纺织材料学：第四章 化学纤维

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1、第四章第四章 化学纤维化学纤维一、化学纤维概述（一）化学纤维制造1纺丝熔体或纺丝 液的制备 2纺丝成型 3后加工 。第四章第四章 化学纤维化学纤维 化学纤维的纺丝成型 模仿蚕吐丝过程，将纺丝熔体或纺丝液通过喷丝孔挤出后凝固成丝条的过程，称为纺丝。 熔融纺丝法熔融纺丝法(熔体纺丝熔体纺丝)溶液纺丝法。溶液纺丝法。 熔融纺丝的纺丝速度高，纺丝加工干净、无污染、成本低，通常丝的截面为圆形。涤纶、锦纶、丙纶等均采用此法 溶液纺丝法的纺丝液是溶解的高聚物溶液。按纺出丝的固化方式，分为湿法与干法两种。第四章第四章 化学纤维化学纤维 湿法纺丝纺出的丝在溶液中因溶剂析出而固化，纺丝速度低。 湿法纺丝污染问题严

2、重，加工成本高，丝的截面多为非圆形，有皮芯结构。 腈纶、维纶、氯纶、粘胶纤维等多采用此法。干法纺丝纺出的丝在空气中溶剂挥发而固化。第四章第四章 化学纤维化学纤维 纺丝成形得到的丝称为初生丝，初生丝强度低，伸长大，沸水收缩率大，往往不能直接用于纺织加工，因此初生丝还需经过一系列的后加工。 以短纤维后加工路线为例说明以短纤维后加工路线为例说明集束集束拉伸（拉伸（关键工序，产生不同力学类型纤维关键工序，产生不同力学类型纤维）上油上油卷曲卷曲干燥热定形（干燥热定形（除去水分，消除去水分，消除内应力，提高结晶度和结构稳定性除内应力，提高结晶度和结构稳定性 ）切断、切断、打包入库，准备售出打包入库，准备售

3、出 第四章第四章 化学纤维化学纤维二、再生纤维二、再生纤维再生纤维也称人造纤维，其成纤高分子是天然的高聚物，或该高聚物的衍生物，将成纤高聚物经过纺丝加工制成的纤维叫再生纤维。 （一）、再生纤维素纤维 从自然界中含有天然纤维素高分子的物质中，提取纤维素高分子制成浆粕，再经过化学处理和机械加工而成。1普通粘胶纤维 普通粘胶纤维的是再生纤维素纤维的主要品种。从不能直接用于纺织加工的纤维素原料，如棉短绒、木材、芦苇、甘蔗渣、竹、海藻等中提取纯净的纤维素制成粘胶液，经纺丝而成。第四章第四章 化学纤维化学纤维 (1) 普通粘胶纤维的命名原则 依据原料来源和制成的浆粕或浆液，其命名应该为“原料名称浆纤维”或

4、“原料名称粘胶”命名或直接称“再生原料纤维”。 由于原高聚物物质已被溶解和过滤纯化，与原物质的形态和名称已无关系，只与组成和加工方法相关，故应明确地称为“粘胶”或再生纤维素纤维。如棉浆纤维或棉粘胶；木浆纤维或木粘胶；竹浆纤维或竹粘胶胶；麻浆纤维或麻粘胶；海藻浆纤维或海藻粘胶。第四章第四章 化学纤维化学纤维（2 2）普通粘胶纤维的结构与性能特点）普通粘胶纤维的结构与性能特点化学组成与棉纤维相同化学组成与棉纤维相同聚合度聚合度300 400，结晶度较小（，结晶度较小（40 50），取向），取向度低，结构中空隙含量大。度低，结构中空隙含量大。截面呈不规则的锯齿形，有明显的皮芯结构。截面呈不规则的锯齿

5、形，有明显的皮芯结构。吸湿性好、易染色，色谱全、色泽艳、染色牢度好，吸湿性好、易染色，色谱全、色泽艳、染色牢度好，对酸与氧化剂比棉敏感，对碱的稳定性不及棉。对酸与氧化剂比棉敏感，对碱的稳定性不及棉。湿强度低湿强度低（干强的（干强的40%50%）、初始模量低、弹性、初始模量低、弹性恢复性差，织物易变形起皱。恢复性差，织物易变形起皱。 第四章第四章 化学纤维化学纤维 2高湿模量和强力粘胶纤维 为了克服普通粘胶纤维的上述缺点，科学家们研制出高湿强度和高湿模的粘胶纤维。 高湿强粘胶纤维 以提高粘胶纤维的结晶度为主要方式，形成全芯层结构的粘胶纤维。其主要代表纤维有中国早期所称的富强纤维，日本的虎木棉，或

6、称波里诺西克。 高湿模量粘胶纤维 以加强溶剂缓冲析出和凝固作用，增加纤维的皮层结构和分子间的微晶物理交联作用，如欧20世纪50年代的高湿模量粘胶纤维和70-80年代的莫代尔(Modal)纤维等。 强力粘胶纤维 以提高分子的取向度和改善结晶颗粒尺寸与分布的方式，形成全皮层结构的粘胶纤维，如粘胶帘子线、强力粘胶纤维等。第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维3 Lyocell纤维 Lyocell纤维是以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂，用干湿法纺丝的再生纤维素纤维。英国Courtaulds公司生产的Lyocell纤维的商品名称为 “Tencel”。与其他合成纤维和再生

7、纤维相比较， Lyocell纤维最主要的特点是加工过程所用溶剂N甲基吗啉N氧化物(N M MO)可接近100的回收，基本无污染。 与现有的各种纤维素纤维相比, Lyocell纤维还具有比强度高,为3.84.2cNtex，湿强损失低，小于15%，手感柔软、悬垂性好。 Lyocell纤维有原纤化倾向，纤维表面易发生分裂小纤维绒第四章第四章 化学纤维化学纤维4铜氨纤维 将纤维素浆粕(主要是棉浆粕)溶解在氢氧化铜或碱性铜盐的浓铜氨溶液内，制成铜氨纤维素纺丝溶液，在水或稀碱溶液的凝固浴中(湿法)纺丝成形。是以溶剂命名的再生纤维素纤维。 铜氨纤维截面呈圆形，无皮芯结构，因塑性好，可制成较细的单丝，细度度为

8、0.44-1.44dtex。 纤维表面光滑，光泽柔和，有真丝感。吸湿性与粘胶纤维相似，回潮率可达12-13，上染性优于粘胶纤维；干强与粘胶纤维相近，湿强高于粘胶纤维。第四章第四章 化学纤维化学纤维5 醋酯纤维(acetate) 醋酯纤维又称醋酸纤维，有二醋酯和三 醋酯之分。 纺织用醋酯纤维基本为三醋酯纤维素纤维。二醋酯纤维素纤维常用作滤材，尤其是香烟滤嘴材料。 醋醋纤维的截面为不规则多瓣形，无皮芯结构。模量较低，易变形。三醋脂纤维干强为0.971.24cNdtex，湿强下降很少；伸长率为25(干态)和35湿态)；回潮率因为酯化仅为35，染色性差；纤维密度约为1.30 醋醋纤维的截面为不规则多瓣

9、形，元皮芯结构。模量较低，易变形。低伸长下的弹性回复性极好(1.5伸长时回复为100)，密度小于黏胶纤维，故织物柔软，有弹性，不易起皱，悬垂性好。主要作为女用内衣和绸类面料的原料。第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维粘胶粘胶纤维纤维纵面纵面 第四章第四章 化学纤维化学纤维粘胶纤维截面粘胶纤维截面第四章第四章 化学纤维化学纤维粘醋酸纤维胶纤维粘醋酸纤维胶纤维截面醋酸纤维醋酸截面醋酸纤维醋酸纤维纤维 第四章第四章 化学纤维化学纤维 莫代尔纵面莫代尔纵面纤维纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维 莫代尔纤维截面莫代尔纤维截面 天丝天丝纤维纤维纵面纵面

10、第四章第四章 化学纤维化学纤维 天丝纤维截面天丝纤维截面纤维纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维 天竹纤维截面天竹纤维截面第四章第四章 化学纤维化学纤维 天竹纤维纵面天竹纤维纵面第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维木纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维木纤维木纤维1. 干湿强力测试测试条件：温度：20 标准：GB/T 9997-1988 修正系数：1 湿度：65% 隔距：10mm 测试速度：10mm/min 测试数据： 指标 试样拉伸强度(cN/dTex)断裂伸长率(%)初始模量(cN/dTex)线密度( dTex)干强湿强干强湿强干强湿强木纤维3.172.6318.341

11、4.480.700.641.76天竹3.162.9419.3617.080.650.651.56粘胶3.02.9519.0117.400.660.621.67莫代尔4.254.0612.912.360.890.881.33第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维（二） 再生蛋白质纤维 目前已使用过的蛋白质有：酪素蛋白、牛奶制品蛋白、蚕蛹蛋白、大豆蛋白、花生蛋白和明胶等。 纯蛋白质的再生纤维很难制取并难以达到可用的力学性质，较成功的方法有两种：一种是将蛋白质的溶液与其他高聚物材料进行共混纺丝另一种是将蛋白质与其他高聚

12、物进行接枝共聚。但总体来看，再生蛋白质纤维虽已经过多年的研究，并有多种产品面市，但并未取得真正的成功，主要是纤维力学性能方面还存在缺陷，尚未取得突破。 由再生纤维的定义，再生蛋白质纤维应该是完全或绝大部分组成为蛋白质物。虽没有严格的百分含量限制，但蛋白质含量至少在80以L，才足真正意义上的再生蛋白纤维；含量在2080，应该是混合或复合纤维；含量低于20的只能足蛋白质改性纤维。 第四章第四章 化学纤维化学纤维二二 再生甲壳素纤维与壳聚糖纤维再生甲壳素纤维与壳聚糖纤维（一）概述1 甲壳素纤维和壳聚糖纤维的定义化学成分 甲壳素纤维是指由虾、蟹及昆虫的外壳，以及从藻类、菌类的细胞壁提取的高聚物，壳聚糖

13、是甲壳素经经碱处理后脱去乙酰基得到的产物。甲壳素是带正电的多糖高聚物，化学名称是聚乙酰胺基葡萄糖。壳聚糖的化学名称为聚氨基葡萄糖。第四章第四章 化学纤维化学纤维2甲壳素纤维和壳聚糖纤维的化学成分 甲壳素纤维在其大分子链上存在大量的羟基（OH）和氨基（NH2）等亲水性基团，故纤维有很好的亲水性和很高的吸湿性。第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维（二）甲壳素纤维和壳聚糖纤维的形态第四章第四章 化学纤维化学纤维（三）性能与特点日本富士纺公司曾对甲壳素进行研究。认为这些天然材料来源广泛且安全无毒性，能加速伤口的愈合，并且通过动物试验证明：这种新型的材料对于由细菌引起的感染具有比

14、普通抗菌素相同或更好的疗效。日本最先利用甲壳素纤维的特性，制成与棉混纺的 抗菌防臭类内衣和裤、袜等服装和床上用品，因对皮肤的亲和性较好，且可抑制微生物的繁殖，深受广大消费者的青睐。 甲壳素纤维的废弃物可生物降解，不会污染周边环境，所以甲壳素纤维又被称为功能性绿色环保纤维。第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维 甲壳素还具有优良的吸湿保温功能：由于甲壳素纤维在其大分子链上存在大量的羟基（OH）和氨基（NH2）等亲水性基团，故纤维有很好的亲水性和很高的吸湿性。 甲壳素纤维具有较好的可纺性。可与棉、麻、羊毛、羊绒、绢丝、尼龙、晴纶或其他纤维混纺 强度较低，吸湿好，染色性能好 第

15、四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维（四）应用 甲壳素纤维可加工成各种功能性服装，如保健针织内衣、除臭袜裤、不黏(抑菌)毛巾、婴幼儿抑菌服、抑菌休闲服、抑菌防臭床上用品、抑菌医生服与护士服；也可加工成各种救护用品，如绷带、纱布、急救包等。第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维 三、普通合成纤维1普通合成纤维的命名 普通合成纤维的命名，以化学组成为主，并形成学名及缩写代码( polyethylene terephthalate 简称PET)；商用命名为辅，形成商品名或称俗名。国内以“纶”的命名属于商品名。第四章第四章 化学纤维化学纤维类别类别化学名称化

16、学名称代代号号国内国内商品商品名名国外商品名国外商品名单体单体聚酯类聚酯类纤维纤维聚对苯二甲聚对苯二甲酸乙二酯酸乙二酯PET涤纶涤纶特丽纶，达特丽纶，达克纶，帝特克纶，帝特纶，拉芙桑纶，拉芙桑对苯二甲酸或对苯二对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯，乙二醇甲酸二甲酯，乙二醇或环氧乙烷或环氧乙烷聚对苯二甲聚对苯二甲酸环已基酸环已基-1，4二甲酯二甲酯柯台尔柯台尔(Kodel)对苯二甲酸或对苯二对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯，环乙烷甲酸二甲酯，环乙烷二甲醇二甲醇-1，4聚对羟基苯聚对羟基苯甲酸乙二酯甲酸乙二酯荣辉，荣辉，A-Tell对羟基苯甲酸，环氧对羟基苯甲酸，环氧乙烷乙烷聚对苯二甲聚对苯二甲酸丁二醇酯酸丁

17、二醇酯PBT对苯二甲酸或对苯二对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯，丁二醇甲酸二甲酯，丁二醇聚对苯二甲聚对苯二甲酸丙二醇酯酸丙二醇酯PTT对苯二甲酸，丙二醇对苯二甲酸，丙二醇聚聚酰酰胺胺类类纤纤维维脂脂肪肪族族聚酰胺聚酰胺-6PA-6锦纶锦纶-6尼龙尼龙-6，卡，卡普纶，贝普纶，贝纶纶己内酰胺己内酰胺聚酰胺聚酰胺-66 PA-66锦纶锦纶-66尼龙尼龙-66，阿尼特阿尼特己二酸，己二胺己二酸，己二胺聚酰胺聚酰胺1010锦纶锦纶1010尼龙尼龙1010癸二胺，癸二酸癸二胺，癸二酸聚酰胺聚酰胺-4PA-4锦纶锦纶-4尼龙尼龙4丁内酰胺丁内酰胺脂脂环环族族锦环锦环纶纶凯纳凯纳双双-(对氨基环己基对氨基环己基

18、)甲烷，甲烷，12二酸二酸第四章第四章 化学纤维化学纤维聚聚烯烯烃烃纤纤维维聚丙烯纤维聚丙烯纤维PP丙纶丙纶梅拉克纶，帕纶梅拉克纶，帕纶丙烯丙烯聚乙烯纤维聚乙烯纤维PE乙纶乙纶乙烯乙烯聚乙烯醇缩甲醛纤维聚乙烯醇缩甲醛纤维PVAL维纶维纶维尼纶，库拉纶，维尼纶，库拉纶，维纳尔维纳尔醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯聚乙烯醇缩丁醛纤维聚乙烯醇缩丁醛纤维PVB聚乙烯醇一氯乙烯接聚乙烯醇一氯乙烯接枝共聚纤维枝共聚纤维维氯维氯纶纶柯泰纶，柯泰纶，BE纤维纤维氯乙烯，醋酸乙烯氯乙烯，醋酸乙烯聚氯乙烯纤维聚氯乙烯纤维PVC氯纶氯纶罗维尔，帝维纶，罗维尔，帝维纶，天美纶天美纶氯乙烯氯乙烯氯化聚氯乙烯氯化聚氯乙烯(过氯过氯乙

19、烯乙烯)纤维纤维过氯过氯纶纶合氯林，配采合氯林，配采氯乙烯氯乙烯氯乙烯与偏二氯乙烯氯乙烯与偏二氯乙烯共聚纤维共聚纤维PVDC偏氯偏氯纶纶沙纶沙纶氯乙烯，偏二氯乙烯氯乙烯，偏二氯乙烯聚四氟乙烯纤维聚四氟乙烯纤维PTFE氟纶氟纶特氟纶特氟纶四氟乙烯四氟乙烯聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维(丙烯丙烯腈与腈与15%以下的其它以下的其它单体的共聚物纤维单体的共聚物纤维)PAN腈纶腈纶奥纶，阿克列纶，奥纶，阿克列纶，克列丝纶，开司米克列丝纶，开司米纶，考妥，齐沸纶纶，考妥，齐沸纶丙烯腈及丙烯酸甲酯或醋丙烯腈及丙烯酸甲酯或醋酸乙烯，苯乙烯磺酸钠，酸乙烯，苯乙烯磺酸钠，甲基丙烯磺酸钠甲基丙烯磺酸钠第四章第四章 化学纤

20、维化学纤维（一）、（一）、 涤纶（挺括不皱）：涤纶（挺括不皱）：1 1、强度高、耐冲击性好，耐热，耐腐，耐蛀，耐强度高、耐冲击性好，耐热，耐腐，耐蛀，耐酸不耐碱，耐光性仅次于腈纶，吸湿性差，染色困酸不耐碱，耐光性仅次于腈纶，吸湿性差，染色困难，织物易洗快干，保形性好，难，织物易洗快干，保形性好， “洗可穿洗可穿” 。 2 2、用途较广：目前化纤中用量最大。、用途较广：目前化纤中用量最大。 长丝长丝常作为低弹丝，制作各种纺织品；短纤：常作为低弹丝，制作各种纺织品；短纤：棉、毛、麻等均可混纺。棉、毛、麻等均可混纺。第四章第四章 化学纤维化学纤维（二）、（二）、 锦纶（结实耐磨）：锦纶（结实耐磨）：

21、1 1、最大特点是结实耐磨，是最优的一种。密度小，弹性好，、最大特点是结实耐磨，是最优的一种。密度小，弹性好，耐疲劳破坏，化学稳定性好，耐碱不耐酸耐疲劳破坏，化学稳定性好，耐碱不耐酸2 2、耐日光性不好，吸湿也不好，但比腈纶，涤纶好。、耐日光性不好，吸湿也不好，但比腈纶，涤纶好。3 3、用途：、用途：长丝，多用于针织和丝绸工业；长丝，多用于针织和丝绸工业；短纤，大都与羊毛或毛型化纤混纺，作华达呢等。短纤，大都与羊毛或毛型化纤混纺，作华达呢等。工业：帘子线和渔网，地毯，绳索，传送带等。工业：帘子线和渔网，地毯，绳索，传送带等。第四章第四章 化学纤维化学纤维 （三）、腈纶（膨松耐晒）：（三）、腈纶

22、（膨松耐晒）： 1 1、 “合成羊毛合成羊毛”。具有很好的热弹性（可加工。具有很好的热弹性（可加工膨体纱），腈纶密度羊毛小，织物保暖性好。耐膨体纱），腈纶密度羊毛小，织物保暖性好。耐日光性与耐气候性居第一位，吸湿差，染色难。日光性与耐气候性居第一位，吸湿差，染色难。 2 2、用途：主要作民用：人造毛皮、长毛绒，膨体、用途：主要作民用：人造毛皮、长毛绒，膨体纱，水龙带，阳伞布等。纱，水龙带，阳伞布等。第四章第四章 化学纤维化学纤维 （四）、（四）、 维纶（价廉耐用）：维纶（价廉耐用）： 1 1、吸湿性是合成纤维中最好的，称、吸湿性是合成纤维中最好的，称“合成棉花合成棉花”。 2 2、强度比锦、涤

23、差，化学稳定性好，不耐强酸，、强度比锦、涤差，化学稳定性好，不耐强酸，耐碱。耐日光性与耐气候性好，耐干热而不耐湿耐碱。耐日光性与耐气候性好，耐干热而不耐湿热（收缩）弹性最差，织物易起皱，染色较差，热（收缩）弹性最差，织物易起皱，染色较差，色泽不鲜艳。色泽不鲜艳。2 2、用途：多和棉花混纺：细布，府绸，灯芯绒，、用途：多和棉花混纺：细布，府绸，灯芯绒，内衣，帆布，防水布，包装材料，劳动服等。内衣，帆布，防水布，包装材料，劳动服等。第四章第四章 化学纤维化学纤维 （五）、（五）、 丙纶（质轻保暖）：丙纶（质轻保暖）： 1 1、最轻的纤维。几乎不吸湿，但芯吸能力强，强、最轻的纤维。几乎不吸湿，但芯吸

24、能力强，强度高，尺寸稳定，耐磨弹性和化学稳定性好，热度高，尺寸稳定，耐磨弹性和化学稳定性好，热稳定性差，不耐日晒，易于老化脆损。稳定性差，不耐日晒，易于老化脆损。 2 2、用途：可以织袜，蚊帐布，被絮，保暖填料、用途：可以织袜，蚊帐布，被絮，保暖填料、尿布湿等。工业上：地毯、渔网，帆布，水龙带尿布湿等。工业上：地毯、渔网，帆布，水龙带等。等。第四章第四章 化学纤维化学纤维 （六）、（六）、 氯纶（阻燃纤维）氯纶（阻燃纤维）1 1、强度与棉相接近，耐磨性、保暖性、耐日光性、强度与棉相接近，耐磨性、保暖性、耐日光性比棉、毛好。比棉、毛好。 2 2、抗无机化学试剂的稳定性好，耐强酸强碱，耐、抗无机化

25、学试剂的稳定性好，耐强酸强碱，耐腐蚀性能强，隔音性好，但对有机溶剂的稳定性腐蚀性能强，隔音性好，但对有机溶剂的稳定性和染色性能比较差。和染色性能比较差。 3 3、主要用于装饰与产业用纺织品。、主要用于装饰与产业用纺织品。第四章第四章 化学纤维化学纤维(七七)、氨纶、氨纶 聚氨基甲酸酯纤维（聚氨基甲酸酯纤维（Polyurethane， PU ） 1945年由美国杜邦公司开发成功年由美国杜邦公司开发成功. 商品名为商品名为“莱莱 卡卡”（Lycra），），也称高弹纤维。也称高弹纤维。第四章第四章 化学纤维化学纤维 2、性能：、性能： 1）具有高弹性，高回复性和尺寸稳定性，伸长）具有高弹性，高回复性

26、和尺寸稳定性，伸长68倍，弹性恢复率可达倍，弹性恢复率可达100%。因此用于弹性织。因此用于弹性织物、运动服、袜子等。产品以包芯纱或与其它纤物、运动服、袜子等。产品以包芯纱或与其它纤维合股出现。维合股出现。 2）耐热性差熨烫温度）耐热性差熨烫温度90110 ，低温快速烫。，低温快速烫。 3）染色性好，色牢度好。）染色性好，色牢度好。 4）耐酸碱性较好）耐酸碱性较好第四章第四章 化学纤维化学纤维 五、差别化纤维五、差别化纤维(differential fiber) 1基本定义基本定义 通常是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学通常是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理，使性状上获得一

27、定程度改善的纤维改性处理，使性状上获得一定程度改善的纤维。 2. 获得方法获得方法 物理改性物理改性 ：改进聚合与纺丝条件改进聚合与纺丝条件 化学改性化学改性 ：共聚、接枝、交联、溶蚀、电镀等共聚、接枝、交联、溶蚀、电镀等 表面物理化学改性表面物理化学改性 ：高能射线（高能射线（射线、射线、射线）、射线）、低温等离子体低温等离子体对纤维进行表面改性处理对纤维进行表面改性处理 3. 差别化纤维差别化纤维（1 1）变形丝）变形丝(textured yarn) (textured yarn) 变形加工：变形加工： 一般是指通过机械作用给予长丝一般是指通过机械作用给予长丝( (或纤或纤维维) )二度或

28、三度空间的卷曲变形，并用适当二度或三度空间的卷曲变形，并用适当的方法的方法( (如热定形如热定形) )加以固定，使原有的长加以固定，使原有的长丝丝( (或纤维或纤维) )获得永久、牢固的卷曲形态。获得永久、牢固的卷曲形态。第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维（2）异形纤维）异形纤维(profile fiber) 指纤维截面形状不是实心圆形的纤维。指纤维截面形状不是实心圆形的纤维。 一般采用非圆形孔眼喷丝板纺丝制得，或膨化一般采用非圆形孔眼喷丝板纺丝制得，或膨化粘着法、复合纤维分离法、热塑性挤压法和变粘着法、复合纤维分离法、热塑性挤压法和变形加工法等。形加工法等。目的：改

29、善合成纤维的手感、光泽、抗起毛起球性、目的：改善合成纤维的手感、光泽、抗起毛起球性、蓬松性等特性蓬松性等特性 第四章第四章 化学纤维化学纤维( (3 3）复合纤维）复合纤维 (composite fiber) 将两种或两种以上的高聚物或性能不同的同种将两种或两种以上的高聚物或性能不同的同种聚合物通过一个喷丝孔纺成的纤维。聚合物通过一个喷丝孔纺成的纤维。可解决纤维的永久卷曲和弹性，可通过多组分可解决纤维的永久卷曲和弹性，可通过多组分的连续覆盖作用，提供纤维易染色、难燃、抗的连续覆盖作用，提供纤维易染色、难燃、抗静电、高吸湿等特性。静电、高吸湿等特性。 第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章

30、化学纤维化学纤维( (4 4）超细纤维）超细纤维 (ultra-fine fiber) 细度小于细度小于0.9dtex0.9dtex的纤维，可直接纺丝，如熔喷纺的纤维，可直接纺丝，如熔喷纺丝、丝、静电纺丝静电纺丝；分裂剥离法和溶解去除法等方法；分裂剥离法和溶解去除法等方法得到得到。抗弯刚度小抗弯刚度小, , 织物手感柔软、细腻、具有良好的织物手感柔软、细腻、具有良好的悬垂性、保暖性和覆盖性，但回弹性低、膨松性悬垂性、保暖性和覆盖性，但回弹性低、膨松性差。比表面积大，吸附性和除污能力强。差。比表面积大，吸附性和除污能力强。第四章第四章 化学纤维化学纤维超细纤维(a)(b)分裂剥离法(a)和溶解去

31、除法(b)示意图第四章第四章 化学纤维化学纤维使带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动与变形，然后经溶剂蒸发或熔体冷却而固化第四章第四章 化学纤维化学纤维第四章第四章 化学纤维化学纤维六、功能性纤维六、功能性纤维(functional fiber) 功能纤维是满足某种特殊要求和用途的纤维，即纤维具有特定的功能纤维是满足某种特殊要求和用途的纤维，即纤维具有特定的物理和化学性质。物理和化学性质。 1抗静电抗静电(antistatic fiber）主要指通过提高纤维表面的吸湿性来改善其导电性的纤维。主要指通过提高纤维表面的吸湿性来改善其导电性的纤维。 2.导电纤维导电纤维（conductive fi

32、ber )包括金属纤维，金属镀层纤维，炭粉、金属氧化、硫化、碘化物包括金属纤维，金属镀层纤维，炭粉、金属氧化、硫化、碘化物掺杂纤维，络合物导电纤维，导电性树脂涂层与复合纤维，本征掺杂纤维，络合物导电纤维，导电性树脂涂层与复合纤维，本征导电高聚物纤维等导电高聚物纤维等第四章第四章 化学纤维化学纤维3蓄热纤维蓄热纤维(thermal storage fiber)和远红外纤维和远红外纤维(far-infrared fiber) 将阳光转换为远红外线，相应的纤维称之为蓄热纤维；将阳光转换为远红外线，相应的纤维称之为蓄热纤维； 低温低温( (接近体温接近体温) )下辐射远红外线，相应的纤维称之为远红下辐

33、射远红外线，相应的纤维称之为远红外纤维。外纤维。 4防紫外线纤维防紫外线纤维(ultraviolet resistant fiber)第四章第四章 化学纤维化学纤维4阻燃纤维阻燃纤维(flame retardant fiber) 从提高纤维材料的热稳定性、改变热分解产物、阻隔和稀释氧气、吸从提高纤维材料的热稳定性、改变热分解产物、阻隔和稀释氧气、吸收或降低燃烧热等方面着手来达到阻燃目的。收或降低燃烧热等方面着手来达到阻燃目的。 5光导纤维光导纤维(optical fiber) 简称光纤：石英光纤；氟化物玻璃光纤；高聚物光纤简称光纤：石英光纤；氟化物玻璃光纤；高聚物光纤6弹性纤维弹性纤维(ela

34、stic fiber) 400700的断裂伸长率，接近的断裂伸长率，接近100%的弹性恢复能力，初始模量很低。的弹性恢复能力，初始模量很低。分为橡胶弹性纤维和聚氨酯弹性纤维。分为橡胶弹性纤维和聚氨酯弹性纤维。第四章第四章 化学纤维化学纤维性能指标性能指标聚酯型聚酯型聚醚型聚醚型细度细度(dtex)44 249044 1240强度强度(cN/tex)5.3 8.07.1 10.6断裂伸长断裂伸长(%)600 800480 650模量模量(cN/tex)1.21.7 3.9密度密度(g/cm3)1.1 1.31.1 1.3回潮率回潮率(%)9.59.35沸水收缩率沸水收缩率(%)3 123 12玻

35、璃化温度玻璃化温度()- -40 - -20- -60软化温度软化温度()170 230170 230热损伤温度热损伤温度()120120第四章第四章 化学纤维化学纤维7抗菌防臭纤维抗菌防臭纤维8变色纤维变色纤维 光敏变色纤维光敏变色纤维 ，热敏变色纤维；多用于登山、滑雪、游泳、热敏变色纤维；多用于登山、滑雪、游泳、滑冰等运动员以及救生、军用隐身的着装。滑冰等运动员以及救生、军用隐身的着装。 9香味纤维香味纤维10相变纤维相变纤维 是指将含有相变物质（是指将含有相变物质（PCM）能起到蓄热降温、放热调）能起到蓄热降温、放热调节作用的纤维，也称空调纤维。节作用的纤维，也称空调纤维。第四章第四章

36、化学纤维化学纤维七七高性能纤维高性能纤维(high performance fiber) 高性能纤维（高性能纤维（HPF）主要指高强、高模、耐高温）主要指高强、高模、耐高温和耐化学作用纤维，是高承载能力和高耐久性的和耐化学作用纤维，是高承载能力和高耐久性的功能纤维。功能纤维。第四章第四章 化学纤维化学纤维主要高性能纤维的基本分类与构成主要高性能纤维的基本分类与构成分类分类高强高模纤维高强高模纤维耐高温纤维耐高温纤维耐化学作用纤维耐化学作用纤维无机类纤维无机类纤维名称名称对位芳纶对位芳纶（PPTA）、芳）、芳香族聚酯香族聚酯（PHBA）、聚）、聚苯并噁唑苯并噁唑（PBO）、高性）、高性能聚乙烯能

37、聚乙烯（HPPE）纤维）纤维聚苯并咪唑聚苯并咪唑（PBI）、聚苯）、聚苯并噁唑（并噁唑（PBO）、）、氧化氧化PAN纤维、纤维、间位芳纶间位芳纶（MPIA）纤维）纤维聚四氟纤维聚四氟纤维（PTFE）、聚醚）、聚醚酮醚（酮醚（PEEK）、）、聚醚酰亚胺聚醚酰亚胺（PEI）纤维）纤维碳纤维（碳纤维（CF）、）、高性能玻璃纤维高性能玻璃纤维（HPGF）、）、陶瓷纤维（碳化陶瓷纤维（碳化硅，氧化铝等纤硅，氧化铝等纤维）维）高性能金属纤维高性能金属纤维主要主要特征特征高强（高强（3-6GPa）、高模）、高模（50-600GPa）、）、耐较高的温度耐较高的温度（120-3000）的柔性高聚物的柔性高聚物高

38、极限氧指数，高极限氧指数，耐高温柔性高聚耐高温柔性高聚物物耐各种化学腐蚀，耐各种化学腐蚀，性能稳定，高极性能稳定，高极限氧指数，耐较限氧指数，耐较高的温度（高的温度（200-3000）高聚物）高聚物高强、高模、低高强、高模、低伸长性、脆性、伸长性、脆性、耐高温（耐高温（600）无机物无机物第四章第四章 化学纤维化学纤维 1对位和间位芳纶对位和间位芳纶对位芳纶对位芳纶：芳纶：芳纶1414，1965年发明，年发明，1971年美国杜邦公司的年美国杜邦公司的商品化命名为商品化命名为Kevler。 纤维强度高、模量高、密度轻、柔性，化学性能稳定，纤维强度高、模量高、密度轻、柔性，化学性能稳定，除无机强酸

39、、强碱外，能耐多种酸、碱及有机溶剂的侵蚀。除无机强酸、强碱外，能耐多种酸、碱及有机溶剂的侵蚀。间位芳纶间位芳纶：芳纶：芳纶13131313，是杜邦，是杜邦19671967年商品化的芳族聚醚胺纤年商品化的芳族聚醚胺纤维，商品名为维，商品名为NomexNomex。 芳纶芳纶1313耐热性能好，可在耐热性能好，可在260高温下持续使用高温下持续使用1000h。阻燃性好，能耐大多数酸的作用，除不能与强碱长期接触外，阻燃性好，能耐大多数酸的作用，除不能与强碱长期接触外，对碱的稳定性也很好。具有良好的抗辐射性能。对碱的稳定性也很好。具有良好的抗辐射性能。 第四章第四章 化学纤维化学纤维2PBO纤维纤维 P

40、BO是聚是聚-p-亚苯丙二噁唑，简称聚苯并噁唑。是美国空亚苯丙二噁唑，简称聚苯并噁唑。是美国空军基地军基地Wright研发中心在研发中心在20世纪世纪60年代研究的、美国空军年代研究的、美国空军斯坦福研究所生产的耐高温的芳香族杂环高聚物。斯坦福研究所生产的耐高温的芳香族杂环高聚物。 PBO纤维有非常高的耐燃性，热稳定性比芳纶纤维更高，纤维有非常高的耐燃性，热稳定性比芳纶纤维更高，非常好的抗蠕变、耐化学和耐磨性能；非常好的抗蠕变、耐化学和耐磨性能； 主要用于要求既耐火和耐热，有要高强高模的柔性材料的主要用于要求既耐火和耐热，有要高强高模的柔性材料的领域领域第四章第四章 化学纤维化学纤维3PEEK

41、纤维纤维 PEEK统称为聚醚酮醚，半结晶的芳香族热塑性聚合物，可以统称为聚醚酮醚，半结晶的芳香族热塑性聚合物，可以高温高温熔体纺丝熔体纺丝,玻璃化温度玻璃化温度143,耐湿热性极其优良耐湿热性极其优良 PEEK纤维在加压蒸汽中纤维在加压蒸汽中7天的的强度保持率天的的强度保持率温度（温度（）PEEK芳纶芳纶1313涤纶涤纶100100100901501001000200100900250950030080降解降解降解降解4聚四氟乙烯纤维聚四氟乙烯纤维 是已知最为稳定的耐化学是已知最为稳定的耐化学作用和耐热的纤维材料。作用和耐热的纤维材料。其分子式为（其分子式为（CF2-CF2）n，是化学惰性的物

42、，是化学惰性的物质质第四章第四章 化学纤维化学纤维纤维纤维TeflonPTFEPTFE制造商制造商DupontLenzingAlbany强度强度/cNdtex-11.40.81.31.3断裂伸长率断裂伸长率/%202550熔融温度熔融温度/347327375软化温度软化温度/17720093最高使用温度最高使用温度/290280260极限氧指数极限氧指数/O2989898第四章第四章 化学纤维化学纤维5碳纤维碳纤维 指纤维化学组成中碳元素占总质量指纤维化学组成中碳元素占总质量90% %以上的纤维。以上的纤维。 20世世纪纪60年代末，以粘胶纤维为原料，经预氧化、炭化、石墨年代末，以粘胶纤维为原

43、料，经预氧化、炭化、石墨化制成粘在没有氧气存在的情况下，碳纤维能够耐受化制成粘在没有氧气存在的情况下，碳纤维能够耐受3000的高温。的高温。 主要用于制作增强复合材料，可用于航空、航天和国防军主要用于制作增强复合材料，可用于航空、航天和国防军工、体育器材及各种产业用途。工、体育器材及各种产业用途。纤维的定义棉纤维 化学组成 大分子结构 形态结构 化学性质 丝光 成熟度 马克隆值 主体长度 品质长度 跨距长度麻纤维化学组成 大分子结构 形态结构 化学性质 丝光 工艺纤维羊毛纤维化学组成 大分子结构 形态结构 化学性质 定向摩擦效应 缩绒 缩绒机理 影响因素 对织物外观的影响 消除方法绒毛的特点蚕丝化学组成 大分子结构 形态结构 化学性质 化学纤维 纺丝方法 后加工过程 再生纤维定义 ， Lyocell 纤维的加工方法 六种常用的合成纤维各自的最主要特点 差别化纤维（异型纤维 复合纤维 超细纤维） 功能纤维 高性能纤维