化工與健康-第七講豐富多彩的纖維世界

化工與健康

第七講豐富多彩的纖維世界主講：張寶華副教授zhangbh@.c據(jù)瑞士纖維年公司(FiberYearGmbH,Switzerland)與奧地利蘭精公司合作出版的“2012年世界紡織品&非織造布調(diào)查報告”，在2011年全球纖維使用總量中，化學纖維超過5100萬噸，天然纖維近3000萬噸。纖維總用量創(chuàng)下8100萬噸歷史新高，較2010年纖維用量提高1%，人均消費量接近12公斤。在近三年，化學纖維用量穩(wěn)定增長，而天然纖維用量維持基本穩(wěn)定，并開始下降?；θ祟愗暙I之

豐富多彩的纖維世界天然纖維棉花、羊毛、蠶絲、麻纖維的分類化學纖維人造纖維合成纖維按來源分類化工對人類貢獻之衣棉纖維麻纖維天然纖維簡介包括植物纖維羊毛蠶絲動物纖維羊毛披肩麻布純棉上衣真絲上衣棉纖維

主要成分是纖維素、水分、脂肪、蠟質(zhì)、蛋白質(zhì)、果膠及灰分等。

性質(zhì)強度較低，延伸率較低，但濕強度較高。麻纖維以苧麻纖維和亞麻纖維為主?！拜p如蟬翼，薄如宣紙，平如水鏡，細如羅絹”麻纖維苧麻是中國特有的以紡織為主要用途的農(nóng)作物，是我國國寶，我國的苧麻產(chǎn)量約占全世界苧麻產(chǎn)量的90%以上，在國際上稱為“中國草”。毛纖維

以羊毛纖維為主，主要成分是蛋白質(zhì)。紡織用的羊毛是從綿羊身上剪下的，按纖維細度、長度分級。羊毛一般呈圓柱形，從根部到頂梢逐漸變細，具有螺旋卷曲。好羊毛多數(shù)呈白色或奶油色。毛纖維性能

羊毛比棉輕，強度比棉低，但彈性好，即在小變形之后能恢復(fù)到原來形狀，故其織物挺括或不易折皺。羊毛的濕強低于干強，耐酸不耐堿，受堿破壞后強力下降而顏色發(fā)黃。毛纖纖維維應(yīng)用

羊毛是寶貴的紡織原料，能制織四季衣著，所織冬季織物質(zhì)地厚實，手感柔軟，保暖性好；春秋季織物質(zhì)地豐滿，光澤柔和，挺括；夏季織物質(zhì)地薄細、滑爽。

山羊絨是開司米山羊換毛時脫落下來的絨毛，山羊絨極細，用于生產(chǎn)高檔織物，手感柔軟，懸垂性好。蠶絲

又稱為天然絲。生絲是由兩根絲纖朊（約75%～82%）被絲膠朊（約18%～25%）粘合而成。絲膠朊能溶于熱水或弱堿性溶液。除去絲膠朊而得的絲纖朊，俗稱熟絲，白色，柔軟有光澤，強度高，是熱和電的不良導(dǎo)體。優(yōu)秀的的品牌牌在真真絲面面料染染整工工藝處處理中中，均均依賴賴于高高科技技的生生產(chǎn)工工藝流流程，，采用用環(huán)保保型染染料，，在讓讓人們們欣賞賞絲綢綢面料料獨特特的色色彩美美感的的同時時，保保持了了絲綢綢面料料的營營養(yǎng)性性和自自然性性。。真絲面面料具具有極極強的的親膚膚力，，令人人感覺覺舒適適、透透氣，，而且且有保保健、、潤膚膚的功功效，，尤其其適合合過敏敏體質(zhì)質(zhì)的人人群。。牛仔褲褲的生生產(chǎn)工工藝視視頻紡紗-織布-染色-裁剪-縫紉-水洗-烘干-打磨-成品化學纖維簡介人造纖維

以天然高聚物為原料，經(jīng)過化學處理與機械加工而制得的纖維。合成纖維由合成的高分子化合物加工制成的纖維?；θ祟愵愗暙I獻之衣人造纖纖維

是以天然聚合物為原料，經(jīng)過化學處理與機械加工而制得的化學纖維。

具有與天然纖維相似的性能，有良好的吸濕性，透氣性和染色性，手感柔軟，富有光澤，是一類重要的紡織材料。

簡稱蛋白質(zhì)纖維，是用動物或植物蛋白質(zhì)為原料制成。再生蛋白質(zhì)纖維主要品種酪蛋白質(zhì)纖維、大豆蛋白質(zhì)纖維、玉米蛋白質(zhì)纖維和花生蛋白質(zhì)纖維。

與羊毛相近似，染色性能很好。但一般強度較低，濕強度更差，因而應(yīng)用不廣泛。通常切斷成短纖維。可在毛紡機上純紡或與羊毛、粘膠纖維和錦綸短纖維等混紡。(1).醋酸纖纖維（（纖維素素乙酸酸酯），不不易著著火，，用于于制膠膠片、、香煙煙過濾濾嘴材材料和和服裝裝(2).黏膠纖纖維（（NaOH、CS2處理后后所得得，其其中的的長纖纖維稱稱人造絲絲，短纖纖維稱稱人造棉棉）（粘膠特特別是是粘膠膠長絲絲是我我國化化纖產(chǎn)產(chǎn)品競競爭力力的重重要品品種。。）纖維素素纖維維（C6H7O2）OHOHOHn3nCH3COOOCCH3濃硫酸3nH2O＋＋纖維素素三醋醋酸酯酯（一酯酯、二二酯和和三酯酯）醋酯纖維醋酯纖維

長絲光澤優(yōu)雅，手感柔軟，酷似真絲，制作織物，用于衣服及室內(nèi)裝飾，也可用于香煙濾嘴材料。短纖維用于與棉、毛或合成纖維混紡，但濕態(tài)強度低。而中空纖維具有透析功能，可用于醫(yī)療化工凈化與分離等。醋酯纖維醋酯纖維的性能與再生纖維素纖維有所不同，具有合成纖維的某些特征，因而被稱為半合成纖維，織物易洗易干，不霉不蛀。醋酯纖維的彈性優(yōu)于粘膠纖維，目前它是世界上第二大纖維素纖維；它的優(yōu)點是紡絲過程中的有害溶液可以回收，因而對環(huán)境不會造成污染，所以發(fā)展速度很快。是人造造纖維維的主主要品品種，，1905年工業(yè)業(yè)化生生產(chǎn)原料豐豐富，，性能能優(yōu)良良，特特別是是吸濕濕性和和透氣氣性好好。粘膠長長絲——習稱人人造絲絲，直直接供供給絲絲織廠廠或針針織廠廠使用用粘膠短短纖維維——棉型30-40mm、毛型型75-150mm和中長長型51-75mm富強纖纖維——高濕模模量的的粘膠膠纖維維（采采用優(yōu)優(yōu)質(zhì)原原料和和稀溶溶液和和低的的紡絲絲速度度得到到，性性能提提高））粘膠纖纖維還還可制制成有有光、、半光光和消消光三三種。。目前，，我國國90%的纖維維素纖纖維產(chǎn)產(chǎn)品仍仍然采采用該該法生生產(chǎn)。。粘膠纖維原料含天然然纖維維素、、但不不能直直接紡紡紗的的物質(zhì)質(zhì)（木木材、、棉短短絨，，蘆葦葦，甘甘蔗渣渣等植植物，，新品品種有有：Modal，Lycell(Tencel)，竹子子纖維維）經(jīng)經(jīng)蒸煮煮、漂漂白等等提純純過程程制成成漿粕粕。由由漿粕粕制成成粘膠膠纖維維：生產(chǎn)過過程（（以濕法法紡絲絲制成成）：粘膠纖纖維粘膠纖纖維生生產(chǎn)過過程說說明粘膠紡紡絲液液的制制備：：堿浸漬漬：將將漿粕粕+濃堿作作用制制成堿堿纖維維素化學反反應(yīng)：：CellOH+NaOH→→CellONa+H2O變化：：纖維維素→→堿纖纖維素素黃化：：將堿堿纖維維素與與二硫硫化碳碳作用用生成成纖維維素黃黃酸酯酯。反應(yīng)如如下：：化學反反應(yīng)：：CellONa+CS2→CellOCS2Na+H2O變化：：堿纖纖維素素轉(zhuǎn)變變成纖纖維素素磺酸酸酯，，黃色色，可可溶解解堿溶解解：成成粘膠膠溶液液纖維素素黃酸酸酯溶溶解于于稀堿堿液中中，再再經(jīng)過過濾、、脫泡泡等過過程制制成符符合紡紡絲要要求的的粘膠膠紡絲絲液。。粘膠纖纖維生生產(chǎn)過過程說說明紡絲成成形：：經(jīng)紡絲絲孔擠擠壓出出來的的粘膠膠細流流，進進入含含酸的的凝固固浴，，纖維維素黃黃酸酯酯分解解，纖纖維素素再生生，成成為粘粘膠長長絲。。反應(yīng)應(yīng)如下下：化學反應(yīng)：：CellOCS2-+H+→CellOH+CS2后處理：水洗、脫硫硫、漂白、、上油及烘烘干等。短短纖維是將將成形后的的纖維束切切斷后再進進行上述處處理。

粘膠短纖維生產(chǎn)線粘膠纖維長絲稱人造絲，可織成各種平滑柔軟的絲織品，如人造絲綢。短纖維俗稱人造毛，是毛紡廠不可缺少的原料。棉型粘膠短纖維俗稱人造棉，可以織成各種色彩絢麗的人造棉布，適用于做內(nèi)衣、外衣以及各種裝飾織物。粘膠人造絲的最大的特點是纖維光澤亮麗，因而最能體現(xiàn)絲綢的漂亮感，它的手感也十分柔軟，吸水性能極好，穿著十分舒適，價格也遠比桑蠶絲低，它在絲綢行業(yè)中被廣泛采用，人造絲及其交織品占我國絲綢行業(yè)產(chǎn)量的一半以上。粘膠纖維粘膠人造絲和桑蠶絲等強力較好的纖維交織可以獲得比較滿意的效果，特別是在提花產(chǎn)品中，因為它的光澤亮麗，染色容易，色彩豐富，可以獲得十分理想的效果。象我國有名的織錦緞，用桑蠶絲做經(jīng)、色人造絲做緯，或全色人造絲做經(jīng)、緯，其提出的花朵五光十色，色彩艷麗，栩栩如生，其織出的“百子圖”等織錦臺毯上的眾多小孩個個生動活潑，表情各異，色彩自然，形象逼真，被外國友人形容為“象夢一樣神秘”?？楀\緞百子子圖靠墊套套新品種粘膠纖維①Lyocell(來色爾)纖維：Lyocell纖維屬于精制纖維素纖維，其生產(chǎn)專利歸荷蘭AkzoNobel公司所有，得到AkzoNobel公司短纖生產(chǎn)許可證的公司有：奧地利的蘭精（Lazing)公司和英國的考陶爾茲（Caurtaulds)公司。生產(chǎn)時的溶液可以回收，因而對環(huán)境不會造成污染，被稱為“環(huán)保型纖維素纖維”，而且性能更加優(yōu)越，是時裝、西裝襯衣、內(nèi)衣的理想面料。生產(chǎn)原料：針葉樹為主的木質(zhì)漿柏溶劑：N-甲基氧化嗎啉(NMMNO)，N-methylmorpholine-N-oxide新品種粘膠纖維②

Modal(莫代爾)纖維

：Modal纖維是奧地利Lazing公司生產(chǎn)的新一代纖維素纖維，被稱為“21世紀新一代粘膠纖維”．由山毛櫸木漿粕制成。(我國的商品名稱為富強纖維)

Modal纖維具有棉的柔軟、絲的光澤、麻的滑爽，吸水透氣性都優(yōu)于棉，且染色性好，色澤鮮艷明亮。新品種粘膠纖維③竹纖維：竹漿纖維：利用竹漿采用粘膠紡絲工藝制備；竹原纖維：將竹材通過處理除去木質(zhì)素等雜質(zhì)，直接提取天然竹纖維。竹纖維吸濕導(dǎo)濕性能強，透氣性能好，染色性能比粘膠纖維好，具有功能性。適用于高檔服裝，具有特殊功能的面料。第七章合成纖維的的優(yōu)缺點優(yōu)點：耐穿穿耐用、易易洗快干、、抗皺免燙燙、防霉防防蛀、挺括括飄逸缺點：吸濕濕耐熱性差差、導(dǎo)電防防污性差、、易起毛起起球、不易易染色、手手感及舒適適性差合成纖維雪紡滌綸布布滌錦皺可樂瓶環(huán)保保布1938年10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一種合成纖維誕生了，并將聚酰胺66這種合成纖維命名為尼龍(nylon)。尼龍的強度很高，耐污、耐腐蝕的性能也很好。因此，尼龍一問世就受到了全世界的矚目。二戰(zhàn)期間美國陸軍收購了全部尼龍產(chǎn)品，用以制造降落傘和百余種軍事裝備。而1940年尼龍長筒女襪剛一投放市場就轟動了世界，4天之內(nèi)四百萬雙襪子一搶而空。尼龍是真正投入大規(guī)模生產(chǎn)的第一種合成纖維。在我國尼龍也被稱為錦綸，因為在我國是錦州化工廠最早開始生產(chǎn)尼龍的。1940年英國首先合成聚酯(PET)纖維--滌綸(的確良)，產(chǎn)量在20世紀居各種纖維之冠，聚丙烯腈纖維--腈綸、聚丙烯纖維--丙綸、聚乙烯醇縮甲醛纖維--維尼綸。它們的出現(xiàn)，使紡織工業(yè)大為改觀。合成纖維的發(fā)展聚酯纖維聚酯飽和的二元元酸與二元元醇通過縮縮聚反應(yīng)制制得，其基基本鏈節(jié)之之間以酯鍵鍵聯(lián)結(jié)而得得名。產(chǎn)量量最大的聚聚酯纖維為為PET纖維，我國國稱為滌綸綸，熔融紡紡絲得到。。滌綸分子結(jié)構(gòu)滌綸的性能能

聚酯纖維一般為乳白色，回潮率很低，具有易洗快干的特性。在紡織時，容易產(chǎn)生靜電，紡織品尺寸穩(wěn)定性好，使用過程中褶裥持久。耐磨性僅次于聚酰胺纖維。滌綸的用途途既可以純紡也或以與其他纖維混紡制成各種機織物和針織物。聚酯長絲可用于織造薄紗女衫、帷幕窗簾等，與其他纖維混紡可制成各種棉型、毛型及中長纖維紡織品。聚酯纖維在工業(yè)上可作為輪胎簾子線、制作運輸帶、篷帆、繩索等。

輸送帶繩索錦綸纖維是由飽和的的二元酸與與二元胺通通過縮聚反反應(yīng)制得的的線性高分分子縮聚物物。第二位聚酰胺-1010聚酰胺-6聚酰胺-66聚酰胺-11種類聚酰胺-12聚酰胺-610產(chǎn)量最大代號：前面面是胺碳數(shù)數(shù)用于作衣料和輪胎簾子線具有耐磨性好、耐疲勞強度和斷裂強度高、抗沖擊負荷性能優(yōu)異、容易染色及與橡膠的附著力好等突出性能。酰胺基的存在，大分子形成氫鍵，使分子間作用力增大1聚酰胺的結(jié)構(gòu)、性能及用途結(jié)構(gòu)用途性能腈綸纖維（聚丙烯腈腈纖維）是是以丙烯腈腈為主要單單體（含量量大于85%）與少量其其他單體共共聚而得的的高聚物。。合成羊毛丙烯腈：分子中含有有碳-碳雙鍵和腈基，化化學性質(zhì)很很活潑第二單體（（彈性單體體）：丙烯酸酯、、甲基丙烯烯酸酯、醋酸乙烯酯酯等為，用用量5%～10%，可減少聚聚丙烯腈腈分子間力，消除其其脆性，從從而可紡制制成具有適當當彈性的合合成纖維——腈綸纖維。。第三單體（（染色單體體）：用量很少，一般般低于5%，主要改進進腈綸的染色性能能，是帶有有酸性基團團的乙烯基單體如如乙烯基苯苯磺酸、甲甲基丙烯酸、甲甲叉丁二酸酸等；或或是帶有堿性基團團的乙烯基基單體如2-乙烯基吡啶啶、2-甲基-5－乙烯基吡啶等。主要原料性能用途通過共聚、、混合紡絲、復(fù)合合紡絲等方法可以改改進聚丙烯腈纖維的的染色性、、耐熱性、蓬蓬松性與提高回彈性性等性能。。由于聚丙烯烯腈纖維具有優(yōu)良的的耐光、耐氣候性，，所以除作作衣著及毛毯毯之外，最最適宜作室外外織物，如帳篷、苫苫布等。性能用途

將聚丙烯腈纖維（共聚組分盡量少）經(jīng)過高溫處理可得到碳纖維和石墨纖維。聚丙烯腈纖維目前已知的熱穩(wěn)定性最好的纖維之一，可耐3000℃的高溫。在高溫下能經(jīng)久不變形，并具有很高的化學穩(wěn)定性，良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。石墨纖維碳纖維

是宇宙飛行、火箭、噴氣技術(shù)以及工業(yè)一耐高溫、防腐蝕領(lǐng)域的良好材料。在醫(yī)療上，還可以用于人工肋骨和肌腱韌帶等。目前商用飛飛機上復(fù)合合材料僅占占全機重量量的50%，而某些直直升機早已已達到90%復(fù)合材料高性能高分分子材料超級跑車車車身大量量應(yīng)用碳纖纖維復(fù)合材材料荷蘭計劃研研發(fā)新型綠綠色環(huán)保飛飛機外形將將酷似飛碟碟,另一個設(shè)想想就是使用用復(fù)合材料料，如纖維增強塑塑料。這種復(fù)合合材料強度度可與金屬屬媲美，而而重量卻比比金屬輕得得多，因此此可以節(jié)省省燃油。新型日光溫溫室復(fù)合材材料

溫室室骨架和縱縱拉桿全部部采用復(fù)合合材料制成成采用高分子子復(fù)合材料料制作浮雕雕和雕塑聚丙烯纖維（丙綸）是以聚丙烯樹脂為原料制得的一種合成纖維。聚丙烯纖維的性能聚丙烯纖維維密度小、、強度高、、吸濕性小小、耐酸、、耐堿、耐耐磨、電性性能好，但但染色性和和耐光性差差。聚丙烯纖維維可與棉、、毛