第十四章合成纤维的纺丝及加工讲述.ppt

第十一章 合成纤维的纺丝及加工 第一节 概述 化学纤维的成型是将纺丝液体(聚合物熔体或溶液）以一定的流量从喷丝空挤出，固化而成为纤维的过程。 一、化学纤维的主要品质指标 1.吸湿性 物理性能指标之一，一般将纤维吸收或放出气态水的能力称为吸湿性，将吸收或放出液态水的能力称为吸水性。 纤维吸湿性用两种指标来表示 回潮率=试样所含水分的重量/干燥试样的重量 含湿率=试样所含水分的重量/未干燥试样的重量 纤维公定的回潮率 纤维 公定的回潮率/% 棉 8.5 维伦 5.0 羊毛 16 涤纶 0.1 蚕丝 8.5 晴纶 2.0 可见天然纤维的回潮率较高。 2.密度 试样的单位体积的质量，常用单位为g/cm3 涤纶 1.38 棉 1.32 维伦 1.26 羊毛 1.32 丙纶 0.91 蚕丝 1.32-1.45 3.断裂伸长 指试样拉伸至断裂时试样产生的伸长。一般纺织物的断裂伸长率在10%—-30%范围内较好。 4.初始模量 测其伸长1%时的负荷求出。 5.耐磨性 6.对高温、化学试剂、日光、大气的稳定性 7.染色性 8.热收缩 受热条件下纤维尺寸的收缩。可分为 8.1沸水收缩率。温度100℃沸水 8.2热空气收缩率 温度100℃热空气 8.3过热水蒸气收缩率 温度100℃过热水蒸气 热收缩率=（L0-L1 ） /L0 二、纤维的发展趋势 传统纤维，四大纶，涤纶（聚酯，产量为第一）、锦纶（聚酰胺、尼龙）、丙纶、晴纶（聚丙烯晴）。 日本等发达国家：主要开发高科技纤维，如高强度高模量碳纤维、芳族聚酰胺纤维及通用级沥青碳纤维。例，42层高的建筑，用150吨通用级沥青碳纤维，代替3000吨钢，重量减轻了10倍，混凝土的抗张强度和抗弯强度提高5-10倍，重量减轻60%。 国防上：特种纤维可用于高性能歼击机，主战坦克、、军用直升机、导弹、防弹背心、特种军服等。例，用芳纶织物制成的复合钢板抗穿甲弹能力可提高10-20倍，未来美国先进战斗机特种纤维复合材料可达70%。 第二节 成纤聚合物的性质 成纤聚合物应具有的特性 1.成纤聚合物应该是线性的； 2.用于溶液纺丝的聚合物要求能溶于溶剂，并具有适当的黏度； 3.有适当的分子量，分子量分布较窄； 4.成纤聚合物应该有好的结晶性； 5.成纤聚合物应该有好的热稳定性，其熔点应比使用温度高得多。 一、成纤聚合物温度特性及热稳定性 常用的纤维适用的温度范围为—50℃到+50℃之间，甚至温度范围更宽，纤维的洗涤和熨烫温度在100℃以上，故要考虑成纤聚合物有一定的玻璃化温度和粘流温度，对于特种纤维材料则要求有更高的熔化温度。 几种主要成纤聚合物的热分解温度和熔点 聚合物 热分解温度 熔点 聚乙烯 350-400 138 等规聚丙烯 350-380 176 其余见表11-1，可见聚丙烯晴、纤维素和聚乙烯醇只能用溶液放丝。？ 二、成纤聚合物的结晶性能 一般使用的成纤聚合物大多有结晶性能，真正有使用价值的成纤聚合物都是结晶或是产生部分结晶的聚合物，这类聚合物结构稳定、耐热性高、纤维形状稳定。 但高结晶的聚合物和高结晶性能的聚合物不好的地方，其拉伸性能可能降低，见251 图 11-1． 三、分子量和分子链的结构对成纤聚合物的性能的影响 1.分子量 成纤聚合物的分子量一般在20000-100000之间。 见表11-2 分子链结构对成纤聚合物的性能的影响 高分子聚合物的性能主要为主链所决定，但侧基（取代基）的组成、数量、大小（空间位阻）对高分子化合物性质有影响， 等规立构和间规立构PP的性能 第三节成纤聚合物的熔融和溶解 一、纺丝液体的制备 1.纺丝熔体的制备 成纤聚合物吸收能量后，分子间的活动能力大于分子间的作用力，分子链节和整个大分子能产生自由运动，最后随温度的升高，由玻璃态变为熔体。 2.聚合物的溶解 分解温度低于熔点，用溶液法。 ?G= ?H-T ?S ?G0时才能溶解 2.1大分子链结构对溶解的影响 分子间作用力强的聚合物较难溶解。例，增加溶解性的方法可用甲基丙烯酸甲酯等低极性的单体与丙烯晴共聚，所得到