化纖工藝學(xué)復(fù)習(xí)范圍

1、第1章 總論1.化學(xué)纖維的基本概念長絲：在化學(xué)纖維制造過程中，紡絲流體（熔體或溶液）經(jīng)紡絲成形和后加工工序后，得到的長度很長的連續(xù)絲條稱為長絲。短纖維(staple fiber) ：化學(xué)纖維絲束經(jīng)切斷的而成一定長度規(guī)格的纖維稱為短纖維。絲束：絲束是由大量單纖維匯集而成。用來切斷成短纖維的絲束由幾萬根至幾百萬根組成，以提高短纖維的生產(chǎn)能力 。異形纖維：在合成纖維成形過程中，采用異形噴絲孔紡制的具有非圓形截面的纖維或中空纖維，這種纖維稱為異形截面纖維，簡稱異形纖維。復(fù)合纖維：在纖維橫截面上存在兩種或兩種以上不相混合的聚合物，這種化學(xué)纖維稱為復(fù)合纖維，或稱雙組分纖維。變形紗：變形紗包括所有經(jīng)過變形加

2、工的絲和紗，如彈力絲和膨體紗都屬于變形紗。超細(xì)纖維：由于單纖維的粗細(xì)對于織物的性能影響很大，所以化學(xué)纖維可按單纖維的粗細(xì)（線密度）分類，一般分為常規(guī)纖維、細(xì)旦纖維、超細(xì)纖維和極細(xì)纖維。差別化纖維：差別化纖維系外來語，來源于日本。一般泛指通過化學(xué)改性或物理變形使常規(guī)化纖品種有所創(chuàng)新或賦予某些特性的服用化學(xué)纖維。特種纖維：特種纖維一般指具有特殊的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)、性能和用途的化學(xué)纖維，如高性能纖維、功能纖維等。主要用于產(chǎn)業(yè)、生物醫(yī)藥及尖端技術(shù)等領(lǐng)域。2. 化學(xué)纖維的主要質(zhì)量指標(biāo)線密度：在法定計(jì)量單位中，表示纖維粗細(xì)程度的量的名稱為“線密度”，在我國化學(xué)纖維工業(yè)中，舊稱“纖度”。線密度的單位名稱為特克斯

3、，單位符號(hào)為tex，其1/10稱分特克斯，單位符號(hào)為dtex。1000m長纖維重量的克數(shù)即為該纖維的特?cái)?shù)。斷裂強(qiáng)度：常用相對強(qiáng)度表示化學(xué)纖維的斷裂強(qiáng)度。即纖維在連續(xù)增加負(fù)荷的作用下，直至斷裂所能承受的最大負(fù)荷與纖維的線密度之比。單位為牛頓特克斯 （ntex）、厘牛頓特克斯（cntex）、厘牛頓分特克斯（cndtex）。斷裂伸長率：纖維的斷裂伸長率一般用斷裂時(shí)的相對伸長率，即纖維在拉伸至斷裂時(shí)的長度比原來長度增加的百分?jǐn)?shù)表示。 纖維在拉伸至斷裂時(shí)的長度l纖維原長度l0斷裂伸長率（%）= ×100纖維原長度l0初始模量：纖維的初始模量即彈性模量（或楊氏模量）是指纖維受拉伸而當(dāng)伸長為原長的

4、1%時(shí)所需的應(yīng)力。燃燒性能：纖維的燃燒性能是指纖維在空氣中燃燒的難易程度。為了測定和表征纖維及其制品的燃燒性能，國際規(guī)定采用“極限氧指數(shù)”法。吸濕性: 纖維的吸濕性是指在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度（20、65相對濕度）條件下纖維的吸水率。 一般采用兩種指標(biāo)來表示：回潮率和含濕率。 試樣所含水分的重量 回潮率= ×100% 干燥試樣重量 試樣所含水分的重量 含濕率= ×100% 未干燥試樣重量 染色性：染色性是紡織纖維的一項(xiàng)重要性能，它包含的內(nèi)容主要有：可采用的合適染料，可染得的色譜是否齊全及深淺程度，染色工藝實(shí)施的難易，染色均勻性以及染色后的各項(xiàng)染色牢度等。沸水收縮率：將纖維放在沸水中煮沸

5、30min后，其收縮后的長度與原來長度之比，稱為沸水收縮率。 3. 化學(xué)纖維的紡絲方法（重點(diǎn)是熔體紡絲、濕法紡絲、干法紡絲）熔體紡絲：切片在螺桿擠出機(jī)中熔融后或由連續(xù)聚合制成的熔體，送至紡絲箱中的各個(gè)紡絲部位，再經(jīng)紡絲泵定量壓送紡絲阻件，過濾后從噴絲板的毛細(xì)孔中壓出而成為細(xì)流，并在紡絲甬道中冷卻成形。初生纖維被卷繞成一定形狀的卷裝（對于長絲）或均勻落入盛絲桶中（對于短纖維）。濕法紡絲：紡絲溶液經(jīng)混合、過濾和脫泡等紡前準(zhǔn)備后，送至紡絲機(jī)，通過紡絲泵計(jì)量，經(jīng)燭形濾器、鵝頸管進(jìn)入噴絲頭（帽），從噴絲頭毛細(xì)孔中擠出的溶液細(xì)流進(jìn)入凝固浴，溶液細(xì)流中的溶劑向凝固浴擴(kuò)散，浴中的凝固劑向細(xì)流內(nèi)部擴(kuò)散，于是聚合

6、物在凝固浴中析出而形成初生纖維。濕法紡絲中的擴(kuò)散和凝固不僅是一般的物理和化學(xué)過程，對某些化學(xué)纖維如粘膠纖維同時(shí)還發(fā)生化學(xué)變化，因此，濕法紡絲的成形過程比較復(fù)雜，紡絲速度受溶劑和凝固劑的雙擴(kuò)散、凝固浴的流體阻力等因素限制，所以紡絲速度比熔體紡絲低的多。干法紡絲：干法紡絲時(shí)從噴絲頭毛細(xì)孔中擠出的紡絲溶液不進(jìn)入凝固浴，而進(jìn)入紡絲甬道。通過甬道中熱空氣的作用，使溶液細(xì)流中的溶劑快速揮發(fā)，并被熱空氣流帶走。溶液細(xì)流逐漸脫去溶劑的同時(shí)發(fā)生濃縮和固化，并在卷繞張力的作用下伸長變細(xì)而成為初生纖維。聚氨酯纖維部分4 . 聚氨酯彈性纖維的用途 聚氨酯彈性纖維在針織或機(jī)織的彈力織物中得到廣泛應(yīng)用。歸納起來其使用形式

7、主要有以下四種：裸絲、包芯紗、包覆紗、合捻紗。1、裸絲 裸絲是最早開發(fā)的聚氨酯彈性纖維品種。裸絲的拉伸與回復(fù)性能好，且不用紡紗加工便可用于生產(chǎn)，因此具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。由于裸絲的摩擦系數(shù)大，滑動(dòng)性差，直接用于織造織物的不多，一般適宜在針織機(jī)上與其它化纖長絲交織。主要紡織產(chǎn)品有：緊身衣、運(yùn)動(dòng)衣、護(hù)腿襪、外科用繃帶和襪口、袖口等。2、包芯紗 以聚氨酯彈性纖維為芯紗，外包一種或幾種非彈力短纖維(棉、毛、腈綸、滌綸等)紡成的紗線。芯層提供優(yōu)良的彈性，外圍纖維提供所需要的表面特征。例如棉包芯紗，除了彈性好以外，還保持了一般棉紗的手感和外觀，其織物具有棉布的風(fēng)格手感和性能，可以制出多種棉型織物；毛包芯紗的服

8、裝面料不僅要有一般毛織物的外觀和良好的保暖性，而且織物的回彈性好，穿著時(shí)伸縮自如，增強(qiáng)了舒適感，并能顯現(xiàn)出優(yōu)美的體型。包芯紗是聚氨酯彈性纖中應(yīng)用最廣泛的紗線品種。3、包覆紗 包覆紗又稱為包纏紗。它是以聚氨酯彈性纖維為芯，用合成纖維長絲或紗線以螺旋形的方式對其予以包覆而形成的彈力紗。包覆紗的手感比較硬挺，紗線較粗，織造的面料比較厚實(shí)。包覆紗又可分為單包覆紗和雙包覆紗。單包覆紗是在聚氨酯彈性纖維外層包上一層長絲或紗線。由于施加于芯紗上的包覆圈數(shù)較少，在高伸長的彈性織物上有時(shí)會(huì)出現(xiàn)露芯現(xiàn)象，主要用于襪子、緯編內(nèi)衣等彈力織物。雙包覆紗是在聚氨酯彈性纖維外層包覆兩層長絲或紗線，且兩層包裹方向相反。由于外

9、層纖維以相反的螺旋角對稱包裹，紗線不用再加捻就可以達(dá)到成紗彈力的平衡。雙包覆紗的加工費(fèi)用較高，主要用于護(hù)腿、彈力帶、襪子口、連襪褲等彈力織物。4合捻紗 合捻紗又稱合股紗。它是在對聚氨酯彈性纖維牽伸的同時(shí)，與其它無彈性的兩根紗并合加捻而成。如果使這種紗線退捻，在使張力減弱的同時(shí)對整個(gè)紗線施加較輕的沖擊，使各紗線間相對移動(dòng)達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，最后導(dǎo)致彈性纖維進(jìn)入紗芯中 ，其它無彈性的紗成為外包層，合捻紗結(jié)構(gòu)得以穩(wěn)定。利用這種方法也可以生產(chǎn)各種花式捻線或三合一的合捻紗。合捻紗多用于織造粗厚織物，如彈力勞動(dòng)布、彈力單面華達(dá)呢等。優(yōu)點(diǎn)是條干均勻、產(chǎn)品潔凈。缺點(diǎn)是手感稍硬，彈力纖維有的露在外面，使染色時(shí)容易造成色

10、差，一般不用于深色織物。5. 生產(chǎn)聚氨酯所用的主要單體二異氰酸酯、聚醚二醇、聚酯二醇6. 聚氨酯纖維的生產(chǎn)方法有哪些干法紡絲、熔融紡絲、濕法紡絲、反應(yīng)紡絲7. 什么是聚氨酯彈性纖維的化學(xué)反應(yīng)紡絲法 先將兩端含有二異氰酸酯的預(yù)聚體與有機(jī)溶劑配成紡絲原液，由紡絲泵定量擠入噴絲頭。從噴絲孔噴出的原液細(xì)流在凝固浴中凝固的同時(shí)，與凝固浴中的鏈擴(kuò)展二元胺發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成嵌段共聚物的長鏈 。第二章 聚酯纖維8. 對苯二甲酸乙二酯（bhet）的主要制造方法 對苯二甲酸乙二酯的制備方法主要有三種：酯交換法（間接法）、直接酯化法和直接加成法（直接法）。9. 滌綸切片在紡前進(jìn)行干燥的目的干燥的目的是除去切片中的水

11、分，并提高切片的結(jié)晶度和軟化點(diǎn)。10. pet纖維紡絲技術(shù)路線的類型常規(guī)紡絲：紡絲速度10001500mmin，其卷繞絲為未拉伸絲，通稱udy（undrawyarn）。中速紡絲：紡絲速度為15003000mmin。其卷繞絲具中等取向度，為中取向絲，通稱moy（mediumorentedyarn）。高速紡絲：紡絲速度為30006000mmin。紡絲速度為4000mmin以下的卷繞絲具有較高的取向度，為預(yù)取向絲poy（preorientedyarn）。若在紡絲過程中引入拉伸作用，可獲得具有高取向度和中等結(jié)晶度的卷繞絲，為全拉伸絲fdy（fulldrawyarn）。超高速紡絲：紡絲速度為600080

12、00mmin。卷繞絲具有高取向和中等結(jié)晶結(jié)構(gòu)，為全取向絲，通稱foy（fullyorientedyarn）。11. 螺桿擠壓機(jī)的分段 根據(jù)螺桿中物料前移的變化和螺桿各段所起的作用，通常把螺桿的工作部分分為三段，即進(jìn)料段、壓縮段和計(jì)量段。 12. pet熔體紡絲中紡絲溫度過高或過低有何弊端？ 紡絲時(shí)螺桿各區(qū)溫度控制在290300，紡絲箱體溫度控制在285310。紡絲溫度過高會(huì)導(dǎo)致熱降解，熔體粘度下降，造成氣泡絲；溫度過低，則使熔體粘度增高，造成熔體輸送困難而出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，紡絲溫度過高或過低均會(huì)導(dǎo)致成形時(shí)產(chǎn)生異常絲。生產(chǎn)要求紡絲溫度波動(dòng)范圍越小越好，一般不超過土2。第三章 再生纖維素纖維13.纖維

13、素的分類、定義，各類纖維素的聚合度范圍，哪類纖維素適合制備粘膠纖維纖維素的分類及其聚合度范圍：纖維素、纖維素、纖維素；纖維素的聚合度一般在200以上，纖維素為140200,而纖維素則為10140。其中纖維素適合制備粘膠纖維。14. 粘膠纖維制備過程中的老成和熟成，及其作用老成：老成是借空氣中的氧化作用,使堿纖維素分子鏈斷裂,聚合度下降,以達(dá)到適當(dāng)調(diào)整粘膠粘度的目的。熟成：粘膠在放置過程中發(fā)生一系列的化學(xué)和物理化學(xué)變化,稱為粘膠的熟成；粘膠的熟成度是指粘膠對凝固作用的穩(wěn)定程度。熟成度是粘膠的重要指標(biāo)之一,它直接影響紡絲成形過程的快慢及成品纖維的性能。15. 黃化反應(yīng)的機(jī)理 黃化反應(yīng)主要是氣固相反

14、應(yīng),反應(yīng)過程包括二硫化碳蒸氣按擴(kuò)散機(jī)理從堿纖維素表面向內(nèi)部滲透的過程,以及二硫化碳在滲透部分與堿纖維素上的羥基進(jìn)行反應(yīng)的過程。黃化反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以低溫有利黃化反應(yīng),而較高溫度則容易生成更多的副產(chǎn)物。16. 粘膠纖維紡絲中凝固浴的組成和作用 凝固浴是由硫酸、硫酸鈉、硫酸鋅按一定比例組成的溶液。硫酸：在成形過程中硫酸的作用,一是使纖維素黃酸鈉分解,再生出纖維素和cs；二是中和粘膠中的naoh,使粘膠凝固；三是使黃化時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)物分解。硫酸鈉：硫酸鈉的主要作用是抑制硫酸的離解,從而延緩纖維素黃酸鈉的再生速度。硫酸鈉是一種強(qiáng)電解質(zhì),能促使粘膠脫水而凝固,這些作用能改善纖維的物理機(jī)械性能。硫酸鋅：硫

15、酸鋅除具有與硫酸鈉相同的作用外,還有以下兩個(gè)特殊的作用。一、 是能與纖維素黃酸鈉作用生成穩(wěn)定的中間產(chǎn)物纖維素黃酸鋅。這種中間產(chǎn)物的分解速度比纖維素黃酸鈉慢得多,有利拉伸,從而得到強(qiáng)度較高的纖維。二、 是纖維素黃酸鋅具有交聯(lián)結(jié)構(gòu),能形成結(jié)晶中心,生成均勻而細(xì)小的結(jié)晶，避免大塊結(jié)晶體的形成，從而使纖維結(jié)構(gòu)均勻,強(qiáng)度、延伸度和鉤接強(qiáng)度都可得到適當(dāng)提高。第四章 聚酰胺纖維 17. 工業(yè)生產(chǎn)聚己二酰己二胺時(shí)，為何要用聚酰胺66鹽為中間體 聚己二酰己二胺(聚酰胺66，pa-66)由己二酸和己二胺縮聚制得。為了保證獲得相對分子質(zhì)量足夠高的聚合體，要求在縮聚反應(yīng)時(shí)己二胺和己二酸有相等的摩爾比，因?yàn)槿魏我环N組分

16、過量都會(huì)使由酸或氨端基構(gòu)成的鏈增長終止。為此，在工業(yè)生產(chǎn)聚己二酰己二胺時(shí)，先使己二酸和己二胺生成聚酰胺66鹽(pa-66鹽)，然后用這種鹽作為中間體進(jìn)行縮聚制取聚己二酰己二胺。18. pa 6生產(chǎn)中除單體的方法 紡前脫單體是利用聚己內(nèi)酰胺和單體的揮發(fā)性不同，使聚己內(nèi)酰胺中的單體蒸發(fā)出來。常壓下己內(nèi)酰胺的沸點(diǎn)約為262.5，剩余壓力為400pa(3mmhg)時(shí)約為120。為了減少熔體在蒸發(fā)器中的停留時(shí)間，紡前脫單體過程一般都在真空狀態(tài)下進(jìn)行。為了提高單體的蒸發(fā)效率，紡前脫單體設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量增加熔體的蒸發(fā)面積，同時(shí)使蒸發(fā)表面能不斷更新，以便在最短的時(shí)間內(nèi)使熔體中的單體含量達(dá)到工藝要求。19. p

17、a6紡絲中給濕的作用 使絲條交絡(luò)并熱定型，消除聚酰胺纖維經(jīng)冷拉伸后存在的后收縮現(xiàn)象第五章 聚丙烯纖維20. 熔融指數(shù)概念 熔融指數(shù)是熱塑性高聚物在規(guī)定的溫度和壓力下，在10分鐘內(nèi)通過指定長度和內(nèi)徑的毛細(xì)管的重量值。單位“g/10min”。 工業(yè)上常采用熔融指數(shù)（mi）表示pp的流動(dòng)特性，可粗略地衡量其分子量。分子量越大，熔提粘度越高，流動(dòng)性越差，熔融指數(shù)越小。21. 聚丙烯紡絲時(shí)為什么紡絲溫度要遠(yuǎn)高于熔點(diǎn) 1、pp的分子量大，熔融后的熔體粘度很高，因此要提高紡絲溫度以增加流動(dòng)性使紡絲順利進(jìn)行。 2、pp中沒有強(qiáng)極性基因，內(nèi)聚能較小，紡絲時(shí)容易出現(xiàn)熔體破裂。3、pp分子量分布寬，熔體彈性較大，牛

18、頓性能差。 4、高溫下紡絲，卷繞絲的預(yù)取向度低并生成不穩(wěn)定的碟狀液晶結(jié)構(gòu)，有利于后拉伸倍數(shù)的提高。第六章 聚丙烯腈纖維22. 腈綸生產(chǎn)中加入第二單體的作用，常用的第二單體 第二單體的作用是降低大分子間作用力，改善纖維彈性。通常選用含酯基的乙烯基單體，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯等23. 腈綸生產(chǎn)中加入第三單體的作用，常用的第三單體 加入第三單體的目的是改進(jìn)服用纖維的染色性及親水性。一般選用可離子化的乙烯基單體，可分為兩大類；一類是對陽離子染料有親和力，含有羧基或磺酸基團(tuán)的單體，如丙烯磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、衣康酸等,另一類是對酸性染料有親和力 ，含有氨基、酰胺基、吡啶基等單體，如乙烯

19、吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶、甲基丙烯酸、二甲替氨基乙酯等。24. 水相沉淀聚合及其優(yōu)點(diǎn)水相沉淀聚合是指以水為介質(zhì)，單體在水中具有一定的溶解度當(dāng)水溶性引發(fā)劑引發(fā)聚合時(shí)聚合產(chǎn)物不溶于水而不斷地從水相中沉淀出來。水相沉淀聚合具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)水相聚合通常采用水溶性氧化還原引發(fā)體系，引發(fā)劑分解活化能較低聚合可在3050之間甚至更低的溫度下進(jìn)行。所得產(chǎn)物色澤較白；(2)水相聚合反應(yīng)的反應(yīng)熱容易控制，聚合產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量分布較窄；(3)聚合速度較快，產(chǎn)物粒子大小較均勻且含水率較低，聚合轉(zhuǎn)化率較高，漿狀物料易于處理回收工序相應(yīng)地較為簡單。25. 濕法紡絲成形中的雙擴(kuò)散 在濕法紡絲過程中，紡絲原液由噴絲

20、孔擠出進(jìn)入凝固浴后，紡絲細(xì)流的表層首先與凝固介質(zhì)接觸并很快凝固成一薄層，凝固浴中的凝固劑(水)不斷通過這一表層擴(kuò)散至細(xì)流內(nèi)部，而細(xì)流中的溶劑也不斷通過表層擴(kuò)散至凝固浴中，這一過程即濕法成形中的雙擴(kuò)散過程。由于雙擴(kuò)散的不斷進(jìn)行，使紡絲細(xì)流的表皮層不斷增厚。當(dāng)細(xì)流中間部分溶劑濃度降低到某一臨界值以下時(shí)，紡絲細(xì)流發(fā)生相分離，即初生纖維從浴液中沉淀出來，并伴隨一定程度的體積收縮。26. 纖維干燥致密化機(jī)理纖維致密化機(jī)理為：拉伸水洗后的纖維，其微孔已被拉長拉細(xì)，微孔內(nèi)充滿著水，在適當(dāng)溫度下進(jìn)行干燥，由于水分逐漸蒸發(fā)并從微孔移出，在微孔中產(chǎn)生一定的負(fù)壓，在適當(dāng)溫度下，大分子鏈段能比較自由地運(yùn)動(dòng)而引起熱收縮

21、，使微孔半徑相應(yīng)地發(fā)生收縮，微纖之間的距離越來越近，導(dǎo)致分子間作用力急劇增大，最后達(dá)到微孔的融合。27. 腈綸干法紡絲成形機(jī)理凝固介質(zhì)：熱空氣溶劑蒸發(fā)：紡絲原液從噴絲孔擠出后進(jìn)入紡絲甬道，溶液細(xì)流與甬道中熱空氣的熱交換，使原液細(xì)流溫度上升，當(dāng)細(xì)流表面溫度達(dá)到溶劑沸點(diǎn)時(shí)，便開始蒸發(fā)，細(xì)流內(nèi)部的溶劑不斷擴(kuò)散至表面而蒸發(fā)。原液細(xì)流固化：由于溶劑蒸發(fā)，使原液細(xì)流中高聚物濃度增加，而溶劑含量則不斷降低，當(dāng)達(dá)到凝固臨界濃度時(shí)，原液細(xì)流便固化為絲條。第七章 聚乙烯醇纖維28.維綸紡絲前對pva進(jìn)行水洗的目的1、降低pva中naac含量，使之0.2，減少熱處理時(shí)的堿性著色；2、除去低分子量pva，改善分子量分

22、布；3、使pva適度膨潤，以利于溶解。29.紡制維綸的凝固浴的組成及其作用組成：na2so4：410420g/l znso4：15g/l作用：na2so4使絲條脫水凝固。成形含量，成形緩慢，成形穩(wěn)定性，皮層薄，纖維強(qiáng)度，伸長。含量， na2so4容易析出，損傷絲條造成毛絲。znso4控制纖維色相（強(qiáng)酸弱堿鹽、水溶液ph=3.35）。適當(dāng)加入可增加纖維白度，過多將影響凝固能力。30. 維綸生產(chǎn)中縮醛化的目的是 縮醛化就是用醛處理纖維，使聚乙烯醇大分子上的部分羥基被封閉，從而進(jìn)一步提高纖維的耐熱水性。31. 維尼綸生產(chǎn)中后處理的目的是什么，采取了哪些措施？ 聚乙烯醇纖維后加工一般包括拉伸、熱定型、縮醛化、水洗、上油、干燥等工序。拉伸-拉伸過程中，纖維大分子在外力作用下沿纖維軸向擇優(yōu)排列，取向度和結(jié)晶度都有明顯提高。熱處理-聚乙烯醇纖維的熱處理與一般化學(xué)纖維相比除具有提高纖維尺寸穩(wěn)定性、進(jìn)一步改善物理機(jī)械性能的目的外，還有一個(gè)重要作用提高纖維的耐熱水性，使纖維能夠承受后續(xù)的縮醛化處理?？s醛化-為了改進(jìn)纖維的耐熱水性溫水洗-目的是把附在纖維上的甲醛和h2so4洗掉。上油-降低纖維摩擦系數(shù)和電阻值，以適合紡織加工。干燥