第5章 化学纤维

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1、第五章化学纤维一、化学纤维的制造纺丝液的制备，纺丝成形，后加工。（一）纺丝液的制备成纤高聚物要满足三个条件：（1）线性分子结构；（2）适当的分子量；（3）凝固后的纤维中，大分子间应该具有足够的结合能。1、熔体法：将高聚物加热到熔点以上，使其熔融成较稳定的粘性流动的纺丝熔体。如涤纶、锦纶、丙纶、乙纶。原因：熔融温度<分解温度2、溶液法：用适当的溶剂将高聚物溶解成具有一定粘度的纺丝液。如粘胶纤维、醋酯纤维、腈纶、氯纶、维纶。原因：熔融温度>分解温度（二）纺丝成形：纺丝：模仿蚕吐丝过程，将纺丝熔体或纺丝液通过喷丝孔挤出后凝固成丝条的过程；按纺丝液制备方法不同，分熔体纺丝法和溶液

2、纺丝法。1、熔融纺丝（meltspinning）纺丝液为熔体，纺出的丝在空气中固化。特点：纺丝速度高，一般为1000~2000m/min，高速纺丝可达3000~6000m/min或更高。加工干净、成本低，通常丝的截面为圆形。涤纶、锦纶、丙纶等均采用此法。2、溶液纺丝（solutionspinning）纺丝液是溶解的高聚物溶液，纺出的丝的固化方式分为湿法与干法两种。（1）湿法纺丝（wetspinning）纺出的丝在溶液中固化，纺丝速度低，一般为18~380m/min。湿法纺丝污染重、加工成本高，纺出丝的截面多为非圆形，有皮芯结构。腈纶、维纶、氯纶、粘胶纤维多采用此法。（2）

3、干法纺丝（dryspinning）纺出的丝在空气中固化，纺丝速度一般为200~500m/min，高者可达1000~1500m/min。干法纺丝溶剂挥发极易污染环境，成本高，但丝的质量好，此法多用于制作溶液纺丝的长丝。3、其他纺丝方法（1）热压法加热温度低于熔点，使软化，用高压使其从孔中喷出，冷却成形，用于熔化即分解，而暂时找不到适当溶剂的那些高分子物（2）裂膜成纤法高分子物熔融挤压为薄膜，用切刀或针刺使之破裂成条（3）喷射纺丝（4）复合纺丝（5）高速纺丝（6）液晶纺丝（三）后加工短纤维：①集束→②牵伸（关键工序，产生不同力学类型纤维）→③上油→④卷曲→⑤干燥热定形→⑥切断

4、、打包入库，准备售出长丝：集束、牵伸、上油、干燥热定形、加捻、络筒牵伸：改变纤维的取向度，进而改变纤维的力学性质。干燥定形：除去水分，消除纤维内部的应力，提高结晶度和结构稳定性，减少蠕变和沸水收缩率，提高纤维的尺寸稳定性。二、再生纤维(regeneratedfiber)（一）、再生纤维素纤维(regeneratedcellulosefiber)（二）、再生蛋白质纤维(regeneratedproteinfiber)浆粕浸渍压榨粉碎碱纤维素（老成）黄化纤维素黄酸酯溶解粘胶混合过滤（熟成）脱泡纺丝硫酸、硫酸钠、硫酸锌（凝固液）碱液粘胶纤维制造工艺流程CS2C6H9O4ONa

5、后加工C=SOC6H9O4SNaC=S+H2O→C6H10O5＋NaOH+CS2OC6H9O4SNa2NaOH+H2SO4→Na2SO4+H2OC=S+H2SO4→C6H10O5＋NaHSO4+CS2OC6H9O4SNa熟成过程纤维素黄酸酯再生过程普通粘胶纤维(viscose，rayon)化学组成与棉纤维相同聚合度300~400，结晶度较小（40％~50％），取向度低，结构中空隙含量大。截面呈不规则的锯齿形，有明显的皮芯结构。吸湿性好、易染色，色谱全、色泽艳、染色牢度好，对酸与氧化剂比棉敏感，对碱的稳定性不及棉。湿强度低、初始模量低、弹性恢复性差，织物易变形起皱。富

6、强纤维(polynosicrayon)如日本的虎木棉或波里诺西克（Polynosic）熟成度低，纤维素黄酸酯酯化度高，近全芯层结构。高湿模量粘胶纤维(highwetmodulusrayon)如欧美50年代的HWM、Vincel和70~80年代的莫代尔（Modal）纤维等。以加强溶剂缓冲析出和凝固作用，增加纤维的皮层结构和分子间的微晶物理交联作用。强力粘胶如粘胶帘子线、强力粘胶和Tenasco等以提高分子的取向度和改善结晶颗粒尺寸与分布的方式，形成全皮层结构的粘胶纤维。图1-5各种粘胶纤维的拉伸特征比较Lyocell纤维（新溶剂法黏胶纤维）加工过程所用溶剂N-甲基吗啉-N-

7、氧化物(NMMO)可接近100％的回收。比强度高，为38cN/tex~42cN/tex湿强损失低，小于15%手感柔软、悬垂性好有原纤化倾向，纤维表面易发生分裂小纤维绒铜氨纤维(cuprammoniumfibre)铜氨纤维是将纤维素浆粕溶解在铜氨溶液中制成纺丝液，再经过湿法纺丝而制成的一种再生纤维素纤维。铜氨溶液是深蓝色液体，它是将氢氧化铜溶解于浓的氨水中制得。将棉短绒(或木材)浆粕溶解在铜氨溶液中，可制得铜氨纤维素纺丝液，纺丝液中含铜约为4％、氨约为29％、纤维素约为10％。1．铜氨纤维的结构特征由于铜氨纤维纺丝液的可塑性很好