中国石油大学高分子纤维作业.pdf

中国石油大学（华东）

《高分子材料加工工艺》作业

学生姓名：

学号：

专业年级：应用化学1203

二O一五年五月

浅谈纤维加工

在百度百科中，纤维的解释是：纤维是指由连续或不连续的细丝组成的物质。

在动植物体内，纤维在维系组织方面起到重要作用。纤维用途广泛，可织成细线、

线头和麻绳，造纸或织毡时还可以织成纤维层；同时也常用来制造其他物料，及

与其他物料共同组成复合材料。

日常生活中时刻离不开纤维，每天刷牙的牙刷，吃饭用的筷子都是纤维，但

却略有不同。纤维包括天然纤维和人造纤维，天然纤维是大自然所创造的的“艺

术”，而人造纤维则是人类的智慧结晶了。今天我们主要来了解一下竹纤维的加

工工艺，纤维成型方式以及影响因素。

一．竹纤维的加工

1碾压开纤加工技术

该技术一般将竹材分片，然后蒸煮软化，使纤维牢固结合一体的木素胞间层

部分分离，通过锤击或碾压来削弱纤维之间的结合强度。竹片在受到机械冲击摩

擦的外力作用下，最终导致纤维分解。此技术生产效率高，但对纤维的强力损伤

大，纤维的纤细度及均匀度难以保证。

2机械梳解制纤技术

该技术采用机械设备将经过碾压的扁竹材直接梳解成竹纤维。但由于加工过

程中，采用机械作用破坏了纤维的强力，使所获得的竹纤维粗、短、柔韧性差。

一般只能用于生产竹纤维板等低附加值产品。目前用此法加工的竹纤维，处理后，

长度在3～15cm之间，细度大致为0.05～0.15mm，平均断裂强度≤1.5

cN/dtex。由于此方法工艺过程简单，加工效率较高，有一定的实用价值。技术

改进应着重根据竹子的特点，依据加工的竹纤维长细比的统计规律，确定机械梳

解的主要技参数，研制专用设备实现竹纤维加工长细比的有效控制。

3闪爆脱胶制纤技术

闪爆法脱胶是根据国内外造纸制浆新工艺、蒸汽法脱胶以及剑麻纤维处理新

技术提出来的。1980年Delong发明了Iotech专利，使用3.8～5.2MPa饱

和水蒸汽爆破经化学预处理的木片。Stake推出了连续爆破技术，于1.48～1.76

MPa下每4min喷放一次。其它还有Suopuler、Kokta等提出的爆破工艺。

国内对爆破制浆的研究从20世纪80年代中期开始起步，并发表了研究论文，

对作为纺织用的大麻纤维，采用闪爆技术进行处理的研究国内外已有报道，但用

于竹纤维却少有报道。由于竹子组分中木质素含量较高，通常脱胶方法一般难以

去除，为此，利用高温高压状态下液态水和水蒸汽作用于竹子原料，并通过瞬间

泄压过程实现原料的组分分离和结构变化。2003年日本同志社大学藤井透教授

利用该方法制备出了竹纤维，并将其应用于复合材料开发中。此法纤维得率高，

不需要化学药品，无污染，制得的纤维均匀性较好，但纤维处理工艺复杂，设备

成本高，所得到的纤维颜色较深，一般呈褐色。目前未见闪爆脱胶技术的规模化

应用。

2.4化学机械加工技术

该技术基本采用造纸制浆工艺原理，首先用化学药品对竹材进行预处理，使

竹材中的胶质、木质素、半纤维素等受到破坏而溶解，从而削弱与纤维之间的结

合力，再经机械外力作用而形成纤维。Deshpand介绍了一种可以提取竹纤维的

化学机械联合加工工艺系统，该系统结合传统的压模工艺和碾模工艺，提取的竹

纤维可以用于复合材料的加工。此法纤维得率低，耗费化学品，制得的纤维还

有一定酸碱性，纤维处理工艺复杂，成本高。但对竹龄长的竹子较为适用，应解

决的主要技术问题是不同竹种、竹龄的竹子的预处理工艺。但目前未见系统的研

究报道。上述方法生产的竹纤维可作为增强相制成多种复合材料，产品正在进一

步的开发中，用上述方法加工的纤维目前不能用于纺织。

二．纤维的成型工艺过程

1纤维用聚合物的性能

纤维用聚合物是线形高分子，分子量分布较窄，分子量较高。其玻璃化温度

高于使用温度或可以结晶，熔融（粘流温度）大大高于洗涤和熨烫温度（100℃）。

并且拥有好的着色性、对水等化学物质的稳定性等。

2纤维成型方法和原理

2.1熔融纺丝法

熔体通过纺丝泵打入喷丝头，在一定的压力下，熔体通过喷丝头的小孔流出，