化學(xué)纖維發(fā)展概論和質(zhì)量指標(biāo)

化學(xué)纖維發(fā)展概況在此輸入您的封面副標(biāo)題內(nèi)容■第一節(jié)化學(xué)纖維的發(fā)展概況■第二節(jié)化學(xué)纖維的常用基本概念第三節(jié)化學(xué)纖維的主要質(zhì)量指標(biāo)第一節(jié)合成纖維的發(fā)展概況■一、纖維的分類■二、化學(xué)纖維的發(fā)展概況■三、我國化學(xué)纖維工業(yè)的發(fā)展概況二、化學(xué)纖維的發(fā)展概況以天然原料為主(1880~1930)■1884年Chardonnet-硝酸纖維素,1891年工業(yè)化■1901年銅氨纖維■1905年粘膠纖維以合成原料為主(1938~1960).1939尼龍66.1941尼龍6.1946聚氯乙烯纖維.1950~1956腈綸、維綸、滌綸等改性纖維、特種纖維的發(fā)展(1960~)■PTT■PBT■聚酰亞胺、聚苯并咪唑、芳香族聚酰胺、聚苯撐苯并口惡唑■差別化、多功能纖維的發(fā)展(1970~)■全面超越天然纖維的性能纖維的發(fā)展趨勢■從蠶、蜘蛛吐絲想到的-仿生學(xué)是化纖發(fā)展的智慧寶庫■超細(xì)旦纖維-0.001dtex,diameter0.1um■高強(qiáng)度高模量纖維-超過鋼材不是夢■功能纖維-豐富多彩的選擇■智能纖維-能識(shí)別、響應(yīng)、執(zhí)行的高級纖維■具有傳感功能的纖維-智能機(jī)器人的保障■居安思危-.可再生資源的開發(fā)■蜘蛛絲-最強(qiáng)的纖維■蛋白纖維■吐絲機(jī)理尚不完全清楚■特殊酶作用下的快速取向，屬液晶紡絲■蠶絲-最美麗的天然纖維■蛋白纖維■室溫固化成型。吐絲速度極低，取向的動(dòng)力何來?■超細(xì)化帶來的變革■纖度在1~9dtex為普通絲，0.4~1dtex為微細(xì)且絲，小于0.4為超細(xì)旦■天然纖維最細(xì)為真絲(1.1dtex),化學(xué)纖維目前的纖度可達(dá)0.001dtex,僅4g質(zhì)量的聚合體紡出了長度能夠到達(dá)月球距離的超細(xì)纖維?！龀?xì)纖維的優(yōu)點(diǎn)織物更加柔軟，手感改進(jìn);比表面積增大，透氣性改善;吸水吸油性提高;保溫隔熱性增加;織物光澤更加柔和■超細(xì)纖維的應(yīng)用人造麂皮、仿真絲綢、高密度織物、新合纖、高性能潔凈布■功能纖維-豐富多彩的選擇■抗靜電、導(dǎo)電纖維(電子工業(yè)用)防止火災(zāi)而使用的阻燃纖維運(yùn)動(dòng)服所用的防水透濕織物■體操、健美運(yùn)動(dòng)員使用的高彈性織物■內(nèi)衣和醫(yī)療方面使用的高吸水纖維■加工襪類和醫(yī)療服裝使用的防菌纖維■生物降解纖維遠(yuǎn)紅外纖維■抗紫外線纖維■分離膜用的中空纖維■智能纖維-能識(shí)別、響應(yīng)、執(zhí)行的高級纖維智能纖維就是當(dāng)纖維所處的環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，其形狀、溫度、顏色和滲透速率等隨之發(fā)生敏銳響應(yīng)即突躍性變化的纖維。包括:pH響應(yīng)纖維.溫敏纖維.光敏纖維形狀記憶纖維應(yīng)用領(lǐng)域服裝藥物控制釋放新型熱機(jī)轉(zhuǎn)換■智能開關(guān)■具有傳感功能的纖維-智能機(jī)器人的保障■用于測量和信號(hào)傳輸■人口將持續(xù)不斷的增加-2050年世界人口達(dá)90億■纖維用量8公斤人(2050),纖維產(chǎn)量約1億噸■自然資源不斷的枯竭■靠什么來支撐未來舒適的生活?對策:■可再生資源的利用■現(xiàn)有資源的節(jié)約■開發(fā)新的能源和原料來源三、我國化學(xué)纖維工業(yè)的發(fā)展歷史短■20世紀(jì)50年代開始起步，以棉短絨為主要原料的粘膠纖維和以電石為主要原料的維綸。自70年代開始，我國化學(xué)纖維工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向以石油為基礎(chǔ)原料的滌綸、錦綸、腈綸和丙綸，融入國際化學(xué)纖維發(fā)展的主流之中。特別是70年代末，我國實(shí)行以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心的歷史性轉(zhuǎn)變，化學(xué)纖維工業(yè)進(jìn)入高速度發(fā)展時(shí)期?！鏊俣瓤臁?960年我國化學(xué)纖維產(chǎn)量只有1萬t，1970年才達(dá)到10萬t，1980年45萬t，1986年突破100萬t,1992年超過200萬t，1997年達(dá)到460萬t,1998年達(dá)到510萬t,成為世界化學(xué)纖維生產(chǎn)第一大國2005年我國化纖總產(chǎn)量已達(dá)到1629.2萬t。■技術(shù)相對落后■自有技術(shù)少;■產(chǎn)品單-一。我國化纖工業(yè)面臨的問題■1.經(jīng)濟(jì)規(guī)模、生產(chǎn)力布局狀況不合理;2.國內(nèi)化學(xué)纖維市場遭受國外產(chǎn)品的猛烈沖擊;3.自有資金缺乏、債務(wù)負(fù)擔(dān)重;■4.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)流程配置不合理，效益低下;■5.產(chǎn)品開發(fā)跟不上市場需求,產(chǎn)品缺乏競爭力;6.經(jīng)營管理機(jī)制落后、方式陳舊市場營銷不利;7.品種和質(zhì)量問題。總之,與國際先進(jìn)水平相比，我國化纖行業(yè)仍然缺乏強(qiáng)有力的競爭能力。高技術(shù)纖維在神舟五號(hào)飛船上的應(yīng)用■1.非電傳爆導(dǎo)爆索高強(qiáng)纖維2.宇航服高強(qiáng)、阻燃、抗靜電纖維3.引導(dǎo)傘、減速傘、主傘、備份傘及傘索-高強(qiáng)、阻燃、抗靜電纖維4.艙內(nèi)裝飾織物阻燃纖維5.復(fù)合材料高強(qiáng)高模纖維第二節(jié)化學(xué)纖維的基本概念■一、長絲■二、短纖維■三、絲束■四、牽切紗■五、預(yù)取向絲■六、變形紗■七、化學(xué)纖維中的新名詞■異形纖維、復(fù)合纖維、超細(xì)纖維、差別化纖維■高性能纖維、功能纖維、高技術(shù)纖維定義:紡絲流體(溶體或溶液經(jīng)紡絲成型和后加工處理得到的長度以千米計(jì)的連續(xù)纖維?！鲩L絲包括單絲、復(fù)絲、簾子線■單絲:用單孔噴絲頭紡制而成的--根或幾根連續(xù)纖維，較粗的單絲稱為鬃絲;■復(fù)絲:數(shù)十根以_上單纖維組成的絲條;數(shù)根單纖維組成，專門用于制造輪胎簾子布。短纖維■定義:化學(xué)纖維的產(chǎn)品被切成幾厘米至十幾厘米的長度，這種長度的纖維稱為短纖維?！龈鶕?jù)切斷長度的不同，短纖維可分為棉型、毛型、中長型短纖維?！雒扌投汤w維;長度為25~38mm,纖維較細(xì)，類似棉花。主要用于與棉混紡，例如用棉型聚酯短纖維(滌綸)與棉混紡，得到的織物稱“滌棉”織物。■毛型短纖維:長度為70~150mm,纖維較粗，類似羊毛。主要用于與羊毛混紡，例如用滌綸毛型短纖維與羊毛混紡，得到的織物稱“毛滌”織物。中長纖維:纖維的長度為51~76mm,纖維的粗細(xì)介于棉型和毛型之間。主要用于織造中長纖維織物?！龆汤w維除可與天然纖維混紡?fù)?還可與其它化學(xué)纖維的短纖維混紡，由此得到的混紡織物具有良好的綜合性能。另外，短纖維也可講行純紡?！鼋z束■由幾萬根甚至幾百萬根單絲組成的束絲，用來切斷成短纖維和牽切成條子。■牽切纖維■絲束經(jīng)拉伸而斷裂成短纖維，纖維長度不等?！鲱A(yù)取向絲經(jīng)高速紡制得的纖維，具有-一定取向度,但仍需后處理加工。異型纖維的功能■異形纖維具有特殊的光澤，并具有蓬松性、耐污性和抗起球性，纖維的回彈性與覆蓋性也可得到改善。三角形橫截面的滌綸或錦綸與其它纖維的混紡織物有閃光效應(yīng);十字形橫截面的錦綸回彈性強(qiáng)五葉形橫截面的滌綸長絲有類似真絲的光澤、抗起球、手感和覆蓋性良好，扁平、帶狀、啞鈴形橫截面的合成纖維纖維具有麻、羚羊毛和兔毛等纖維的手感和光澤;中空纖維的保暖性和蓬松性優(yōu)良，某些中空纖維還具有特殊用途，如制作反滲透膜，用于人工腎臟、海水淡化、污水處理、硬水軟化、溶液濃縮等?！霾⒘行蛷?fù)合和偏皮芯型復(fù)合，由于兩種聚合物熱塑性不同或在纖維橫截面上不對稱分布，在后處理過程中產(chǎn)生收縮差，從而使纖維產(chǎn)生螺旋狀卷曲，有類似羊毛彈性和蓬松性。■皮芯型纖維是兼有兩種聚合物特性或突出-種聚合物特性的纖維。如將錦綸作皮層，滌綸作芯層，可制得染色性好、手感柔中有剛的纖維;■利用高折射率的芯層和低折射率的皮層可制成光導(dǎo)纖維?！鋈衾脥u組分連續(xù)分散于海組分中形成海島型復(fù)合纖維，再用溶劑溶去海組分，剩下連續(xù)的島組分。就成為非常細(xì)的超細(xì)纖維。裂離型復(fù)合纖維在紡絲成形和后加工過程中均以較粗的長絲形態(tài)出現(xiàn)，而在織造加工中，特別是整理和磨毛過程中，由于兩組分的相容性和界面粘結(jié)性差，每--根較粗的長絲分裂成許多根絲。復(fù)合形式不同，裂離后纖維的截面形狀和粗細(xì)也不同，如圖(f)為桔瓣型復(fù)合纖維，裂離后纖維橫截面為三角形，(g)為裂片型復(fù)合纖維，裂離后成為扁絲。這種裂離型復(fù)合纖維生產(chǎn)技術(shù)在超細(xì)纖維的制造中已被廣泛采用。變形紗定義:變形紗包括所有經(jīng)過變形加工的絲和紗，如彈力絲和膨體紗都屬于變形紗。■彈力絲即變形長絲，可分高彈絲和低彈絲兩種。彈力絲伸縮性、蓬松性好，其織物在厚度、重量、不透明性、覆蓋性和外觀特征等方面接近毛織品、絲織品或棉織品。滌綸彈力絲多數(shù)用于衣著，錦綸彈力絲宜于制造襪子，丙綸彈力絲則多數(shù)用于家用織物及地毯。其變形方法主要有假捻法、空氣噴射法、熱氣流噴射法、填塞箱法和賦型法等。膨體紗是利用高聚物的熱可塑性，將兩種收縮性能不同的合成纖維毛條按比例混合，經(jīng)熱處理后，高收縮性的毛條迫使低收縮性的毛條卷曲，從而使其具有伸縮性和蓬松性、類似毛線的變形紗。以腈綸膨體紗產(chǎn)量為最大，用于制作針織外衣、內(nèi)衣、毛線、毛毯等。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)纖維也可按單纖維的粗細(xì)(線密度)分類，-般分為常規(guī)纖維、細(xì)旦纖維、超細(xì)纖維和極細(xì)纖維。常規(guī)纖維的線密度為1.4~7dtex;細(xì)旦纖維的線密度為0.55~1,3dtex,主要用于仿真絲類的輕薄型或中厚型織物;超細(xì)纖維的線密度為0.11~0.55dtex,可以用雙組分復(fù)合裂離法生產(chǎn)，主要用于高密度防水透氣織物和人造皮革、仿桃皮絨織物等;極細(xì)纖維的線密度在0.11dtex以下，可通過海島紡絲法生產(chǎn)，主要用于人造皮革和醫(yī)學(xué)濾材等特殊領(lǐng)域。差別化纖維差別化纖維系外來語，來源于日本。--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)新或賦子某些特性的服用化學(xué)纖維。在聚合及紡絲工序中改性的有:共聚、超有光、超高收縮、異染、易染、速染、抗靜電、抗起毛起球、防霉、防菌、防污、防臭、吸濕、吸汗、防水、熒光變色等纖維;在紡絲、拉伸和變形工序中形成的有;共混、復(fù)合、中空、異形、異縮、異材、異色、細(xì)旦、超細(xì)、特粗、粗細(xì)節(jié)、三維卷曲、網(wǎng)絡(luò)、混纖、混絡(luò)、皮芯、并列、毛圈噴氣變形以及各種竹節(jié)、疙瘩、結(jié)子、鏈條、辮子、夾色、混色、包覆、起毛起絨的花色絲、紗或纖維條等都屬于差別化纖維的范疇。這類纖維主要用于服裝及裝飾織物，可提高經(jīng)濟(jì)效益、優(yōu)化工序、節(jié)約能源、減少污染以及增加紡織新產(chǎn)品。特種纖維特種纖維-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?！瞿透邷亍瞿透g■耐輻射■高強(qiáng)高模■反滲透■導(dǎo)光■導(dǎo)電等特性主要用于產(chǎn)業(yè)及尖端技術(shù)等領(lǐng)域。第三節(jié)化學(xué)纖維的質(zhì)量指標(biāo)■一、線密度(纖度)■二、斷裂強(qiáng)度三、斷裂伸長率■四、初始模量■五、燃燒性能(阻燃性)■六、吸濕性能■七染色性■八、卷曲度■九、沸水收縮率■十、纖維長度■十一、密度■十二、耐疲勞性十三、耐磨性■十四、耐高溫性■十五、耐化學(xué)試劑穩(wěn)定性■十六、耐候性(大氣、日光)纖維的線密度■表示纖維粗細(xì)程度的法定計(jì)量單位，在我國化學(xué)纖維工業(yè)中，稱“纖度”。■線密度的單位名稱為特，單位符號(hào)為tex,定義為:1000m長纖維重量的克數(shù)即為該纖維的特?cái)?shù)。■常用單位分特特的110稱分特，符號(hào)為ultex.■其它約定單位:■公制支數(shù)(支),1克纖維的米長度:■特=1000/支■Danier(旦),9000m長纖維的重量克數(shù):.特=1/9旦斷裂強(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/特(N/tex)、厘牛/特(cN/dtex)。在國際單位中用Mpa表示。(請換算兩個(gè)單位)■斷裂強(qiáng)度是反映纖維質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。斷裂強(qiáng)度高，纖維在加工過程中不易斷頭、繞輥，最終制成的紗線和織物的牢度性;但斷裂強(qiáng)度太高，纖維剛性增加，手感變硬。■纖維在干燥狀態(tài)下測定的強(qiáng)度稱干強(qiáng)度;纖維在潤濕狀態(tài)下測定的強(qiáng)度稱濕強(qiáng)度?；爻甭瘦^高的纖維，濕強(qiáng)度比干強(qiáng)度低，粘膠纖維濕強(qiáng)度要比干強(qiáng)度低30%~50%。大多數(shù)合成纖維的回潮率很低，濕強(qiáng)度接近或等于干強(qiáng)度。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。國際規(guī)定采用“極限氧指數(shù)”(LimitingOxygenIndex,簡稱LOI)表示。所謂極限氧指數(shù)，就是使著7火的纖維離開火源，而纖維仍能繼續(xù)燃燒時(shí)，環(huán)境中氮和氧混合氣體內(nèi)所含氧的最低百分率。在空氣中，氧的百分率為21%,故若纖維的LOI<21%，可燃性或易燃性，若L01>21%,難燃性或阻燃性纖維。當(dāng)LOI>26%時(shí)稱為阻燃纖維。染色性■染色性是紡織纖維的-項(xiàng)重要性能，它包含的內(nèi)容主要有:■可采用的合適染料，■