《纤维合成工艺》课件.pptVIP

**********************纤维合成工艺纤维合成工艺是一种先进的制造技术,通过控制化学反应和物理过程,可以生产出各种性能优异的人造纤维。这一工艺将会推动纺织工业的持续进步,为消费者带来更好的面料体验。M课程简介和学习目标课程概览本课程将全面介绍纤维合成工艺的基本原理和关键技术,涵盖原料准备、化学反应、纺丝工艺、后处理等各个环节。学习收获通过本课程的学习,学生将掌握合成纤维的制造工艺,了解不同类型纤维的特性及应用,为从事纺织行业奠定基础。教学目标培养学生对纤维工艺的全面理解,为后续深入研究及实践应用打下坚实基础。纤维的定义和分类纤维的定义纤维是一种细长、柔软、具有一定强度和韧性的基本纺织单元。它可以通过不同的制造工艺获得，是织物和其他纺织品的基础材料。纤维的分类纤维可以根据来源分为天然纤维和化学合成纤维。天然纤维又可分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维。化学合成纤维包括粘胶纤维、醋酸纤维、合成纤维等。纤维的特性不同类型的纤维有各自的物理化学性能,如强力、弹性、耐热性、吸湿性等,适用于不同的工艺和产品领域。天然纤维及其来源天然纤维是由植物、动物或矿物等自然界资源提取或提供的纤维素或蛋白质纤维。主要包括棉花、麻、丝绸、毛、羊毛等常见天然纤维。它们拥有独特的外观、触感和使用性能,广泛应用于服装、家纺和工业领域。这些天然纤维通过人工培育或采集从自然界获取,为人类社会提供了丰富的纤维资源,促进了纺织工业的发展。化学合成纤维的起源1发现化学纤维19世纪末期,人类首次发现了化学合成纤维的可能性。2战时需求推动20世纪初,两次世界大战促进了化学纤维的快速发展。3技术不断进步20世纪中期开始,化学纤维生产工艺与装备不断优化。4应用不断扩展当代化学纤维应用领域广泛,成为重要的功能性材料。化学合成纤维的历史可以追溯到19世纪末期,当时人类首次发现了化学纤维的可能性。经过两次世界大战的推动,以及20世纪中期技术的不断进步,化学纤维生产工艺与应用领域得到了快速发展,成为当今重要的功能性材料。纤维化学结构与性能1分子结构纤维是由长链的高分子化合物构成,具有重复的化学基团。不同种类的纤维有不同的分子结构,决定了它们的物理化学性能。2性能特点纤维的强度、耐热性、耐化学性等特性受分子结构的影响。合理设计分子结构可以优化纤维的各项性能。3结构-性能关系纤维分子链的构象、极性、结晶度等结构因素与力学性能、吸湿性、染色性等性能之间存在密切的关系。4分子量对比不同类型的纤维分子量大小不同,如涤纶约2.4万,尼龙约2万,粘胶约3万,这也是影响性能的重要因素。纤维原料的选择和准备原料选择根据纤维的性能需求和生产工艺,仔细分析各种原料的特点,选择最合适的原料。原料预处理采取清洁、干燥、过滤等措施,确保原料符合纺丝工艺的要求。自动化系统利用计算机控制系统,实现原料的配比、供给和投料等过程的自动化控制。干法纺丝和湿法纺丝工艺1干法纺丝利用高温熔融的聚合物直接通过喷丝头挤出形成纤维，需要快速冷却固化，适用于熔融性好的合成纤维。2湿法纺丝将聚合物溶解在溶剂中，通过喷丝头挤出并浸入凝固浴中凝固成型，适用于难熔融的纤维。3关键因素包括喷丝孔布置、喷丝温度、冷却速度、凝固浴组成等，对纤维性能有重要影响。纺丝机构的组成和工作原理机构结构纺丝机构由挤出系统、冷却系统、牵伸系统和卷绕系统等关键部件组成，各部件协调配合实现了从熔体到成品纤维的整个加工过程。挤出成型熔融高分子原料在螺杆挤压作用下,经过纺丝喷头形成连续的纤维丝束。喷头的结构设计直接影响纤维的截面形状和尺寸。冷却定型纤维丝从喷头流出后,需要经过冷却定型系统使其固化,保持纤维的形状和尺寸。冷却方式包括风冷、水冷等。牵伸取向纤维丝进入牵伸系统后,在高速牵伸作用下获得取向和延伸,提高纤维的力学性能。牵伸倍数的控制是关键。熔体纺丝工艺及其特点熔融聚合物熔体纺丝工艺利用熔融状态的聚合物原料,通过挤出机直接挤出形成熔体,然后冷却固化成纤维的工艺方法。多孔喷丝头熔体通过多孔喷丝头挤出并冷却凝固成纤维,喷丝头的结构对纤维的形状和性能有重要影响。高温工艺熔体纺丝需要高温加热溶融聚合物,因此工艺温度较高,对设备材质和能量消耗有较高要求。纤维的拉伸取向与冷却拉伸取向纤维在纺丝过程中会经过高度拉伸,使分子链获得取向,从而提高机械强度和弹性模量。快速冷却迅速冷却可以锁定取向状态,防止纤维分子链无序重排,保持良好的取向结构。温度控制精准的温度控制是确保拉伸取向效果的关键,需要根据不同纤维类型进行优化。纤维的后处理和卷绕冷却定形纤维从纺