化学纤维概论.doc

PAGE PAGE 1 化 学 纤 维 概 论 秦 志 忠 苏州大学材料学院 2005 第一部分：总 论 一、化学纤维的分类 纺织纤维可以分为两大类：一类是天然纤维；另一类是化学纤维，是用天然或合成高分子化合物经化学加工制得的纤维。 化学纤维又可以分为两大类： 1、再生纤维：以天然高分子化合物为原料，经化学处理和机械加工制得的纤维。 主要产品代表有：粘胶纤维；醋酸纤维；铜氨纤维等。 2、合成纤维：以石油、天然气、煤及农副产品等为原料，经一系列的化学反应，制成合成高分子化合物，再经机械加工而制得的纤维。 主要产品代表：聚酯纤维（涤纶）；聚酰胺纤维（锦纶、尼龙）；聚烯烃纤维（丙纶、乙纶等）；聚丙烯腈纤维（腈纶）；聚乙烯醇纤维（维纶）；聚氯乙烯纤维（氯纶）。 以上就是我们通常所称的六大纶。此外还有一些高性能纤维，如：芳香族的聚酰胺（芳纶）、芳香族的聚酯等。 化学纤维的分类可以归纳成下表. 化学纤维 再生纤维 再生纤维素纤维、粘胶、铜氨 纤维素酯纤维、三醋酯、二醋酯纤维 合成纤维 六大纶 其它纤维 二、世界化学纤维工业的发展概况 1、天然纤维 天然纤维是人类使用最早、时间最长的纤维材料，主要是棉、毛、丝、麻，它们伴随着早期人类的一切活动。 棉纤维：线密度1.3～1.5dtex/f，截面形状带有空腔的腰子形，纵向为扭曲的扁平带状的，吸湿性8～14%。 其特点：手感柔软、舒适、吸湿性好、透气性好。 羊毛：截面呈不规则的圆形，表面覆盖着鳞片结构和内部的非对称结构所引起的卷曲特性，蓬松度高。 其特点：保暖性好，蓬松度高。 蚕丝：一根蚕丝线密度粗细不等，横截面呈两个基本对称的三角形，蚕丝有丝胶和丝素。 其特点：光泽柔和，织物华丽富贵，吸湿性好，有特殊的丝鸣声。 2、再生纤维应运而生 大家知道蚕丝是由蚕吃了桑叶后生长，吐出一种粘稠液体遇到空气便凝固成丝素，这种现象引起了欧洲化学家们的注意，人们开始尝试用人工的方法是否可以制造出具有象天然纤维那样性质、特征的纤维品种。 人类经过无数次尝试，经历了200多年的探索，终于在1884年制成了硝酸酯纤维，并在1891年在法国建厂生产。在1901年制得了铜氨纤维，1905年制成了粘胶纤维，并使粘胶纤维发展成为再生纤维中最主要品种。继粘胶纤维之后，醋酯纤维、再生蛋白质纤维等再生纤维也相继实现了工业化生产。 上述三种纤维都是以天然高分子化合物—纤维素为原料，经化学处理和机械加工来制得纤维，因此我们称之为人造纤维或再生纤维。 3、世界合成纤维的探索与研究 再生纤维的问世的确大大丰富了世界纤维家族的成员，在其发展过程中，人们发现其主要原材料—天然纤维素的来源要受到自然资源的限制，人们不可能无限制地去利用天然资源，因此，再生纤维的发展受到一定的限制。与此同时世界石油化工行业的发展有许多副产品，如：甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇等，一时找不到合适的用途，能否用这些石油化工的副产品来经过适当的途径制成类似天然纤维那样的有用的材料？许多国家的科学家们为此进行了许多有益的探索研究。 经过长期的探索研究，终于在1935年，由美国的Carthers等首先研究成功第一种聚酰胺纤维—尼龙66，并于1939～1940年间开始工业化生产。所以，实际上尼龙66是第一种正式生产的合成纤维。一般认为合成纤维的发展史是从1938～1940年算起的。 从1938年至今，合成纤维生产已经有60余年历史，它的发展可以分为四个阶段。 第一阶段：1938～1950年，主要发展尼龙，同时集中探索新的成纤纤维。 第二阶段：1950～1956年，尼龙以外的主要合成纤维（涤纶和腈纶）问世，并实现工业化。 第三阶段：1956～迄今，发展第二代合成纤维—改性纤维，包括差别化纤维。 第四阶段：1960～迄今，发展特种纤维，亦称之为高技术纤维或高性能纤维。这些纤维可称之为第三代合成纤维，包括碳纤维（或石墨纤维）、耐热高强高模的聚芳酰胺纤维（芳纶，如kevlar纤维）、高弹性纤维（氨纶）、超高分子量并高强高模的聚乙烯纤维等。 由于合成纤维性能优良，用途广泛，原料来源丰富，生产又不受气候和地址条件的影响，所以合成纤维工业自建立以来，发展速度便十分迅速。 在品种方面，占主导地位的是涤纶、尼龙、腈纶三大纶。 开发一个新品种需要大量的探索研究工作和时间，也有投资问题，而改进老品种则较为经济且收效快，所以在研究方面，目前仍以老品种的改进和提高工作仍将占主要地位。 4、我国的化纤工业发展历程 我国的化学纤维工业是新中国成立后发展起来的一门新兴工业，发展历程可以大致分为四个阶段。 第一阶段：起步阶段（1956～1965年），主要是粘胶纤维，60年代初，从日本、英国分别引进了生产维纶、腈纶的成套设备。 第二阶段：奠基阶段（1966～1980年），随着我国石油工业的发展，化纤原料开始