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第4章 合成纤维 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 纤维是制造织物和绳线的原料。 纤维的含义：凡能保持长度比本身直径大100倍的均匀条状或丝状的高分子材料均称纤维。 它可分为天然纤维和化学纤维。化学纤维又可分为人造纤维和合成纤维。 天然纤维 自然界存在的和生成的具有纺织价值的纤维，是纺织工业的重要材料来源。 约占纺织纤维年总产量的50% 按照来源不同，分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维 植物纤维：又称天然纤维素纤维，主要组成物质是纤维素； 主要品种：棉、大麻、黄麻、亚麻、蕉麻、剑麻、赫纳昆麻和椰壳纤维等 动物纤维：又称蛋白纤维，其主要组成成分是蛋白质； 主要品种：动物的肤毛发与绒毛、禽类的羽绒、蚕丝及其它蛋白纤维 矿物纤维：石棉是最大宗的天然矿物纤维；作为纺织材料主要是温石棉和青石棉 化学纤维 用天然的或人工合成的高分子材料为原料制成的纤维。 人造纤维是用天然高分子材料为原料，经过化学处理和机械加工制成的 如：“人造丝”、“人造棉”。 合成纤维是以石油、煤、天然气为原料制成的，它发展很快。 如：涤纶、锦纶、腈纶 合成纤维的发展 诞生于20世纪30年代；是用石油、天然气、煤或农副产品为原料合成的聚合物经加工制成的。 1931年，美国，合成出尼龙66，锦纶66； 1938年，德国，合成出聚酰胺6； 1961年，聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（芳纶）； 1983年，聚苯并咪唑、聚苯硫醚纤维 合成纤维已经广泛应用到国民经济的各个领域，对人们的生活起着举足轻重的作用。 合成纤维的分类 合成纤维的制备 熔体纺丝步骤：（P149，图4-3） （1）纺丝熔体的制备 （2）熔体经喷丝板孔眼压出形成熔体细流 （3）熔体细流被拉长变细并经冷却凝固 （4）固态纤维上油和卷绕 涤纶、聚酰胺、丙纶一般采用此法 溶液纺丝步骤：（P149，图4-3） （1）纺丝液的制备 （2）纺丝液经过纺丝泵计量进入喷丝头的毛细孔压出形成原液细流 （3）原液细流中的溶剂向凝固浴扩散，浴中的沉淀剂向细流扩散，聚合物在凝固浴中析出形成初生纤维； （4）纤维拉伸和热定型，上油和卷绕 电纺丝 电纺丝是通过施加到聚合物熔体或溶液外部电场制备具有纳米尺寸的连续纤维 P149，图4-3（c） 合成纤维的性能 具有优良的物理、机械性能和化学性能 如，强度高、密度小、弹性高、耐磨性好、吸水性低、保暖性好、耐酸碱性好、不会发霉或虫蛀等 某些特种纤维还具有耐高温、耐辐射、高强力、高模量等特殊性能 合成纤维的应用 超出了纺织工业的范围，逐渐深入到国防工业、航空航天、交通运输、医疗卫生、海洋水产、通讯联络等重要领域 例如，民用上可纺制轻暖、耐穿的各种服装面料、装饰，可混纺；工业上可用作轮胎帘子布、运输带、传送带、渔网、绳索、工作服等；高性能特种合成纤维可用作降落伞、飞行服、飞机导弹、雷达的绝缘材料等。 4.2 通用合成纤维 4.2.1聚酰胺纤维 世界上最早投入工业化生产的合成纤维 中国商品名“锦纶”，国际商品名“尼龙”、“耐纶”、“卡普隆”等 聚酰胺纤维是脂肪族和半芳香聚酰胺经熔融纺丝制备的合成纤维；分子主链中含有酰胺键。 聚酰胺纤维的性能 它是合成纤维中性能优良、用途广泛的品种之一 （1）耐磨性好、位于合成纤维之首，比棉花高10倍，比羊毛高20倍，适合于做绳索、袜子等 （2）强度高、耐冲击性好。它是强度最高的合成纤维之一。比棉花高1~2倍，比羊毛高4~5倍，适合于做轮胎帘子布等 聚酰胺纤维的用途 应用范围广泛 在日用品方面，可以纯纺或混纺各种衣料和针织品，特别适用于制造单丝、复丝弹力丝袜，耐磨耐穿； 工业上是轮胎帘子线、降落伞、绳索、渔网和工业滤布 （1） 聚酰胺66 相对分子质量控制在20000~30000，纺丝温度控制在280~290℃ 性能：P151，表4-1 （2） 聚酰胺6 相对分子质量控制在14000~20000，纺丝温度控制在260~280 ℃ 性能：P152，表4-2 4.2.2 聚酯纤维 中国商品名“涤纶”，俗称“的确良” 聚酯纤维是指含芳香族取代羧酸酯结构的纤维，它是由二元酸和二元醇经过缩聚而制得的聚酯树脂，经熔融纺丝和后处理制得的一种合成纤维。 在合成纤维中发展最快，产量居于首位 聚酯纤维的性能 （1）外观 单纯涤纶纤维为乳白色，生产中添加染料制成各种有色纤维 （2）密度 随着聚酯纤维的结晶度和取向度的不同，密度不同。一般密度在1.38~1.40 （3）弹性 聚酯纤维的用途 由于聚酯纤维弹性好、织物有易洗快干、保型性好、免熨等特点，所以是理想的纺织材料；可纯纺或混纺制作各种服装及针织品 在工业上，可作为电绝缘材料、运输带、绳索、渔网、轮胎帘子线、人造血管等。 性能：PTT纤维性能优于涤纶，具有更优异的柔软性、弹性恢复性；