第四章-合成纤维.ppt

第四章 合成纤维 涤纶、锦纶、腈纶 丙纶、维伦、氨纶 教学内容 4.1 概述 4.2 通用合成纤维 4.3 高性能合成纤维 4.4 功能合成纤维 4.1 概述 一、发展概况 二、 成纤高分子物条件 三、 纺丝方法 四、合成纤维分类 五、其它纤维 一、纤维的概述 1938年美国杜邦公司的Carothers发明了尼龙66纤维后，推动了普通合成纤维的大发展，而首先问世的特种纤维是1954年杜邦公司的聚四氟乙烯纤维和1955年美困海军研究室的熔喷法超细纤维，然而真正推动世界高科技纤维发展的是l963年杜邦公司实现聚间苯二甲酰间苯二胺纤维中试生产之后，才促进各类耐高温纤维的发展，1968年杜邦公司发明了中空纤维分离膜和聚对苯二甲酰对苯二胺溶致性液晶纤维并在20世纪70年代产业化，从此开始了高科技纤维的全面发展。80年代初，发达国家开始把投资重点转向高科技纤维，并将传统合成纤维转移至第三世界国家，到l994年发达国家普通合成纤维的产量首次低于发展中国家，却垄断／高科技纤维的主要品种，并在各支柱产业如航空航天、汽车、石化、能源、新型建树、环保、电子与信息产业、国防军工等，保持领先水平。 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 3、成纤高聚物的分子链间必须有足够的次价力　高聚物的物理-力学性能与次价力有密切关系。分子间次价力越大，纤维的强度越高，次价力大于20.92kJ/mol的高聚物适宜作纤维材料。 　　4、成纤高聚物应具有可溶性和熔融性　只有这样才能将高聚物溶解或熔融成溶液或熔体，再经纺丝、凝固或冷却形成纤维，否则就不能进行纺丝。 三. 纤维的主要性能指标 a.线密度（纤度）： 线密度为表示纤维粗细程度的指标。 线密度—指一定长度纤维所具有的重量，其单位名称为“tex”—特（克斯），1/10称为分特（克斯），单位符号dtex 。1000m长纤维重量的克数称为“特”。 支数—单位重量的纤维所具有的长度。对于同一种纤维，支数越高，纤维越细。 断裂强度—纤维在连续增加负荷的作用下，直至断裂所能承受的最大负荷与纤维的线密度之比。 断裂强度高，纤维在加工过程中不易断头、绕辊，纱线和织物牢度高；断裂强度太高，纤维刚性增加，手感变硬。 断裂伸长率—纤维在伸长至断裂时的长度比原来长度增加的百分数。 断裂伸长率大，纤维的手感柔软，在纺织加工时，毛丝、断头少；断裂伸长率过大，织物易变形。 模量—抵抗外力作用下形变能力的量度。 纤维的初始模量为纤维受拉伸而当伸长为原长的1％时所需的应力。它表征纤维对小形变的抵抗能力。 纤维的初始模量越大，越不易变形，在合成纤维中，涤纶的初始模量最大，腈纶次之，锦纶较小，故涤纶织物挺括，不易起皱，锦纶织物易起皱，保形性差。 （1）长丝：长度以千米计的丝。 （2）短纤维：被切成几厘米或十几厘米长的纤维。混纺织物不可能用长丝制造，只有用短纤维与天然纤维或其它化学纤维的短纤维进行混纺，才能得到混合良好的混纺织物。如用涤纶与棉花混纺得到的织物即“涤棉”，与羊毛混纺的织物叫“毛涤”。 （3）异形截面纤维：在合成纤维成型过程中，采用非圆形孔眼的喷丝板，可得不同截面形状的纤维，用以改善纤维的手感、回弹性等。如三角形截面的维纶光泽良好，不易沾尘土，其织物耐穿；五叶形截面的涤纶长丝有类似真丝的光泽，手感良好等。 （4）变形纱：经过变形加工处理的丝和纱，如弹力丝和膨体纱。 六大合成纤维： 氯纶（聚氯乙烯） 锦纶（尼龙6） 涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯） 腈纶（聚丙烯睛） 维纶（聚乙烯醇） 丙纶（聚丙烯） 四. 化学纤维的生产方法 化学纤维的生产工艺流程主要包括纺丝熔体和溶液的制备、纺丝及初生纤维的后加工。 目前，合成纤维的纺丝方法主要有两大类：熔体纺丝法和溶液纺丝法，在溶液纺丝法中，根据凝固方式的不同，又可分为湿法纺丝和干法纺丝两种。 1．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 ~6000m/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 熔融纺丝工艺流程 纺丝 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。 2．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，