新型化学纤维ppt课件.ppt
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1、一Lyocell纤维,1Lyocell概况 Lyocell纤维是以N甲基氧化吗啉(NMMO)一H20为溶剂、用干湿法纺制的再生纤维素纤维,1980年由德国Akzo-Nobel公司首先取得工艺和产品专利、1989年由国际人造纤维和合成纤维委员会(BISFA)正式命名。Tencel是英国Courtanlds公司生产的Lyocell纤维的商品名称。目前工业化生产的还有奥地利Lenzing公司生产的Lyocell纤维和德国Akzo-Nobel 公司生产的Newcell纤维。,Lyocell纤维是人造纤维素纤维6大新品(铜氨、粘胶、高强高湿模量、醋酯、三醋酯纤维及Lyocell)成员之一。奥地利兰精Le
2、nzing公司注册商标Lyocell;英国考陶尔兹Courtaulds公司注册商标Tencel。(英、美等注册商标Tencel,在我国及台湾地区则俗称为天丝。),可卷曲与不可卷曲Lyocell纤维纵、横向形态,原料丰富,全世界纤维素年产量1000亿吨/年,目前仅200万吨用于纤维生产(0.002%)。生产周期短,粘胶投料到纤维需72小时,Lyocell 纤维仅需3小时。(将纤维素浆粕直接溶解在有机溶剂中,纺丝、凝固,无化学反应)。生产过程无污染,溶剂N甲基氧化吗啉(NMMO)一H20 99.7%得到回收。可生物降解。纺织染整加工中可沿用现有设备纤维制品强度高、服用性能好,特点:1.圆截面,光滑
3、,光泽强 2.湿强高,干强高3.吸湿透气好 4.染色好,具生物降解性5.柔软,悬垂好,弹性好 6.缩水小,洗可穿性缺点:易原纤化,2.Tencel 纤维的性能(纤维素(C6H10O5)n),3.Lyocell纤维的性质比较,物理性能 Tencel 粘胶 棉 涤纶 高模粘胶 强度cN/tex 42 22-26 20-24 40-52 34-36伸长率%14-620-25 7-9 40-45 13-15湿强度cN/tex 34-3810-15 26-30 40-50 19-21湿伸长%16-1825-30 12-14 44-45 13-15回潮率%11.5 13 8 0.5 12.5 a.强度很高
4、,与涤纶相近,b.湿强度变化小,4.Tencel纤维的聚合度,5.Tencel纤维的结晶度,7.Tencel纤维应用,纤维应用实例圣麻,二、Modal纤维 Modal是 奥地利兰精(Lenzing)公司开发的高湿模量的纤维素再生纤维,原料采用欧洲的榉木,先将其制成木浆,再纺丝加工成纤维.因该产品原料全部为天然材料,是100%的天然纤维,对人体无害,并能够自然分解,对环境无害。,主要特点:1、原料来自于大自然的木材,使用后可以自然降解。2、柔软顺滑、光洁。4、具有合成纤维的强力和韧性。5、吸湿透气性好。吸湿能力比棉高出50%,且吸湿速度极快。6、与棉相比,其具有良好的形态与尺寸稳定性。7、染色性
5、能较好,经过多次洗涤仍保持鲜艳如新。8、频繁洗涤后依然柔顺亮丽。,三、Richcel(丽赛)纤维,Richcel(r)(丽赛(r))纤维是一种新型的高湿模量再生纤维素纤维。原料源于日本进口的天然针叶树精制木浆,资源可再生,废弃物可自然降解,安全环保。Richcel纤维具有高强度、高湿模量、高聚合度和适当的伸度,吸湿性好,在性能上与Tencel纤维接近;而市场价格大大低于Tencel纤维,与Modal较为接近。Richcel织物尺寸稳定性较好,收缩率较小,较耐洗、耐穿;色泽鲜艳,悬垂性好;Richcel的耐碱性好,与棉混纺织物还可进行丝光处理,改善织物手感与光泽。因此,Richcel既符合“可持
6、续发展”的要求,又满足人们日益追求自然、舒适、美观和卫生保健的时尚需求,具有很好的市场前景。,纤维性能 从根本上克服了粘胶纤维的缺点,秉承了该系列纤维的所有优点,实现了其它高湿模量纤维素纤维所不能突破的优良性能;具有较强的耐碱性,与棉混纺时,可做丝光整理,使混纺织物更具有特色;具有很高的湿强度使生产与服用更理想;良好的干伸与湿伸性能,织物具有良好的尺寸稳定性;,光滑的圆形横截面和全芯结构使纤维光泽好,极富弹性,悬垂性和滑爽感;高吸湿度和干燥度,使该纤维的织物具有良好的舒适感和身体亲和性,是一种全新的绿色亲肤纤维;可染性好,鲜艳度极佳,适合所有纤维素纤维的染整工艺和染料应用;废弃物可自然降解,安
7、全环保。丽赛、天丝和莫代尔并称为“高档纤维素纤维三剑客”。,四聚乳酸(PLA)纤维,1.玉米纤维的发展前景 聚乳酸(PLA)纤维是葡萄糖发酵转变而成的乳酸单体经聚合成为高聚物聚乳酸(PLA),再经成纤而得。PLA最初用于纤维,因为PLA的性能恰好介于合成纤维和天然纤维之间。其它的应用还包括膜、纸、热成形及注射塑膜等方面。在将来、它的应用还将扩展到泡沫注塑容器以及乳液等方面。,1948年至1957年,美国维吉尼亚卡里罗来纳化学公司批量生产维卡拉纤维。后来,美国知名谷物公司Cargll研发成功玉米聚乳酸纤维,一度使产量由3000吨扩充到6000吨。1997年,化学公司Dowpolymers看好聚乳
8、酸纤维的后期发展,便与Cargll公司合资组建GDP公司,1999年开始建造年产14万吨的新工厂,现已正式运营。2000年美玉米库存为4500吨,非常需要寻求消化渠道。以玉米制作聚乳酸是最好的途径。GDP公司预计2年后营业额至少达3亿美元,其中30输往日本。,1989年,日本钟纺公司与岛津制作所合作开发玉米聚乳酸纤维,原料来源于岛津制作所和GDP公司,1994年开发出商品名为Lactron的纤维,1998年又开发出此纤维的系列产品,并于长野冬季奥林匹克运动会上展示了由Lactron纤维制成的各种服饰。2000年1月,钟纺公司与GDP合作,联合生产聚乳酸纤维树脂。目前,聚乳酸纤维成本过高的问题亦
9、因聚乳酸树脂工厂的投产而得到解决。现在,世界各工厂生产的聚乳酸纤维的原料均来自美国GDP公司,而杜邦公司等也有建厂计划。相信,玉米纤维这种生物降解高分子产品将在21世纪得到广泛应用。,从环保的观点看来,玉米聚乳酸纤维以其低原料能源取胜于合成纤维,并且在生物降解方面获得极高评价。我国有极其丰富的玉米原料,每年产量在12亿吨以上,占世界总产量的四分之一左右,而且由于世界市场玉米价格低迷,我国不少玉米产区经常发生“卖粮难”的问题。在急需为玉米找到良好消化渠道的我国,生产玉米纤维可谓孕育着极大的商机;尤其在减少污染加强环保方面,生产玉米纤维无疑可造福万代。,可持续性:PLA相对于其它的塑料而言更具可持
10、续性。与合成聚合物相比,PLA中的单体来自于可重复使用资源,年复一年生长的农业资源。可以生物降解:纤维类似于诸如丝、棉花、羊毛、大麻以及黄麻等等,都属于天然纤维是可以生物降解的。特殊条件如较高的温度和湿度、尤其是混合肥料环境时,PLA产品将会完全地分解为二氧化碳和水。,2玉米纤维的结构特点,玉米纤维和涤纶同属聚酯类,但涤纶是芳香族聚酯化合物,而玉米纤维属于脂肪族聚酯化合物。其化学结构如下:,玉米纤维侧面及横截面的显微镜照片:其横截面呈非完整的圆形。,图1,图2,3玉米纤维的加工,玉米纤维的提炼方法是首先把玉米粒粉碎,过滤出淀粉,加入酶等成分,使其变成葡萄糖,再加上乳酸菌发酵成乳酸,并从中生成一
11、种聚合体的物质,再利用熔融纺丝法,可制成长纤及短纤。聚乳酸的制备聚乳酸的制备方法主要有很多。目前,聚乳酸的制备方法主要是直接聚合法和丙交酯开环聚合法。,直接聚合法主要是指由精制的乳酸直接进行聚合(缩合)的方法。这种方法是最早也是最简单的生产方法。其主要特点是生产工艺流程短,成本低,生产过程对环境友好,具有一定的技术优势,但是得到的分子量较低,难以满足制造高分子材料制品的加工要求。,丙交酯开环聚合法是目前合成聚乳酸最常见的方法。该方法生产工序为:首先将乳酸脱水环化制成丙交酯,然后通过将丙交酯开环聚合制得聚乳酸。丙交酯开环聚合方法还可进一步分为本体聚合和溶液聚合两种。采用该法合成的玉米纤维平均分子
12、量较高,应用范围也较广。但是生产工艺流程长,工艺复杂,生产成本较高。纺丝:熔融纺丝法,4.PLA的纤维特性,(1)比重玉米纤维的比重为1.27,在纺织纤维中是较轻的,制成的织物轻盈舒适。(2)机械性质玉米纤维的强度、伸长与涤纶和锦纶差不多,但初始模量较低,在小负荷作用下容易变形,具有很好的手感。玉米纤维的回弹性很好,延伸5时,弹性恢复率为93%,延伸10%时,弹性恢复率为64%,优于涤纶纤维。(3)吸湿性玉米纤维的吸湿性优于涤纶纤维,在标准状态下,回潮率为0.4%0.6%。(4)染色性能玉米纤维的染色以分散性染料为好,能染浅、中或深的色泽,由于其折射率低,能染成深色。染品的耐洗牢度和染料移染速
13、率良好,色牢度高于3级。,(5)光学性质:玉米纤维具有较低的光折射指数,光泽柔和,其织物具有丝绸般的光泽,比涤纶服装更华丽美观。而且耐紫外线,经日晒500小时后,仍保持90的强力,在氙弧光下不褪色,洗涤后基本上不变色。(6)热学性质:玉米纤维的熔点为175,明显低于涤纶纤维和锦纶纤维。玻璃化转变温度适宜,为57,介于涤纶和锦纶之间。沸水收缩率为815%。(7)阻燃性 玉米纤维的极限氧指数是常用纤维中最高的(2627),和羊毛的极限氧指数(2425)相似,优于涤纶纤维(2324),接近于国家标准对阻燃纤维极限氧指数的要求(28%30%),燃烧时发热量低(只有涤纶纤维的16%),只有轻微的烟雾释出
14、(只有涤纶纤维的57),易自熄,火灾危险性小。,(8)生物降解性生物降解性:玉米纤维具有良好的生物降解性,在堆肥化或自然环境下,最终降解成CO2和H2O。降解机理:首先是在一定的温湿度和PH值条件下,遇水降解,然后微生物加速降解。其机理为水解降解和生物降解。生物降解方法:降解(也称混合肥中分解):这种堆肥条件的温度为60,相对湿度为90,其降解的主要机理是水解,通过温度来催化,然后由细菌对残留碎屑进行蚕食。活性污泥中降解:主要是通过大量存在的细菌,使玉米纤维急速分解,一般只需数月,制品强力即丧失。,土地埋入降解:将使用过的玉米纤维埋入地下,经过23年,在土中微生物的作用下玉米纤维的强力和其它性
15、能基本上全部或大部分损失。海水浸渍降解:同土地埋入法相仿。,5开发利用,玉米纤维具有以上优越的性能,因此有广泛的应用价值,它可以制成圆截面的单丝或复丝、三叶形截面的异形丝、卷曲或非卷曲的短纤维、双组分纤维、纺粘非织造布和熔喷非织造布等,还可以与棉、羊毛或粘胶等可分解性纤维混纺,是目前完美的环保型、绿色纤维。,服装行业:內衣、外衣、运动服、衬衫、T恤、茄克衫、长袜、礼服等建筑行业:地面覆盖增强材料、防土壤流失土工布、网、垫子、沙袋等农业、林业:种植类用网和无纺织物、防杂草袋和网、养护薄膜、奶酪包布、绑带、催热膜、种子袋、农用化学品和化肥袋等渔业:渔网、海带养殖网、鱼线等食品行业:包装材料、过滤网
16、等,玉米纤维的主要应用领域:,家用制品:抹布、个人卫生用品、室內装饰品、垃圾网、手巾、尿布表层织物、室外休闲用具、防紫外线帐篷、雨伞、窗帘布、罩布等卫生医疗制品:手术缝合线、卫生纱布和脱脂棉、绷带、一次性卫生用品、一次性工作服、其复合材料可作为骨结合部固定材料等,玉米纤维被,玉米纤维汽车座垫,T恤,五大豆纤维,河南濮阳华康生化工程公司研制的一种再生蛋白质纤维。中国是目前唯一实现大豆纤维工业化生产的国家 化学组成:大豆蛋白质成分23-55,聚乙烯醇和其它成分77-45 柔韧、蓬松、比重轻具有羊绒的手感及外观效果。表面有沟槽,良好导湿性和吸湿放湿性。具有蚕丝般的天然光泽和悬垂感。,1.大豆纤维的研
17、发,农民企业家、河南濮阳华康生物化学工程公司董事长李官奇,利用大豆榨油下脚料经化学合成,生产出大豆蛋白纤维。李官奇的这项发明,改写了我国化学合成纤维领域内原创技术空白的历史,同时也为大豆榨油下脚料找到了更高的利用价值,为农产品深加工开拓了新视野。中国纺织工业协会会长杜钰洲评价这项发明,必将成为中国在世界纤维史上的又一重大贡献。据悉,有关部门已在河南、山东、浙江建起了大豆蛋白纤维生产工厂,这项科研发明已转化成商品,由这种纤维织成的面料,已批量供应市场。,2.大豆纤维纺丝,大豆纤维利用高新技术,从大豆粕中分离出球蛋白,进行提纯,通过助剂与腈基,羟基高聚物接枝,共聚,共混,制成一定浓度的蛋白质纺丝溶
18、液,利用现代纺丝设备,经用湿法纺丝工艺纺成单纤0.93.0 dtex的丝束,经醛化稳定纤维的性能后,再经过卷曲、热定形、切断,即可生产出各种长度规格的纺织用高档纤维,常用方法有两种,即压榨法和有机溶剂浸提法。采取有机溶剂提取豆油之后剩余物为大豆粕;采用压榨法提取油之后的大豆剩余物,因大多数压制成饼状,所以被称做豆饼。一般大豆粕中油的残留量低,大豆饼中油的残留量较高。浸出大豆粕为大小不一,形状不规则的扁平颗粒,有明显的经液体浸泡后再干燥处理颗粒的特征,颗粒毛糙,但无棱角,一般硬而脆,无油腻感,呈淡黄色或浅黄褐色,豆粕中豆壳碎片通常为卷曲状。,豆饼粉有油腻感,豆壳多与豆仁挤压在一起,颜色一般较豆粕
19、深,呈黄褐色。根据这些差异可用感观法,即可区别大豆饼与大豆粕了。,3.大豆蛋白纤维的形态结构,大豆蛋白纤维的纵横截面形态如图1、2所示;其横截面呈扁平状呈哑铃形或腰圆形,具有一定的抗弯性能;纵向形态呈现不规则沟槽和海岛状的凹凸,表面不光滑,这对纤维的光泽、刚度及导湿性能都将有重要影响。,4.大豆蛋白纤维主要性能,大豆蛋白纤维主要性能:1)大豆蛋白纤维的干态断裂强力接近于涤纶,断裂伸长与蚕丝和粘胶纤维接近,但湿态强力下降27.3%,断裂伸长增加近10%,这说明纤维吸湿后使大分子间结合力减弱,结晶区变得松散。变异系数较大,而且纤维存在较明显的强力不匀,将给纺纱带来一定难度。2)大豆蛋白纤维的摩攘系
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