中腔呈干瘪状。
（三）棉纤维的组成
棉纤维的主要组成物质是纤维素。成熟正常的棉纤维纤维素含量约 为94%。此外，含有少量的多缩戊糖、蛋白质、脂肪、腊质、水溶性 物质和灰分等。
（2）“潜在损伤”机理——β分裂
（3）β分裂条件 α-C上接负电性强的基团 α-C上有H β-C上有醚键 碱性条件
六、热对纤维素纤维的作用
纤维的耐热性 纤维的热稳定性
七、光对纤维素纤维的作用
光解作用 光敏作用
八、纤维素纤维的酯化、醚化作用
纤维素的酯化：纤维素硝酸酯、纤维素醋酸酯 纤维素的醚化反应：氯乙烷在碱性条件下生成乙基纤维素；氯乙 酸生成CMC
α-氨基酸通式：
3、氨基酸的构型 L构型 D构型 外消旋混合物
基本氨基酸分类表（所列数值为每l00g蛋白质中分析得出的氨基酸克数）
基本氨基酸分类表（所列数值为每l00g蛋白质中分析得出的氨基酸克数）
三、 蛋白质分子的结构层次
一次结构 二次结构 三次结构
四、 维系蛋白质分子构象的化学键
五、蛋白质的主要性质
5、导电性 6、耐热性 7、耐光性
耐光性较好，但是长时间日光照射会： 破坏鳞片层； 改变羊毛的组成和结构； 使羊毛较易溶胀和溶解，可及度提高。
8、碱的作用 （一）碱对肽键的作用 1、 作用机理：催化肽碱水解，使蛋白质溶解 2、测定碱损伤程度的方法：纤维在碱中的溶解百分率 3、 影响碱作用大小的因素： 碱的种类：强碱如苛性碱作用强烈，其它弱碱可不致造 成明显损伤。 碱液浓度：浓碱对蛋白质的损伤较大 碱液温度：高温下损伤较大 处理时间：时间越长，损伤越严重 电解质总浓度： 电解质总浓度越高，水解越剧烈；添加中性盐也会增加 纤维的损伤
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➢ 我国将聚对苯二甲酸乙二酯含量大于85％以上的纤维简称为涤纶，国外的商 品名称很多，如美国的“Dacron”、日本的“Tetoron”、英国的"Terlenka”、 前苏联的"Lavsan”等。
➢ 涤纶的研究始于20世纪30年代，是由英国Whinfield和Dickson等人发明的， 在1949年在英国，1953年在美国相继实现工业化生产，可以说是大品种合 成纤维中发展较晚的一种纤维，但发展速度很快。聚酯纤维既宜于纺制成长 丝，又宜于制成短纤维，前者适宜制作变形纱和帘子线，而后者可纯纺或与 其它天然纤维和化学纤维混纺制成服用性能优良的织物，如“棉的确良”、 “毛的确良”等，其纤维制成品以挺括著称。聚酯纤维具有柔软性，可制成 毛衣及套衫，也可制成像粘胶丝或醋酯丝一样的有光或无光产品。
再生纤维，提纯 合成纤维，聚合
(2)纺前准备：纺丝熔体或纺丝溶液的制备
溶液法 熔融法
(3)纺丝：纤维的成型
熔融纺丝法 溶液纺丝法
(4)后加工：纤维的后加工
湿法纺丝 干法纺丝
熔融纺丝法
纺丝液是熔体，纺出的丝在空气中固化。熔融纺丝的纺丝速度高，目前 一般的纺丝速度为1000 ~ 2000m/min，采用高速纺丝时，可达3000 ~ 6000 m/min或更高。熔融纺丝加工成本低，但喷丝板孔数少，丝的截面多为圆形。 涤纶、锦纶、丙纶等均采用此法
湿法纺丝工艺流程
Ⅱ 干法纺丝 干法纺丝纺出的丝在空气中固化。这种方法目前一般的 纺丝速度为200-500m/min，高者可达1000- 1500m/min。 干法纺丝溶剂挥发易污染环境，成本高，但丝的质量好，此 法多用于制作长丝。
干法纺丝工艺流程
纺丝
湿法纺丝
干法纺丝
(4)后加工
ⅰ 拉伸，改变取向度，力学性质
熔融纺丝工艺流程
溶液纺丝法
溶液纺丝法的纺丝液是溶解的高聚物溶液，纺出 的丝的固化方式分为湿法与干法两种。 Ⅰ湿法纺丝
湿法纺丝纺出的丝在溶液中固化，这种方法纺丝速度低，一般速度为 18-380m/min。湿法纺丝加工成本高且对环境污染较严重，纺出丝的截多 为非圆形，有皮芯结构。腈纶、维纶、氯纶、粘胶纤维多采用此法。
8.超细纤维
❖ 由于单纤维的粗细对于织物的性能影响很大，所以化学纤维也可按单
纤维的粗细(线密度)分类，一般分为常规纤维、细旦纤维、超细纤维 和极细纤维。
✓常规纤维的线密度为1.4-7dtex； ✓细旦纤维的线密度为0.55-1.3dtex，主要用于仿真丝类的轻薄型或中厚型织物； ✓超细纤维的线密度为0.11-0.55dtex，可以用双组分复合裂离法生产，主要
如：涤纶短 纤维的后加 工工艺流程
ⅱ 上油，抗静电 ⅲ 卷曲，提高抱合力，增加可纺性
ⅳ 干燥定形，提高结构稳定性
ⅴ 切断，等长纤维，异长纤维
第二节 聚酯（涤纶）纤维
一 概述
➢ 聚酯通常是指以二元酸和二元醇缩聚而得的高分子物，其基本链节之间以酯 键联结而得名。聚酯纤维品种很多，其中以聚对苯二甲酸乙二酯（PET）含 量在85％以上的纤维为主，分子量一般控制在18000～25000之间。
用于高密度防水透气织物和人造皮革、仿桃皮绒织物等； ✓极细纤维的线密度在0.11dtex以下，可通过海岛纺丝法生产，主要用于人造皮革
和医学滤材等特殊领域。
9.新合纤 10.易染性合成纤维 11.高性能纤维 12.纳米纤维
三、合成纤维及纺织品
三、合成纤维及纺织品 四、 合成纤维生产方法简述
(1)原料制备：高分子物的合成和机械处理
5.差别化纤维 6.异形纤维
➢ 异形纤维定义 ➢ 异形纤维的特点
异形纤维具有特殊的光泽，并具有蓬松性、耐污性和 抗起球性，纤维的回弹性与覆盖性也可得到改善。如下：
✓三角形横截面的涤纶或锦纶与其它纤维的混纺织物有闪光效应； ✓十字形横截面的锦纶回弹性强； ✓五叶形横截面的涤纶长丝有类似真丝的光泽、抗起球、手感和覆盖性良好； ✓扁平、带状、哑铃形横截面的合成纤维纤维具有麻、羚羊毛和兔毛等纤维的 手感和光泽； ✓中空纤维的保暖性和蓬松性优良，某些中空纤维还具有特殊用途，如制作反 渗透膜，用于人工肾脏、海水淡化、污水处理、硬水软化、溶液浓缩等。
第六章 合成纤维
3.粗细节丝
简称T&T丝，从外形上能看到交替出现的粗节和细节 部分，而丝条染色后又能看到交替出现的深浅工的丝和纱
变形纱
❖ 变形纱包括所有经过变形加工的丝和纱，如弹力丝和膨体纱都 属于变形纱。
✓ 弹力丝即变形长丝，可分高弹丝和低弹丝两种。弹力丝伸缩性、蓬松性好， 其织物在厚度、重量、不透明性、覆盖性和外观特征等方面接近毛织品、丝织 品或棉织品。涤纶弹力丝多数用于衣着，锦纶弹力丝宜于制造袜子，丙纶弹力 丝则多数用于家用织物及地毯。其变形方法主要有假捻法、空气喷射法、热气 流喷射法、填塞箱法和赋型法等。 ✓ 膨体纱是利用高聚物的热可塑性，将两种收缩性能不同的合成纤维毛条按 比例混合，经热处理后，高收缩性的毛条迫使低收缩性的毛条卷曲，从而使其 具有伸缩性和蓬松性、类似毛线的变形纱。以腈纶膨体纱产量为最大，用于制 作针织外衣、内衣、毛线、毛毯等。
7.复合纤维
➢ 复合纤维定义 ➢ 种类：并列型、皮芯型、海岛型和裂离型等
图6-2 复合纤维的几种主要截面形状 (1)、(2)并列型 (3)、(4)皮芯型 (5)、(6)裂离型 (7)海岛型
复合纤维
➢ 根据不同聚合物的性能及其在纤维横截面上分配的位 置，可以得到许多不同性质和用途的复合纤维。例如
✓通过并列型复合和偏皮芯型复合由于两种聚合物热塑性不同或在纤维横截面 上不对称分布，在后处理过程中产生收缩差，从而使纤维产生螺旋状卷曲， 可制成具有类似羊毛弹性和蓬松性的化学纤维。 ✓皮芯型纤维是兼有两种聚合物特性或突出一种聚合物特性的纤维。如将锦纶 作皮层，涤纶作芯层，可制得染色性好、手感柔中有刚的纤维；利用高折射 率的芯层和低折射率的皮层可制成光导纤维。 ✓若利用岛组分连续分散于海组分中形成海岛型复合纤维，再用溶剂溶去海组 分，剩下连续的岛组分，就成为非常细的极细纤维。 ✓裂离型复合纤维在纺丝成形和后加工过程中均以较粗的长丝形态出现，而在 织造加工中，特别是整理和磨毛过程中，由于两组分的相容性和界面粘结性 差，每一根较粗的长丝分裂成许多根丝。 ✓复合形式不同，裂离后纤维的截面形状和粗细也不同，如图6-3 (5)为桔瓣型 复合纤维，裂离后纤维横截面为三角形，(6)为裂片型复合纤维，裂离后成为 扁丝。这种裂离型复合纤维生产技术在超细纤维的制造中已被广泛采用。
➢ 涤纶的研究始于20世纪30年代，是由英国Whinfield和Dickson等人发明的， 在1949年在英国，1953年在美国相继实现工业化生产，可以说是大品种合 成纤维中发展较晚的一种纤维，但发展速度很快。聚酯纤维既宜于纺制成长 丝，又宜于制成短纤维，前者适宜制作变形纱和帘子线，而后者可纯纺或与 其它天然纤维和化学纤维混纺制成服用性能优良的织物，如“棉的确良”、 “毛的确良”等，其纤维制成品以挺括著称。聚酯纤维具有柔软性，可制成 毛衣及套衫，也可制成像粘胶丝或醋酯丝一样的有光或无光产品。
再生纤维，提纯 合成纤维，聚合
(2)纺前准备：纺丝熔体或纺丝溶液的制备
溶液法 熔融法
(3)纺丝：纤维的成型
熔融纺丝法 溶液纺丝法
(4)后加工：纤维的后加工
湿法纺丝 干法纺丝
熔融纺丝法
纺丝液是熔体，纺出的丝在空气中固化。熔融纺丝的纺丝速度高，目前 一般的纺丝速度为1000 ~ 2000m/min，采用高速纺丝时，可达3000 ~ 6000 m/min或更高。熔融纺丝加工成本低，但喷丝板孔数少，丝的截面多为圆形。 涤纶、锦纶、丙纶等均采用此法
湿法纺丝工艺流程
Ⅱ 干法纺丝 干法纺丝纺出的丝在空气中固化。这种方法目前一般的 纺丝速度为200-500m/min，高者可达1000- 1500m/min。 干法纺丝溶剂挥发易污染环境，成本高，但丝的质量好，此 法多用于制作长丝。
干法纺丝工艺流程
纺丝
湿法纺丝
干法纺丝
(4)后加工
ⅰ 拉伸，改变取向度，力学性质
熔融纺丝工艺流程
溶液纺丝法
溶液纺丝法的纺丝液是溶解的高聚物溶液，纺出 的丝的固化方式分为湿法与干法两种。 Ⅰ湿法纺丝
湿法纺丝纺出的丝在溶液中固化，这种方法纺丝速度低，一般速度为 18-380m/min。湿法纺丝加工成本高且对环境污染较严重，纺出丝的截多 为非圆形，有皮芯结构。腈纶、维纶、氯纶、粘胶纤维多采用此法。
8.超细纤维
❖ 由于单纤维的粗细对于织物的性能影响很大，所以化学纤维也可按单
纤维的粗细(线密度)分类，一般分为常规纤维、细旦纤维、超细纤维 和极细纤维。
✓常规纤维的线密度为1.4-7dtex； ✓细旦纤维的线密度为0.55-1.3dtex，主要用于仿真丝类的轻薄型或中厚型织物； ✓超细纤维的线密度为0.11-0.55dtex，可以用双组分复合裂离法生产，主要
如：涤纶短 纤维的后加 工工艺流程
ⅱ 上油，抗静电 ⅲ 卷曲，提高抱合力，增加可纺性
ⅳ 干燥定形，提高结构稳定性
ⅴ 切断，等长纤维，异长纤维
第二节 聚酯（涤纶）纤维
一 概述
➢ 聚酯通常是指以二元酸和二元醇缩聚而得的高分子物，其基本链节之间以酯 键联结而得名。聚酯纤维品种很多，其中以聚对苯二甲酸乙二酯（PET）含 量在85％以上的纤维为主，分子量一般控制在18000～25000之间。
用于高密度防水透气织物和人造皮革、仿桃皮绒织物等； ✓极细纤维的线密度在0.11dtex以下，可通过海岛纺丝法生产，主要用于人造皮革
和医学滤材等特殊领域。
9.新合纤 10.易染性合成纤维 11.高性能纤维 12.纳米纤维
三、合成纤维及纺织品
三、合成纤维及纺织品 四、 合成纤维生产方法简述
(1)原料制备：高分子物的合成和机械处理
5.差别化纤维 6.异形纤维
➢ 异形纤维定义 ➢ 异形纤维的特点
异形纤维具有特殊的光泽，并具有蓬松性、耐污性和 抗起球性，纤维的回弹性与覆盖性也可得到改善。如下：
✓三角形横截面的涤纶或锦纶与其它纤维的混纺织物有闪光效应； ✓十字形横截面的锦纶回弹性强； ✓五叶形横截面的涤纶长丝有类似真丝的光泽、抗起球、手感和覆盖性良好； ✓扁平、带状、哑铃形横截面的合成纤维纤维具有麻、羚羊毛和兔毛等纤维的 手感和光泽； ✓中空纤维的保暖性和蓬松性优良，某些中空纤维还具有特殊用途，如制作反 渗透膜，用于人工肾脏、海水淡化、污水处理、硬水软化、溶液浓缩等。
第六章 合成纤维
3.粗细节丝
简称T&T丝，从外形上能看到交替出现的粗节和细节 部分，而丝条染色后又能看到交替出现的深浅工的丝和纱
变形纱
❖ 变形纱包括所有经过变形加工的丝和纱，如弹力丝和膨体纱都 属于变形纱。
✓ 弹力丝即变形长丝，可分高弹丝和低弹丝两种。弹力丝伸缩性、蓬松性好， 其织物在厚度、重量、不透明性、覆盖性和外观特征等方面接近毛织品、丝织 品或棉织品。涤纶弹力丝多数用于衣着，锦纶弹力丝宜于制造袜子，丙纶弹力 丝则多数用于家用织物及地毯。其变形方法主要有假捻法、空气喷射法、热气 流喷射法、填塞箱法和赋型法等。 ✓ 膨体纱是利用高聚物的热可塑性，将两种收缩性能不同的合成纤维毛条按 比例混合，经热处理后，高收缩性的毛条迫使低收缩性的毛条卷曲，从而使其 具有伸缩性和蓬松性、类似毛线的变形纱。以腈纶膨体纱产量为最大，用于制 作针织外衣、内衣、毛线、毛毯等。
7.复合纤维
➢ 复合纤维定义 ➢ 种类：并列型、皮芯型、海岛型和裂离型等
图6-2 复合纤维的几种主要截面形状 (1)、(2)并列型 (3)、(4)皮芯型 (5)、(6)裂离型 (7)海岛型
复合纤维
➢ 根据不同聚合物的性能及其在纤维横截面上分配的位 置，可以得到许多不同性质和用途的复合纤维。例如
✓通过并列型复合和偏皮芯型复合由于两种聚合物热塑性不同或在纤维横截面 上不对称分布，在后处理过程中产生收缩差，从而使纤维产生螺旋状卷曲， 可制成具有类似羊毛弹性和蓬松性的化学纤维。 ✓皮芯型纤维是兼有两种聚合物特性或突出一种聚合物特性的纤维。如将锦纶 作皮层，涤纶作芯层，可制得染色性好、手感柔中有刚的纤维；利用高折射 率的芯层和低折射率的皮层可制成光导纤维。 ✓若利用岛组分连续分散于海组分中形成海岛型复合纤维，再用溶剂溶去海组 分，剩下连续的岛组分，就成为非常细的极细纤维。 ✓裂离型复合纤维在纺丝成形和后加工过程中均以较粗的长丝形态出现，而在 织造加工中，特别是整理和磨毛过程中，由于两组分的相容性和界面粘结性 差，每一根较粗的长丝分裂成许多根丝。 ✓复合形式不同，裂离后纤维的截面形状和粗细也不同，如图6-3 (5)为桔瓣型 复合纤维，裂离后纤维横截面为三角形，(6)为裂片型复合纤维，裂离后成为 扁丝。这种裂离型复合纤维生产技术在超细纤维的制造中已被广泛采用。