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1、第四节 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。 主要有： 醋酯纤维 聚乳酸纤维,一、醋酯纤维,又称醋酸纤维，即纤维素醋酸酯纤维。纤维素和醋酸酐作用，羟基被乙酰基置换，生成纤维素醋酸酯。 分为二型醋酯纤维和三醋酯纤维两类。 通常醋酯纤维即指二型醋酯纤维。,（一）醋酯纤维结构特征,纤维素分子上的羟基被乙酰基取代的百分数称为 酯化度。二醋酯纤维酯化度为75%-80%，三醋酯 纤维酯化度为93%-100%,醋酯及三醋酯纤维纤维纵、横向形态,结构特征：,无皮芯结构 横截面形状为多瓣形叶状、片状或耳状。 二醋酯纤维
2、素大分子的对称性和规整性差，结晶度低；聚合度为180-200。 三醋酯纤维素大分子结构较二醋酯纤维好，结晶度较高，聚合度280-300。,（二）醋酯纤维性能,1.吸湿与染色性：吸湿性交粘胶纤维低（由于羟基被乙酰基取代），二醋酯纤维W为6%-7%，三醋酯纤维W为3%-3.5%。染色性差，采用分散性染料和特种染料染色。 2.力学性能：二醋酯纤维干态比强度1.1-1.2cN/dtex,三醋酯纤维干态比强度1.0-1.1cN/dtex，湿干比强度为67%-77%。不起皱，柔软，具有蚕丝风格。易变形，也易恢复，伸长变形1.5%，回复率为100%。,3.热学性能：耐热性较差，二醋酯纤维在150时表现显著热
3、塑性，195-205 软化，230 分解而熔融，三醋酯纤维290-300 熔融，玻璃化温度186 。 具有热塑性（唯一有这一特点的再生纤维素纤维可以持久压烫、保型性好） 4.其他性能：醋酯纤维耐酸碱性较差；耐光性与棉接近；抗静电性能较好。,（三）醋酯纤维应用,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、童 装、领带、妇女服装和室内装饰织物 等，还可做香烟滤嘴。 短纤维：用于与棉、羊毛或合成纤维混 纺，但湿强降低4050； 中空纤维：具有透析功能，可用于医疗和 化工净化、分离等。,二、聚乳酸纤维,聚左旋丙交酯纤维（目前生产） 1.性能：强度和断裂伸长率与聚酯纤维接 近，弹
4、性卷曲保持性较好，良好的 生物相容性和生物降解性。 2.用途： 服装：内衣、运动衣、外衣面料； 家用：窗 帘、帷幔等。 产业：渔网、防虫网等。,第五节 合成纤维,合成纤维（synthetic fiber）：由低分子物质经化学合成为高分子聚合物，再经纺丝而成的纤维。,10,一、合成纤维的种类 (一)按分子结构分 1、碳链合成纤维：聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维等 2、杂链合成纤维：聚酰胺纤维、聚酯纤维等,(二)按纤维的纵向形态分 长丝、短纤维 （三）按截面形态分 异形纤维、复合纤维 （四）按加工和性能特点分 普通纤维、差别化纤维、功能纤维,1.普通合成纤维：,（1）聚酯纤维（PET）： (涤纶) （2
5、）聚酰胺纤维（PA）：（锦纶） （3）聚丙烯腈纤维（PAN）：（腈纶） （4）聚乙烯醇缩甲醛纤维（PVA）：（维纶） （5）聚丙烯纤维（PP）：（丙纶） （6）聚氯乙烯纤维：（氯纶） （7）聚乙烯纤维：（乙纶） 产量排序：涤纶丙纶锦纶腈纶,2.差别化纤维,是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理，使性状上获得一定程度改善的纤维 。 （1）改性方法 物理改性 化学改性 表面物理化学改性,（2）分类,变形丝：通过改变合成纤维卷曲形态，来改善纤维性能。 方法： 填塞箱法 刀刃卷曲变形 假捻变形法 空气变形法 网络变形法,高弹丝,低弹丝,空气变形丝,网络丝,异形纤维,采用非圆形喷丝板孔加工的非
6、圆形截面的纤维,异形纤维,吸湿排汗纤维,远红外线聚酯中空纤维,复合纤维:,两种或两种以上的高聚物或性能不同的同种聚合物通过一个喷丝孔纺成的纤维。 双侧型: 具有良好的卷曲稳定性。 皮芯型: 锦为皮，涤为芯，可兼有锦的染色性好、耐磨和涤纶挺括、弹性好的优点。 海岛型: 可用于制造超细纤维。,复合纤维,23,超细纤维(理论上是指细度0.9dtex),一般指细度为0.01dtex-0.5dtex的纤维。,分裂剥离法,溶解去除法,涤锦复合超细纤维,分裂纤维,高收缩纤维,泡绉织物、膨体织物等 易染色纤维 阳离子可染改性涤纶、酸性染料可染腈纶 吸水吸湿纤维 具有吸收水分并向临近纤维输送能力的纤维 混纤丝
7、由几何形态或物理性能不同的单丝组成的复丝。 提高合成纤维的自然感,3.功能性纤维：是指具有特定功能的纤维。,分类： 对常规合成纤维改性，克服其固有缺点。（如聚酯纤维的不吸湿，聚丙烯晴的静电作用） 针对天然纤维和化学纤维原来没有的性能，通过化学和物理改性手段赋予其附加性能，使之更适合人类穿着舒适和装饰应用。（如蓄热、导电、吸水、吸湿、阻燃、抗菌等） 具有特殊性能的纤维。 （如高强度和高模量性能纤维、耐热性能纤维、高功 能纤维）,两者区别：差别化纤维主要表现在对织物手感、服用性能、外观保持性、舒适性及化纤仿真等方面的改善。如阳离子可染涤纶；超细、异形、异收缩纤维；高吸湿、抗静电纤维；抗起球纤维等。
8、功能性纤维在某一或某些性能上表现突出的纤维，主要指在热、光、电的阻隔与传导；在过滤、渗透、离子交换、吸附；在安全、卫生、舒适等特殊功能及特殊应用方面的纤维。 随着生产技术和商品需求的不断发展，差别化纤维和功能性纤维出现了复合与交叠的现象，界限渐渐模糊。,（绪论及化学纤维概述中已详细论述以上内容）,二、聚酰胺纤维 锦纶（nylon 6，PA6，结实耐磨） 特征是大分子链由酰胺键-(CONH)-连接。 概况： 1935年，杜邦公司首次合成了聚酰胺纤维（尼龙66），并于1938年开始工业化生产。同年，德国化学家PSchlack制成了尼龙6，并于1941年实现工业化生产。我国聚酰胺纤维的商品名称为锦纶
9、。锦纶也称耐纶、尼龙、卡普隆。 主要品种：锦纶6和锦纶66。,30,一种单体缩聚而成，单体含有一个端氨基和一个端羧基。 用单体中含有的碳原子数来命名。,锦纶6:,锦纶66：,两种单体缩聚而成，一种单体含有两个端氨基，另一种含有两个端羧基。 命名：前一数字表示二元胺的碳原子数，后一数字表示二元酸的碳原子数。,（一）结构特征,1.分子结构 由许多重复结构单元（链节）通过酰胺键连接起来的线型长链分子，完全伸展的平面曲折形结构。 2.形态结构和聚集态结构 形态：锦纶由熔体纺丝制成，截面近似圆形，纵向无特殊结构。 聚集态结构：折叠链和伸直链晶体共存的体系。,普通锦纶纵、横向形态,根据纺丝孔的形状可制成异
10、形锦纶:,异形锦纶纵、横向形态,33,（二）主要性质 1.密度 较小，1.12-1.14 g/cm3，服装制品穿着轻便，且有良好的防水防风性能。 2.热学性质 热转变点：聚酰胺是部分结晶高聚物，具有较窄的熔融转变温度范围。 耐热性：耐热性差，随温度的升高强力下降，收缩率增大。安全使用温度：低于93（PA6），低于130 （锦纶66）。,34,3.力学性质 强伸性：强度是普通纤维中最大的， 手指粗的一根丝可吊起一辆大卡车；断裂伸长率较高； 回弹性：在六大纶纤维中最好（弹性仅次于氨纶），拉伸3完全回复，拉伸10%回复90（涤纶67%，粘胶32）。 耐磨性：六大纶中最好（棉的10倍，羊毛的20倍），
11、可做袜子、刷子。 初始模量：初始模量低（锦纶66略高于锦纶6），故手感柔软，但织物保形性差。,35,4.耐光性 耐光性差（端基对光、热、氧敏感），久晒变黄，强度下降。 日晒16周后有光锦纶的强度下降23，无光锦纶的降50。 有光锦纶：光泽强，发亮，长丝一般是有光的。 无光锦纶：添加消光剂（二氧化钛），减少或消除过强的光泽。,36,5.吸湿染色性 因大分子链上含有亲水基团，具有中等的回潮率，（在合纤中位居第二，回潮率4.5%），染色性能好。 6.化学性质 耐碱性优良但不耐酸，对氧化剂的稳定性也较差。,37,（三）锦纶的应用 服装：袜子、羽绒服面料、泳衣面料等 产业用：轮胎帘子线、鱼网、运输带。,
12、38,三、聚酯纤维（涤纶polyester, PET）挺括不皱,概况： 聚酯纤维品种较多，我国将聚对苯二甲酸乙二酯纤维简称为涤纶。英国的商品名为Terylene，美国商品名为Dacron。涤纶是合成纤维的一大类属和主要品种，其产量居所有化学纤维之首。涤纶的发展最快，可仿各种天然纤维。,39,（一）聚对苯二甲酸乙二酯-涤纶 1.涤纶的结构特征 分子结构： 线性分子链，没有大的侧基和支链，故涤纶大分子线型好，易于拉伸取向、分子间相互结合紧密。由于分子链中基团刚性较大，涤纶熔点较高（约267）。 由于分子内C-C链的内旋转，分子存在两种空间构象。（无定形PET为顺式构象，结晶时即转变为反式构象） 分
13、子链结构具有高度立体规整性，所有苯环几乎处在同一平面，使得相邻分子上的凹凸部分便于镶嵌，从而具有紧密敛集能力与结晶倾向。 即取向度和结晶度高。,形态结构和聚集态结构,形态：涤纶由熔体纺丝制成，截面圆形实心，纵向均匀无条痕。 聚集态结构：与生产过程的拉伸及热处理有关。密度小于棉大于羊毛，1.38g/cm3。,普通涤纶纵、横向形态,41,2.涤纶的性能 （1）吸湿染色性 分子中几乎没有亲水基团，结晶度高，因此，吸湿性差（W=0.4%）；染色困难；湿、干态性质接近；易洗快干；紧密织物穿着闷热。 （2）热学性质 耐热性好（在主要几种合成纤维中，涤纶热稳定性最好），150度处理1000h强度下降50，其
14、它普通纤维200300h完全破坏。,42,（3）力学性质 强度和伸长 强度高伸长大，干湿强度相当。根据工艺条件可生产出：高强低伸型、低强高伸型、中强中伸型。 弹性和耐磨性 平面结构的苯环受力后变形，外力消失后变形恢复，故弹性较好，因此织物挺括抗皱，尺寸稳定。 耐磨性仅次于锦纶。 洗可穿性 洗可穿性好体现在：易洗、快干、免烫。 涤纶织物吸湿性低、不易变形、弹性回复率高，因此洗可穿性好。,43,（4）化学稳定性 对酸碱的稳定性 对无机酸和有机酸都较稳定，70%的硫酸处理72小时，强度基本不变。用酸处理涤棉包芯纱可制成涤棉烂花织物。 耐弱碱不耐强碱。热碱使大分子水解，纤维水解由表及里，一层层剥落，用
15、于仿丝绸加工（即碱减量处理）。 碱减量处理：在较高的温度下利用浓碱腐蚀涤纶表面，纤维细度变细，织物重量减轻(失重2025)，光泽柔和，重量减轻，从而形成真丝绸的外观和手感的工艺过程。,44,对氧化剂、还原剂的稳定性 对氧化剂、还原剂和常用的有机溶剂稳定。 （5）起毛起球现象 纤维抱合力差，易从短纤维织物中抽出，摩擦成球后，因涤纶强度大而难以脱落，故织物起球现象严重。 （6）静电现象 吸湿性差，易积聚静电荷，产生静电，易吸灰。 （7）其他性质 燃烧性：接触火焰熔融燃烧，产生黑烟，留下黑色硬球；遇火星易熔孔。 微生物的作用：不霉不蛀。 耐光性：耐光性好，仅次于腈纶，暴晒1000小时，强力保持60%
16、-70%。,（二）聚对苯二甲酸丙二酯纤维（PTT）,PTT纤维兼有涤纶和锦纶的特点。 易洗快干，具有较好的抗皱性、抗日光性等特性 弹性好、染色性能好 耐磨性和拉伸回复性好 应用制作地毯等材料,（三）聚对苯二甲酸丁二酯纤维（PBT）,PBT纤维具有涤纶的特点。 手感柔软（大分子链上柔性部分较长，断裂伸长大，弹性好，受热后弹性变化不大）。 染色性比涤纶好。 具有较好抗老化、耐化学反应性和耐热性。 应用在工程材料、家用电器外壳、机器零件等方面。,（四）聚对萘二甲酸乙二醇酯纤维（PEN）,概况 聚氨基甲酸酯嵌段共聚物，具有优良的延伸性和弹性，又称为弹力纤维。我国的商品名为氨纶，最著名的商品名称是美国杜邦公司生产的“莱卡” （Lycra）。 氨纶可用于制造各种内衣、游泳衣、紧身衣、牛仔裤、运动服等。氨纶制成的服装，穿着舒适，能适应身体各部分变形的需要，并能减轻服装对身体的束缚感。,（五）聚氨酯弹性纤维（PU）,1.氨纶的结构 (1)化学结构 是软硬链嵌
