第5章化學(xué)纖維

第五章化學(xué)纖維教學(xué)內(nèi)容：1、化學(xué)纖維的分類和命名2、化學(xué)纖維的制造概述3、化學(xué)纖維的常用纖維的結(jié)構(gòu)和性能4、紡織纖維的鑒別教學(xué)重點(diǎn)：1、化學(xué)纖維的常用纖維的結(jié)構(gòu)和性能2、紡織纖維的鑒別

化纖是人工產(chǎn)品，是可以人為制得的纖維：用途：服用、裝飾用、產(chǎn)業(yè)用。

民用：強(qiáng)度高，比重輕，耐磨損，不霉蛀，易洗快干等。

工農(nóng)業(yè)：包裝材料，傳送帶，漁網(wǎng)，繩索等。

交通運(yùn)輸：輪胎簾子線。

醫(yī)療：人造器管，縫合線，消毒紗布，衛(wèi)生用品

國防：炮衣，降落傘，軍用帳蓬，各種防護(hù)服

宇航：耐輻射，耐高低溫纖維，飛行服，宇宙飛船減速器。

聚乙烯漁網(wǎng)線

尼龍復(fù)絲漁網(wǎng)

軍用帳篷

非典防護(hù)服

一、化學(xué)纖維分類化學(xué)纖維——（自然界本來沒有），利用天然的或合成的高聚物(高分子化合物)為原料,通過化學(xué)方法人工生產(chǎn)加工出來的纖維。

▲再生纖維——由木材、牛奶、豆餅、花生、毛發(fā)等天然高聚物，經(jīng)化學(xué)分離、提純和制漿后，再經(jīng)紡絲制得的纖維,因此也稱“人造纖維”?！铣衫w維——以石油、煤和天然氣為原料人工合成高聚物紡絲制得的纖維。第一節(jié)化學(xué)纖維概述

（一）再生纖維：

以天然高聚物為原料，經(jīng)化學(xué)處理和機(jī)械加工而再生制成的纖維。

1、再生纖維素纖維：以天然廣泛存在的纖維素物質(zhì)提取的纖維素制成漿粕為原料，通過化學(xué)處理和機(jī)械加工制成的。如：粘膠纖維、銅氨纖維、醋酯纖維、天絲、Modal，竹漿纖維等。

2、再生蛋白質(zhì)纖維：以天然廣泛存在的蛋白質(zhì)物質(zhì)提取的蛋白質(zhì)漿粕為原料，通過化學(xué)處理和機(jī)械加工制成的。如：大豆蛋白纖維、酪素纖維、蠶蛹蛋白纖維、再生動(dòng)物毛蛋白纖維等3、其他再生纖維：甲殼素纖維、殼聚糖纖維、海藻纖維等（二）合成纖維：由低分子物質(zhì)合成的高分子聚合物為原料經(jīng)過紡絲制成的纖維常用五大綸：*1、聚酰胺纖維：商品名錦綸。

由二元酸與二元胺經(jīng)聚合反應(yīng)制得的高聚物。(早期叫尼龍)--是世界最早工業(yè)化的合成纖維。*2、聚對苯二甲酸乙二酯纖維：商品名滌綸。指由對苯二甲酸與乙二醇經(jīng)縮聚反應(yīng)制得的高聚物。（合成纖維產(chǎn)量最大）*3、聚丙烯腈纖維：商品名為腈綸

指丙烯腈占85％以上的共聚纖維。分子組成為—[CH2-CH]n—

（又稱合成毛）CN4、聚乙烯醇纖維。商品名維綸。因其性質(zhì)較差不常用。*5、聚丙烯纖維：商品名丙綸

。分子組成為-[CH2-CH]n-。（產(chǎn)業(yè)用較多）CH36、聚氯乙烯纖維：商品名氯綸。因其性質(zhì)較差不常用。*7、聚氨酯纖維：商品名氨綸

。8.芳香族聚酰胺纖維：商品名芳綸。目前我國化纖產(chǎn)量：滌綸：1604.61萬噸、粘膠:154萬噸，錦綸：85.22萬噸、腈綸:83.91萬噸、丙綸:22.54萬噸、氨綸14.6萬噸，維綸:4.3295萬噸滌綸已占世界紡織纖維的1/3,約占我國紡織纖維加工量的一半。二、化學(xué)纖維的制造三大步驟：（1）制備紡絲液；（2）紡絲：將紡絲液從噴絲頭細(xì)孔中壓出細(xì)絲流凝固成絲；（3）后加工：將凝固絲加工成各種性能和規(guī)格的紡織纖維。一、制備紡絲液：（分為二類）1、利用天然的高分子化合物（木材、蘆葦?shù)龋?制成漿粕，然后制成紡絲液。2、利用合成的高分子化合物

—制成切片，然后制成紡絲液。錦綸6工業(yè)絲生產(chǎn)線年產(chǎn)1.2萬噸滌綸短纖維生產(chǎn)線（后加工部分）

纖維是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO規(guī)定的人造纖維素纖維名稱纖維名稱英文名縮寫粘膠纖維ViscoseCV莫代爾纖維ModalCMD波里諾西克纖維PolynosicCMD銅氨纖維CuproCUP二醋酯纖維AcetateCA三醋酯纖維TriacetateCTALyocell纖維LyocellCLY其他常見還有：再生竹纖維第二節(jié)再生纖維一、再生纖維素纖維：以纖維素漿粕為原料。（一）粘膠纖維

粘膠纖維-是再生纖維的主要品種，是最早開發(fā)生產(chǎn)的化學(xué)纖維。

制造過程：天然纖維素經(jīng)堿化，生成堿纖維素，再與燒堿、二硫化碳作用生成纖維素黃酸酯，經(jīng)紡絲制得的再生纖維素纖維。性能似天然棉花。

粘膠纖維分長絲和短纖維兩種。短纖維根據(jù)長短粗細(xì)主要有棉型（稱人造棉）毛型（人造毛）。

1.普通粘膠纖維的成分和結(jié)構(gòu)形態(tài)：粘膠纖維的成分：纖維素。

形態(tài)：縱向：帶有溝槽的線條。橫截面：呈鋸齒形

2.普通粘膠纖維的性能①吸濕性和染色性好。（在化學(xué)纖維中最好）

②化學(xué)組成與棉相同，較耐堿而不耐酸。③普通粘膠纖維強(qiáng)度低，濕強(qiáng)更低。④彈性回復(fù)力差，易起皺。⑤耐磨性差。⑥手感柔軟。

（二）銅氨纖維：纖維素溶解于銅銨溶液中，制成銅銨紡絲液紡絲得到的。性能與粘膠類似，強(qiáng)力和耐磨性比粘膠好。（三）醋酯纖維：纖維素與醋酐發(fā)生反應(yīng)，生成纖維素醋酸酯，經(jīng)紡絲而制成的纖維。根據(jù)酯化度不同分為二型醋酯纖維和三醋酯纖維兩類。纖維素上的羥基被乙?；〈陌俜?jǐn)?shù)稱酯化度。通常醋酯纖維指二型醋酯纖維。

二型醋酯纖維長絲光澤優(yōu)雅，手感柔軟，有良好的懸垂性，與粘膠相比，強(qiáng)度低、吸濕差，染色性差。但在彈性、光澤方面性能優(yōu)于粘膠纖維。

（四）莫代爾(Model）：是粘膠的第二代產(chǎn)品。（五）Lyocell（Tencel）纖維:強(qiáng)度好,環(huán)保。是粘膠的第三代產(chǎn)品。

縱向：光滑的圓柱體。橫截面：圓形。

◆Lyocell纖維的性能

（1）綠色環(huán)保。

（2）斷裂強(qiáng)力大。

（3）伸長率較低；伸長率%應(yīng)力cN/tex1-棉2-Lyocell3-Modal4-粘膠5-滌綸力學(xué)性能（4）纖維吸濕膨潤度高（5）易染色（6）不耐皺；（7）耐堿不耐酸；（8）在有氧、無氧條件下都易生物降解。（六）竹漿纖維

竹纖維漿粕經(jīng)過紡絲制造得到再生竹纖維。形態(tài)：縱向：帶有溝槽的線條。橫截面：呈鋸齒形（1）斷裂強(qiáng)度比粘膠要高，和棉接近。（2）斷裂伸長率與粘膠接近。（3）吸濕導(dǎo)濕性和染色性好。（4）耐堿而不耐酸。（5）彈性回復(fù)力差，易起皺。（6）柔軟舒適。（7）抗菌性好。竹漿纖維性能二、再生蛋白纖維：

以蛋白質(zhì)制成漿粕為原料，與其他高聚物接枝或混抽成復(fù)合纖維。（一）大豆蛋白纖維

大豆蛋白纖維制造原料取材于榨過油的豆粕。豆粕浸泡后提取蛋白質(zhì)，通過接枝一定的高聚物（如聚乙烯醇）制成紡絲溶液紡絲而成。目前開發(fā)的大豆蛋白纖維主要是大豆纖維短纖

1.大豆蛋白纖維結(jié)構(gòu)：橫截面：扁平狀不規(guī)則啞鈴形。大豆蛋白均勻分布在聚乙烯醇組分中形成海島形結(jié)構(gòu)，中間有微孔?？v向：表面呈現(xiàn)不明顯的溝槽，且具有一定的卷曲。

2、大豆纖維性能：(1)力學(xué)性能：強(qiáng)度適中。大豆蛋白纖維的干態(tài)斷裂強(qiáng)力接近滌綸，高于棉、粘膠纖維、蠶絲和羊毛；斷裂伸長與蠶絲和粘膠纖維接近；干斷裂伸度高于棉，與蠶絲和粘膠纖維接近；初始模量高于真絲。

（2）卷曲性能：纖維卷曲率1.65％，一般化纖為10-15％，而且纖維卷曲率低，卷曲牢度低；彈性回復(fù)率較差。

(3)吸濕透氣性:大豆蛋白纖維的標(biāo)準(zhǔn)回潮率4%左右,放濕速度比棉和羊毛快,這是影響織物濕熱舒適性能的主要因素。保暖性能優(yōu)于棉和粘膠織物。（4）導(dǎo)電性能：纖維的質(zhì)量比電阻接近蠶絲，靜電效應(yīng)小，有利于紡織加工和用于衣著。（5）耐熱性能：纖維熱收縮率較大（干熱2.3%，沸水2.2%），無熔點(diǎn)，160度微黃、強(qiáng)力明顯下降，200度深黃，300度開始炭化、變?yōu)楹稚茐?。染色和定型溫度不宜超過100度。（6）染色性：纖維本色為淡黃色，可用酸性染料、活性染料染色，尤其是用活性染料染色時(shí)產(chǎn)品顏色鮮艷而有光澤，且日曬、汗?jié)n牢度好。應(yīng)用

目前，國內(nèi)就大豆蛋白纖維面料主要開發(fā)了下述產(chǎn)品：（1）蠶絲／大豆蛋白纖維品種系列。其混紡面料具有色澤鮮艷、閃光、雙色、同色效果，手感滑糯，輕盈飄逸，可作高檔絲綢服裝面料。（2）羊絨、羊毛／大豆蛋白纖維品種系列。有花呢、嗶嘰、板司呢等，可以色織、條染、批染、產(chǎn)品具有彈性優(yōu)良、手感滑糯、光澤持久、色澤堅(jiān)牢等特點(diǎn)，可作高檔西服、女套裝和襯衣面料。（3）大豆蛋白纖維／化學(xué)纖維品種系列。大豆蛋白纖維和化學(xué)纖維混紡交織產(chǎn)品制成具有毛型、絲型手感風(fēng)格的面料，如仿毛型花呢、板司呢等；可開發(fā)中高檔仿毛型產(chǎn)品，手感挺括、光澤好、吸濕性好、穿著舒適，可提高產(chǎn)品檔次。（4）純大豆纖維面料及其彈力織物。純大豆蛋白纖維制成的面料，具有棉型和毛型風(fēng)格，；大豆彈力織物，可將大豆纖維包復(fù)氨綸或其它纖維包復(fù)氨綸與大豆纖維交織，制成緯向彈力或雙彈性織物，其成品具有色澤鮮艷、手感柔軟、光澤好等特點(diǎn)。應(yīng)用（二）酪素復(fù)合纖維酪素復(fù)合纖維俗稱牛奶蛋白纖維，以牛奶為原料加工為高級服裝用纖維材料是當(dāng)今“環(huán)保纖維”研究的熱點(diǎn)之一。牛奶纖維已在荷蘭、日本等一些國家已有批量生產(chǎn)，且牛奶纖維內(nèi)衣已由日本進(jìn)入香港市場，進(jìn)而進(jìn)入廣州市場，因其穿著特別舒適，易洗快干、耐用，而深受高收入消費(fèi)群體的歡迎。日本東洋紡公司開發(fā)出了性能優(yōu)異的以牛奶為原料的再生蛋白質(zhì)纖維，上?！罢摇迸Ｄ探z科技公司生產(chǎn)了“正家牌”牛奶蛋白纖維利用接技共聚技術(shù)將蛋白質(zhì)分子與丙烯腈分子制成含牛奶蛋白的漿液，再經(jīng)濕法紡絲制成復(fù)合纖維。日本生產(chǎn)的牛奶蛋白纖維含蛋白質(zhì)約4%。1、結(jié)構(gòu)特征：橫截面：呈腰圓形或近似啞鈴形?？v向：有溝槽。2、牛奶纖維的性能特征真絲般的手感：牛奶纖維具有光滑的手感，觸摸時(shí)感覺溫暖，具有真絲般的手感，同時(shí)，其手感柔軟，易彎曲。優(yōu)雅的光澤：牛奶纖維具有柔和、優(yōu)雅的真絲般的光澤。極好的保暖性：牛奶纖維具有類似于真絲的低熱傳導(dǎo)率，所以保暖性好。在對織物進(jìn)行的冷暖觸感的測定中，牛奶纖維表現(xiàn)出的溫暖感最好；對穿著保溫性的測定表明，牛奶纖維的保溫性比蠶絲好。導(dǎo)濕性與速干性：牛奶纖維能快速吸收水分，并且吸濕后能很快將水分散發(fā)出，不會(huì)象真絲和棉織物那樣被汗水潤濕后就貼在身上，同時(shí)保持真絲般的光滑和柔順，不會(huì)有悶熱的不舒服感。牛奶纖維洗后能速干。牛奶纖維的應(yīng)用

牛奶纖維由于具有優(yōu)越的自然光澤和水分保持性，可用作各種外衣面料，如：針織套衫、T恤衫、女式襯衣、牛仔褲等，還可用于制作內(nèi)衣和貼身衣服。由于牛奶纖維具有良好的保暖性，因此成為制作寢具的理想材料，當(dāng)然價(jià)格也比較昂貴，此外，該纖維還可用作日常生活中的許多產(chǎn)品，如毛巾、浴巾、手帕等。

合成纖維是20世紀(jì)40年代初開始發(fā)展起來的，錦綸是世界最早工業(yè)化的合成纖維，隨后腈綸、滌綸等陸續(xù)投入工業(yè)生產(chǎn)。我國從50年代自行開發(fā)出了錦綸，揭開了我國合成纖維工業(yè)的序幕。進(jìn)入70年代，隨著我國石油化工的發(fā)展，合成纖維工業(yè)蓬勃發(fā)展，其中聚酯纖維的發(fā)展尤為迅速。

第二節(jié)合成纖維一、合成纖維種類

1、按形態(tài)結(jié)構(gòu)分（1）長絲：化學(xué)纖維加工的到的連續(xù)絲條，不經(jīng)過切斷工序的。又分為單絲、復(fù)絲與變形絲。（2）短纖維：化纖在后加工中切斷成為各種長度規(guī)格的短纖維。2、按截面形態(tài)和結(jié)構(gòu)分：（1）異形纖維：是指經(jīng)一定幾何形狀（非圓形）噴絲孔紡制的具有特殊截面形狀的化學(xué)纖維。（2）復(fù)合纖維：由兩種及兩種以上聚合物，或具有不同性質(zhì)的同一聚合物，經(jīng)復(fù)合紡絲法紡制成的化學(xué)纖維。分并列型、皮芯型和海島型等。3、按加工性能特點(diǎn)分：

（1）普通合纖（2）差別化纖維：通過化學(xué)或物理方法以改善常規(guī)化纖性能

1、化學(xué)改性：通過改變纖維原來的化學(xué)結(jié)構(gòu)來改變纖維性質(zhì)。如易染纖維等。改善纖維的吸濕，染色性，抗靜電性，難燃性等。

2、物理改性：①改變噴絲孔的形狀—異形纖維

②改變纖維伸直為卷曲—變形纖維

③不同聚合物從同一噴絲孔噴出-復(fù)合纖維

④超細(xì)纖維

改善纖維：膨松性，伸縮彈性，光澤，抗污等，增強(qiáng)特性或功能。（3）功能纖維：是指具有特殊功能或用途的化學(xué)纖維。

如：抗菌防臭纖維、耐輻射纖維等。