《合成纤维》PPT课件

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1、第二章纺织纤维本章知识点：2.1合成纤维2.2纤维素纤维2.3蛋白质纤维2.4蛋白质纤维的化学加工重点：聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯等纤维的合成、结构和理化性质，纤维素和蛋白质的基础知识，棉、麻、蚕丝、羊毛纤维的结构和理化性质。难点：聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯等纤维的合成，蚕丝、羊毛的化学加工。本章重难点学习目的要求掌握纺织纤维的分类与特征；初步掌握棉、麻、丝、毛、聚酯纤维、锦纶纤维、腈纶纤维、聚丙烯纤维的生产技术、结构、性能及应用。纺织纤维概述纤维是指柔韧、纤细，具有相当长度、强度、弹性和吸湿

2、性的丝状物。大多数是不溶于水的有机高分子化合物，少数是无机物。根据来源可以分为天然纤维和化学纤维两大类。典型的纺织纤维的直径为几微米至几十微米，而长度超过25mm。纤维的分类化学纤维人造纤维合成纤维天然纤维棉花、羊毛、蚕丝、麻等……按来源分类纤维的分类人造纤维：以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加工而制得的纤维。人造纤维再生蛋白质纤维再生纤维素纤维粘胶纤维铜氨纤维再纤维素纤维二醋酯纤维三醋酯纤维纤维的分类合成纤维：由合成的高分子化合物加工制成的纤维。根据大分子主链的化学组成，又分为杂链纤维和碳链纤

3、维两类。碳链纤维聚丙烯睛纤维聚乙烯醇缩醛纤维等……杂纤维聚酰胺纤维聚酯纤维聚氨酯纤维等……合成纤维2.1合成纤维2.1.1合成纤维概述一、成纤聚合物的结构特征高聚物的品种很多，但并不是所有高聚物都能用于纺丝，而是具有如下特征的高聚物都能进行纺丝。1.成纤高聚物均为线型高分子主链分子结构线型或支化度很低，没有庞大侧基的聚合物，用这类高分子纺制的纤维能沿纤维纵轴方向拉伸而有序排列。当纤维受到拉力时，大分子能同时承受作用力，使纤维具有较高的拉伸强度和适宜的延伸度及其他物理-力学性能。2.成纤维高聚物具有适宜

4、的相对分子质量线型高聚物分子链的长度对纤维的物理-力学性能影响很大，尤其是对纤维的机械强度、耐热性和溶解性的影响更大。相对分子质量的高低均不好，高者不易加工，低者性能不好。常见的主要成纤高聚物的相对分子质量如下表所示。主要成纤高聚物的相对分子质量高聚物相对分子质量高聚物相对分子质量聚酰胺-6或-66聚酯聚丙烯腈16000-2200019000-2100053000-160000聚乙烯醇全同聚丙烯60000-80000180000-3000003.侧链结构所有的天然聚合物和大多数成纤聚合物的侧链都含有极

5、性基团。极性基团的存在对于大分子链间的相互作用和纤维的溶解性、热性能、吸湿性、染色性等都有很大的影响。成纤高聚物的分子链间必须有足够的次价力高聚物的物理-力学性能与次价力有密切关系。分子间次价力越大，纤维的强度越高，次价力大于20.92kJ/mol的高聚物适宜作纤维材料。4.结晶结构用于纺制纤维的聚合物一般都要求是半结晶结构的聚合物。结晶区的存在使纤维具有较高的强度和模量，而非结晶区的存在使纤维具有一定的弹性、耐疲劳性和染色性。半结晶结构能使原来排列不规整的分子链，经过拉伸取向而沿着纤维轴进行有序排列

6、的这种状态固定下来。成纤高聚物应具有可溶性和熔融性只有这样才能将高聚物溶解或熔融成溶液或熔体，再经纺丝、凝固或冷却形成纤维，否则就不能进行纺丝。二、聚合物的纺丝方法1、熔体纺丝凡能熔融或转变成粘流态而不发生显著分解的成纤聚合物都可采用熔体纺丝。（1）将合成得到的聚合物熔体直接送至纺丝机纺丝，称为直接纺丝法。（2）将合成得到的聚合物熔体冷却制成切片，干燥后再在纺丝机中重新熔融成熔体进行纺丝，称为切片纺丝。熔体纺丝不用溶剂，工艺简单，成本低，特点是纺丝速度快，生产能力大。一般纺丝速度在1000~1200m

7、/min。2、湿法纺丝将聚合物溶解于合适的溶剂中，制成纺丝液，再由喷丝孔喷出细流，进入凝固浴，细流中的溶剂向凝固液扩散，而凝固浴中的凝固剂向细流扩散，聚合物在凝固浴中析出，形成纤维。3、干法纺丝也需要将聚合物溶解在溶剂中配成纺丝溶液，而后段过程与熔体纺丝相似，从喷丝头挤压出来的细流不是进入凝固浴，而是导入纺丝甬道，在甬道中利用热空气使细流中的溶剂挥发而凝固成纤维。三、成纤聚合物的力学状态合成纤维一般都具有机械强度、耐磨性能好、密度轻、耐酸、耐碱、耐氧化剂以及不易霉蛀等特点，但也存在吸湿低、透气性差、容

8、易产生静电、易沾污、不易染色等缺点，为了提高纤维的使用性能，必须了解各种纤维的结构和性能。2.1.2聚酯纤维PET主要原料TPADMT环氧乙烷乙二醇对苯二甲酸对苯二甲酸二甲酯EGEO2.1.2聚酯纤维聚酯是制造聚酯纤维、涂料、薄膜及工程塑料的原料，是由饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反应制得的一类线性高分子缩聚物。这类缩聚物的品种因随使用原料或中间体而异，故品种繁多数不胜数。但所有品种均有一个共同特点，就是其大分子的各个链节间都是以酯基“－COO－”相联，所