第七章再生纤维.ppt

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第七章再生纤维

第七章 再生纤维 概述:化纤制造的基本过程 第一节 基于碱溶液法的再生纤维素纤维 第二节 基于铜氨溶液法的再生纤维素纤维 第三节 基于有机溶剂法的再生纤维素纤维 第四节 纤维素改制再生的衍生物纤维 第五节 再生甲壳质纤维与壳聚糖纤维 化纤制造的基本过程 (一)成纤高聚物的提纯或聚合 天然高聚物:含有杂质和色素,须去除、提纯。制造粘胶、铜氨、醋酯等。 低分子合成高聚物:经化学合成,成为制造涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶等合成纤维的高聚物。 (二)纺丝液制备 熔体法:将高聚物加热熔融成粘性流动的纺丝液体 条件:加热熔融而不发生分解的高聚物可采用此法 溶液法:借助某种无机或有机溶剂将高聚物溶解成具有一定粘度的纺丝液 条件:溶剂必须价廉易得,毒性小,易于回收 (三)纺丝 1.干法纺丝 2.湿法纺丝 3.融体纺丝 (四)纺丝后加工 短纤维后加工工序:上油剂、集束、拉伸、卷曲、热定型、切断、成品包装等。 长丝后加工工序:拉伸、加捻、热定型、络丝等。 如有特殊要求,还可以进行消光、变形、网络等处理 1.拉伸(牵伸) 拉伸后纤维变细,纤维内部结构明显改变,使纤维的物理机械性能大幅度改善,实用价值提高。 拉伸倍数过高,会造成毛丝、断头及其他疵点。 2. 加捻或网络 化纤长丝由多根单丝组成复丝 加捻或网络的目的:提高单丝间抱合性能,增强化纤长丝的耐磨性和强度,防止丝条起毛、断裂,提高织物等级。 3.热定型 经拉伸(或其他处理)后的纤维,放在定型装置中,一定温度、介质和张力条件下,处理一段时间。 目的:使纤维获得的结构相对稳定,消除纤维中存留的内应力,提高合纤的尺寸和形态稳定性,进一步改善和提高纤维物理、机械性能。 4.卷曲 对象:化学短纤维——表面光滑无卷曲,可纺性差 目的:获得与棉、毛等天然纤维相似的波纹(即卷曲),提高可纺性,同时改善织物手感。 方法:化学、物理或机械方法。 如:依靠喷丝孔内恻结构的不同(如粗糙程度不同、摩擦力不同)造成牵伸时丝的侧向取向不同,而使纤维卷曲。市场上的云丝被,就是采用的三维卷曲纤维。 5.切断 化学短纤维或混纺、或纯纺,混纺时各种纤维长度必须接近,根据不同用途,将化纤长丝束切断成不同长度的短纤维。 6.上油剂 目的:防止或消除纺丝或纺织加工过程中因不断磨擦而产生的静电,赋予纤维柔软、平滑的特性,改善化纤织物的服用性能。 如为特殊需要,还可提高化纤抗氧化性能、防霉抗菌性能、耐高温性能等。 7.消光 消除有光纤维的刺目光泽,制成半光和无光化纤长丝。 常用消光剂:二氧化钛粉末 8.成品包装 做成丝绞、丝筒或丝饼。 第一节 基于碱溶液法的再生纤维素纤维 常见品种: 普通粘胶纤维 短纤维——俗称“人造棉”,“人造毛” 长丝——俗称“人造丝” 高湿模量富强粘胶纤维 强力粘胶纤维 各种改性粘胶纤维 一、碱溶液法再生纤维素纤维的结构 (一)普通粘胶纤维的结构 1.粘胶纤维的化学组成 主要组成物质是纤维素,其分子式为[C6H10O5]n。普通粘胶长丝纤维和短纤维的聚合度为300-500。 2.粘胶纤维大分子的空间结构 椅式构型 3.粘胶纤维的结晶结构 纤维素的晶胞是由5个平行排列的纤维素大分子在两个六元环链节上组成的。纤维素的晶胞至少有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种晶胞类型。其中天然纤维的晶胞为Ⅰ型结构,单斜晶系,晶胞参数为a=8.35?,b=10.36?,c=7.90?,β=84°;粘胶纤维的晶胞为Ⅱ型结构,单斜晶系,晶胞参数为a =8.14?,b=10.36?,c=9.14?,β=62°。 比较纤维素Ⅰ和纤维素Ⅱ晶胞结构,可以看出它们有显著差别。粘胶纤维属再生纤维素纤维,因已经历碱液处理,虽然晶胞的b轴尺寸不变,但a轴、c轴的尺寸和β角均已改变,分子面转动,晶胞发生倾斜。粘胶纤维晶胞结构的这种变化,使它的性质和天然纤维有很大的不同,如因晶胞倾斜导致粘胶纤维结晶度和取向度降低,引起纤维强度降低、伸长率增加等性质的变化。甚至水分子也能少量(不到1%)进入纤维素的结晶部分,而对天然纤维来说,水分子是不能进入结晶区的。 4.粘胶纤维的聚集态结构 适于用“缨状原纤结构模型”来表述。 具有典型的原纤结构。 普通粘胶纤维的平均聚合度较低,内部晶粒较小。 5.粘胶纤维的形态结构特征 横截面:有不规则的锯齿形边缘,有皮芯层的芯鞘结构。 纵向表面:有平行于纤维轴的条纹。 (二)差别化粘胶纤维的结构 1.强力粘胶纤维 轮廓较圆滑、均匀,主要是皮层结构 2.高湿模量粘胶纤维 主要是芯层结构 二、碱溶液法再生纤维素纤维的性能 (一)普通粘胶纤维的性能 1.纤维的线密度 一般dpf=3.3~5.5dtex 长丝纱:每根约含纤维15~200根:如132dtex/30f ;短纤维:每束可含12000~40

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