《合成纤维介绍》PPT课件.ppt
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1、第六章第六章 合成纤维合成纤维 聚酯(聚酯(聚酯(聚酯(涤纶涤纶涤纶涤纶,PETPETPETPET)、)、)、)、聚酰胺(聚酰胺(聚酰胺(聚酰胺(锦纶锦纶锦纶锦纶6 6 6 6,锦纶,锦纶,锦纶,锦纶66666666,PAPAPAPA)、)、)、)、聚丙烯腈(聚丙烯腈(聚丙烯腈(聚丙烯腈(腈纶腈纶腈纶腈纶,PANPANPANPAN)、)、)、)、聚丙烯(聚丙烯(聚丙烯(聚丙烯(丙纶丙纶丙纶丙纶,PPPPPPPP)、)、)、)、聚氨酯(氨纶,聚氨酯(氨纶,聚氨酯(氨纶,聚氨酯(氨纶,PUPUPUPU)、)、)、)、聚乙烯醇缩醛化纤聚乙烯醇缩醛化纤聚乙烯醇缩醛化纤聚乙烯醇缩醛化纤维(维(维(维(维
2、纶维纶维纶维纶,PVAPVAPVAPVA)、)、)、)、聚氯乙烯(聚氯乙烯(聚氯乙烯(聚氯乙烯(氯纶氯纶氯纶氯纶,PVC)PVC)PVC)PVC)等合等合等合等合成纤维的生产原理及性能成纤维的生产原理及性能成纤维的生产原理及性能成纤维的生产原理及性能基本要求基本要求主要参考书主要参考书1)王菊生,孙铠)王菊生,孙铠.染整工艺原理(一),染整工艺原理(一),北京:纺织工业出版社,北京:纺织工业出版社,1990.2)詹怀宇主编)詹怀宇主编.纤维化学与物理,纤维化学与物理,北京:北京:科学出版社,科学出版社,2005.3)肖长发,尹翠玉等编)肖长发,尹翠玉等编.化学纤维概论,化学纤维概论,北京:中国
3、纺织出版社,北京:中国纺织出版社,1997.1 1、合成纤维的起始原料、合成纤维的起始原料石油、天然气、煤、农副产品石油、天然气、煤、农副产品石油、天然气、煤、农副产品石油、天然气、煤、农副产品2 2、合成纤维的加工过程、合成纤维的加工过程低分子单体低分子单体 聚合反应聚合反应 纺丝成形纺丝成形 后加工后加工3 3、合成纤维的特点、合成纤维的特点强度高,弹性好,比重小,保暖性好,耐磨,耐化强度高,弹性好,比重小,保暖性好,耐磨,耐化学药品腐蚀,不易霉变和虫蛀等学药品腐蚀,不易霉变和虫蛀等其混纺织物具有挺括、滑爽、免烫、快干等特点其混纺织物具有挺括、滑爽、免烫、快干等特点4 4、发展概况、发展概
4、况第一节第一节 合成纤维的基础知识合成纤维的基础知识合成纤维的共性合成纤维的共性1 1 1 1、相对密度、相对密度、相对密度、相对密度可决定纺织品的性能和经济性可决定纺织品的性能和经济性相对密度相对密度低低:服用纤维材料,有利于服装的服用纤维材料,有利于服装的舒适性舒适性 高高:产业用纤维材料,可减少负荷:产业用纤维材料,可减少负荷2 2 2 2、机械性能、机械性能、机械性能、机械性能(1)合成纤维强度通常较高,处于纤维材料)合成纤维强度通常较高,处于纤维材料中上等水平,是具强韧性的纤维材料中上等水平,是具强韧性的纤维材料(2)耐磨性高)耐磨性高3 3 3 3、光学性能、光学性能、光学性能、光
5、学性能耐光性比较:聚丙烯腈耐光性比较:聚丙烯腈聚酯聚酯聚酰胺,聚丙烯,聚氯乙烯聚酰胺,聚丙烯,聚氯乙烯4 4 4 4、电学性能、电学性能、电学性能、电学性能合成纤维的比电阻高于天然纤维和再生纤维(与吸湿性有关)合成纤维的比电阻高于天然纤维和再生纤维(与吸湿性有关)聚酯和聚丙烯纤维比电阻最高聚酯和聚丙烯纤维比电阻最高 合成纤维生产和使用易引起静电合成纤维生产和使用易引起静电5 5 5 5、耐热性和热收缩、耐热性和热收缩、耐热性和热收缩、耐热性和热收缩 温度升高,合成纤维断裂强度逐渐下降,断裂延伸度增加温度升高,合成纤维断裂强度逐渐下降,断裂延伸度增加(1)吸湿性好的合成纤维)吸湿性好的合成纤维
6、湿热收缩率湿热收缩率干热收缩率干热收缩率 吸湿性差的合成纤维吸湿性差的合成纤维 干热收缩率干热收缩率湿热收缩率湿热收缩率(2)长丝拉伸倍数高,热收缩率大;)长丝拉伸倍数高,热收缩率大;短纤维拉伸倍数低,热收缩率小短纤维拉伸倍数低,热收缩率小6 6 6 6、染色性能、染色性能、染色性能、染色性能合成纤维的主要质量指标合成纤维的主要质量指标1 1 1 1、线密度、线密度、线密度、线密度单纤维越细,手感越柔软,光泽柔和且易变形加工单纤维越细,手感越柔软,光泽柔和且易变形加工2 2 2 2、断裂强度、断裂强度、断裂强度、断裂强度纤维在连续增加负荷的作用下,直至断裂所能承受的最大纤维在连续增加负荷的作用
7、下,直至断裂所能承受的最大负荷与纤维线密度之比(牛负荷与纤维线密度之比(牛/特)特)3 3 3 3、断裂伸长率、断裂伸长率、断裂伸长率、断裂伸长率纤维在伸长至断裂时的长度与原有长度增加的百分数纤维在伸长至断裂时的长度与原有长度增加的百分数4 4 4 4、初始模量、初始模量、初始模量、初始模量合成纤维中涤纶的初始模量最大,其次为腈纶,锦纶较小合成纤维中涤纶的初始模量最大,其次为腈纶,锦纶较小5 5 5 5、燃烧性能、燃烧性能、燃烧性能、燃烧性能6 6 6 6、吸湿性、吸湿性、吸湿性、吸湿性吸湿性好的纤维摩擦和静电作用小,穿着舒适吸湿性好的纤维摩擦和静电作用小,穿着舒适7 7 7 7、染色性、染色
8、性、染色性、染色性与三因素有关与三因素有关染色亲和力,染色速度,染料染色亲和力,染色速度,染料纤维复合物的性质纤维复合物的性质8 8 8 8、卷曲度、卷曲度、卷曲度、卷曲度9 9 9 9、沸水收缩率、沸水收缩率、沸水收缩率、沸水收缩率将纤维放在沸水中煮沸将纤维放在沸水中煮沸30min后,其收缩后的长度与原来长后,其收缩后的长度与原来长度之比,用于反映纤维热定型程度和尺寸稳定性的指标度之比,用于反映纤维热定型程度和尺寸稳定性的指标纤维一定的卷曲,可以有效的改善纤维的抱合性,同时增纤维一定的卷曲,可以有效的改善纤维的抱合性,同时增加纤维的蓬松性和弹性,使织物具有良好的外观和保暖性加纤维的蓬松性和弹
9、性,使织物具有良好的外观和保暖性常用基本概念常用基本概念1 1 1 1、长丝、长丝、长丝、长丝长度以千米计的纤维长度以千米计的纤维(1)单丝单丝:用单孔喷丝头纺:用单孔喷丝头纺制而成的一根连续单纤维制而成的一根连续单纤维(2)复丝复丝:数十根单纤维组:数十根单纤维组成的丝条成的丝条(3)帘线丝帘线丝:由一百多根至:由一百多根至几百根单纤维组成的用于制几百根单纤维组成的用于制造轮胎帘子布的丝条造轮胎帘子布的丝条喷丝头喷丝头聚酯(聚对苯二甲酸聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯)长丝乙二酯)长丝聚酰胺长丝聚酰胺长丝2 2 2 2、短纤维、短纤维、短纤维、短纤维被切成几厘米至十几厘米长度的化纤被切成几厘米至十几
10、厘米长度的化纤(1)棉型短纤维棉型短纤维:长度为:长度为25-38mm,dtex),类似棉纤维,类似棉纤维,主要用于与棉纤维混纺主要用于与棉纤维混纺(2)毛型短纤维毛型短纤维:长度为:长度为70-150mm,dtex),类似羊毛,主类似羊毛,主要用于与羊毛混纺要用于与羊毛混纺(3)中长纤维中长纤维:纤维的长度为:纤维的长度为51-76mm,dtex,介于棉型和介于棉型和毛型之间。毛型之间。用于制造中长纤维织物用于制造中长纤维织物短纤维可与天然纤维及其他化学纤维的短纤维混纺,可得到短纤维可与天然纤维及其他化学纤维的短纤维混纺,可得到具有良好综合性能的混纺织物具有良好综合性能的混纺织物3 3 3
11、3、粗细节丝、粗细节丝、粗细节丝、粗细节丝4 4 4 4、变形纱、变形纱、变形纱、变形纱5 5 5 5、差别化纤维、差别化纤维、差别化纤维、差别化纤维纺丝成形不均匀拉伸纺丝成形不均匀拉伸 交替出现粗节和细节部分交替出现粗节和细节部分 染色后染色后交替出现深浅色变化交替出现深浅色变化所有经过变形加工的丝和纱所有经过变形加工的丝和纱(1)弹力丝)弹力丝 变形长丝,分高弹丝和低弹丝。其伸缩性、变形长丝,分高弹丝和低弹丝。其伸缩性、蓬松性良好,蓬松性良好,织物厚度、重量、不透明性、覆盖性和外观织物厚度、重量、不透明性、覆盖性和外观特征等方面接近毛织品、丝织品和棉织品特征等方面接近毛织品、丝织品和棉织品
12、(2)膨体纱)膨体纱 利用高分子的热可塑性,将两种收缩性能不利用高分子的热可塑性,将两种收缩性能不同的合成纤维毛条按比例混合,经热处理后,高收缩性毛同的合成纤维毛条按比例混合,经热处理后,高收缩性毛条迫使低收缩性毛条卷曲,从而使混合毛条具有伸缩性和条迫使低收缩性毛条卷曲,从而使混合毛条具有伸缩性和蓬松性,成为类似毛线的变形纱蓬松性,成为类似毛线的变形纱在原有化纤基础上经物理变形或化学改性而得到的纤维材料在原有化纤基础上经物理变形或化学改性而得到的纤维材料6 6 6 6、异形(截面)纤维、异形(截面)纤维、异形(截面)纤维、异形(截面)纤维 采用异形喷丝孔纺制的具有非圆采用异形喷丝孔纺制的具有非
13、圆形横截面的纤维或中空纤维形横截面的纤维或中空纤维特性特性(1)光泽性和手感)光泽性和手感 (2)机械性能、吸水性和染色性)机械性能、吸水性和染色性 (3)抗起球性、蓬松性和透气性)抗起球性、蓬松性和透气性 (4)中空纤维的特异性:保暖性和蓬松性优良)中空纤维的特异性:保暖性和蓬松性优良7 7 7 7、复合纤维、复合纤维、复合纤维、复合纤维 截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物物种类:种类:(1)()(2)并列型)并列型(3)()(4)皮芯型)皮芯型(5)()(6)裂离型)裂离型(7)海岛型)海岛型8 8 8 8、超细纤维、超细纤维、超细纤维、超细纤维
14、常规纤维常规纤维的线密度为的线密度为1.4-7dtex细旦纤维细旦纤维dtex,主要用于仿真丝类的轻薄型或中厚型织物主要用于仿真丝类的轻薄型或中厚型织物超细纤维超细纤维dtex,可以用双组分复合裂离法生产,主要用于高可以用双组分复合裂离法生产,主要用于高密度防水透气织物和人造皮革、仿桃皮绒织物等密度防水透气织物和人造皮革、仿桃皮绒织物等极细纤维极细纤维的线密度在的线密度在0.11dtex以下,可通过海岛纺丝法生产,以下,可通过海岛纺丝法生产,主要用于人造皮革和医学滤材等特殊领域主要用于人造皮革和医学滤材等特殊领域9 9 9 9、新合纤、新合纤、新合纤、新合纤 按商品形式分按商品形式分 1)超蓬
15、松型)超蓬松型 采用异收缩混合纤维或多相混合采用异收缩混合纤维或多相混合技术制成技术制成 2)超细型)超细型 采用复合纺极细化技术制成采用复合纺极细化技术制成 3)超悬垂型)超悬垂型 按手感分按手感分 蚕丝手感,桃皮手感,超微细粉末手感和新羊毛蚕丝手感,桃皮手感,超微细粉末手感和新羊毛手感手感10101010、易染性合成纤维、易染性合成纤维、易染性合成纤维、易染性合成纤维 如化学改性改善和提高聚酯纤维的可染性和染深性如化学改性改善和提高聚酯纤维的可染性和染深性11111111、高性能纤维、高性能纤维、高性能纤维、高性能纤维 具有特殊的物理化学结构,其某一项或多项性能指标高于普通具有特殊的物理化
16、学结构,其某一项或多项性能指标高于普通纤维。主要用于产业用纺织品的制造纤维。主要用于产业用纺织品的制造12121212、纳米纤维、纳米纤维、纳米纤维、纳米纤维 直径小于直径小于100纳米的纤维或添加了纳米级粉末填充物的纤维纳米的纤维或添加了纳米级粉末填充物的纤维合成纤维与纺织品合成纤维与纺织品聚酯纤维聚酯纤维:具有较高的强度、弹性和耐磨性,而且形状稳定:具有较高的强度、弹性和耐磨性,而且形状稳定性好,易于水洗性好,易于水洗聚酰胺纤维聚酰胺纤维:具有优异的强度和耐磨性,制成的纺织品经热:具有优异的强度和耐磨性,制成的纺织品经热定型后有良好的形状稳定性和抗皱性定型后有良好的形状稳定性和抗皱性聚丙烯
17、腈纤维聚丙烯腈纤维:具有类似羊毛的手感,质轻而蓬松,耐光性:具有类似羊毛的手感,质轻而蓬松,耐光性和耐气候性佳和耐气候性佳合成纤维生产方法简述合成纤维生产方法简述1 1 1 1、原料制备、原料制备、原料制备、原料制备 高分子化合物的合成(聚合)和机械处理高分子化合物的合成(聚合)和机械处理2 2 2 2、纺前准备、纺前准备、纺前准备、纺前准备 纺丝熔体或纺丝溶液的制备纺丝熔体或纺丝溶液的制备 3 3 3 3、纺丝、纺丝、纺丝、纺丝 纤维的成形纤维的成形4 4 4 4、后加工后加工后加工后加工 拉伸、热定型拉伸、热定型成纤高聚物的要求成纤高聚物的要求 1、必须是必须是线型线型的,能伸直的分的,能
18、伸直的分子,支链尽可能少,无庞大子,支链尽可能少,无庞大侧基;侧基;2、高分子分子间有、高分子分子间有适适当的相互作用力当的相互作用力,或具有一,或具有一定规律性的化学结构和空间定规律性的化学结构和空间结构;结构;3、具有、具有合适的分子量合适的分子量和较窄的分子量分布和较窄的分子量分布;4、具、具一定的热稳定性一定的热稳定性,其熔点或,其熔点或软化点比允许使用温度高很软化点比允许使用温度高很多多纺丝方法纺丝方法常规纺丝方法常规纺丝方法熔体纺丝:熔体纺丝:丙纶、涤纶短纤维、锦纶丙纶、涤纶短纤维、锦纶溶液纺丝溶液纺丝湿法纺丝:湿法纺丝:腈纶、维纶、氯纶腈纶、维纶、氯纶干法纺丝:干法纺丝:特殊纺丝
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