6-通用高分子材料--纤维

长丝纺丝
• 与短纤维纺丝机不同的是增 加了凝固后丝条的卷绕机构； • 纺长丝用喷丝头一般在150 孔以下，纺帘子线纤维的孔 数多至3000孔。
四、高压静电纺丝
• 高压静电纺丝是制造纳米纤维的基本方法
纳米纤维主要包括两个概念： • 一是严格意义上的纳米纤维,是指纤维直径小于 100 nm 的超微细纤维； • 二是将纳米微粒填充到纤维中,对纤维进行改性, 也就是我们通常意义上的纳米纤维。
共分成18类，其中第18类为涂料用辅助材料
序 代 序 代 涂料类别 涂料类别 号 号 号 号
1 2 3 4 Y T F L 油性树脂 天然树脂 酚醛树脂 沥青 7 8 9 Q M G 硝基纤维素 纤维素
序 代 涂料类别 号 号
13 14 H S 环氧树脂 聚氨酯
过氧乙烯树脂 15 乙烯基树脂 16
W 元素有机聚合物 J 橡胶
其他
黏胶纤维：人造丝，改性纤维素 醋酸纤维：二(三)醋酸纤维酯 氨纶：聚酰胺氨纶纤维
纤维的发展
•1855年瑞士人奥蒂玛斯把纤维素放在硝酸中得到硝 化纤维素溶液，制得第一根人造纤维；
•1884年查唐纳脱把硝化纤维素放在酒精和乙醚中得 到溶液，得到人造丝；
§6.3.1 纤维的加工过程
纺丝液的制备 纺丝成型
(4) 聚乙烯醇纤维（维纶、维尼纶）
结构式:
CH2 CH OH n
性能： 亲水性好，吸湿率可达5%，和尼龙相等，与棉花（7%）相近。 强度与聚酯或尼龙相近，拉伸弹性比羊毛差，比棉花好 用途： 70%用于工业生产，其中以布和绳索居多。可代替棉花作衣料 用
(5) 聚氯乙烯（氯纶）
结构式:
CH2 CH Cl n
增韧剂：能提高胶黏剂的柔韧性，降低脆
性，改善抗冲击性等。
固化剂：是使液态基料通过化学反应，发生聚
合、缩聚或交联反应，转变成高分子量固体，使 胶接接头具有力学强度和稳定性的物质。
填料：是不参与反应的惰性物质，可提高胶
接强度、耐热性、尺寸稳定性并可降低成本。
环氧树脂胶黏剂
1927年问世，1950年商品化。粘合强度高， 收缩率小，尺寸较稳定，电性能优良，耐介 质性好，易于改性，几乎能粘合各种材料， 俗称“万能胶”。
2、涂料基础
涂料是一种流动态物质，通过简单施工方法，并 经干燥或固化，在物体表面牢固覆盖一层均匀的 薄膜，这样的流动态物质称为涂料。 涂料可以是液态或粉末状态。 简单施工方法主要指刷涂、淋涂、浸涂、喷涂等 ，形成的薄膜又叫涂层。 用来对被涂物体表面起装饰与保护作用。
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涂料的作用
(1) 聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶、的确凉)
结构式:
O C O O C O (CH2)2 O
n
性能： 显著优点是：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。年久不会 变黄。缺点是不吸汗，透气性差，易起毛，静电，需高温染色 用途： 是产量最大的合成纤维，大约90%作为衣料用（纺织品为75%， 纺织物为15%）。用于工业生产的只占总量的6%左右
§6.4 胶黏剂及涂料基础
1、胶黏剂（adhesive）：
又称黏合剂、黏接剂，简称胶。它是一种能够 把两种同类或不同类材料紧密地结合在一起 的物质。 采用胶黏剂将各种材料或部件连接起来的技 术称为胶接技术。
胶黏剂的发展
两千年前的秦朝用糯米 浆与石灰作砂浆粘合长 城的基石，使万里长城 成为中华民族伟大文明 的象征之一。 秦俑博物馆中 出土的大型彩 绘铜车马的制 造中，用了磷 酸盐无机胶黏 剂。
按凝固介 质不同
干法纺丝
纺丝过程
• 使成纤聚合物溶液或熔体形成丝状物。
纺丝方法 根据纤维纺丝方法不同，分为：
• 湿法纺丝 • 熔融（熔体）纺丝 • 干法纺丝
一、熔融法纺丝
熔融（熔体）纺丝
• 用于涤纶、锦纶和丙纶等的纺 丝设备。 特点 • 熔体细流遇冷风凝固成纤维， 冷风是经高效过滤器、调节阀、 导流装置后均匀地吹向细流的。 • 纺丝速度较高，一般为600～ 1500米/分。 喷丝（使熔融状态下
10 X
5
6
C
A
醇酸树脂
氨基树脂
11
B
丙烯酸树脂
聚酯树脂
17
18
E
其他
辅助材料
12 Z
醇酸树脂漆
醇酸树脂漆是以多元醇、多元酸和干性植物油 制成的醇酸树脂为主要成膜物质的一类涂料。
附着力强，光亮，力学性能好，耐候性较好， 并以中油度醇酸树脂漆综合性最佳。 醇酸树脂中残留较多-OH、-COOH基团，涂膜 耐水性差，树脂分子链上的酯基也使涂膜不耐酸 、碱水解作用。采用相容性硬树脂改性，能提高 漆膜硬度及耐水、耐化学性，也进一步提高了涂 膜的附着力和防腐蚀性能。
锦纶、涤纶）
如果是长纤维，就在名称末尾加“丝
”或“长丝”（如粘胶丝、涤纶丝、腈
纶长丝）。
认识服装的标签
服装标签一般包括服装的型号、 面料的纤维种类及含量、洗涤 熨烫说明等内容。
如果服装面料是由一种纤维材 料制成的，则用“纯X”或 “100％X”来表示。如“纯 棉”“纯毛”或“100％ 棉”“100％毛”；如果服装 是由两种或两种以上的纤维制 成的，标签上应注明每种纤维 种类的含量，如“涤纶20％棉 80％”等。
凡能保持长度比本身直径大100倍以上的均匀、 线条状或丝状的高分子材料都称为纤维(fiber)。
天然纤维
合成纤维
尼龙
涤纶
六大纶：涤纶、腈纶、锦纶、 丙纶、维纶、氯纶
腈 纶
芳纶纤维织 成的防弹衣
纤维名称
六大纶
• 腈纶 聚丙烯腈纤维 • 丙纶 聚丙烯纤维 • 涤纶 聚对苯二甲酸乙 二醇纤维
• 氯纶 聚氯乙烯纤维 • 维纶 聚乙烯醇纤维 • 锦纶 聚酰胺纤维 （尼龙）
高聚物转变成纤维）
结构和流程 加热切片漏斗 ─→螺杆挤压机 ─→纺丝箱 ─→喷丝头 ─→熔融丝窗甬道（冷却） ─→卷绕
喷丝头
纺长丝纺丝机特点： 多头纺丝 即每个纺丝部位装有2、3、4、6甚 至更多的喷丝头，以提高机器的产量； 高速纺丝 纺速为3500～4000米/分,甚至高达 50数十公斤； 连续化 纺丝和拉伸在一台纺丝机上同时完 成，
公元前200年东汉时期用糯米浆糊制成棺木密
封胶，配以防腐剂，使马王堆古尸出土时肌肉
及关节仍有弹性,足见中国胶接技术之高超。
到上世纪初，合成酚醛树脂的发明，开创了胶
黏剂的现代发展史。
目前，与三大合成高分子材料的产量比较，胶
黏剂只占第五位，但年增长速度则居第一位。
聚合物胶黏剂组成
胶黏剂通常是以聚合物为基料，配以一种或 多种辅料的多组分体系。
（4） 特殊作用
利用色彩的明度和反差强烈的特性 耐磨涂料、阻燃涂料、导电涂料等
涂料的组成
涂料为多组分体系，由成膜物质（亦称黏料） 和颜料、溶剂、催干剂、增塑剂等组分构成 桐
油脂 豆
油
油
亚麻油
成膜 物质
树脂
天然树脂：虫胶、松香
人造树脂：硝化棉、松香衍生物 合成树脂：醇酸、酚醛、聚酯、 聚氨酯等
涂料按成膜物质分类
纤 维
化学纤维
合成 纤维
用低分子化合物为 原料，通过化学合 成和机械加工而制 得的均匀线条或丝 状高聚物。
锦纶、涤纶、 腈纶、维纶、 丙纶和氯纶 等
合成纤维的 强度高、弹性好、 耐磨和耐化学腐 蚀，但它的吸水 性和透气性较差。 因此，合成纤维 常常与棉纤维或 羊毛纤维混合纺 织，使衣服穿起 来既舒适又美观。
三、湿法纺丝
湿法纺丝 适用于黏胶纤维、腈纶、维纶等纺丝。
主要特点 • 聚合物溶液从喷丝孔挤出，在凝固浴槽中凝固 成初生纤维， • 纺丝速度较低，常在100米/分以下，高速纺丝 的速度达200米/分左右。 • 分短纤维和长纤维两种。
短纤维纺丝 (1) 纺丝原液从输液管引入，由计量泵精确计量， 经过滤器过滤进入喷丝头， (2) 从喷丝孔挤出细流进入凝固浴，凝固后初生纤 维经过导丝盘汇集成束再经水洗或拉伸。 短纤维纺丝特点： 喷丝头中喷丝帽 （板）孔数甚多， 通常为3000至数万 孔。
二、干法纺丝
干法纺丝 聚合物溶液从喷丝孔流出的细流送入成型 通道，在通道中吹入热空气使溶剂蒸发， 细流流动转为固态制得丝线。
干法成型纤维 醋酸纤维、聚氯乙稀、聚烯烃等纤维； 也用于腈纶和维纶的长丝生产。
工艺流程 • 纺丝原液由输液管经过 滤器、计量泵和喷丝头 进入甬道， • 形成的细流在甬道中遇 到热空气，溶剂挥发， 细流中高聚物固化成纤 维， • 丝束被卷绕成一定的卷 装。干法纺丝速度一般 为200～800米／分。
（1） 保护作用
金属材料，尤其是钢铁，容易受到环境中腐蚀 性介质、水分和空气中氧的侵蚀和腐蚀；木材易 受潮气、微生物的作用而腐烂；塑料会受光和热 的作用而降解；混凝土易风化或受化学品的侵蚀 ，因此材料需要用涂层来保护。
（2） 装饰作用
由于涂料很容易配出成千上百种颜色，色彩丰富可 用来装饰我们的环境
（3） 标志作用
(2) 聚己二酰己二胺纤维（锦纶－66，尼龙－66）
结构式:
NH (CH2)6 NH O C (CH2)4 O C n
性能：
强韧耐磨、弹性高、质量轻，染色性好，较不易起皱，抗疲 劳性好。吸湿率为3.5%-5.0%，在合成纤维中是较大的，吸 汗性适当，但容易走样
用途： 约一半作衣料用，一半用于工业生产。在工业生产应用中，约 1/3是做轮胎帘子线。尼龙－66的耐热性比尼龙－6高，做轮胎 帘子线很受欢迎
纳米纤维制备方法
静电纺丝法（电纺）； 海岛形双组分复合纺丝法； 分子喷丝板纺丝法； 聚合过程中直接制造直径纳米纤维； 以及采用直接纺丝或后整理方法将纳米粉体材 料与纤维复合，制备纳米纤维的方法