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1、,第四节 常用化学纤维的性能特征,化学纤维，在生产中都是先制成粘稠的纺丝液，然后纺丝（喷丝）。,纺丝法分三种，即湿法纺、干法纺和熔融纺。,干法纺丝示意图,干湿法纺丝,化纤线,一、再生纤维素纤维 （一）粘胶纤维（VI VC）（Viscose） 1.制造和分类 （1）制造：粘胶纤维是用粘胶法生产制造的再生纤维素纤维 粘胶纤维是以木材、棉短绒和芦苇等含天然纤维素的材料用粘胶法经化学加工而成。,粘胶法是由天然纤维素材料，如棉短绒、木材、芦苇等经碱化，生成碱纤维素，再与二硫化碳生成纤维素黄酸酯，溶解于稀碱液内，获得粘稠溶液粘胶纺丝液，粘胶经湿法纺丝和一系列处理工序加工后成为粘胶纤维。 粘胶法的缺点是存在
2、向环境排污。,（2）粘胶纤维的分类 按性能分,这里讲的粘胶纤维指普通粘胶纤维,从形态分,按光泽分 分为:有光、无光和半无光三种。,2.成分和结构 （1）成分 基本成分：纤维素。 （2）聚集态结构 普通粘胶纤维的结晶度（较棉低）和取向度较低； 聚合度较棉、麻低。 天然纤维素（棉、麻）的聚合度高达上万（1000-15000）,粘胶纤维的聚合度仅几百（250-500）。 思考：比较粘胶纤维与棉的吸湿性？,（3）普通粘胶纤维形态结构 横截面呈锯齿形,纵向有沟槽。,皮芯结构,3. 普通粘胶纤维性能 具有天然纤维素纤维的基本性能。 吸湿好, 穿者凉爽舒适，不易产生静电。 粘胶回潮率13%-15%。 强度较
3、低,且湿强仅为干强的40%-60%，不耐水洗。 粘胶干强2.2-2.7，涤纶干强4.2-5.7。 织物柔软,比重大,悬垂性好。 粘胶比重:1.50gcm3。（在化纤中算重的）,不易起毛起球。 因横截面呈锯齿形,纵向有沟槽。 弹性差,容易起皱且不易回复，服装的保形性差。 缩水严重，织物加工前应先进行预缩处理。 粘胶纤维下水后，吸收大量水分，变重变硬。 粘胶纤维耐碱和耐酸性低于棉。,在高温高湿下易发霉 熨烫温度低于棉纤维。 一般为120-160。 有光粘胶纤维像蚕丝一样光泽明亮，常与蚕丝交织。 染色性能好,易染色，得色深，色泽鲜艳。 因吸湿好，无定形区大，所以上染率高。,5、应用 广泛用于裙装、衬
4、衫和里料，与合成纤维混纺的织物比纯合成纤维织物在吸湿性和舒适感方面都有明显的改善。,（二）醋酯纤维（简称醋纤） 醋酯纤维俗称醋酸纤维，即纤维素醋酯纤维。,（C6H10O5）n 纤维素,1、纤维来源 醋酯纤维由含纤维素的天然材料，与醋酸酐反应，纤维素的羟基被乙酰基置换，生成纤维素醋酸酯，再经纺丝制得醋酯纤维。,乙酰基,O 醋酐：CH3C O CH3C O,醋酐也叫乙酐，两个乙酸分子间失去一个水分子而成的化合物。,纤维素-（OH）3+3（CH3CO）2O纤维素-（COOCH3）3+3CH3COOH 纤维素 醋酸酐 三醋酯纤维 醋酸 纤维素-（OH）3+2（CH3CO）2O纤维素- OH（COOCH
5、3）2+2CH3COOH 纤维素 醋酸酐 二醋酯纤维 醋酸 纤维素-（COOCH3）3 + H2O纤维素-OH（COOCH3）2+CH3COOH 三醋酯纤维 水 二醋酯纤维素 醋酸,一般醋酯纤维指的是二醋酯纤维。,2、成分 主要成分是纤维素醋酸酯。 思考：醋酯纤维是否具有天然纤维素纤维的基本性能 ？ 醋酯纤维在性质上与纤维素纤维相差较大，不属于纤维素纤维。醋酯纤维因纤维素的羟基被酯化（分子发生变化），所以在性质上与纤维素纤维相差较大,与合成纤维有些相似，是一种半合成纤维。 半合成纤维：是以天然高分子化合物为骨架，通过与其他化学物质反应，改变组成成分，再生形成天然高分子的衍生物而制成的纤维。,3
6、、分类及结构 二醋酯纤维的结晶度和聚合度较三醋酯纤维低。 醋酯纤维由于纤维素分子上的羟基被乙酰基取代，因而亲水基团较纤维素纤维少，所以吸湿性比粘胶纤维低得多。 二醋酯纤维的亲水基团较三醋酯纤维多。,4、纤维形态 醋纤纵截面平直光滑，有1-2道沟纹，横截面一般为花朵状（多瓣形）或耳状。无皮、芯结构。,5、性能 吸湿性居中 吸湿性较粘胶低得多。三醋纤较二醋纤吸湿性差，三醋纤易产生静电。 二醋酯纤维的回潮率为6.0%-7.0%,三醋酯纤维约为3.0%-3.5%。 纤维强度较低（强度较粘胶低），耐用性较差，不易起皱。 织物手感柔软，有弹性，悬垂性优良，具有蚕丝的风格。,耐热性差，高温容易熔化，难以通过
7、热定型形成永久保持的褶裥。 尤其是二醋酯纤维，熨烫温度应控制在110-130 二醋酯纤维在150左右表现出显著的热塑性。 密度小于纤维素纤维（棉、麻、粘胶），其织物穿着轻便舒适。,6、应用 醋纤主要用于裙装、女衬衫、内衣、领带和里料等。 二醋醋酯长丝的真丝感较强，其制品大多具有丝绸风格,多制成光滑、柔软的绸缎,或挺爽的塔夫绸。,（三）铜氨纤维（CUP） 1、纤维来源 铜氨纤维是由纤维素溶解于铜氨溶液中纺丝而成的一种再生纤维素纤维（用铜氨法制取的再生纤维素纤维）。 此法可制得非常细的纤维。,2、主要成分 成分：纤维素 3、形态结构 表面光滑，截面为圆形，结构均一，无皮、芯之分。,4、性能 铜氨纤
8、维的性能比粘胶纤维优越。 因非常细，所以手感柔软，光泽柔和，具有蚕丝织物的风格（柔软、细滑、悬垂）。 单纤维线密度可达0.4-1.3dtex, 为制作高级丝织品提供条件。 强度比粘胶高，湿强下降比粘胶轻，因铜氨纤维聚合度比粘胶高，取向度好。,吸湿性好，回潮率为12%-13%，与粘胶纤维接近。吸水量比粘胶高20%左右，染色性较好。 浓硫酸和热稀酸能溶解铜氨纤维,稀碱对其有轻微损伤，强碱则可使铜氨纤维膨胀直至溶解。不溶于一般有机溶剂，而溶于铜氨溶液。 密度与棉及粘胶纤维接近或相同，为1.52gcm3。,5、应用 一般为长丝，用于制作轻薄面料和仿丝绸产品（高档丝织或针织物）。 高级套装的里料，特点为
9、滑爽、悬垂性好。 6、产量 因受原料的限制（需耗费金属铜，故成本高），且工艺较复杂，产量较低。,二、合成纤维（合纤） 合成纤维种类：普通合成纤维、差别化纤维、功能纤维。 这里讲的是普通合成纤维。 普通合成纤维的命名，以化学组成为主，并形成学名和缩写代码，商品名为辅，或称俗名。国内以“纶”的命名属商品名。,普通合纤共同特点： 强度大，不霉不虫蛀,吸湿性差,易产生静电,易沾污,燃烧时有熔融现象等。,（一）涤纶（属聚酯类纤维 ） 涤纶学名：聚对苯二甲酸乙二酯 涤纶代号： PET或PST 国内商品名：涤纶 涤纶俗名：“的确凉”。,1、涤纶分子组成及结构特点 （1）涤纶的分子组成 涤纶的化学成分是聚对苯
10、二甲酸乙二酯。,单体,涤纶是由对苯二甲酸和乙二醇聚合制成的。,HO,H,n,（2）结构特点 结晶度高（60%），强度高。 因内部分子排列紧密，结晶度较高，分子间作用力较大，使涤纶模量较高，强度高。,亲水性基团极少，回潮率很小。 因在大分子中间没有亲水基,只分子的端部有弱极性基（羟基） ，有很小的吸湿能力。所以使回潮率很小，标准大气下回潮率为0.4%。,HO,H,n,涤纶大分子具有刚柔相济的结构。使涤纶弹性优良而挺括。 刚性因含有苯环，柔性因含有亚甲基链：CH2CH2 因涤纶大分子含酯基（-COO-），使涤纶耐碱性较差，只耐弱碱，在强碱中易水解。,2.纤维形态 纵向平滑光洁,均匀无条痕，横截面一
11、般为圆形。,涤纶长丝,3、涤纶主要性能 涤纶弹性大，面料挺括, 有优异的抗皱性和保形性（缩水小，尺寸稳定），这是涤纶织物的最大优点之一。 涤纶洗可穿性好（易洗、快干、免烫）。这是涤纶织物的最大优点之一。 因涤纶吸湿性差,回潮率0.4%,抗皱性好。,涤纶经久耐穿 因涤纶强度高,弹性又好，所以经久耐穿。 涤纶在化纤中强度最高,涤纶强度是锦纶的4倍，粘胶纤维的20倍。涤纶强度仅次于麻 涤纶短纤维织物易起毛起球，这是涤纶的最大缺点之一。 因涤纶表面光滑，强度高。 涤纶吸湿性差（回潮率0.4%），穿着闷热,有不透气感,不舒服，易产生静电,易吸尘，这是涤纶的最大缺点之一。,染色性困难 因涤纶结晶度高，吸湿
12、性差。 化学稳定性较好，耐碱性较差，在强碱中易水解。 常温下一般不与弱酸、碱和氧化剂发生作用，但不耐浓碱长时间高温处理。 涤纶碱减量处理：利用浓碱腐蚀涤纶表面,涤纶重量减轻,细度变细,可产生真丝风格的加工方法。,4、应用 可以制成仿毛、仿棉、仿丝、仿麻织物。 适用于男女衬衫、外衣、儿童衣着、室内装饰织物和地毯等,由于涤纶具有良好的弹性和蓬松性,可作絮棉。 不宜做内衣。因吸汗性差,做内衣时,有闷湿感。,（二）锦纶 锦纶学名为聚酰胺纤维。 我国的商品名称为锦纶。 锦纶俗名为“尼龙”（Nylon）。 国外有尼龙、耐纶、贝纶、卡普隆之称 锦纶主要品种：锦纶6（PA6）和锦纶66（PA66）等。,1、组
13、成 （1）由一种单体合成的锦纶 如由内酰胺或氨基酸合成锦纶,此时锦纶后面的阿拉伯数字表示所用内酰胺或氨基酸的碳原子数目,如锦纶6等。,锦纶6单体是己内酰胺： 锦纶6结构式:,由一种单体合成锦纶6：,（2）由两种单体合成的锦纶 锦纶是由两种单体合成,一种单体是二元胺另一种单体是二元酸。,锦纶66单体： H2N-（CH2）6-NH2 HOOC-（CH2）4-COOH,锦纶66单体： H2N-（CH2）6-NH2 HOOC-（CH2）4-COOH,锦纶66结构式,由两种单体合成锦纶66：,由两种单体合成的锦纶名称后面有两个阿拉伯数字,第一个数字代表二元胺的碳原子数目,第二个数字代表二元酸的碳原子数目
14、,如锦纶66等。,2、分子结构特点 锦纶为聚酰胺纤维，分子中含有极性的酰胺键（-NHCO-），使其有一定的吸湿性。 3、形态 纵向平直光滑、截面圆形。,4、性能 最突出的特点是耐磨性优于其他常用纤维。 因在普通纤维中（除氨纶外）锦纶的回弹性最高。 锦纶的耐磨性是棉的10倍、羊毛的20倍,常用来做袜子、手套、针织运动衣等耐磨产品。 强度、弹性很好,耐疲劳的能力强,有优良的耐用性。,保形性差，外观不够挺括。 锦纶的弹性模量较低,在小负荷下容易变形,因此手感柔软，急弹回复性不如涤纶,制成的服装容易变形，做外衣时保形性差不如涤纶，硬挺性不及涤纶，外观不够挺括。,长丝织物容易勾丝,短纤维织物易起毛起球。
15、 故锦纶很少单独用于外衣织物。 耐热性及耐光性较差。 阳光下易泛黄并导致强力下降。这是锦纶最大缺点，故洗后不宜晒干。不宜做户外用的织物。 回潮率较小（公定回潮率4.5%）,吸湿性较差,易起静电和沾污。,穿着轻便 锦纶的比重较小,为1.14gcm3，小于涤纶。比棉轻35%,比粘纤轻25%， 耐碱不耐酸,可溶于浓硫酸和盐酸中。对氧化剂敏感,尤其是含氯氧化剂。 锦纶对有机萘类敏感,所以锦纶制品存放时不宜放卫生球（萘）。 防蛀、防霉。,易染色。 (11)遇火熔融、燃烧，灰烬呈硬珠状。 (12)易洗快干。 5、应用 做袜子、手套、针织运动衣和头巾、尼龙搭扣等耐磨产品。 适于做登山服、宇航服、降落伞。因其比重较小。,（三）腈纶（PAN） 腈纶学名为聚丙烯腈纤维。 国外商品名有奥纶（Orlon）、依克丝纶（Exlon）、阿克利纶（Acrilan）、开司米纶（Credan）、考特尔、毛丽纶等。 1、分子组成及结构特点 （1）分子组成 腈纶纤维是三单体聚合物。丙烯腈（第一单体）含量在85以上，第二、三单体共占15%以下。 通过加入第二，第三单体，改善其性能，第二单体改善：弹性和手感，第三单体改善染色性。,CH2COOH （CH2CHCH2CHCH2C）n CN COOCH3 COOH 式中，第一单体： 第二单体： 第三单体： 丙烯腈； 丙烯酸甲酯； 衣康酸 含85以上 含5-1
