合成纤维加工课件.ppt

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1、合成纤维,合成纤维的基本概念和生产方法概述,合成纤维的分类和发展状况基本概念和生产方法概述化学纤维主要品质指标及表示方法,第一节 合成纤维的分类及发展状况,合成纤维 用石油、天然气、煤及农副产品等为原料，经一系列的化学反应，制成合成高分子化合物，再经加工而制得的纤维。,第一节 合成纤维的分类及发展状况,一、合成纤维的分类,纺织纤维,天然纤维（麻、羊毛、棉）,化学纤维,再生纤维（再生蛋白质纤维、 再生纤维素纤维）,合成纤维,杂链纤维,碳链纤维,第一节 合成纤维的分类及发展状况,一、合成纤维的分类1.杂链纤维：聚酰胺纤维 、聚酯纤维 、聚氨酯弹性纤维 ，其他：聚脲、聚甲醛、聚酰亚胺、聚酰胺酰肼、聚

2、苯丙咪唑 2.碳链纤维：聚丙烯腈纤维 、聚乙烯醇缩醛纤维 、聚氯乙烯纤维 、聚烯烃纤维,第一节 合成纤维的分类及发展状况,一、合成纤维的分类目前世界上生产的合成纤维品种繁多，据统计有几十种，但其中最主要而得到重点发展的只有聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈和等规聚丙烯纤维四种，其次是聚乙烯醇和聚氯乙烯类纤维。其他一些属于特种用途的纤维，称为高性能纤维，它们的生产量虽不大，但在国民经济中占有重要的地位，因此也受到很大的重视。,第二节 基本概念和生产方法概述,一、基本概念 纤维、长丝、短纤维、丝束及 异形截面纤维二、合成纤维的生产方法 熔体纺丝 溶液纺丝：湿法纺丝、干法纺丝,第二节 基本概念和生产方法概述,一

3、、基本概念（一）纤维 纤维是一种比较柔韧的细而长的物质。纺织纤维的直径为几微米至几十微米，长度与直径之比一般大于1000:l，。 在三大合成材料中，分子间作用力以纤维为最大，约为16.7229.26kJ/mol，橡胶为4.186.69kJ/mol，塑料为8.3616.72kJ/mol。,第二节 基本概念和生产方法概述,（二）长丝 在化学纤维制造过程中，得到长度以千米计的光滑而有光泽(如未经消光处理)的丝称为长丝。 目前全世界化学纤维生产中，长丝的产量超过总产量的一半。根据纤维的特点，有些品种(例如锦纶)以生产长丝为主；有些品种(例如腈纶)则以生产短纤维为主；有些品种(例如涤纶)则长丝比短丝的发

4、展较快，在1989年我国涤纶长丝的产量占涤纶总产量的38，而在2004年，我国涤纶长丝的产量占涤纶总产量的70。,第二节 基本概念和生产方法概述,（三）短纤维 化学纤维中有半数以上的产品被切成几厘米至十几厘米长的短段，这种短段的纤维通常称为“短纤维” 。模拟棉花的短纤维，长度为2538mm 模拟羊毛的短纤维，长度为75150mm。,第二节 基本概念和生产方法概述,（四）丝束 丝束是由几万根直到百万根单丝汇成一束,第二节 基本概念和生产方法概述,（五）异形截面纤维 采用非圆形孔眼的喷丝板，制取各种不同截面形状的纤维或中空纤维，以改善纤维的手感、回弹性、起球性、光泽等性能，这种纤维称为异形截面纤维

5、，,第二节 基本概念和生产方法概述,（六）复合纤维 复合纤维又称为多组分纤维，是将两种或两种以上的熔体或浓溶液分别输入同一个纺丝组件，在组件中的适当部位汇合，在同一纺丝孔中喷出而成为一根纤维，这样就能在同一根无限长的纤维上同时存在着两种或两种以上的聚合体，成为复合纤维。品种有：并列型、皮芯型、散布型等。,第二节 基本概念和生产方法概述,二、合成纤维生产方法 熔体纺丝 溶液纺丝：湿法纺丝、干法纺丝,第二节 基本概念和生产方法概述,二、合成纤维生产方法 纺丝定义：将成纤高聚物的熔体或浓溶液，用纺丝泵(或称计量泵)连续、定量而均匀地从喷丝头(或喷丝板) 的毛细孔中挤出，而成液态细流，再在空气、水或专

6、门的凝固浴中固化而成为初生纤维的过程称作“纤维的成形”，或称为“纺丝”。,第二节 基本概念和生产方法概述,二、合成纤维生产方法,喷丝板,第二节 基本概念和生产方法概述,二、合成纤维生产方法（一）熔体纺丝 热交换 无传质过程,第二节 基本概念和生产方法概述,二、合成纤维生产方法（二）湿法纺丝 纺丝溶液经混合、过滤和脱泡等纺前准备，送至纺丝机，通过纺丝泵计量，进入喷丝头，从喷丝头毛细孔中压出的原液细流进入凝固浴，原液细流的溶剂向凝固浴扩散，浴中的沉淀剂向细流扩散，于是高聚物在凝固浴中析出形成纤维。,第二节 基本概念和生产方法概述,二、合成纤维生产方法（二）湿法纺丝热交换传质,第二节 基本概念和生产

7、方法概述,二、合成纤维生产方法（三）干法纺丝 干法纺丝时，从喷丝头毛细孔中压出的原液细流不是进入凝固浴，而是进入纺丝甬道(套筒)中。 1计量泵 2喷丝头 3纺丝线 4纺丝甬道 5,6,7导丝及卷绕机构 8,9干燥气体入口与出口,第二节 基本概念和生产方法概述,二、合成纤维生产方法（四）合成纤维的后加工 热牵伸 热定型 水洗、干燥 加捻,第二节 基本概念和生产方法概述,（四）合成纤维的后处理对纤维结构性能的影响 分子排列规整 结晶度提高 模量提高 热分解温度提高,第三节化学纤维主要品质指标及表示方法,反映纤维品质的主要指标有： (1)物理性能指标包括纤维的纤度、比重、光泽、吸湿性、热性能、电性能

8、等； (2) 力学性能指标包括断裂强度、断裂伸长、初始模量、断裂功、回弹性、耐多次变形性等； (3)稳定性能指标包括对高温和低温的稳定性、对光-大气的稳定性(耐光性、耐气候性)、对高能辐射的稳定性、对化学试剂(酸、碱、氧化剂、还原剂、溶剂等)的稳定性、对微生物作用的稳定性(耐腐性、防蛀性)、阻(防)燃性、对时间的稳定性(耐老化性)等； (4)加工性能指标包括纺织加工性能和染色性。纺织加工性能包括纤维的抱合性、起静电性、静态和动态摩擦系数等，染色性包括染色难易、上色率和染色均匀性。对于帘子线纤维则加工性能主要是指与橡胶的粘合性； (5)短纤维品质的补充指标包括切断长度和超长纤维含量、卷曲度和卷曲

9、稳定度； (6)实用性能包括保形性、耐洗涤性、洗可穿性、吸汗性、透气性、导热性、保温性，抗沾污性、起毛结球性等。,第三节化学纤维主要品质指标及表示方法,表示纤维的粗细程度的指标简称“纤度”，在我国的法定计量单位中称“线密度”。纤维的粗细力求精确，可用其截面积表示，但测量较繁，因此一般采用纤度这一间接指标来表示。纤度的单位名称是“特克斯，单位符号为“tex”。 1000m长纤维重量的克数称为特(tex)；1000m长纤维的重量以分克(110g)计则称为分特(dtex)。特或分特为棉、毛、化纤通用单位。过去我国生产上还使用过其他表示方法，如旦9000m长的纤维所具有的重量(以克计)，公支单位重量(

10、以克计)的纤维所具有的长度(以米计)。 单纤维纤度对于制品的品质影响很大。单纤维越细，则纤维的成形过程进行得越均匀，纤维及其制品对各种变形的稳定性就越高，也越柔软。,五、阻燃性(防燃性) 纤维的燃烧性能与其耐热性有密切关系。普通民用纤维或特种工业用纤维，在很多情况下，特别是用作儿童或老年人睡衣、室内壁装、窗帘、覆盖布、沙发布、消防员服装、飞机座舱网装饰和船舶用品等等，都要求纤维不易燃烧。,纤维按燃烧性分类,第三节化学纤维主要品质指标及表示方法,为了测定和表征纤维及其制品的燃烧性，国际规定采用与测定其他高分子材料同样的方法，其中较普遍的是“极限氧指数(Limiting Oxygen Index，

11、简称LOI)法。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内所含氧的最低分率，可表示如下式：,在空气中，氧的分率为21，故如纤维的L.O.I21，就意味着能在空气中继续燃烧，根据表1-2的分类，这种纤维就属于可然性或易然性纤维。,第三节化学纤维主要品质指标及表示方法,六、吸湿性 吸湿性对于决定各种纤维的应用范围有重大意义。各种纤维的吸湿性有很大差异，同一种纤维的吸湿性也因环境温湿度的不同而有很大变化。通常，纤维的吸湿性是指在标准温湿度(20、65相对湿度)条件下纤维的吸水率，一般采用两种指标来表示：回潮率(Moisture regain)和含湿率(Moisture conten)。二者都是吸湿平衡后的含水百分率，但计算公式不同。回潮率的计算以纤维的干燥重量为基础，而含湿率则以含湿纤维重量为基础：,