合成纖維生產(chǎn)和應(yīng)用第五章

1、合成纖維生產(chǎn)和應(yīng)用第五章教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 合成纖維的概況第二節(jié) 滌綸第三節(jié) 錦綸第四節(jié) 腈綸第五節(jié) 丙綸第六節(jié) 氨綸第一節(jié) 合成纖維的概況第一節(jié) 合成纖維概述。具備一定的分子量具備一定的分子量具備一定的分子結(jié)構(gòu)具備一定的分子結(jié)構(gòu)( (線形或支化度很低線形或支化度很低) )超分子結(jié)構(gòu)具有取向并部分結(jié)晶超分子結(jié)構(gòu)具有取向并部分結(jié)晶具有一定的耐熱性具有一定的耐熱性具有一定的機(jī)械物理性能具有一定的機(jī)械物理性能具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性具有一定的染色性具有一定的染色性 第一節(jié) 合成纖維概述 優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、彈性好、耐穿耐用、優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、彈性好、耐穿耐用、光澤好、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、耐霉腐、耐蟲蛀光

2、澤好、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、耐霉腐、耐蟲蛀 缺點(diǎn)：吸濕性差、耐熱性差、導(dǎo)缺點(diǎn)：吸濕性差、耐熱性差、導(dǎo)電性差、防污性差、易起毛起球、不電性差、防污性差、易起毛起球、不易染色、臘狀手感易染色、臘狀手感二、 紡絲方法 合成纖維的紡絲方法，目前大致可分為以下三種：合成纖維的紡絲方法，目前大致可分為以下三種：分類紡絲液制備凝固方法應(yīng)用舉例濕法紡絲溶于水或水溶液凝固浴凝固成型維綸、腈綸干法紡絲溶于非水溶劑蒸發(fā)溶劑凝固成型醋酸纖維熔融法紡絲加熱熔融冷卻凝固成型錦綸、滌綸、丙綸 新方法：復(fù)合紡絲法、拉裂法、切割法等。新方法：復(fù)合紡絲法、拉裂法、切割法等。 1熔融紡絲法 紡絲液是熔體，紡出的絲在空氣中固化。 熔融紡絲的

3、紡絲速度高，目前一般的紡絲速度為10002000m/min，采用高速紡絲時(shí)，可達(dá)3000 6000m/min 或更高。 熔融紡絲加工成本低，但噴絲板孔數(shù)少，絲的截面多為圓形。 滌綸、錦綸、丙綸等均采用此法 熔融紡絲工藝流程熔融紡絲工藝流程 紡絲紡絲 溶液紡絲法的紡絲液是溶解的高溶液紡絲法的紡絲液是溶解的高聚物溶液，紡出的絲的固化方式分為聚物溶液，紡出的絲的固化方式分為濕法與干法兩種。濕法與干法兩種。2濕法紡絲 濕法紡絲紡出的絲在溶液中固化 這種方法紡絲速度低，一般速度為18380m/min。 濕法紡絲加工成本高且對(duì)環(huán)境污染較嚴(yán)重，紡出絲的截面多為非圓形，有皮芯結(jié)構(gòu)。 腈綸、維綸、氯綸、粘膠纖維

4、多采用此法。 濕法紡絲工藝流程濕法紡絲工藝流程 3干法紡絲 干法紡絲紡出的絲在空氣中固化這 種 方 法 目 前 一 般 的 紡 絲 速 度 為2 0 0 5 0 0 m / m i n ， 高 者 可 達(dá)10001500m/min。 干法紡絲溶劑揮發(fā)易污染環(huán)境，成本高，但絲的質(zhì)量好，此法多用于制作長絲。 干法紡絲工藝流程干法紡絲工藝流程 干法紡絲干法紡絲三、常用合成纖維按纖維結(jié)構(gòu)分為：按纖維結(jié)構(gòu)分為： 滌綸、腈綸、錦綸、芳綸、維綸、氨綸、丙綸滌綸、腈綸、錦綸、芳綸、維綸、氨綸、丙綸 按纖維長短分為：按纖維長短分為： a.a.棉型棉型 短纖維：短纖維：b.b.毛型毛型 c. c.中長纖維（仿毛、

5、仿麻）中長纖維（仿毛、仿麻） 長絲：長絲： a.a.單絲單絲 加工加工彈力絲：高彈絲彈力絲：高彈絲 b.b.復(fù)絲復(fù)絲 低彈絲低彈絲 四、特種纖維1 1、復(fù)合纖維、復(fù)合纖維兩種或兩種以上成纖高分子物的熔體分別輸入同一噴絲兩種或兩種以上成纖高分子物的熔體分別輸入同一噴絲頭，在噴絲頭的適當(dāng)部位相遇后，從同一噴絲孔中噴出頭，在噴絲頭的適當(dāng)部位相遇后，從同一噴絲孔中噴出，成為兩組份或多組份粘并的一根纖維。，成為兩組份或多組份粘并的一根纖維。并列型并列型 皮芯型皮芯型 海島型海島型 桔瓣型桔瓣型 復(fù)合纖維的特點(diǎn)：復(fù)合纖維的特點(diǎn)： 具有三維空間的立體卷曲，高膨松性、延伸性和覆蓋能力。具有三維空間的立體卷曲，

6、高膨松性、延伸性和覆蓋能力。四、特種纖維2 2、異形纖維：、異形纖維： 在合成纖維成形過程中在合成纖維成形過程中采用非圓形孔眼的噴絲板采用非圓形孔眼的噴絲板，制成的非圓形截面或中，制成的非圓形截面或中空的纖維?？筛纳剖指?、空的纖維?？筛纳剖指?、回彈性、抗起球性及光澤回彈性、抗起球性及光澤等。主要有三角形、四角等。主要有三角形、四角形、五角形、扁平形、中形、五角形、扁平形、中空形等?？招蔚?。四、特種纖維4、改性纖維： 近來，為了改善化學(xué)纖維容易起靜電、起毛起球等缺點(diǎn)，為了改進(jìn)染色性能和提高熔點(diǎn)等，已出現(xiàn)了抗靜電纖維、低溫可染滌綸、陽離子可染滌綸、變性滌綸等改性纖維。3 3、超細(xì)纖維：、超細(xì)纖維：

7、 單絲纖度單絲纖度 0.1 0.1旦旦 特點(diǎn)：手感柔軟、特點(diǎn)：手感柔軟、細(xì)膩，柔韌性好，光細(xì)膩，柔韌性好，光澤柔和，高清潔能力澤柔和，高清潔能力，高吸水和吸油性，高吸水和吸油性， 第二節(jié) 滌綸一、滌綸的生產(chǎn)簡介二、滌綸的結(jié)構(gòu)三、滌綸的性能四、改性滌綸概述1、聚酯纖維的分子結(jié)構(gòu)： 聚酯通常指以二元酸和二元醇縮聚而提的高分子物，其基本鏈節(jié)之間以酯鍵聯(lián)結(jié)而得名。2、聚酯的品種： PTT、PBT、PET等等，其中以聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）纖維為主，其分子量一般控制在1800025000左右。一、滌綸的生產(chǎn)簡介1 1、主要原料：對(duì)苯二甲酸和乙二醇、主要原料：對(duì)苯二甲酸和乙二醇2 2、合成方法：、合成

8、方法： 酯交換法：將對(duì)苯二甲酸和乙二醇在催化劑作用下進(jìn)行酯交換，酯交換法：將對(duì)苯二甲酸和乙二醇在催化劑作用下進(jìn)行酯交換，然后再經(jīng)縮聚生成聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。已逐漸被淘汰。然后再經(jīng)縮聚生成聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。已逐漸被淘汰。 直接酯化法：將對(duì)苯二甲酸和乙二醇進(jìn)行直接酯化生成聚對(duì)苯直接酯化法：將對(duì)苯二甲酸和乙二醇進(jìn)行直接酯化生成聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。目前使用廣泛。二甲酸乙二酯。目前使用廣泛。3 3、紡絲方法：熔融紡絲法、紡絲方法：熔融紡絲法連續(xù)法：聚對(duì)苯二甲酸乙二酯熔體連續(xù)法：聚對(duì)苯二甲酸乙二酯熔體 紡絲紡絲間歇法：間歇法：a.a.聚對(duì)苯二甲酸乙二酯熔體聚對(duì)苯二甲酸乙二酯熔體 鑄帶鑄帶 切片切片 b.

9、 b.切片切片 干燥干燥 紡絲紡絲 二、滌綸的生產(chǎn)原理4 4、熔融紡絲法工藝流程：、熔融紡絲法工藝流程：二、滌綸的結(jié)構(gòu)1 1、形態(tài)結(jié)構(gòu)：、形態(tài)結(jié)構(gòu)： 采用熔融紡絲法制成的一般聚酯纖維，其橫截面是圓形的，采用熔融紡絲法制成的一般聚酯纖維，其橫截面是圓形的，縱向均勻而無條痕?？v向均勻而無條痕。2 2、分子結(jié)構(gòu)：、分子結(jié)構(gòu)：二、滌綸的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品結(jié)晶度(%)取向度密度（克/厘米2）初生絲完全無定形差1.3351.337商品絲4060較高1.383 3、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：結(jié)晶度和取向度結(jié)晶度和取向度模型理論：折疊鏈模型理論：折疊鏈- -櫻狀原纖模型櫻狀原纖模型三、滌綸的性能1、熱性能2、機(jī)械性能3

10、、化學(xué)穩(wěn)定性4、吸濕、染色性能5、起球現(xiàn)象6、靜電現(xiàn)象7、燃燒性能1、 熱性能 玻璃化溫度Tg 完全無定形 67 部分結(jié)晶 81 取向且結(jié)晶 125 軟化點(diǎn) 230240 定形溫度 180220 1、 熱性能 耐熱性：最好。 170以下短時(shí)間受熱引起的強(qiáng)度損失，溫度降低后可恢復(fù)。腈綸為150；錦綸120；大部分碳鏈纖維為8090下受熱變形很難恢復(fù)。 熱穩(wěn)定性：最好。 滌綸150受熱168h，強(qiáng)力損失3%，錦綸在150受熱即變黃，纖維強(qiáng)度大幅度下降。2、 機(jī)械性能 強(qiáng)度和延伸度：與工藝條件有關(guān)。 一般滌綸，生產(chǎn)中拉伸倍數(shù)為45倍 強(qiáng)度為3.54.4cN/dtex(4.05.0g/旦) 干、濕強(qiáng)度

11、基本相等 在合成纖維中強(qiáng)力較高 延伸度為18%36%，略低于錦綸。2、 機(jī)械性能 彈性和耐磨性 具有良好的彈性，穿著挺括，形狀穩(wěn)定性好，表現(xiàn)在兩個(gè)方面： 不易變形（彈性模量較大） 原因：結(jié)晶度高，取向度高 從形變中回復(fù)能力較強(qiáng) 原因：亞甲基有較大的柔性；大分子間的聯(lián)結(jié)點(diǎn)（結(jié)晶）穩(wěn)定，成為恢復(fù)原狀的基點(diǎn) 耐磨性不及錦綸，但比其它合成纖維高出幾倍，與天然纖維或粘膠纖維混紡，可顯著提高耐用磨性。3、 化學(xué)性能 滌綸的耐酸性較好 弱酸：煮沸也無顯著損傷 強(qiáng)酸： 低溫下穩(wěn)定 高溫下有損傷，纖維強(qiáng)度迅速降低 滌綸耐酸的意義 染整加工盡量在酸性條件下進(jìn)行 可用硫酸或鹽酸測定滌棉織物混紡比 可用酸侵蝕滌棉包芯

12、紗織物生產(chǎn)滌棉爛花織物。3、 化學(xué)性能 滌綸的耐堿性差 堿使聚酯發(fā)生水解，水解程度隨堿種類、濃度、溫度及時(shí)間不同而不同。 堿處理滌綸的剝皮現(xiàn)象：熱稀堿能使表面的大分子水解。表面的分子水解到一定程度溶在堿中，使纖維表面一層層地剝落下來，造成纖維的失重和強(qiáng)度降低，而對(duì)纖維的芯層則無多大影響，分子量也沒有什么變化，這種現(xiàn)象稱為剝皮現(xiàn)象。使纖維變細(xì)、變輕，纖維表面出現(xiàn)刻蝕-變得凹凸不平，增加了纖維在紗中活動(dòng)性。 意義：堿減量處理 提高纖維細(xì)度、提高纖維吸濕性，獲得仿真絲綢整理效果3、 化學(xué)性能3、 化學(xué)性能 對(duì)氧化劑和還原劑的穩(wěn)定性 滌綸對(duì)氧化劑和還原劑的穩(wěn)定性很高，因此，染整加工中漂白劑（次氯酸鈉、

13、亞氯酸鈉、雙氧水）、還原劑（保險(xiǎn)粉、二氧化硫脲）都可使用。 耐溶劑性 滌綸可溶解在一些有機(jī)溶劑中，如：丙酮、苯、苯酚-四氯乙烷（6:4） 滌綸可在一些有機(jī)物的水溶液中溶脹，如酚類 酚類化合物可作滌綸染色的載體4、吸濕、染色性能 吸濕性較差 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下回潮率：滌綸為0.4% 棉為78% 原因：極性基團(tuán)太少，缺少吸濕中心，結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)緊密，孔隙小 表現(xiàn)：吸濕排汗性差，靜電大，易沾污，濕度對(duì)機(jī)械性能影響小，溶脹小，染色困難，但具有易洗快干的特性。 滌綸的染色較困難，易染性較差： 分子鏈緊密，染料難進(jìn)入纖維內(nèi)部。 無特定染色基團(tuán)，缺乏親水性，在水中膨化程度低，不易與水溶性染料結(jié)合。 極性小，染料無法與纖維發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合。4、吸濕、染色性能 常用染料 分散染料：分子較小，結(jié)構(gòu)簡單，水溶性很低，非極性。 常用染色方法： 高溫高壓染色法：染色溫度在120140，制成分散液。 載體染色法：染色溫度為100，添加有機(jī)溶劑的液體 熱溶法染色：染色溫度在180210之間，利用熱空氣染色。 5、起球現(xiàn)象 最大缺點(diǎn)之一。 截面為圓形，表面光滑，抱合力差，纖維末端容易浮出織物表面，形成絨毛，經(jīng)摩擦，纖維糾纏在一起結(jié)成小球。 由于強(qiáng)度高，彈性好，小球難于脫落，產(chǎn)生起球現(xiàn)象。 抗起球整理6、靜電現(xiàn)象 滌綸吸濕性低，