第二章紡織纖維詳解演示文稿

第二章紡織纖維詳解演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)優(yōu)選第二章紡織纖維當(dāng)前第2頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)合成纖維概述（成纖聚合物的基本特征、紡絲方法）聚酯纖維（滌綸）聚酰胺纖維（錦綸）聚丙烯腈纖維（腈綸）聚丙烯纖維（丙綸）聚氨酯彈性纖維（氨綸）聚乙烯醇縮醛纖維（維綸）聚氯乙烯纖維（氯綸）高性能纖維（碳纖維、芳綸、

維克特綸、氟綸等）合成結(jié)構(gòu)性質(zhì)應(yīng)用改性當(dāng)前第3頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)一、合成纖維概述化學(xué)纖維可分為再生纖維和合成纖維兩大類(lèi)再生纖維是用天然高分子化合物纖維素或蛋白質(zhì)為原料經(jīng)化學(xué)處理和機(jī)械加工而制得的纖維。合成纖維是以有機(jī)化合物為原料，經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)合成為高分子化合物，再經(jīng)紡絲后加工而制得的纖維。合成纖維分為長(zhǎng)絲、短纖維、強(qiáng)力絲。當(dāng)前第4頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（一）成纖聚合物的基本特征1.主鏈分子結(jié)構(gòu)：大分子鏈一般是線形的或支化度很低，沒(méi)有龐大側(cè)基的聚合物。大分子鏈在纖維軸向形成有序排列，增強(qiáng)大分子間作用力，能形成纖維內(nèi)部的晶區(qū)，有較好的物理機(jī)械性能。成纖聚合物：指能通過(guò)機(jī)械加工而制成纖維的聚合物。成纖聚合物應(yīng)具有下列基本特征：

2.側(cè)鏈結(jié)構(gòu)：大分子中含有極性基團(tuán)。所有的天然纖維和大多數(shù)成纖聚合物的分子都含有極性基團(tuán)。分子間作用力大，容易結(jié)晶、強(qiáng)度大Why?影響溶解性、吸濕性、熱性能、染色性聚丙烯聚乙烯當(dāng)前第5頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)4.適當(dāng)高的分子量和較窄的分子量分布。分子量過(guò)低，不能成纖或成纖后物理機(jī)械維能很差；但過(guò)高時(shí)，使熔體或溶液粘度太高，導(dǎo)致紡絲困難。分子量分布不能太寬。3.能形成半結(jié)晶結(jié)構(gòu)。部分晶區(qū)的存在使纖維具有一定的強(qiáng)度和模量，而部分非晶區(qū)的存在使纖維具有一定的彈性、耐疲勞性和染色性。聚合物的半結(jié)晶結(jié)構(gòu)(包括結(jié)晶度、取向度等)對(duì)纖維強(qiáng)度的影響比分子量的影響要大得多。當(dāng)前第6頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（二）聚合物的紡絲方法干法紡絲濕法紡絲：熔點(diǎn)相近或高于熱分解溫度或

不能熔融的高聚物熔體紡絲：熔點(diǎn)低于熱分解溫度的高聚物溶液紡絲當(dāng)前第7頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)熔體法紡絲裝置1—螺桿擠出機(jī)2—噴絲板3—吹風(fēng)窗4—紡絲甬道5—給油盤(pán)6—導(dǎo)絲盤(pán)7—卷繞裝置

凡能熔融或轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)而不發(fā)生顯著分解的成纖聚合物都可采用熔體紡絲。直接紡絲法、切片紡絲熔體紡絲不用溶劑，工藝簡(jiǎn)單，成本低，而且紡絲速度快，高達(dá)幾千m／min，生產(chǎn)能力大。1．熔體紡絲■雜鏈高聚物：聚酯、聚酰胺■聚烯烴：聚丙烯當(dāng)前第8頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)2、濕法紡絲濕法紡絲的成形過(guò)程比較復(fù)雜，紡絲速度受溶劑和凝固劑雙擴(kuò)散速度，以及凝固液浴對(duì)流體的阻力等因素的限制，因此濕法紡絲速度比熔體法紡絲速度低得多，一般約為10～60m/min。采用濕法紡絲時(shí)，必須配備凝固浴的配制、循環(huán)及回收設(shè)備。l—紡絲液2－導(dǎo)絲輥3－導(dǎo)絲漏斗4－絲餅5－紡絲罐6－紡絲浴7－噴絲頭紡絲溶液的溶劑必須能很好地溶解成纖高聚物，形成真溶液。當(dāng)前第9頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)3、干法紡絲利用熱空氣使細(xì)流中的溶劑揮發(fā)掉而凝固成纖維。1－紡絲液2－噴絲頭3－卷繞簡(jiǎn)管4－熱空氣入口5－熱空氣出口前段過(guò)程同濕法紡絲后段過(guò)程同熔體紡絲膜裂解法當(dāng)前第10頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)幾種非圓形噴絲孔形狀及相應(yīng)纖維橫截面形狀當(dāng)前第11頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)復(fù)合纖維的幾種主要形狀當(dāng)前第12頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)形變玻璃態(tài)柔韌態(tài)粘流態(tài)TgTs

Tm

為晶化溫度：由結(jié)晶態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。Tm軟化態(tài)（三）成纖聚合物的力學(xué)狀態(tài)

Ts為軟化溫度：由非晶區(qū)的高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。當(dāng)前第13頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)二、聚酯纖維聚酯纖維：是指大分子鏈通過(guò)酯鍵(－CO-O-)連接起來(lái)

的一類(lèi)合成纖維。主要為滌綸（Dacron）：聚對(duì)苯二甲酸乙二（醇）酯n為80～150，分子量為18000-25000左右相對(duì)分子質(zhì)量分布指數(shù)（d≤2）當(dāng)前第14頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（一）聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的合成a酯交換法

(EG)OCH2CH2COOOCH2CH2OHHn

n]OCH2CH2OHOOCOCH2CH2OCH[OC聚對(duì)苯二甲酸乙二（醇）酯對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯(對(duì)苯二甲酸乙二酯，BHET)

當(dāng)前第15頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（一）聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的合成a酯交換法

(TPA)

(DMT)

對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯(對(duì)苯二甲酸乙二酯)

OCH2CH2COOOCH2CH2OHHn

n]OCH2CH2OHOOCOCH2CH2OCH[OCCOOHHOOCCH3OH+2H2SO4OOCCH3OCOCH3+H2O

(EG)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯當(dāng)前第16頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)b直接酯化法當(dāng)前第17頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)c環(huán)氧乙烷加成酯化－縮聚法是用EO代替EG，直接與TPA進(jìn)行加成酯化。酯交換縮聚法生產(chǎn)技術(shù)最成熟直接酯化縮聚法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，但必須采用高純度的TPA當(dāng)前第18頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（二）聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的結(jié)構(gòu)含有剛性基因()柔性基團(tuán)（－CH2-CH2-）分子鏈中酯基(－CO-O-)(極性很弱，屬疏水性纖維)。酯基與苯環(huán)間形成共軛體系，成為剛性基團(tuán)的整體，穩(wěn)定性好。大分子為線型分子，沒(méi)有大的側(cè)基和支鏈分子鏈沿纖維軸拉伸方向平行排列、緊密堆砌，形成結(jié)晶。順式構(gòu)象：非晶態(tài)反式構(gòu)象：結(jié)晶態(tài)當(dāng)前第19頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（三）滌綸的性能和用途1、物理性能（1）斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)（斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)）纖度(旦)：9000m長(zhǎng)的纖維所含有的重量。斷裂強(qiáng)力(gf)：纖維斷裂時(shí)所能承受的最大負(fù)荷。斷裂伸長(zhǎng)(%)：纖維斷裂時(shí)的長(zhǎng)度比原來(lái)長(zhǎng)度增加的百分?jǐn)?shù)?！魪?qiáng)度高（結(jié)晶度、取向度高）◆干濕態(tài)強(qiáng)度完全相等◆聚酯纖維彈性好，挺爽（因?yàn)橛泻芏啾江h(huán)，分子不易旋轉(zhuǎn)，能立即回復(fù)變形；滌綸兩相結(jié)構(gòu)的存在。P28）◆聚酯纖維的耐磨性好，僅次于聚酰胺纖維（因?yàn)閺?qiáng)度、延伸度、彈性都好）◆耐沖擊性好當(dāng)前第20頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)(2)

吸濕性能

滌綸的吸濕性在合成纖維中較差，公定回潮率僅為0.4%。在相對(duì)濕度為95%的條件下，最高吸濕率為0.7%?！粢?yàn)榇蠓肿渔溨胁缓H水性基團(tuán)，且滌綸的結(jié)晶

度高?！艨椢镆紫纯旄?，容易積聚靜電而吸附灰塵。(3)密度：由于分子鏈緊密斂集，結(jié)晶度和取向度高，

密度最大。

平均密度為1.36g/cm3

當(dāng)前第21頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)(4)起毛起球一是聚酯纖維圓滑、光潔，很容易從紡好的紗線中滑出，經(jīng)摩擦后纖維互相纏結(jié)而成球。二是聚酯纖維容易產(chǎn)生靜電，吸附灰塵污物附著在球粒上，更助長(zhǎng)了起球。三是聚酯纖維強(qiáng)度高，起毛起球后的球粒不容易從織物上斷裂脫落。

加強(qiáng)燒毛、熱定型，進(jìn)行樹(shù)脂整理(5)電性能：易產(chǎn)生靜電滌綸的比電阻在1014Ω·cm以上，摩擦電壓在1000V以上，半衰期可達(dá)數(shù)小時(shí)。

需用抗靜電劑來(lái)消去靜電當(dāng)前第22頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（6）滌綸的熱性質(zhì)A滌綸的熱性能常數(shù)：Tm=265℃Tg=67-81℃Ts=238-240℃(Ts為軟化溫度)合成纖維中，滌綸的耐熱性最好?？稍?70～170℃之間使用B

滌綸的熱收縮和熱定型熱收縮:熱處理過(guò)程中發(fā)生的明顯收縮現(xiàn)象熱收縮現(xiàn)象100℃熱空氣，30min，收縮8%100℃沸水中，5min，收縮14%130-135℃熱空氣，5min，收縮14%，達(dá)到穩(wěn)定長(zhǎng)度當(dāng)前第23頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)纖維熱收縮分為兩個(gè)階段：（1）無(wú)定形區(qū)分子鏈的解取向，纖維迅速收縮。（2）當(dāng)纖維明顯收縮后，分子鏈卷縮而發(fā)生折疊結(jié)晶。滌綸纖維在出廠前一定要熱定型，消除纖維的內(nèi)應(yīng)力，使織物有較好的形態(tài)穩(wěn)定性。熱收縮現(xiàn)象的原因：強(qiáng)制拉伸定向，松弛時(shí)間>成纖時(shí)間，內(nèi)部應(yīng)力不均勻，聚集態(tài)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，加熱到Tg以上，鏈段運(yùn)動(dòng)調(diào)整結(jié)構(gòu)。

熱定型：在一定張力和溫度下，使纖維或織物加熱

一定時(shí)間的過(guò)程。當(dāng)前第24頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)2、聚酯纖維的化學(xué)性質(zhì)酯鍵是唯一的反應(yīng)性基團(tuán)，可以被酸堿等催化水解有較高的結(jié)晶度和定向度，因此，化學(xué)試劑不易擴(kuò)散入內(nèi)，所以仍有相當(dāng)好的化學(xué)穩(wěn)定性熱裂解（熱氧化裂解）酸堿氨氧化劑還原劑染色性化學(xué)改性當(dāng)前第25頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)

熱裂解過(guò)程熱氧化裂解：氧存在時(shí)，分子中乙二醇基部分形成過(guò)氧化物，

加快分解，使酯基斷裂。水解也能使酯鍵斷裂水解、熱裂解、熱氧化裂解的異同：相同點(diǎn)：均為酯鍵斷裂，使-COOH含量增加，根據(jù)酸性增強(qiáng)，

可判斷損傷程度。不同點(diǎn)：不同溫度下，三者反應(yīng)速度相差很大。室溫下，均不明顯。50-100℃，水解、熱裂解和熱氧化裂解；100-120℃，V水解=10000V熱裂解=5000V熱氧化裂解

高溫下，熱氧化裂解>水解>熱裂解（1）熱裂解和熱氧化裂解當(dāng)前第26頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（2）酸對(duì)聚酯纖維的作用滌綸耐酸性較好，反應(yīng)方程式：

耐硫酸，鹽酸損壞的織物在干燥后發(fā)脆。(3)堿對(duì)聚酯纖維的作用耐堿性稍差，發(fā)生水解。堿減量加工：燒堿對(duì)滌綸的損傷是由表及里，逐步進(jìn)行的，使纖維直徑變細(xì)，重量減輕。有“剝皮”現(xiàn)象，也成為聚酯纖維的剝皮反應(yīng)。高濃度短時(shí)間處理，損傷較小。當(dāng)前第27頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)(4)氨對(duì)聚酯纖維的作用發(fā)生氨解氨解可以深入到纖維內(nèi)部，使纖維無(wú)定形區(qū)和晶區(qū)表面分子中酯鍵同時(shí)受到作用，遭到破壞，纖維強(qiáng)力下降。當(dāng)前第28頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)滌綸對(duì)氧化劑、還原劑比較穩(wěn)定由于氧化裂解，產(chǎn)生老化(5)氧化劑、還原劑對(duì)聚酯纖維的作用染色較困難，一般染料不易著色。

滌綸為疏水性纖維，結(jié)構(gòu)緊密，除端羥基外無(wú)強(qiáng)極性基團(tuán)，吸濕性差。常用分散染料染色，并需在高溫、高壓或膨化劑的幫助下進(jìn)行。要求染料分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積較小。高溫染色法、載體染色法。(6)染色性當(dāng)前第29頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)堿減量處理易染改性：?jiǎn)误w對(duì)苯二甲酸改用間苯二甲酸仿真絲改性(改變二元醇)：引進(jìn)醚鍵代替部分酯鍵，增加分子鏈的柔順性。PBT(改變二元醇)：丁二醇代替PET的乙二醇制備的聚酯纖維，具有優(yōu)越的回彈性，手感柔軟，染色鮮艷。對(duì)羥基苯甲酸環(huán)氧乙烷（6）對(duì)于滌綸的化學(xué)改性當(dāng)前第30頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)三、聚酰胺纖維聚酰胺纖維（nylon）：是指大分子鏈通過(guò)酰胺鍵（－CO-NH-）連接起來(lái)的一類(lèi)合成纖維。錦綸錦綸6錦綸66錦綸9錦綸11當(dāng)前第31頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（一）聚酰胺－6和－66的合成由己內(nèi)酰胺作原料水解開(kāi)環(huán)聚合得到的，其通式為：H[NH(CH2)xCO]nOH1、聚酰胺－6的合成氨基己酸加聚加聚當(dāng)前第32頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)聚合體進(jìn)入平衡階段，同時(shí)發(fā)生鏈交換、縮聚和水解等反應(yīng)，使分子量重新分布。最后根據(jù)反應(yīng)條件而達(dá)到一定的動(dòng)態(tài)平衡，不能完全變成聚合物。聚己內(nèi)酰胺的分子量為16000～22000。

一般采用抽真空的方法或?qū)⒕酆象w制成切片用熱水萃取的方法除去小分子（單體、低聚物，約為10％左右）。

當(dāng)前第33頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)

是由二元胺和二元酸縮聚而成的，其通式為：H[NH(CH2)xNHCO(CH2)yCO]nOH先制得己二酸與己二胺的中性鹽(66鹽)聚酰胺－66的分子量為20000—30000。不需要脫小分子（小于1％）2、聚酰胺－66的合成當(dāng)前第34頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（二）聚酰胺的結(jié)構(gòu)聚酰胺是沒(méi)有龐大側(cè)鏈的線形高分子。大分子由-(CH2)n-短鏈通過(guò)酰胺鍵連接而成，C-C單鍵易內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使大分子鏈柔順性較好。大分子呈平面鋸齒狀，酰胺鍵之間容易形成氫鍵，分之間作用力大，容易取向和結(jié)晶。分子內(nèi)的羰基和亞氨基也易形成氫鍵，分子結(jié)構(gòu)規(guī)整緊密，形成結(jié)晶酰胺鍵易發(fā)生酸堿性和高溫水解。1、錦綸的化學(xué)結(jié)構(gòu)2、錦綸的形態(tài)結(jié)構(gòu)熔融紡絲得到橫截面為圓形，容易形成皮芯層結(jié)構(gòu)。？

原因：錦綸玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，<50℃，在冷卻固化和牽伸時(shí)，大分子鏈段凍結(jié)速度較慢，外層纖維先固化，取向度高，結(jié)晶度低，形成皮層；而內(nèi)層纖維固化速度慢，取向度低，結(jié)晶度高，形成芯層。當(dāng)前第35頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)分子間可通過(guò)C=O和-NH-（亞胺基）形成大量的氫鍵。聚酰胺66聚酰胺－6晶區(qū)的分子鏈構(gòu)象3、錦綸的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)當(dāng)前第36頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（二）聚酰胺的結(jié)構(gòu)錦綸6：由于單體兩端基團(tuán)不同，使分子具有方向性，逆平行排列時(shí)所形成的氫鍵數(shù)目是順平行排列時(shí)所形成氫鍵數(shù)目的兩倍。當(dāng)前第37頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)錦綸66，由于單體兩端基團(tuán)相同，使分子沒(méi)有方向性。不論分子間怎樣排列，都能最大限度形成氫鍵。因此錦綸66中氫鍵數(shù)目比錦綸6中多，錦綸66大分子間作用力大于錦綸6的大分子間作用力。當(dāng)前第38頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（三）聚酰胺纖維的性能和用途(1)密度:大分子鏈中亞甲基多，密度較小，1.04～1.14

g/cm3

(2)吸濕性:吸濕性較高，僅次于維綸錦綸66

3.5～5.0％

1、聚酰胺纖維的物理性質(zhì)(3)機(jī)械性能:斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng):高。結(jié)晶度和取向度比較高，分子間作用力大。受外力易變形,強(qiáng)力、耐磨性好回彈率:伸長(zhǎng)10％的回彈率達(dá)到99％，高。挺刮性差。耐磨性:聚酰胺纖維的耐磨性最好。

聚酰胺6纖維比聚酰胺66纖維性能（強(qiáng)力、耐磨性、熔點(diǎn)）差一些。(4)電性能:電導(dǎo)率很低,隨著濕度的增加導(dǎo)電性能提高。當(dāng)前第39頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)(5)錦綸的熱性質(zhì)錦綸的耐熱性不好，當(dāng)溫度上升時(shí)，強(qiáng)度和延伸度均降低，收縮率增加。錦綸6錦綸66滌綸Tg(℃)35-5047-5067-81Ts(℃)170-180235238-240Tm(℃)215-220250-265255-260當(dāng)前第40頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)2、聚酰胺纖維的化學(xué)性質(zhì)（1）酸、堿對(duì)聚酰胺纖維的作用酰胺鍵的水解在通常情況下進(jìn)行很慢。錦綸的耐堿性比較好,50%NaOH溶液幾乎沒(méi)有影響。錦綸對(duì)酸的作用較為敏感，7％HCl、20％H2SO4，10％HNO3緩慢水解。（2）氧化劑對(duì)聚酰胺纖維的作用錦綸的耐氧化性較差，可被如KMnO4、H2O2、NaClO（次）等氧化劑破壞?？刹捎肗aClO2（亞）或過(guò)醋酸進(jìn)行漂白。分散性染料;酸性染料:氨端基接受質(zhì)子成為陽(yáng)離子陽(yáng)離子染料：羧端基可失去質(zhì)子成為陰離子(水洗和耐曬牢度差)

（3）染色性較好當(dāng)前第41頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)高溫下，纖維發(fā)生裂解，即加熱分解：與端-NH2縮合，生成黃色吡咯結(jié)構(gòu)光和氧（4）熱裂解當(dāng)前第42頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)鏈長(zhǎng)變短；-COOH下降，-NH2增加；吡咯結(jié)構(gòu)導(dǎo)致泛黃。熱降解結(jié)果：錦綸66比錦綸6耐熱，允許使用溫度分別為135℃和93℃?！艏尤霟岱€(wěn)定劑(如三溴化磷)，提高其耐熱性能。

為什么錦綸6與錦綸66軟化溫度和熔點(diǎn)相差近50℃？？？◆用芳香環(huán)或脂肪環(huán)取代脂肪鏈，提高聚酰胺纖維的熱穩(wěn)定。如脂環(huán)族聚酰胺纖維(奎阿鈉)當(dāng)前第43頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（5）耐光性較差聚酰胺纖維的

酰胺鍵光敏感,泛黃,吡咯類(lèi)雜環(huán)當(dāng)前第44頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)3、聚酰胺纖維的改性

（1）改變二元酸或者二元胺當(dāng)前第45頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（2）交聯(lián)和接技◆提高其熔點(diǎn)、耐熱性、防縮、防皺和吸溫性等。可以利用甲醛進(jìn)行交聯(lián)。（亞氨基和氨基端基）羥甲基衍生物、二異氰酸酯、三聚氯氰酸等交聯(lián)。引進(jìn)二硫鍵，制造卷曲纖維?！艚又Γ涵h(huán)氧乙烷、丙烯酸。環(huán)氧乙烷接枝聚合后，使纖維具有很好的柔韌性和親水性。優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、彈性好、密度小、耐磨性、耐疲勞性

好、耐微生物作用。缺點(diǎn)：易變形、耐光性、耐熱性、抗靜電性較差等。當(dāng)前第46頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)4、用途各種機(jī)織、針織品，工業(yè)用途廣泛。錦綸的彈性高、耐磨性好，最適宜于襪類(lèi)制品的生產(chǎn)。當(dāng)前第47頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)四、聚丙烯腈纖維聚丙烯腈纖維(腈綸PAN)：

是由以丙烯腈為主體的共聚物紡得的纖維。CH2=CH→—(—CH2-CH—)n—||CNCN共聚丙烯腈纖維：是指由丙烯腈重量占85％以上的共聚物制得的一類(lèi)碳鏈纖維，其他的乙烯基系共聚單體的重量不超過(guò)15％?！谝粏误w：丙烯腈，－(CH2-CHCN)－85%▲第二單體：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯等

5-10%作用：減弱聚丙烯腈大分子間的作用力，提高纖維的柔順性。

▲第三單體：具有親染料基團(tuán)1-3%作用：改善纖維的染色性能，使離子型染料能對(duì)纖維染色。當(dāng)前第48頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)共聚丙烯腈纖維的商品名和化學(xué)組分商品名稱化學(xué)組分腈綸、考旦爾腈綸腈綸、愛(ài)克斯綸DK奧綸42奧綸81阿克利綸開(kāi)士米綸特拉綸阿克利別爾丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸鈉鹽丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯磺酸鈉丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉丙烯腈、丙烯酸甲酯、苯乙烯磺酸鈉丙烯腈丙烯腈、醋酸乙烯酯、乙烯吡啶丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、酸性第三單體當(dāng)前第49頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（一）丙烯腈共聚物的合成1、第一單體的合成：丙烯氨氧化法丙烯在氨、空氣與水的存在下，用鉬酸鉍與銻酸雙氧鈾作催化劑，在沸騰床上于溫度為450℃、壓力為150kPa下反應(yīng)：

丙烯腈共聚物合成機(jī)理：丙烯腈的聚合反應(yīng)系自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。引發(fā)劑：偶氮二異丁腈2、共聚物的合成當(dāng)前第50頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)第三單體為丙烯磺酸鈉第三單體為甲基丙烯磺酸鈉第三單體為2—乙烯基吡啶第二單體第一單體當(dāng)前第51頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（二）丙烯腈共聚物的結(jié)構(gòu)類(lèi)氫鍵：氰基強(qiáng)極性使氰基所連接的C原子的H-C鍵極化，因而形成強(qiáng)的類(lèi)氫鍵作用。HCNCNCN氫鍵偶極鍵聚丙稀腈具有較大剛性（Tg=104℃）難于溶解，難于染色，纖維很脆。三類(lèi)單體組成的共聚物的Tg為85℃,柔性增大。當(dāng)前第52頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)聚丙烯腈的超分子結(jié)構(gòu)腈綸大分子為側(cè)向二維有序（分子鏈間排列緊密，-CN極性相反而相吸）而縱向無(wú)序（一條大分子鏈內(nèi)，-CN極性相同而相斥）的結(jié)構(gòu)，又稱為準(zhǔn)晶態(tài)結(jié)構(gòu),用側(cè)序度的概念來(lái)描述。側(cè)序度:超分子結(jié)構(gòu)中大分子排列的規(guī)整度。

高側(cè)序度、中側(cè)序度和低側(cè)序度

聚丙烯腈分子鏈的構(gòu)象不是像聚乙烯那樣的平面鋸齒形，也不是像等規(guī)聚丙烯那樣有規(guī)則的螺旋狀，而是一種具有不規(guī)則曲折和扭轉(zhuǎn)的螺旋狀

。P41濕法紡絲所得纖維截面是圓形的，干法紡絲所得纖維截面是花生果形。縱向粗糙，象樹(shù)皮狀，有溝槽。均相溶液聚合，非均相聚合當(dāng)前第53頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（三）聚丙烯腈纖維的性能和用途1、聚丙烯腈纖維的物理性質(zhì)（1）密度:與錦綸相近（2）吸濕性：1.0—2.5％，低于錦綸而略高于滌綸。（3）斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)強(qiáng)度不高,不如滌綸和錦綸,比羊毛高，濕態(tài)有所降低腈綸的伸長(zhǎng)率很高，干態(tài)斷裂伸長(zhǎng)一般為25～46％。

（4）回彈率：腈綸的拉伸彈性不如聚酰胺纖維、聚酯纖維和羊毛，但比其他天然纖維和化學(xué)纖維都好。由于沒(méi)有結(jié)晶，易產(chǎn)生塑性形變，穿著易變形。

（5）耐磨性：腈綸的耐磨性高于天然纖維，但比聚酰胺纖維、聚酯纖維差得多。當(dāng)前第54頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)低側(cè)序度區(qū)鏈段運(yùn)動(dòng)溫度為：Tg1=80-100℃中側(cè)序度區(qū)鏈段運(yùn)動(dòng)溫度為：Tg2=140-150℃高側(cè)序度區(qū)鏈段運(yùn)動(dòng)溫度為：Tg3=327℃（即熔點(diǎn)Tm）（3）熱性能(泛黃，熱彈性)150℃下，沒(méi)有損傷；150～200℃加熱2～4h色澤顯著泛黃，強(qiáng)度下降20~30%；◆腈綸的熱穩(wěn)定性較好，隨著第二、三單體的增加，耐熱性會(huì)下降。200℃以上：隨著熱處理的時(shí)間延長(zhǎng)從黃到棕色，最后成為黑色。因?yàn)榇蠓肿渔溕闲纬闪溯^長(zhǎng)的共軛體系，即纖維分子的長(zhǎng)鏈發(fā)生重排和環(huán)化：當(dāng)前第55頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（1）先200～300℃的熱空氣介質(zhì)中加熱氧化，可得

含碳量70％的耐火聚丙烯腈纖維。（2）在惰性氣體介質(zhì)中于800～1600℃熱處理得含

碳量為90％的碳纖維。（3）于2500～3000℃熱處理得含碳量達(dá)99.9％的石

墨纖維?！艟郾╇胬w維可制備耐高溫的碳纖維和石墨纖維（耐3000℃高溫，強(qiáng)度是普通滌綸和錦綸的2倍）腈綸耐熱性能應(yīng)用當(dāng)前第56頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)腈綸纖維的熱彈性模量：

▲Tg以上模量急劇下降，容易被拉伸，降低溫度，保持拉伸，然后再升溫到Tg以上，大分子恢復(fù)成彎曲狀態(tài)，纖維長(zhǎng)度大大回縮。為高收縮纖維。

原因？只有Tg，沒(méi)有Tm！準(zhǔn)晶態(tài)結(jié)構(gòu)造成熱收縮，制作膨體紗?！c普通纖維混紡，然后100℃以上蒸汽或沸水中進(jìn)行熱松弛處理，腈綸強(qiáng)烈收縮，普通纖維彎曲。

▲錦綸、滌綸彈力纖維是通過(guò)加捻、定形得到的?！綦婢]纖維的熱彈性當(dāng)前第57頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)2、聚丙烯腈纖維的化學(xué)性質(zhì)◆腈綸分子中除-CN可發(fā)生水解外，無(wú)反應(yīng)性的基團(tuán)，化學(xué)穩(wěn)定性良好，能耐一定濃度的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。(1)堿對(duì)聚丙烯腈纖維的作用：水解適當(dāng)控制氰基的水解反應(yīng)，能改善纖維的親水性、染色性。氨與未水解的氰基反應(yīng)，生成脒基(發(fā)色基團(tuán))而產(chǎn)生黃色當(dāng)前第58頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)(2)氧化劑、還原劑對(duì)聚丙烯腈纖維的作用微弱，可使用亞氯酸鈉、過(guò)氧化氫進(jìn)行漂白。(3)有機(jī)溶劑的作用：溶與乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜等強(qiáng)極性有機(jī)溶劑，耐一般有機(jī)溶劑。(4)染色性：陽(yáng)離子染料是基本染料(5)耐光性：最好，日光下曝曬80h纖維強(qiáng)度毫不減退。腈基的碳氮三鍵能吸收能量較高的紫外線，并把它轉(zhuǎn)化為熱能，從而保護(hù)了碳鏈。

當(dāng)前第59頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)五、聚丙烯纖維聚丙烯纖維(丙綸，PP)：是以丙烯聚合得到的等規(guī)聚丙烯為原料紡制而成的合成纖維。通過(guò)定向聚合反應(yīng)而獲得。一般采用多相齊格勒—納塔Ziegler—Natta（Z—N）］催化劑含有鈦氯化物的結(jié)晶固態(tài)組分和助催化劑烷基鋁兩部分組成的復(fù)合催化劑，起催化效果的是Ti—C鍵。茂金屬催化劑：環(huán)戊二烯過(guò)渡金屬化合物類(lèi)，助催化劑是甲基鋁氧烷。（一）聚丙烯的合成當(dāng)前第60頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（二）聚丙烯纖維的結(jié)構(gòu)丙綸為全同立構(gòu)聚合物，等規(guī)度一般為85%～97%，結(jié)構(gòu)規(guī)整，容易結(jié)晶。分子鏈呈立體螺旋構(gòu)型。分子量：80000～120000丙綸的最佳結(jié)晶溫度為125～135℃。溫度過(guò)高，不易形成晶核，結(jié)晶緩慢；溫度過(guò)低，由于分子鏈擴(kuò)散困難，結(jié)晶難于進(jìn)行。經(jīng)熱處理，結(jié)晶度可達(dá)65%～75%。

當(dāng)前第61頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（三）聚丙烯纖維的性質(zhì)（1）機(jī)械性能結(jié)晶度高，強(qiáng)度高，35～53cN/tex，斷裂伸長(zhǎng)率高，在15%～35%，干、濕強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)度完全相等。彈性好，伸長(zhǎng)3%，回復(fù)率可達(dá)96%～100%耐磨性好，尤其是耐反復(fù)彎曲的壽命長(zhǎng)，可經(jīng)受反復(fù)撓曲20萬(wàn)次。1、聚丙烯纖維的物理性質(zhì)（3）吸濕性長(zhǎng)鏈分子中無(wú)極性基團(tuán)，吸水性幾乎等于零。（2）密度最輕的合成纖維聚丙烯纖維的密度為0.90～0.92g/cm3。

當(dāng)前第62頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（4）電性能電阻率高（7×1019Ω·cm），導(dǎo)熱

系數(shù)?。?）熱性能耐熱性差熔點(diǎn)低（170℃），軟化點(diǎn)比熔點(diǎn)低10～15℃。高溫有氧存在時(shí)，氧化裂解加快。當(dāng)前第63頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)2、聚丙烯纖維的化學(xué)性質(zhì)主鏈為C—C鍵，而且側(cè)鏈上無(wú)活性基團(tuán)，所以對(duì)酸堿等化學(xué)試劑的穩(wěn)定性都好。染色性能和染色牢度很差耐光性較差試劑濃度/％4個(gè)月后保留強(qiáng)度/%酸鹽酸硝酸硫酸蟻酸冰醋酸34669475—100100100100100堿氫氧化鉀氫氧化鈉40409090溶劑三氯乙烯四氯乙烯甲苯苯————80808580氧化劑次氯酸鈉過(guò)氧化氫有效氯5％12體積8590當(dāng)前第64頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)

六、聚乙烯醇（縮醛）纖維（PVA）簡(jiǎn)稱維綸：以短纖維為主，其形狀很像棉，主要用于與棉的混紡，織成各種棉紡織物。主要有日本、朝鮮等少數(shù)國(guó)家耐熱水性，收縮率低，但染色性差、彈性低當(dāng)前第65頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（一）聚乙烯醇的合成以醋酸乙烯為單體進(jìn)行聚合，進(jìn)而醇解或水解制成聚乙烯醇。聚醋酸乙烯當(dāng)前第66頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（二）聚乙烯醇縮醛的結(jié)構(gòu)

維綸的基本組成物質(zhì)是聚乙烯醇

縮醛化處理，不溶于水，防皺防縮：甲醛、丁醛縮醛化，反應(yīng)主要發(fā)生在非結(jié)晶區(qū)，纖維分子中未發(fā)生結(jié)晶的自由羥基上亞甲醚鍵當(dāng)前第67頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)（三）聚乙烯醇縮甲醛纖維的性質(zhì)（2）強(qiáng)度低，彈性低（3）有大量的羥基存在，使聚乙烯醇縮甲醛纖維具有良好的吸

濕性能。1、物理性質(zhì)2、化學(xué)性質(zhì)（1）聚乙烯醇的玻璃化溫度約80℃，耐熱性差，高溫發(fā)黃。熱裂解：空氣中，分子中未縮醛化部分被氧化或脫水；大分子主鏈斷裂當(dāng)前第68頁(yè)\共有78頁(yè)\編于星期三\8點(diǎn)濕法紡絲成形,有皮芯層結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)緊密且厚的皮層的“保護(hù)”下，化學(xué)藥品難以進(jìn)入纖維內(nèi)部發(fā)生充分反應(yīng)，使之耐酸堿性強(qiáng)。由于皮層的結(jié)構(gòu)，使染料難以擴(kuò)散入內(nèi)。皮層色澤較芯層淺，造成不易染色和色澤不鮮艷等缺點(diǎn)。

當(dāng)前第69頁(yè)\共