3-1 合成纤维概述在线视频

同学们大家好

欢迎来到高分子合成材料学

我是今天的主讲老师柴春鹏

这一章

我们一起来学习合成纤维

包括概述

聚酯纤维和聚酰胺纤维

聚丙烯腈纤维和聚氨酯纤维

聚乙烯醇纤维和聚乳酸纤维

以及碳纤维

第一节

合成纤维概述

首先

来了解纤维和合成纤维的定义

那纤维呢

是指长度比直径大千倍以上

且具有一定柔韧性和强力的纤细物质

合成纤维

是指以简单小分子化合物为原料

通过一定的方法聚合得到合成树脂

也就是成纤聚合物

再通过纺丝和后处理加工而制成的纤维

我们知道合成聚合物品种很多

但并不是所有合成聚合物都能用于纺丝

那么什么样的聚合物才适合制成纤维呢

也就是成纤聚合物的特征是什么呢

首先

成纤聚合物应具有

结构上面的特征是

线形的分子结构

支链尽量少

无交联

没有大的侧基

聚合物应具有适当的相对分子质量

分子量过高不易加工

分子量过低则性能不好

另外还有

结构的规整性好

最好能结晶

其次

成纤聚合物应具有的性能特征是

一

机械强度高

弹性模量大

伸长率适当

二

耐热性

耐老化性优良

三

溶液纺丝时

有适当溶剂

黏度适当

四

熔点和软化点应比允许的使用温度要高

合成纤维的品种有很多

根据主链原子种类不同

可分为两类

一是杂链类合成纤维

如聚酯纤维

也称涤纶

的确良

聚酰胺纤维也称尼纶

锦纶

聚氨酯纤维也称氨纶

聚酰亚胺纤维等

二是碳链类合成纤维

如聚丙烯腈纤维又称腈纶

聚乙烯醇纤维又称维纶

聚氯乙烯纤维又称氯纶

聚丙烯纤维又称丙纶等

合成纤维从问世至今

在生产技术及感官特性上的改进

大体分为4个阶段

如图所示

第一个阶段是新聚合物合成阶段

指从聚酰胺的诞生到聚酯

和聚丙烯腈的问世

合成纤维产业迅速发展

第二个阶段是合成纤维的仿真时期

此时人们开始注意

模仿天然纤维的外形及截面

仿蚕丝的异形截面技术

仿棉的中空纤维技术

仿毛的复合纤维技术逐渐成熟

第三个阶段是注重织物结构改进

并与纤维的物理和化学改性相结合

通过超细纤维技术开发出人造麂皮

通过碱减量和异收缩混纤技术

开发出新仿真丝织物

第四个阶段是追求超天然质感的时期

是指将高分子化学改性技术与

合纤加工的高新技术相结合

生产出具有超天然优越特性的新合纤

可赋予纺织面料高舒适性

和多功能性

合成纤维的纺丝方法

目前大致可分为三种

如表所示

熔融法纺丝

是把聚合物加热到熔点以上

使它变成为黏稠的熔体

熔体在压力下

通过喷丝头小孔而形成液体细流

经冷却

卷绕等处理

而成为初生纤维的纺丝方法

湿法纺丝

是将聚合物溶解在适当的溶剂中

先制成黏稠的纺丝溶液

再将适当浓度的纺丝浓溶液

由喷丝头喷出黏液细流

进入凝固浴

黏液细流中的溶剂向凝固浴中扩散

黏液细流凝固形成初生纤维

干法纺丝

是将聚合物溶解在挥发性的溶剂中制成的纺丝液

将适当浓度的纺丝浓溶液

由喷丝头喷出黏液细流

然后进入热空气套筒中

使黏液细流中溶剂遇热蒸发

蒸汽被热空气带走

聚合物随之凝固而成初生纤维

随着高分子合成材料的发展

合成纤维的纺丝方法在不断推陈出新

新型的纺丝方法

如静电纺丝

冻胶纺丝

液晶纺丝

复合纺丝等

下面我们介绍

合成纤维的质量评价依据

那主要的评价依据呢

有以下一些

一

线密度

是指纤维单位长度的质量

是描述纤维粗细程度的指标

纤维线密度越小

线越细

手感越柔软

光泽柔和且易变形加工

二

断裂强度

是纤维在连续增加负荷的作用下

直至断裂所能承受的最大负荷

与纤维的线密度之比

断裂强度高

纤维在加工过程中不易断头

绕辊

纱线和织物的牢度高

但断裂强度太高

纤维刚性增加

手感就会变硬

三

断裂伸长率

是指纤维在伸长至断裂时的长度

比原来长度增加的百分数

对于衣着用长丝

伸长率愈大

手感愈柔软

后加工中毛丝

断头较少

但伸长率过大时

织物易变形

对于工业用长丝

伸长率愈小

其最终产品越不易变形

四 初始模量

表征纤维对小形变的抵抗能力

在衣着上

是反映纤维对小的拉伸作用或弯曲作用

所表现的硬挺度

纤维的初始模量越大

越不易变形

在合成纤维的主要品种中

涤纶的初始模量为最大

其次为腈纶

锦纶则较小

因此涤纶织物挺括

不易起皱

锦纶易皱

保形性差

五

吸湿性

是指在标准温度

也就是20℃

65%的相对湿度条件下

纤维的吸水率

各种纤维的吸湿性有很大的差异

同一种纤维的吸湿性

也会因环境温湿度的不同

而有很大的变化

天然纤维和再生纤维的回潮率较高

合成纤维的回潮率较低

其中丙纶

氯纶的回潮率为零

吸湿性影响纤维的加工性能和使用性能

吸湿性好的纤维

摩擦和静电作用减小

穿着舒适

对于吸湿性差的合成纤维

可以利用改性的方法

来提高其吸湿性

六

染色性

主要指可采用的合适染料

可染得的色谱是否齐全及深浅程度

染色工艺实施的难易

染色均匀性

以及染色后的各项染色牢度等

纤维的染色性与三方面的因素有关

染色亲和力

染色速度

以及染料纤维复合物的性质

七

沸水收缩率

是将纤维放在沸水中煮沸30min后

其收缩后的长度与原来长度之比

沸水收缩率是反映纤维热定型程度

和尺寸稳定性的指标

沸水收缩率越小

纤维的结构稳定性越好

纤维在加工和服用过程中

遇到湿热处理

如染色 洗涤等时

尺寸越稳定

越不易变形

同时物理机械性能和染色性能也越好

纤维的沸水收缩率

主要由纤维的热定型工艺条件来控制的

八

燃烧性能

是指纤维在空气中燃烧的难易程度

国际规定采用“极限氧指数”来衡量

所谓极限氧指数

就是使着了火的纤维离开火源

而纤维仍能继续燃烧时

环境中氮和氧混合气体中

所含氧的最低百分率

以上指标是行业内对合成纤维质量判定的标准

通过这些指标来判别合成纤维的质量优劣

好

今天有关合成纤维的概述内容

就讲到这里

同学们

再见