第十章 合成纤维的成型加工.ppt

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1、第十章　合成纤维的成型加工◆纤维：长径比很大，并具有一定柔韧性的纤细物质;◆纺织纤维包括天然纤维（如羊毛、蚕丝、棉花、麻、竹等）和化学纤维（由聚合物等材料制成）。10.1概述◆人造纤维：是以天然聚合物如纤维素和蛋白质等改性而成，如粘胶纤维、醋酸纤维、蛋白质纤维等；◆合成纤维：是由合成的聚合物经纺丝而成，如聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维（涤纶）、聚酰胺（锦纶）、聚乙烯醇缩甲醛（维纶）、聚丙烯（丙纶）、聚丙烯腈（腈纶）、聚氯乙稀（氯纶）、聚氨酯弹性体纤维（氨纶）、芳香族聚酰胺纤维（Kevlar）等。◆合成纤维是用石油、天然气、煤炭等矿产资源以及农副产

2、品为原料，经过一系列的化学反应，制备成高分子化合物，再经过纺丝加工而得到的纤维。纺丝过程是将聚合物熔体或将其用其它溶剂将聚合物溶解为黏性溶液，用齿轮泵定量供料，在牵引的作用下，通过喷丝头的小口，经凝固或冷凝成纤维。◆主要有三种纺丝方法：—熔融纺—干法纺丝—湿法纺丝◆纺丝液在纺丝过程中的流动：—纺丝液（溶液或熔体）在喷丝毛细孔中的流动—纺丝流体的内应力松弛和流场的转化，即剪切向拉伸转化—纺丝条的拉伸流动—纤维的固化10.2成纤聚合物的基本性质(可纺性)通常，成纤聚合物具有以下一些特性：成纤聚合物的分子为线性结构，具有良好的结晶性；用于溶液

3、纺丝的聚合物可溶于溶剂中制成聚合物溶液，聚合物溶液或熔体具有适当的粘度；聚合物应具有适当高的相对分子质量和较窄的相对分子质量分布；聚合物分子链间具有较强的相互作用；成纤聚合物的玻璃化温度高于其使用温度，熔点应超过洗涤和烫熨温度（100℃以上）。10.3纤维的主要性能指标线密度（纤度）表示纤维粗细程度的指标,是指一定长度纤维所具有的重量，其单位名称为“tex”—特（克斯），1/10称为分特（克斯），单位符号dtex。1000m长纤维重量的克数称为“特”。支数是指单位重量的纤维所具有的长度。对于同一种纤维，支数越高，纤维越细。断裂强

4、度是指纤维在连续增加负荷的作用下，直至断裂所能承受的最大负荷与纤维的线密度之比。断裂强度高，纤维在加工过程中不易断头、绕辊，纱线和织物牢度高；断裂强度太高，纤维刚性增加，手感变硬。断裂伸长率是指纤维在伸长至断裂时的长度比原来长度增加的百分数。断裂伸长率大，纤维的手感柔软，在纺织加工时，毛丝、断头少；断裂伸长率过大，织物易变形。初始模量（弹性模量）模量是指抵抗外力作用下形变能力的量度。纤维的初始模量为纤维受拉伸而当伸长为原长的1％时所需的应力。它表征纤维对小形变的抵抗能力。纤维的初始模量越大，越不易变形，在合成纤维中，涤纶的初始模量最大，

5、腈纶次之，锦纶较小，故涤纶织物挺括，不易起皱，锦纶织物易起皱，保形性差。10.4合成纤维的分类长丝：长度以千米计的丝。短纤维：被切成几厘米或十几厘米长的纤维。混纺织物不可能用长丝制造，只有用短纤维与天然纤维或其它化学纤维的短纤维进行混纺，才能得到混合良好的混纺织物。如用涤纶与棉花混纺得到的织物即“涤棉”，与羊毛混纺的织物叫“毛涤”。异形截面纤维：在合成纤维成型过程中，采用非圆形孔眼的喷丝板，可得不同截面形状的纤维，用以改善纤维的手感、回弹性等。如三角形截面的维纶光泽良好，不易沾尘土，其织物耐穿；五叶形截面的涤纶长丝有类似真丝的光泽，手

6、感良好等。10.5化学纤维的生产方法化学纤维的生产工艺流程主要包括纺丝熔体和溶液的制备、纺丝及初生纤维的后加工;目前，合成纤维的纺丝方法主要有两大类：熔体纺丝法和溶液纺丝法，在溶液纺丝法中，根据凝固方式的不同，又可分为湿法纺丝和干法纺丝两种。变形纱：经过变形加工处理的丝和纱，如弹力丝和膨体纱。六大合成纤维：氯纶（聚氯乙烯）、锦纶（尼龙6）、涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、腈纶（聚丙烯睛）、维纶（聚乙烯醇）、丙纶（聚丙烯）（以上纤维的分子式应熟记）熔融纺丝工艺过程－将聚合物熔融;－喷丝泵将溶体压入喷丝头;－熔体从喷丝头流出形成细丝;－经

7、冷凝形成纤维;工艺特点工艺过程简单、纤维强度高、不使用其他溶剂、纺丝速率高（800-1000m/min）,适用此法的聚合物种类比较多（聚酰胺、聚酯）纺丝设备－螺杆挤出机;－纺丝组件;－纺丝泵;－纺丝吹风窗及纺丝冷却套管;纺丝工艺－温度温度太高，黏度低，形成自重引申大于喷丝头拉伸，易造成细丝屈服粘结的现象－冷却冷却慢时，细丝冷凝时间长，经不起拉伸、易发生断头；冷却快时，细丝易出现“夹心”，导致强度低－喷丝速率和卷绕速率－给湿及油剂处理干（湿）法纺丝对于难熔融或易分解的聚合物来说，干（湿）法纺丝是一种恰当的方法，湿法和干法的差别只是纤维凝固方式

8、的不同。晴纶、维纶、氨纶以及芳纶都采用此法生产。其工艺过程都是将聚合物做成纺丝原液（成纤聚合物的溶液），然后将原液经过过滤脱泡后，经过计量泵把原液从喷丝头挤出，在凝固浴的作用下，