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绪论
1.1概述
粘胶纤维是以天然纤维素(浆粕)为基本原料,经纤维素磺酸酯溶液纺制而成的再生纤维素纤维。
粘胶纤维是一类历史悠久、技术成熟、产量较大,品种繁多,用途广泛的化学纤维。根据纤维的结构和性能不同,粘胶纤维分成普通纤维、高湿模量类纤维、强力纤维、特殊纤维等不同品种。粘胶纤维仅迟于纤维素硝酸酯纤维,是最古老的化学纤维品种之一。在1891年,克罗斯、贝文和比德尔等首先制成纤维素磺酸酯钠溶液,由于这种溶液的粘度很大,因而命名“粘胶”。粘胶遇到酸后,纤维素又重新析出。根据这个原理,在1893年发展成为一种制备化学纤维的方法,这种纤维叫做“粘胶纤维”到1905年,米勒尔等发明了一种稀硫酸盐组成的凝固浴,实现了粘胶纤维的工业化生产。
一百多年来,粘胶纤维生产不断发展和完善。在上世纪的三十年代末期,出现了强力粘胶纤维;五十年代初期,高性能(高湿模量类)粘胶实现了工业化;六十年代初期,粘胶纤维的发展达到了高峰,其产量曾占化学纤维总产量的80%以上。从六十年代开始,因合成纤维的发展,其发展速度趋于平缓。到九十年代以后,随着人们对衣着服用性能的改变,这种既有与棉相似的性质的纤维重新受到人们的青睐。又进入一个新的发展时期。
1.2粘胶纤维的发展前途与应用
1.2.1粘胶纤维的发展前途
粘胶纤维的发展,有无限的原料基础。它的基本原料纤维素的贮备量很大,并有巨大的回复量。大自然每年都在同化着以兆亿吨计的碳,将其变为含纤维素的各种植物资源。只要有阳光和水源,数目、野生植物和各种含丰富纤维素的农作物就能生长并不断再生。而合成纤维所以赖发展的原料(石油、煤、天然气等)随着人们的不断开发利用,已渐进枯竭。所以纤维素纤维从原料意义上具有长远的发展意义。
粘胶纤维具有一系列可贵的物理机械性能和符合卫生要求的性质。粘胶纤维最大的特点是与天然纤维棉的某些性质极为类似,如吸湿性好、容易染色、抗静电、交易于纺织加工,制成品的织物花色鲜艳,穿着舒适尤其适合在气候炎热的地区穿着。而它的纤度和长度,又可以以按照用途的要求而调节,在这点,比棉占优势。很明显,粘胶纤维这些特点,正是合成纤维的不足。粘胶纤维织物穿着舒适感方面所具有的特性,尤其是吸湿性和透气性方面,至今还没有一种合成纤维能与之相比美。合成纤维与中长粘胶纤维混纺,织物具有优良的毛料特性。因此发展合成纤维的同时,必须按比例发展粘胶纤维。
近年来,随着卫生用无纺布的发展,卫材用粘胶短纤维也具有极大的发展空间。
1.2.2粘胶纤维的应用
粘胶纤维在民用方面主要是得用于它的吸湿性好,容易染色、抗静电、交易与加工纺织等特性。可以纯纺,也可以与棉、毛、麻、丝及各种合成纤维混纺或交织。普通粘胶短纤维的各种织物,质地细密柔软,手感光滑,透气性好,穿着舒适,染色或印花后,色泽鲜艳,色牢度好,易于做内衣,外衣及各种装饰织物。此外,普通粘胶短纤维还广泛用于无纺织物。普通粘胶短纤维织物的缺陷是牢度较差,特别下水后膨胀发硬,经不起剧烈揉搓,织物的缩水率高,弹性和耐磨性较差,服装穿后易于变形。后来发转的高湿模量类粘胶纤维具有高强度,低伸度,高湿模和高耐碱性等特性,克服了普通粘胶短纤维的缺陷。变性粘胶纤维具有多种纺织用途。和聚丙烯晴或聚乙烯醇复合的纤维,具有毛一样的手感和膨体特性,适用于制造西服、地毯、毛毯、地毯和装饰织物;具有扁平形状和粗糙手感的“稻草丝”和空心纤维,具有比重小,复盖力大和膨体特性,适于编织女帽、提包和装饰用具。
粘胶纤维在工业方面的应用,主要是利用它具有强度高,耐热性好和能够进行化学改性。粘胶帘子线的强度高,受热后强度损失少,价格低廉,在轮胎工业中占有重要地位。与丙烯酸接枝的粘胶纤维具有很高的离子交换能力,可用于从从废液中回收贵重金属。用疏水性或疏油乳液浸透处理的粘胶纤维或其织物,具有良好的疏水性或是疏油性。广泛应用于工作服或防护织物,及帐篷、帆船等。含有阻燃剂的粘胶纤维,具有良好的阻燃效果,可以在高温和防火的工业部门应用。
粘胶纤维在国防和科研等部门,主要是利用它来制造具有特殊性能的纤维。粘胶纤维在3000度下碳化处理,可制得碳纤维,具有高强度和极高量,它与环氧树脂等造成的复合材料,可用于代高性能喷气式飞机和空间技术中所用的大部分金属。由粘胶和硅酸钠共纺的原丝,经特殊处理制得陶瓷纤维,作为耐高温酚醛树脂的增强材料,可用于液体推进火箭马达。喷气机喷嘴和空间重返大气层的装置的防热罩等。
粘胶短纤维的生产工艺
2.1粘胶纤维生产的基本过程
粘胶纤维的原料和成品,其化学组成都是纤维素纤维,仅是形态、结构以及物理机械性质发生了变化。粘胶纤维生产的任务,就是通过化学和机械的方法,将浆粕中很短的纤维制成各种形态,并具有所要求的品质,适合各种用途的纤维成品。
各种粘
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