高分子化学纺织纤维.ppt

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1、高分子化学,纺织纤维,应化081 孙煜洁 2071708107,棉花纤维,目录,纤维的定义及一般特点纤维的分类 天然纤维 合成纤维 人造纤维三.环保纤维,什么是纤维?纤维(Fibre)是一种柔软而细长的物质，其长度与直径之比至少为101，其截面积小于0.05mm2。对于供纺织用的纤维，其长度与直径之比一般大于10001。纺织纤维是指具备可纺性，能够生产纺织制品的纤维。根据我国有关部门规定，人造纤维的短纤维一律叫“纤”（如粘纤、富纤），合成纤维的短纤维一律叫“纶”（如锦纶、涤纶）。如果是长纤维，就在名称末尾加“丝”或“长丝”（如粘胶丝、涤纶丝、腈纶长丝）,1、具有一定的强度、延伸度及适当的弹性和

2、可塑性。2、具有一定的化学稳定性，在水或其他普通溶液中不溶解或很难溶解，对酸或碱等较为稳定。3、对热稳定，是热的不良导体，使其具有保暖性。4、具有良好的吸湿性，按照人体的要求，吸湿率为6%。5、长度、细度应符合加工要求，一般不能短于10mm（毫米）。纤维短，浮游纤维多，不利于成纱质量。,一般性质,分类,天然纤维(Natural fiber)：如棉、麻、羊毛、蚕丝,化学纤维(Chemical fiber)：涤纶、尼龙、粘胶等,常见天然纤维,1、棉纤维,棉纤维纵向图,棉纤维截面,棉纤维的性能（1）耐酸碱性：耐碱不耐酸。（2）吸湿性和吸水性：棉纤维在标准状态下的回潮率为7%-8%，湿态强度大于干态强

3、度，比值为1.11.15。（3）染色性：棉纤维吸湿性强，一般染料均可对其染色。（4）耐热性：棉纤维在150时分解，在320 时起火燃烧。（5）比电阻：棉纤维比电阻较低，加工和使用工程中不易产生静电。,2、麻纤维,麻纤维的性能（1）麻纤维长度整齐度和密度均匀度都比较差，所以纺得纱线条干均匀度较差，具有独特的粗节，形成麻织物粗犷的风格。（2）麻纤维的弹性较差，用纯麻织物制成的衣服极易起皱。（3）麻纤维是主要天然纤维中拉伸强度最大的纤维。但是麻纤维手拉伸后的伸长能力却是主要天然纤维中最小的。（4）麻纤维的吸湿和散湿速度快。（5）麻纤维的柔软性较差，纤维不易弯曲，织物易出折痕，手感硬。（6）麻纤维耐碱

4、不耐酸。（7）苎麻和亚麻纤维散热快，导电能力低，绝缘性强。,3、羊毛纤维,羊毛纤维的性能 羊毛纤维的导热系数小，具有较好的蓬松性，纤维中可以夹持较多空气，使羊毛纤维具有很高的绝热性，此外，羊毛在吸湿时会释放出比别的纤维更多的热量，使其在冷湿环境下具有很好的保暖性。,其他动物毛山羊绒cashmere 山羊绒纤维纤细而均匀，柔软而富有弹性，光泽柔和，具有集轻、暖、软、滑于一体，是珍贵、高档的纺织原料，其产品具有外观华丽高雅、手感柔软、穿着舒适等特点。山羊绒的保暖性比绵羊毛好。,马海毛 mohair 马海毛是安哥拉山羊毛的商业名称，光泽和白度均好于绵羊毛，是目前世界市场上高级纺织纤维原料之一。全世界

5、每年的产量不过26000吨左右。目前世界上马海毛主要的生产国家是：南非、美国、土耳其、阿根廷、莱索托等。,马海毛的外观形态与绵羊毛相类似，纤维表面光滑，具有天然闪亮色泽，不易收缩，强度高，还具有较好的回弹性和耐磨性及排尘防污性，不易起球，易清洁洗涤。马海毛对于染料的亲和力好，成品色彩鲜艳。马海毛主要用于大衣、毛衣、毛毯和针织毛线的生产，可纯纺或混纺。,兔毛 rabbit hair 用于纺织的兔毛主要是长毛兔所产的毛。兔毛具有摩擦系数较小，抱合力较差，手感光滑，光泽好等特性，耐酸不耐碱。兔毛的吸湿性高于羊毛，在储存过程中，湿热天气会使兔毛的吸湿增大，易引起变质霉烂现象，同时在湿度、温度较低的情况

6、下，兔毛的静电现象较羊毛严重。,4、蚕丝,蚕丝是高级的纺织原料，有较好的强伸度，纤维细而柔软，平滑、富有弹性，光泽好，吸湿性好。,人造纤维Artificial Fibre,人造纤维是采用天然高聚物经过化学处理与机械加工而制成的纤维。人造纤维包括人造纤维素纤维和人造蛋白质纤维。,粘胶纤维Viscose Acetal Fiber 粘胶纤维是以天然纤维素为基本原料，经纤维素磺酸酯溶液纺制而成的再生纤维素纤维。粘胶纤维叫人造丝、冰丝、粘胶长丝，具有光滑凉爽、透气、抗静电、染色绚丽等特性。粘胶纤维包括普通粘胶纤维、富强纤维和强力粘胶丝。,醋酯纤维Acetate Fibers 醋酯纤维又称醋纤、乙酸纤维或

7、乙酸纤维素纤维。于20世纪20年代初由试制成功并实现工业化生产，目前在纤维素纤维中是仅次于粘胶纤维的第二大品种。醋酯纤维中的长丝光泽优雅，手感柔软，有良好的悬垂性，酷似真丝，适于制作内衣、浴衣、童装、妇女服装和室内装饰织物等，还可做香烟滤嘴。,莫代尔 Modal 莫代尔是由奥地利兰精(Lenzing)公司开发的纤维素再生纤维，该纤维的原料采用欧洲的榉木，先将其制成木浆，再通过专门的纺丝工艺加工成纤维。莫代尔纤维的光泽、柔软性、吸湿性、染色性、染色牢度均优于纯棉产品；用它所做成的面料，展示了一种丝面光泽，具有宜人的柔软触摸感觉和悬垂感以及极好的耐穿性能。,合成纤维,合成纤维是以简单的低分子化合物

8、（来源于煤、石油、天然气等）为原料，经过一系列的化学反应，成为高分子化合物，再经抽丝加工而成的纤维。合成纤维的原料来源广泛，生产不受自然条件限制，并具有许多优良特性，如坚牢耐磨、质轻、易洗快干、不易皱缩、不霉不蛀等，成为很好的衣着原料。市场上销售的涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、氨纶等都属于合成纤维。,合成纤维的分类,聚酯类纤维聚对苯二甲酸乙二酯纤维（涤纶）、各类改性聚酯纤维等。聚酰胺类纤维聚酰胺6纤维（锦纶6）、聚酰胺66纤维（锦纶66）、聚酰胺1010纤维（锦纶1010）、芳香族聚酰胺纤维（芳纶）等。聚烯烃类纤维聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚丙烯纤维（丙纶）、聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）、聚氯乙烯纤维（氯

9、纶）、聚乙烯纤维（乙纶纤维）等。其他类纤维聚氨酯弹性纤维（氨纶）、聚甲醛纤维、含氟纤维、酚醛纤维、碳纤维等。,涤纶（PET）,涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维（Polyethylene Terephthalate Fiber，PET Fiber）的商品名称，英国商品名为特丽纶（Terylene），美国商品名为达可纶(Dacron)。涤纶的工业化生产始于1953年，是发展较晚的一种合成纤维，但因其具有机械强度好、耐磨、耐酸碱、不易霉蛀、化学稳定性好等特点，近半个世纪发展很快，产量已居合纤首位。涤纶可制成长丝，也可制成短纤维，产量几乎各占一半。,涤纶的结构,1涤纶的形态结构 在一般光学显微镜下观察，普

10、通涤纶的纵向为光滑、均匀、无条痕的圆柱体，横截面为圆形。,2涤纶的分子结构,涤纶大分子的化学组成为聚对苯二甲酸乙二酯，分子结构式如下：,涤纶的性能,强度高，弹性好，弹性接近羊毛，当伸长5%6%时，几乎可以完全恢复。耐皱性超过其他纤维，即织物不折皱，尺寸稳定性好。涤纶表面光滑，内部分子排列紧密，分子间缺少亲水结构，因此回潮率很小，吸湿性能差，染色性较差。耐磨性好。耐磨性仅次于耐磨性最好的锦纶，比其他天然纤维和合成纤维都好。,耐热性好，耐光性好，耐光性仅次于腈纶。耐腐蚀。可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮类、石油产品及无机酸。耐稀碱，不怕霉，但热碱可使其分解。涤纶对氧化剂和还原剂均具有良好的稳定性。涤纶

11、的耐溶剂性较好。酚类化合物常用作涤纶染色的载体。涤纶的吸湿性低，染色困难，易起球，易产生静电。,涤纶靠近火焰时会收缩熔化为黏流状，接触火焰即燃烧，并形成熔珠而滴落，熔珠为硬的黑色小球。燃烧时有芳香气味并产生黑烟。离开火焰后能继续燃烧，但易熄灭。,2、聚酰胺纤维Polyamide Fibre锦纶 聚酰胺纤维的生产原料是已内酰胺等物质，是世界上最早实现工业化生产的合成物质。我国称之为锦纶，美国和英国称之为尼龙nylon。,锦纶的结构,锦纶的形态结构与普通涤纶相似，在显微镜下观察，纵向光滑，横截面接近圆形。锦纶的聚集态结构也与涤纶相似，为褶叠链和伸直链晶体共存的体系。锦纶的大分子主链上含有酰胺键。锦

12、纶的结晶度为50%60%，最高可达70%。锦纶纤维具有皮芯结构，一般皮层较为紧密，取向度较高而结晶度较低；芯层则取向度较低而结晶度较高。,强力、耐磨性好，居所有纺织纤维之首，其耐用性极佳。锦纶织物的回弹性较好，但外力下易变形，故其织物在穿用过程中易变皱折，易产生静电。锦纶织物的吸湿性在合成纤维织物中属较好品种，因此用锦纶制作的服装比涤纶服装穿着舒适些。有良好的耐蛀、耐腐蚀性，但耐热耐光性都不够好。锦纶织物属轻型织物，在合成纤维织物中仅列于丙纶、腈纶织物之后，适合制作登山服、冬季服装等。,3、聚丙烯腈纤维Polyacrylonitrile Fibre腈纶 聚丙烯腈纤维的主要原料是丙烯腈。我国称之

13、为腈纶，美国称之为阿克利纶Acrilon和奥纶Orlon。,三、腈纶的结构,1腈纶的形态结构在光学显微镜下观察，腈纶的纵向表面有沟槽，呈树皮状；湿纺法生产的腈纶，其横截面基本上是圆形的，而干法生产的其横截面呈哑铃形。,聚丙烯腈纤维的性能极似羊毛,有人造羊毛和合成羊毛之称。具有柔软、膨松、易染、色泽鲜艳、耐光、抗菌、不怕虫蛀等优点，弹性较好,蓬松卷曲而柔软，保暖性比羊毛高15%，能耐酸、耐氧化剂和一般有机溶剂，但耐碱性较差。根据不同的用途的要求可纯纺或与天然纤维混纺，其纺织品被广泛地用于服装、装饰等领域。,腈纶靠近火焰即收缩，接触火焰迅速燃烧，离开火焰继续燃烧，燃烧时冒黑烟。由于腈纶在熔融前已发

14、生分解，形成的熔珠是松而脆的黑色小球，易碎。燃烧时，会产生NO、NO2、HCN以及其他氰化物等有毒物质，在大量纤维燃烧时应特别注意。腈纶织物不会由于火星（烟灰、电火花等）溅落其上而熔成小孔。,4、聚氨酯弹性纤维Polycarbaminate Fiber氨纶 聚氨酯弹性纤维的主要成分是聚氨基甲酸酯。我国称之谓，美国称之为Spandex，欧洲称之谓Elastane。比较著名商品名有美国的莱卡Lycra。,氨纶的用途,氨纶一般不单独使用，而是少量地掺入织物中。氨纶可采用裸丝的形式做纺织原料，也可将裸丝加工成包芯纱、包覆纱、合捻线等，以不同的比例与天然纤维、合成纤维及其他纤维混用，生产机织物或针织物。

15、一般在机织物中氨纶的混用比占织物重量的1%5%，在针织物中为5%10%。,氨纶可与其他纤维一起织造多种用途的织物，如体操服、游泳衣、滑雪服、球衣、衬裙、短裤、弹力胸罩、束腰带、弹力劳动布、灯芯绒及各种弹力袜等。,氨纶包覆丝,粗旦氨纶,氨纶双股线,三、氨纶的性能,1耐热性 氨纶在化学纤维中属耐热性较好的。由于氨纶多以包芯纱或包覆纱的状态存在于织物中，因此在热定型过程中可采用较高温度（180190），但处理时间不得超过40s。氨纶弹性纤维对一般化学药品具有一定的抵抗性。对氯较为敏感，含氯漂白剂能使纤维泛黄、强度下降。,4吸湿、染色性能 吸湿性优于涤纶，染色性能较好。5其他性能 耐疲劳性好，良好的耐

16、气候性。,莱卡可自由拉长4至7倍，并在外力释放后，迅速回复原有长度。它不可单独使用，能与任何其他人造或天然纤维交织使用。它不改变织物的外观，是一种看不见的纤维，能极大改善织物的性能，有着出众的伸展性。莱卡适用范围极广，能给所有类型的成衣增添额外的舒适感，包括内衣、定制外套、西服、裙装、裤装、针织品等。它大大改善了织物的手感、悬垂性及折痕回复能力，提高了各种衣物的舒适感与合身感。,环保纤维,所谓环保纤维，是采用在生产过程无污染的纤维。环保纤维的种类很多，包括在前面章节中介绍过的天然彩色棉纤维、天丝纤维、大豆蛋白纤维、海藻纤维等均属于环保纤维，另外还有甲壳素纤维、可回收再利用的纤维、可降解的纤维、

17、无毒功能性保健纺织品等。,以高新技术发展与应用新型纺织纤维原材料是21世纪的重要课题之一。应用新型环保纤维开发的针织、纺织品在市场上很受消费者欢迎，并受到社会上的广泛关注。西方发达国家特别是欧洲的一些国家，对进口的纺织品制定了非常苛刻的环保标准，涉及纺织品无害化的项目就有近10个指标，如pH值、染色牢度、甲醛残留、挥发性物质含量、阻燃性等，其中大多是强制性标准。发展“绿色纺织业”是纺织业新的发展方向，是保护人类健康、保护环境的需要。,一、甲壳素纤维,甲壳素兼具有高等动物组织中胶原质和高等植物组织中纤维素两者的生物功能，制成的甲壳素纤维具有生物相容性和生物可降解性。近十年来，通过基础研究得知，“甲壳素”的机能惊人，被现代科学称之为继糖、蛋白、脂肪、维生素、矿物质等五大生命要素之后的第六生命要素，具有一定的保健作用和医疗价值。由于它对人体无毒害、无刺激，甲壳素纤维呈碱性和高度的化学活性，具有良好的吸附性、黏结性、杀菌性和透气性，甲壳素纤维制成的纺织品广泛用于医疗卫生行业。,二、生物可降解纤维,生物可降解纤维是指在自然界中的光、热和微生物的作用下能自行降解的纤维。合成纤维由于本身的组成与结构，使其难以生物降解，因此给环境带来了日益严重的污染。从改善生态环境和可持续发展的角度来看，开发生物降解性纤维具有十分积极的意义。,