第五 章 合成纤维.ppt

第五章 合成纤维 第一节 合成纤维的概况 合成纤维是以简单的低分子化合物（来源于煤、石油、天然气等）为原料，经过一系列的化学反应，成为高分子化合物，再经抽丝加工而成的纤维。 合成纤维的原料来源广泛，生产不受自然条件限制，并具有许多优良特性，如坚牢耐磨、质轻、易洗快干、不易皱缩、不霉不蛀等，成为很好的衣着原料。 市场上销售的涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、氨纶等都属于合成纤维。 合成纤维的分类 聚酯类纤维——聚对苯二甲酸乙二酯纤维（涤纶）、各类改性聚酯纤维等。 聚酰胺类纤维——聚酰胺6纤维（锦纶6）、聚酰胺66纤维（锦纶66）、聚酰胺1010纤维（锦纶1010）、芳香族聚酰胺纤维（芳纶）等。 聚烯烃类纤维——聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚丙烯纤维（丙纶）、聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）、聚氯乙烯纤维（氯纶）、聚乙烯纤维（乙纶纤维）等。 其他类纤维——聚氨酯弹性纤维（氨纶）、聚甲醛纤维、含氟纤维、酚醛纤维、碳纤维等。 合成纤维的纺丝方法主要有3种 （1）熔融法纺丝：把高分子化合物加热到熔点以上，使它变成为黏稠的液体，再从喷丝头细孔中喷出，在空气中或水中冷却凝固成丝。 （2）湿法纺丝：将高分子化合物溶解在适当的溶剂中，先制成黏稠的纺丝溶液，再从喷丝头细孔中喷出，纺丝溶液呈细流状射入凝固液，凝固成丝。 （3）干法纺丝：将高分子化合物溶解在挥发性的溶剂中制成纺丝液，从喷丝头小孔中喷出后，呈细流状进入热空气中，使溶剂挥发而凝固成丝。 纺丝方法 除上述纺丝法外，还有复合纺丝法、拉裂法、切割法、反应法等。 目前合成纤维生产中以熔融法纺丝为主，其次是湿法纺丝，干法纺丝使用较少。根据各种高分子聚合物的不同性质，采用熔融法纺丝生产的有锦纶、涤纶、丙纶等；采用湿法纺丝生产的有腈纶短纤维；采用干法纺丝生产的有腈纶长丝、氨纶弹性丝。 圆形纤维和异形纤维 喷丝孔的形状有圆形、三角形、五叶形、扁平形、中空形等各种形状。 在合成纤维成形过程中，用圆形喷丝孔纺成的丝的横截面呈圆形； 用各种异形喷丝孔则纺成非圆形横截面的纤维或中空纤维，称为异形横截面纤维，简称异形纤维。 异形纤维 异形纤维在纯化纤仿真丝、仿毛产品中应用广泛，主要原料为涤纶。有的异形纤维由于采用不均匀牵伸技术，使化纤长丝的条干不匀，织物可获得像天然纤维般的自然外观，并可改善纤维的抱合力、手感、回弹性、抗起球性、耐污性等。 中空纤维 中空纤维的保暖性和蓬松性优良，某些中空纤维还具有特殊用途，如制作反渗透膜，用于人工肾脏、海水淡化、污水处理、硬水软化、溶液浓缩等。 复合纤维 复合纤维是指用两种或两种以上不同的高分子物粘并成为一根纤维。复合纤维最突出的特点是大多数都具有三维空间的立体卷曲，所以具有高度蓬松性、延伸性和覆盖能力。 复合纺丝设备 复合纺丝设备主要由螺杆挤出机、计量泵和复合纺丝组件组成。 双组分复合纺丝装置示意图，其中复合纺丝组件是关键部件，有各种组合形式。只需改变纺丝组件的形式，就可生产出各种类型的复合纤维。 纺丝后加工 刚纺出来的合成纤维不能直接用来加工制成纺织品。因为它还没有完全定形，强度较低，伸长也较大，易变形。因此还必须根据不同品种进行拉伸、水洗、上油、干燥、定形等一系列后处理过程。如果是长丝，要将丝束连续卷绕在筒管上，再经过加捻和络丝等工序；如是短纤维，需将丝束切断成近似棉花、羊毛等纤维的长度，有的在切断前还要经过卷曲处理，经过这些后处理加工的合成纤维，才具有可供纺织使用的优良性能。 目前全世界化学纤维生产中短纤维的产量高于长丝。根据纤维特点，有些品种（如锦纶）以生产长丝为主；有些品种（如腈纶）则以生产短纤维为主；而有些品种（如涤纶）则长丝与短纤维比例比较接近。 第二节 涤纶（PET） 涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维（Polyethylene Terephthalate Fiber， PET Fiber）的商品名称，英国商品名为特丽纶（Terylene），美国商品名为达可纶(Dacron)。 涤纶的工业化生产始于1953年，是发展较晚的一种合成纤维，但因其具有机械强度好、耐磨、耐酸碱、不易霉蛀、化学稳定性好等特点，近半个世纪发展很快，产量已居合纤首位。涤纶可制成长丝，也可制成短纤维，产量几乎各占一半。 一、涤纶生产简介 涤纶生产所用原料为对苯二甲酸（TPA）和乙二醇（EG）。通过化学合成，可得到聚对苯二甲酸乙二酯。 将合成的聚对苯二甲酸乙二酯经铸带、切粒，成为无色透明的固体颗粒，通常称为涤纶树脂或涤纶切片，切片干燥后即可纺丝。 涤纶采用熔融法纺丝，温度为285～290℃。涤纶熔体从喷丝板的小孔中挤出形成黏液细流，细流在空气中冷却形成初生纤维。 涤纶的后加工因生产品种不同而不同。生产涤纶长丝时，要经牵伸加捻、热定型、络丝、包装；涤纶短纤维后加工一般包括集束、