第1章纖維的分類及發(fā)展

1、 棉纖維縱向具有天然轉(zhuǎn)曲。棉纖維縱向具有天然轉(zhuǎn)曲。成熟正常的棉纖維轉(zhuǎn)曲最多。未成熟棉纖維呈薄壁管狀物成熟正常的棉纖維轉(zhuǎn)曲最多。未成熟棉纖維呈薄壁管狀物，轉(zhuǎn)曲少。過(guò)成熟棉纖維呈棒狀，轉(zhuǎn)曲也少。，轉(zhuǎn)曲少。過(guò)成熟棉纖維呈棒狀，轉(zhuǎn)曲也少。 長(zhǎng)絨棉 細(xì)絨棉 粗絨棉 圖1-1 不同來(lái)源棉種纖維的截面示意圖B B、按棉花的初步加工分類、按棉花的初步加工分類 D P P P P 未成熟 成熟 過(guò)成熟 實(shí)際形狀圖1-2 棉纖維成熟度的理論幾何圖示C C、按棉纖維的成熟度分類、按棉纖維的成熟度分類：成熟度成熟度: :纖維胞壁的增厚的程度纖維胞壁的增厚的程度 引入取值范在引入取值范在05的纖維成熟度系數(shù)的纖維成熟度

2、系數(shù)M ，即指棉纖維截面中，即指棉纖維截面中段恢復(fù)成圓形后相應(yīng)于雙層壁厚與外徑之比的標(biāo)定值段恢復(fù)成圓形后相應(yīng)于雙層壁厚與外徑之比的標(biāo)定值20.050.15MD20(2) 13DM細(xì)絨棉的細(xì)絨棉的M在在1.5 2.0為成熟纖維，未成熟的為成熟纖維，未成熟的M1.5M2.0 M2.0 ，理想的紡用棉，理想的紡用棉M M在在2.02.0左右左右 開(kāi)裂木棉果實(shí) (b) 纖維表面圖1-3木棉纖維果實(shí)及纖維形態(tài)圖部分麻纖維的化學(xué)組成與特性部分麻纖維的化學(xué)組成與特性(a)桑蠶絲桑蠶絲(mulberry silk) (b)柞蠶絲柞蠶絲(tussah silk) 圖圖1- 4 兩種蠶絲截面形態(tài)對(duì)比兩種蠶絲截面形

3、態(tài)對(duì)比指標(biāo)指標(biāo)春蠶繭春蠶繭秋蠶繭秋蠶繭繭絲長(zhǎng)繭絲長(zhǎng)(m)(m)1000 1000850 950950繭絲量繭絲量(g)(g)0.22 0.22 0.480.480.2 0.2 0.40.4繭層率繭層率(%)(%)鮮：鮮：18 18 2424；干：；干：48 48 5151繅絲率繅絲率(%)(%)71 71 8585繅折繅折(kg)(kg)220 220 280280解舒解舒長(zhǎng)：長(zhǎng)：500 500 900m900m；率：率：65 65 80%80%桑蠶繭絲的工藝性質(zhì)參數(shù)表桑蠶繭絲的工藝性質(zhì)參數(shù)表 柞蠶繭絲的工藝性質(zhì)參數(shù)表蜘蛛絲與部分纖維的性能對(duì)比三、化學(xué)纖維三、化學(xué)纖維

4、（一）（一）化學(xué)纖維的制造：化學(xué)纖維的制造： 紡絲液制備，紡絲成形，后加工。紡絲液制備，紡絲成形，后加工。1 1、紡絲液的制備、紡絲液的制備 成纖高聚物要滿足三個(gè)條件：成纖高聚物要滿足三個(gè)條件： （1 1）線性分子結(jié)構(gòu)；）線性分子結(jié)構(gòu)；（2 2）適當(dāng)?shù)姆肿恿?；）適當(dāng)?shù)姆肿恿?；? 3）凝固后的纖維中，大分子間應(yīng)該具有足夠的結(jié)合能。）凝固后的纖維中，大分子間應(yīng)該具有足夠的結(jié)合能。 2 2、紡絲成形：、紡絲成形：按紡絲液制備方法不同，分熔體紡絲法和溶液按紡絲液制備方法不同，分熔體紡絲法和溶液紡絲法。紡絲法。（1 1）、熔融紡絲（）、熔融紡絲（melt spinningmelt spinning）

5、v 將高聚物加熱熔融成熔體，然后由噴絲頭噴出熔將高聚物加熱熔融成熔體，然后由噴絲頭噴出熔體細(xì)流，再冷凝而成纖維的方法體細(xì)流，再冷凝而成纖維的方法v 紡絲速度高，一般紡絲速度高，一般100010002000m/min2000m/min，干凈，成本，干凈，成本低，截面一般為圓形低，截面一般為圓形 3 3、后加工、后加工以短纖維后加工路線為例說(shuō)明。以短纖維后加工路線為例說(shuō)明。集束集束拉伸（拉伸（關(guān)鍵工序，產(chǎn)生不同力學(xué)類型纖維關(guān)鍵工序，產(chǎn)生不同力學(xué)類型纖維）上油上油卷曲卷曲干燥熱定形（干燥熱定形（除去水分，消除除去水分，消除內(nèi)應(yīng)力，提高結(jié)晶度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性內(nèi)應(yīng)力，提高結(jié)晶度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 ）切斷、打包切斷

6、、打包入庫(kù)，準(zhǔn)備售出入庫(kù)，準(zhǔn)備售出 漿粕漿粕浸漬壓榨粉碎堿纖維素堿纖維素（老成）黃化纖維素黃酸酯纖維素黃酸酯溶解粘膠粘膠混合過(guò)濾（熟成）脫泡紡絲硫酸、硫酸鈉、硫酸鋅硫酸、硫酸鈉、硫酸鋅（凝固液）（凝固液）堿液堿液粘膠纖維制造工藝流程CS2C6H9O4ONa后加工6942C H O ONa + CS C=SOC6H9O4SNaC=S + H2O C6H10O5 NaOH+CS2OC6H9O4SNa2NaOH+H2SO4 Na2SO4+H2OC=S + H2SO4 C6H10O5 NaHSO4+CS2OC6H9O4SNa熟成過(guò)程熟成過(guò)程纖維素黃酸酯纖維素黃酸酯再生過(guò)程再生過(guò)程富強(qiáng)纖維強(qiáng)力粘膠HWM

7、纖維普通粘膠干態(tài)濕態(tài)010203012345伸長(zhǎng)率（）比強(qiáng)度（N/tex）圖圖1- 5 各種粘膠纖維的拉伸特征比較各種粘膠纖維的拉伸特征比較對(duì)苯二甲酸甲酯化對(duì)苯二甲酸二甲酯酯交換對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯初生纖維拉伸 定形 卷曲 切斷拉伸 定形加捻 變形短纖維長(zhǎng)絲熔體紡絲聚酯纖維生產(chǎn)流程示意圖聚酯纖維生產(chǎn)流程示意圖聚對(duì)苯二甲酸乙二酯表表1- 7常用合成纖維的名稱及代號(hào)常用合成纖維的名稱及代號(hào)（一）、（一）、 滌綸（挺括不皺）：滌綸（挺括不皺）：1 1、強(qiáng)度高、耐沖擊性好，耐熱，耐腐，耐蛀，耐酸強(qiáng)度高、耐沖擊性好，耐熱，耐腐，耐蛀，耐酸不耐堿，耐光性僅次于腈綸，吸濕性差，染色困難，不耐堿，耐光性僅次于腈

8、綸，吸濕性差，染色困難，織物易洗快干，保形性好，織物易洗快干，保形性好， “ “洗可穿洗可穿” ” 。 2 2、用途較廣：目前化纖中用量最大。、用途較廣：目前化纖中用量最大。 長(zhǎng)絲長(zhǎng)絲常作為低彈絲，制作各種紡織品；短纖：棉、常作為低彈絲，制作各種紡織品；短纖：棉、毛、麻等均可混紡。毛、麻等均可混紡。（二）、（二）、 錦綸（結(jié)實(shí)耐磨）：錦綸（結(jié)實(shí)耐磨）：1 1、最大特點(diǎn)是結(jié)實(shí)耐磨，是最優(yōu)的一種。密度小，、最大特點(diǎn)是結(jié)實(shí)耐磨，是最優(yōu)的一種。密度小，彈性好，耐疲勞破壞，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐堿不耐酸彈性好，耐疲勞破壞，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐堿不耐酸2 2、耐日光性不好，吸濕也不好，但比腈綸，滌綸好。、耐日光性不

9、好，吸濕也不好，但比腈綸，滌綸好。3 3、用途：、用途：長(zhǎng)絲，多用于針織和絲綢工業(yè)；長(zhǎng)絲，多用于針織和絲綢工業(yè)；短纖，大都與羊毛或毛型化纖混紡，作華達(dá)呢等。短纖，大都與羊毛或毛型化纖混紡，作華達(dá)呢等。工業(yè)：簾子線和漁網(wǎng)，地毯，繩索，傳送帶等。工業(yè)：簾子線和漁網(wǎng)，地毯，繩索，傳送帶等。 （三）、腈綸（膨松耐曬）：（三）、腈綸（膨松耐曬）： 1 1、 “ “合成羊毛合成羊毛”。具有很好的熱彈性（可加工膨體。具有很好的熱彈性（可加工膨體紗），腈綸密度羊毛小，織物保暖性好。耐日光性與紗），腈綸密度羊毛小，織物保暖性好。耐日光性與耐氣候性居第一位，吸濕差，染色難。耐氣候性居第一位，吸濕差，染色難。2 2

10、、用途：主要作民用：人造毛皮、長(zhǎng)毛絨，膨體紗，、用途：主要作民用：人造毛皮、長(zhǎng)毛絨，膨體紗，水龍帶，陽(yáng)傘布等。水龍帶，陽(yáng)傘布等。 （四）、（四）、 維綸（價(jià)廉耐用）：維綸（價(jià)廉耐用）：1 1、吸濕性是合成纖維中最好的，稱、吸濕性是合成纖維中最好的，稱“合成棉花合成棉花”。2 2、強(qiáng)度比錦、滌差，化學(xué)穩(wěn)定性好，不耐強(qiáng)酸，耐、強(qiáng)度比錦、滌差，化學(xué)穩(wěn)定性好，不耐強(qiáng)酸，耐堿。耐日光性與耐氣候性好，耐干熱而不耐濕熱（收堿。耐日光性與耐氣候性好，耐干熱而不耐濕熱（收縮）彈性最差，織物易起皺，染色較差，色澤不鮮艷?？s）彈性最差，織物易起皺，染色較差，色澤不鮮艷。2 2、用途：多和棉花混紡：細(xì)布，府綢，燈芯絨

11、，內(nèi)、用途：多和棉花混紡：細(xì)布，府綢，燈芯絨，內(nèi)衣，帆布，防水布，包裝材料，勞動(dòng)服等。衣，帆布，防水布，包裝材料，勞動(dòng)服等。 （五）、（五）、 丙綸（質(zhì)輕保暖）：丙綸（質(zhì)輕保暖）：1 1、最輕的纖維。幾乎不吸濕，但芯吸能力強(qiáng)，強(qiáng)度、最輕的纖維。幾乎不吸濕，但芯吸能力強(qiáng)，強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，耐磨彈性和化學(xué)穩(wěn)定性好，熱穩(wěn)定性高，尺寸穩(wěn)定，耐磨彈性和化學(xué)穩(wěn)定性好，熱穩(wěn)定性差，不耐日曬，易于老化脆損。差，不耐日曬，易于老化脆損。2 2、用途：可以織襪，蚊帳布，被絮，保暖填料、尿、用途：可以織襪，蚊帳布，被絮，保暖填料、尿布濕等。工業(yè)上：地毯、漁網(wǎng)，帆布，水龍帶等。布濕等。工業(yè)上：地毯、漁網(wǎng)，帆布，水龍帶

12、等。 （六）、（六）、 氯綸（阻燃纖維）氯綸（阻燃纖維）1 1、強(qiáng)度與棉相接近，耐磨性、保暖性、耐日光性比棉、強(qiáng)度與棉相接近，耐磨性、保暖性、耐日光性比棉、毛好。毛好。2 2、抗無(wú)機(jī)化學(xué)試劑的穩(wěn)定性好，耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，耐腐蝕、抗無(wú)機(jī)化學(xué)試劑的穩(wěn)定性好，耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，耐腐蝕性能強(qiáng)，隔音性好，但對(duì)有機(jī)溶劑的穩(wěn)定性和染色性性能強(qiáng)，隔音性好，但對(duì)有機(jī)溶劑的穩(wěn)定性和染色性能比較差。能比較差。3 3、主要用于裝飾與產(chǎn)業(yè)用紡織品。、主要用于裝飾與產(chǎn)業(yè)用紡織品。 (七)、氨綸聚氨基甲酸酯纖維（Polyurethane， PU ）1、纖維來(lái)源：1945年由美國(guó)杜邦公司開(kāi)發(fā)成功，商品名為“萊 卡”（Lycra），也稱高

13、彈纖維。2、性能： 1）具有高彈性，高回復(fù)性和尺寸穩(wěn)定性，伸長(zhǎng)68倍，彈性恢復(fù)率可達(dá)100%。因此用于彈性織物、運(yùn)動(dòng)服、襪子等。產(chǎn)品以包芯紗或與其它纖維合股出現(xiàn)。2）耐熱性差熨燙溫度90110 ，低溫快速燙。3）染色性好，色牢度好。4）耐酸堿性較好。典型復(fù)合纖維的結(jié)構(gòu)示意圖（a）（b）并列型 （c）（d）皮芯型 （e）海島型 （f）（g）離裂型超細(xì)纖維(a)(b)分裂剝離法(a)和溶解去除法(b)示意圖使帶電荷的高分子溶液或熔體在靜電場(chǎng)中流動(dòng)與變形，然后經(jīng)溶劑蒸發(fā)或熔體冷卻而固化表1- 8 氨綸性能表主要高性能纖維的基本分類與構(gòu)成主要高性能纖維的基本分類與構(gòu)成對(duì)位芳綸對(duì)位芳綸：芳綸：芳綸141

14、4，1965年發(fā)明，年發(fā)明，1971年美國(guó)杜邦公司的年美國(guó)杜邦公司的商品化命名為商品化命名為Kevler 。 纖維強(qiáng)度高、模量高、密度輕、柔性，化學(xué)性能穩(wěn)定，纖維強(qiáng)度高、模量高、密度輕、柔性，化學(xué)性能穩(wěn)定，除無(wú)機(jī)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿外，能耐多種酸、堿及有機(jī)溶劑的侵蝕。除無(wú)機(jī)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿外，能耐多種酸、堿及有機(jī)溶劑的侵蝕。間位芳綸間位芳綸：芳綸：芳綸13131313，是杜邦，是杜邦19671967年商品化的芳族聚醚胺纖年商品化的芳族聚醚胺纖維，商品名為維，商品名為NomexNomex 。 芳綸芳綸1313耐熱性能好，可在耐熱性能好，可在260高溫下持續(xù)使用高溫下持續(xù)使用1000h。阻燃性好，能耐大多數(shù)酸的作

15、用，除不能與強(qiáng)堿長(zhǎng)期接觸外，阻燃性好，能耐大多數(shù)酸的作用，除不能與強(qiáng)堿長(zhǎng)期接觸外，對(duì)堿的穩(wěn)定性也很好。具有良好的抗輻射性能。對(duì)堿的穩(wěn)定性也很好。具有良好的抗輻射性能。 芳綸纖維的應(yīng)用領(lǐng)域示意圖芳綸纖維的應(yīng)用領(lǐng)域示意圖ONONnPEEK纖維在加壓蒸汽中纖維在加壓蒸汽中7天的的強(qiáng)度保持率天的的強(qiáng)度保持率OCOn聚四氟乙烯纖維的基本特征值聚四氟乙烯纖維的基本特征值常用碳纖維的力學(xué)特征值范圍在沒(méi)有氧氣存在的情況下，碳纖維在沒(méi)有氧氣存在的情況下，碳纖維能夠耐受能夠耐受3000的高溫。的高溫。主要用于制作增強(qiáng)復(fù)合材料，可用主要用于制作增強(qiáng)復(fù)合材料，可用于航空、航天和國(guó)防軍工、體育器于航空、航天和國(guó)防軍工、

16、體育器材及各種產(chǎn)業(yè)用途。材及各種產(chǎn)業(yè)用途。 鋸齒軋棉鋸齒軋棉皮輥軋棉皮輥軋棉皮輥式與鋸齒式軋棉原理比較圖皮輥式與鋸齒式軋棉原理比較圖邊坎毛,若有短毛去除背毛若很臟和弱節(jié)毛時(shí)去除若有很多雜質(zhì)與草籽去除頸項(xiàng)毛若有污染毛和短毛去除尾部（a）套毛及去除部位）套毛及去除部位(b) 纖維直徑的分布纖維直徑的分布 (c) 毛叢平均長(zhǎng)度分布毛叢平均長(zhǎng)度分布羊毛剪下套毛及纖維品質(zhì)分布羊毛剪下套毛及纖維品質(zhì)分布二、化學(xué)纖維的制造二、化學(xué)纖維的制造紡絲液的制備，紡絲成形，后加工。紡絲液的制備，紡絲成形，后加工。（一）紡絲液的制備（一）紡絲液的制備 成纖高聚物要滿足三個(gè)條件：成纖高聚物要滿足三個(gè)條件： （1）線性分子結(jié)構(gòu)；（2）適當(dāng)?shù)姆肿恿?；?）凝固后的纖維中，大分子間應(yīng)該具有足夠 的結(jié)合能。 （二）紡絲成形：（二）紡絲成形：按紡絲液制備方法不同，分熔體紡絲法和溶液按紡絲液制備方法不同，分熔體紡絲法和溶液紡絲法。紡絲法。 1 1、熔融紡絲（、熔融紡絲（melt spinningmelt spinning