1-3、4化學(xué)纖維的

1、第三節(jié) 化學(xué)纖維的 質(zhì)量指標(biāo),一、線密度（細(xì)度、纖度）,表示纖維的粗細(xì)程度（沿長度方向）。 是纖維重要的形態(tài)尺寸和質(zhì)量指標(biāo)之一，與紡紗工藝 、成紗質(zhì)量有密切關(guān)系，且直接影響織物風(fēng)格。,（一）纖維線密度的指標(biāo) 直接法：用直徑、投影寬度、截面積、 周長、比表面積； 間接法：用長度與重量之間的關(guān)系表示。 如: 特數(shù)tex ,分特dtex , 旦數(shù)Nden ,公制支數(shù)Nm,一、線密度（細(xì)度、纖度）,一、線密度（細(xì)度、纖度）,1、直接法： 直徑 直觀，用于圓形截面的纖維。 如：羊毛。 投影寬度 用于非圓形截面的纖維； 截面積 測量困難； 比表面積 計算值。 廢時廢力，單個指標(biāo)不一定確切,一、線密度（細(xì)度

2、、纖度）,2、間接指標(biāo) 利用纖維長度與重量的關(guān)系間接地來表示纖維的線密度。 測量方便,（1） 特克斯 tex（dtex） 國際標(biāo)準(zhǔn)單位 在公定回潮率下，1000米長的纖維所具有重量的克數(shù)。 Gk L Gk 纖維在公定回潮率下的重量，稱為標(biāo) 準(zhǔn)重量（g） L纖維長度（m）,Ntex =, 1000,一、線密度（細(xì)度、纖度）,分特dtex：在公定回潮率下，10000米長的纖維所具有重量克數(shù)。 1tex10dtex 同品種纖維，tex，,一、線密度（細(xì)度、纖度）,纖維越粗 。,一、線密度（細(xì)度、纖度）,（2）旦數(shù)（旦尼爾數(shù)）Nden （den） 天然蠶絲和化纖長絲 在公定回潮率下，9000米長的纖維

3、所具有重量的克數(shù)。 Gk L Gk 纖維在公定回潮率下的重量，稱為標(biāo)準(zhǔn)重量（g） L纖維長度（m） 同品種纖維，Nden，,Nden =, 9000,纖維越粗.,一、線密度（細(xì)度、纖度）,（3）公制支數(shù) Nm 常用于棉紡和毛紡 在公定回潮率下，單位重量（克）的纖維所具有的長度（米）： L Gk Gk 纖維在公定回潮率下的重量，稱為標(biāo)準(zhǔn)重量（g） L纖維長度（m） 同品種纖維，Nm，,Nm =,纖維越細(xì)。,一、線密度（細(xì)度、纖度）,間接細(xì)度指標(biāo)間的換算關(guān)系： Ntex Nm = 1000 Nden Nm = 9000 Nden = 9 Ntex,一、線密度（細(xì)度、纖度）,纖維細(xì)度與成紗質(zhì)量、紡紗

4、工藝的關(guān)系 1、與成紗強度的關(guān)系 在其它條件相同的條件下，纖維越細(xì)，成紗強度越高； 2、與成紗條干的關(guān)系 在其它條件相同的條件下，纖維越細(xì)，成紗條干越均勻； 3、與紡紗工藝的關(guān)系 纖維越細(xì)，加工過程中容易扭結(jié)、折斷而產(chǎn)生棉結(jié)、短纖維。,紡織用語，即紗線、條子的主要線,二、斷裂強度,用來表征纖維品質(zhì)的主要指標(biāo)之一，在很多情況下，提高纖維的斷裂強度可以直接改善制品的使用性質(zhì)。如船用纜繩、吊索、運輸帶和傳動帶等。,二、斷裂強度,絕對強度(P):是指纖維在連續(xù)增加負(fù)荷的作用下，直至斷裂時所能承受的最大負(fù)荷。 單位：牛頓（N）；厘牛（cN)；克力（gf)。 對不同粗細(xì)的纖維，強力沒有可比性。,相對強度(

5、PT):是指纖維在連續(xù)增加負(fù)荷的作用下，直至斷裂時所能承受的最大負(fù)荷與線密度之比。 指單位線密度（每特或每旦）纖維所能承受的最大拉力。 單位：N/tex（cN/dtex）；N/den（cN/den)；gf/dtex。,二、斷裂強度,二、斷裂強度,以上強度在干燥狀態(tài)下測定的，因此又稱為干強度（干強）， 在濕潤狀態(tài)下測定的強度稱為濕強度（濕強）。 表1-4主要紡織纖維的斷裂強度,鉤結(jié)強度（鉤強）：兩根纖維相互套成環(huán)狀，然后將它拉斷時所測定的強度。用于針織品； 打結(jié)強度（結(jié)強）：把一根纖維在中央打結(jié)，然后將其拉斷所測得的強度。用于漁網(wǎng)和繩索。 如果一種纖維的鉤強與結(jié)強低，說明其脆性較大，二者的增減趨

6、勢是一致的，鉤強高，結(jié)強也一定高。,二、斷裂強度,定義：纖維拉伸至斷裂時的伸長率稱為斷 裂伸長率。 它表示纖維承受拉伸變形的能力。 其計算公式為： =（L-Lo）/ Lo 式中： Lo纖維加預(yù)張力伸直后的長（mm）； L 纖維斷裂時的長度（mm）； 普通紡織纖維的斷裂伸長率為10%30%,三斷裂伸長率 ,四.初始模量E,定義：纖維受拉伸而伸長為原長的1%時所需的應(yīng)力。 表征纖維在小負(fù)荷作用下變形的難易程度，它反映了纖維的剛性。 E越大表示纖維在小負(fù)荷作用下 ，剛性 ，其制品比較 ； E越小表示纖維在小負(fù)荷作用下 ，剛性 ，其制品比較軟。 天然纖維：麻棉絲毛； 再生纖維：富纖粘膠醋纖； 合成纖維

7、：滌綸腈綸維綸錦綸,不易變形,容易變形,較好,挺括,較差,影響纖維拉伸性能的因素,內(nèi)因：,（1）大分子結(jié)構(gòu)（大分子的柔曲性、大分子的聚合度）； （2）超分子結(jié)構(gòu)（取向度、結(jié)晶度）； （3）形態(tài)結(jié)構(gòu)（裂縫孔洞缺陷、形態(tài)結(jié)構(gòu)、不均一性。,影響纖維拉伸性能的因素,外因： （1） 溫濕度； （2）測試條件： a.試樣長度：L，出現(xiàn)弱環(huán)的機會 b.試樣根數(shù)：根數(shù)，折算成單纖維強度 c.拉伸速度：v，強力，E,五、燃燒性能,纖維在空氣中的燃燒難易程度 極限氧指數(shù)：使著了火的纖維離開火源，而纖維仍能繼續(xù)燃燒時環(huán)境中氧氣和氮氣混合氣體內(nèi)所含氧的最低體積百率，用LOI表示： LOI=O2/（O2+N2）100%

8、,LOI21%，在空氣中不易燃燒；難燃性或阻燃性纖維 LOI26%，阻燃纖維,幾種纖維的可燃性和阻燃性 易燃纖維：纖維素纖維、腈綸 可燃纖維：羊毛、蠶絲、錦綸、滌綸、維綸、棉花 難燃纖維：氯綸 不燃纖維：玻璃纖維、碳纖維等,五、燃燒性能,六、吸濕性,吸濕性：是指紡織材料從氣態(tài)環(huán)境中吸著水分的能力?；蚣徔棽牧显诳諝庵形栈蚍懦鏊魵獾哪芰Α?吸濕狀態(tài)與多少影響到： 纖維的性能 紡織工藝 織物舒適性 紡織材料的計重核價,（一）纖維的吸濕指標(biāo) 1回潮率與含水率 回潮率W：紡織材料中所含水分重量對紡織材料干重的百分比。 含水率M：紡織材料中所含水分重量對紡織材料濕重的百分比。 式中：Ga紡織材料濕重；

9、G0 紡織材料干重。 目前基本上采用回潮率。,六、吸濕性,2標(biāo)準(zhǔn)回潮率 （1）標(biāo)準(zhǔn)大氣條件 國際標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定為： 溫度（T）：20 3（熱帶為27） 相對濕度（RH%）：65 3% 大氣壓力： 86106 kPa 視各國地理環(huán)境而定。,六、吸濕性,（3）公定回潮率(Wk) 貿(mào)易上為了計重和核價的需要，由國家統(tǒng)一規(guī)定的各種紡織材料的回潮率。 以標(biāo)準(zhǔn)回潮率為依據(jù)，但不等于標(biāo)準(zhǔn)回潮率。 表1-6,六、吸濕性,（二）、 影響纖維吸濕的因素：,六、吸濕性,有內(nèi)因和外因兩個方面。,纖維內(nèi)在因素 1親水基團的作用 纖維大分子中，親水基團的多少和極性強弱均能影響其吸濕能力的大小。數(shù)量越多，極性越強，纖維的吸濕

10、能力越高。 常見的親水基團：,六、吸濕性,如：羥基（-OH）、 酰胺基（-NHCO-)、羧基（-COOH）、氨基(-NH2)等。,六、吸濕性,纖維素纖維： 如棉、粘纖、銅氨等纖維，大分子中的每一葡萄糖?；?個-OH，在水分子和-OH之間可形成氫鍵，所以吸濕性較大。 醋酯纖維中大部分羥基都被乙酸基 （-COCH3）取代，而乙酸基對水的吸引力又不強，因此醋酯纖維的吸濕性較低。,蛋白質(zhì)纖維： 主鏈上含有親水性的酰胺基、氨基（一NH2） 羧基（一COOH）等親水性基團，因此吸濕性很好，尤其是羊毛，側(cè)鏈中親水基團較蠶絲更多，故其吸濕性優(yōu)于蠶絲。,六、吸濕性,合成纖維： 維綸大分子中含有羥基（一OH）

11、，經(jīng)縮醛化后一部分羥基被封閉，吸濕性減小， 但在 合纖中其吸濕能力最好。 錦綸6、錦綸66 大分子中，每6個碳原子上含有一個酰胺基（-CONH-），所以也具有一定的吸濕能力。 腈綸大分子中只有親水性弱的極性基團氰基（-CN），故吸濕能力小。 滌綸、丙綸因缺少親水性基團，故吸 濕能力極差，尤其是丙綸基本不吸濕。,六、吸濕性,2纖維的結(jié)晶度 纖維的結(jié)晶度越低，吸濕能力就越強。在同樣的結(jié)晶度下，微晶體的大小對吸濕性也有影響。一般來說，晶體小的吸濕性較大。,六、吸濕性,如：棉經(jīng)絲光后，由于結(jié)晶度降低使吸濕量增加； 棉和粘膠同屬纖維素纖維，每一個葡萄糖剩基上都含有3個一OH，但棉纖維的結(jié)晶度為70左右，

12、而粘膠纖維僅30左右，W粘膠W棉。,六、吸濕性,纖維無定形區(qū)內(nèi)縫隙孔洞越多越大，纖維吸濕能力越強。 如：粘膠纖維結(jié)構(gòu)比棉纖維疏松，縫隙孔洞多，是其吸濕能力遠高于棉的原因之一； 合成纖維結(jié)構(gòu)一般比較致密，而天然纖維組織中有微隙，這也是天然纖維的吸濕能力遠大于合成纖維的原因之一。,六、吸濕性,3纖維的比表面積 纖維的比表面積越大，表面能也就越大，表面吸附能力越強，吸附的水分子數(shù)也 越多，吸濕性越好。 細(xì)纖維的比表面積大，比粗纖維的回潮率偏大些。,六、吸濕性,4纖維內(nèi)的伴生物和雜質(zhì) a. 棉 b. 羊毛 c. 麻 d. 化學(xué)纖維表面的油劑,六、吸濕性,（二）外界因素 1溫度的影響 2相對濕度的影響

13、3. 氣壓的影響 4. 纖維原來回潮率大小的影響,六、吸濕性,（三） 吸濕對纖維性質(zhì)的影響 1、對重量的影響 2、對長度和橫截面積的影響 纖維吸濕后體積膨脹，橫向膨脹大而縱向膨脹小，表現(xiàn)出明顯的各向異性。,六、吸濕性,3、對密度的影響 W增加，纖維密度增加；大多數(shù)纖維在 W=4%6% 時密度最大。 W再增加，纖維密度逐漸變小，因為纖 維體積顯著膨脹，而水的比重小于纖維。,六、吸濕性,4、對機械性質(zhì)的影響 纖維吸濕后，其力學(xué)性質(zhì)如強力、伸長、彈性、剛度等隨之變化。 對強力的影響： a.一般規(guī)律是W增加，其強力會下降； b.吸濕能力差的纖維，W增加，強力變化不太顯著 多數(shù)合成纖維吸濕后強力變化不顯

14、著。 c.棉、麻纖維，吸濕后強力反而增加；,六、吸濕性,對纖維伸長率的影響： W增加，伸長率有所增加； 這是因為水分子進入纖維內(nèi)部后，減弱了大分子間的結(jié)合力，使它在受外力作用時容易伸直和產(chǎn)生相對滑移的緣故。,六、吸濕性,七、染色性能,染色性對于紡織纖維來說是一種重要的性能，染色性能與纖維的分子結(jié)構(gòu)及超分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，可以來研究纖維的非晶區(qū)結(jié)構(gòu)。 纖維的染色性與三方面因素有關(guān)：染色親和力，染色速度，纖維染料復(fù)合物的性質(zhì),染料與纖維的親和力問題是染色化學(xué)的重要課題，一般說來，染料與纖維的結(jié)合，可通過離子鍵、共價鍵、氫鍵、偶極的相互作用。,七、染色性能,最慢，決定總速度的主要因素,七、染色性能,決定染

15、色速度的因素： （1）染浴中的染料向纖維表面擴散； （2）染料被纖維表面吸附； （3）染料從纖維表面向纖維內(nèi) 部擴散。,纖維染料復(fù)合物的穩(wěn)定性是決定染色堅牢度（耐洗、耐光）的結(jié)構(gòu)因素,七、染色性能,八、纖維的卷曲,卷曲 沿纖維縱向形成的規(guī)則和不規(guī) 則的彎曲。 它與纖維的可紡性、成紗質(zhì)量關(guān)系密切，對織物的柔軟性、蓬松性、彈性、冷暖感等影響很大。,羊毛的卷曲屬于自然卷曲。是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的正、偏皮質(zhì)細(xì)胞呈雙邊結(jié)構(gòu)或偏皮芯結(jié)構(gòu)或不均勻的混雜結(jié)構(gòu)所致。 化學(xué)纖維一般都要人為賦予卷曲以改善其可紡性和織物性能。,八、纖維的卷曲,賦予化纖卷曲的方法： 機械卷曲法 利用纖維熱塑性（暫時卷曲） 復(fù)合紡絲法 利用

16、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不對稱經(jīng)熱處理（永久卷曲） 其他各種變形加工方法,八、纖維的卷曲,表示纖維卷曲性能的指標(biāo) 1、卷曲數(shù)： 指每厘米長纖維內(nèi)的卷曲個數(shù)，是反映卷曲多少的指標(biāo)。 一般化學(xué)短纖維的卷曲數(shù)為1214個/25cm，羊毛的卷曲數(shù)隨羊毛細(xì)度和生長部位而異。,八、纖維的卷曲,八、纖維的卷曲,2、卷曲率 指纖維單位伸直長度內(nèi)，卷曲伸直長度所占的百分率（或表示卷曲后纖維的縮短程度）。 卷曲率的大小與卷曲數(shù)及卷曲波幅形態(tài)有關(guān)。一般短纖維的卷曲率在1015為宜。,八、纖維的卷曲,3、卷曲回復(fù)率 指纖維經(jīng)加載卸載后卷曲的殘留長度對卷曲伸直長度的百分率。 反映卷曲牢度的指標(biāo)，數(shù)值越大，表示回縮后剩余的波紋越深，即

17、波紋不易消失，卷曲耐久。一般短纖維約為7080。,八、纖維的卷曲,4、卷曲彈性率 指纖維經(jīng)加載卸載后，卷曲的殘留長度對伸直長度的百分率。 反映卷曲牢度的指標(biāo)。數(shù)值越大，表示卷曲容易恢復(fù)，卷曲彈性越好，卷曲耐久牢度越好。一般短纖維約為10。,八、纖維的卷曲,九、沸水收縮率,沸水收縮率是指將纖維放在沸水中煮沸30min后，纖維收縮的長度與原來長度之比稱之為沸水收縮率。 它是表示纖維的穩(wěn)定度的一項指標(biāo)。,思考題,1. 表示纖維細(xì)度的指標(biāo)有哪些？各自的含義是什么？習(xí)慣上各表示什么纖維的細(xì)度? 2.推導(dǎo)公制支數(shù)（Nm）、旦（D）、特（Nt）、直徑（d）之間的關(guān)系。 3.公制支數(shù)為5500的棉纖維，合多少

18、分特？直徑為多少？ 1.5旦的丙綸與2旦的滌綸哪個粗？為什么？ （已知纖維密度：棉為1.54g/cm3、滌綸為1.38g/cm3、丙綸為0.91g/cm3） 4.影響纖維吸濕性的因素有哪些？ 5.纖維的染色性與哪些因素有關(guān)？,第四節(jié) 化學(xué)纖維的 生產(chǎn)方法概述,生產(chǎn)過程包括四個工序： （1）原料制備 （2）紡前準(zhǔn)備 （3）紡絲 （4）后加工,一、原料制備,1、成纖聚合物應(yīng)具備的基本性質(zhì) 成纖聚合物：通過化學(xué)和機械而制 成纖維的高分子聚合物 兩類：,天然高分子化合物,合成高分子化合物,再生纖維,合成纖維,成纖聚合物應(yīng)具備的基本性質(zhì),（1） 成纖聚合物大分子必須是線形的，能伸直的分子、支鏈應(yīng)盡量的少

19、，沒有龐大的側(cè)基。,大分子的形狀對纖維的影響,大分子有側(cè)基，則其在空間排列的規(guī)律性對成纖性能有很大影響，如PP。,60,對于合成高聚物，采用不同的合成條件，可以制得分子鏈形狀和支化度不同的制品。如PE。,等規(guī)度高，易結(jié)晶，能成纖丙綸,無規(guī)，橡膠的彈性體或粘性液體,高壓PE，高度的分支結(jié)構(gòu)，結(jié)晶性差，不能成纖,齊格勒催化劑，無分支的直鏈結(jié)構(gòu)，結(jié)晶性好，高強度纖維,（2） 聚合物分子間有適當(dāng)?shù)南嗷プ饔昧?，或具有一定?guī)律性的化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)。 為了得到具有最佳綜合性能的纖維，成纖聚合物應(yīng)有形成半結(jié)晶結(jié)構(gòu)的能力，無定形區(qū)的存在決定了纖維的柔性（彈性）、染色性、吸收性等性能。,成纖聚合物應(yīng)具備的基本性

20、質(zhì),成纖聚合物的結(jié)晶能力 成纖聚合物的結(jié)晶能力和所達到的結(jié)晶度對纖維制造過程與成品纖維的性能有非常大的影響。 原因： 1）結(jié)晶度在很大程度上影響著纖維的物理-機械性能； 2）由非晶態(tài)結(jié)構(gòu)到晶態(tài)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變有助于取向態(tài)的固定。在形成初生纖維的過程中，優(yōu)先產(chǎn)生的是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)或介穩(wěn)定的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，取向拉伸可使纖維中的大分子與其聚集體沿著纖維軸向排列起來，但只有通過結(jié)晶作用，纖維的這一取向態(tài)才能固定下來。,幾乎所有的化學(xué)纖維都屬于取向的部分結(jié)晶聚合物。 取向：對纖維提供強度; 結(jié)晶：提供纖維以高模量；建立結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)點，提供彈性回復(fù)、耐蠕變性、耐溶劑性，并提供足夠的工作溫區(qū); 非晶區(qū)：賦予纖維耐疲勞性、彈

21、性伸長和染色性能。 因此結(jié)晶與化學(xué)纖維性能及成形工藝有密切關(guān)系。,（3）聚合物應(yīng)該具有相當(dāng)高的分子量和較窄的相對分子質(zhì)量分布。 分子量及其分布對聚合物有什么影響？,成纖聚合物應(yīng)具備的基本性質(zhì),有可能得到粘度適當(dāng)?shù)娜垠w或濃度足夠高的溶液. 成纖聚合物的分子量必須達到一定值才能制得強度和彈性較滿意的纖維。 一般說來，合成纖維的物理-機械性能隨著分子量的增大而提高,成纖聚合物應(yīng)具備的基本性質(zhì),成纖聚合物應(yīng)具備的基本性質(zhì),相對分子質(zhì)量分布對纖維性能影響也較大 如采用多分散性大的PET 時，所得纖維的強度較低，斷裂伸長大，耐疲勞性低。,成纖聚合物應(yīng)具備的基本性質(zhì),對于分子量分布寬的樣品，高分子量部分在流

22、動中伸展得很開，當(dāng)外力去除后彈性回復(fù)就大，而分子量小的部分起了增塑作用，又使其回復(fù)加快，因此分子量分布寬的比窄的彈性回復(fù)大，如果彈性回復(fù)過大，紡絲時擠出脹大現(xiàn)象嚴(yán)重。以致容易發(fā)生熔體破裂或并絲現(xiàn)象，紡絲不能順利進行。 因此從流變性質(zhì)上看，對成纖聚合物應(yīng)要求粘性適中，彈性小,要求分子量分布窄；從分子結(jié)構(gòu)上說，要求分子量適當(dāng)，以保證纖維又良好的綜合性能。,成纖聚合物應(yīng)具備的基本性質(zhì),（4）應(yīng)具有一定的熱穩(wěn)定性，聚合物的熔點或軟化點應(yīng)比允許的使用溫度高得多。 非晶性成纖聚合物的玻璃化溫度（Tg） 應(yīng)高于使用溫度，Tg 決定了纖維制品的耐高溫極限。 Tg不能太低，一般常用纖維Tg=020 C,成纖聚合

23、物應(yīng)具備的基本性質(zhì),一般紡織材料的使用溫度在-5050 范圍內(nèi)，但在洗滌和熨燙時會受到更高溫度的作用。 對于工業(yè)或技術(shù)用的特種纖維，則要求纖維耐很高的溫度。應(yīng)大大超過100。,Tm100C,A、 高聚物的提純或聚合 （1）再生纖維 提純，去除雜質(zhì)。 （2）合成纖維 聚合，單體聚合成線型的成纖高聚物。,2、原料的制備,（1）熔體法 將高聚物加熱成熔體（如滌綸、錦綸、丙綸等）。 條件：熔融溫度分解溫度,或高聚物為非熔性,2、原料的制備,熔體紡絲有兩種方法： 一是將聚合（縮聚）所得到的聚合物熔體送去紡絲，這種方法稱之為直接紡絲； 另一種是將聚合（或縮聚）得到的聚合物熔體經(jīng)鑄帶、切粒等工序制成“切片”

24、，然后在紡絲機上重新熔融成熔體并進行紡絲，這種方法稱之為切片紡絲。,2、原料的制備,直接紡絲法（錦綸，滌綸）優(yōu)缺點：,2、原料的制備,切片紡絲法（錦綸，滌綸，丙綸）優(yōu)缺點：,產(chǎn)品質(zhì)量要求高 如：簾線絲、長絲,優(yōu)點：工序簡單，生產(chǎn)效率高，成本低 缺點：聚合過程中的一些單體和低聚物難以除去，影響質(zhì)量,缺點：工序較多，成本高 優(yōu)點：靈活性好，產(chǎn)品質(zhì)量好，可使切片在一定溫度下進行固相補充聚合，進一步提高分子量，增大強度。,溶液法也有兩種方法 一種是：直接利用聚合得到的聚合物溶液作為紡絲原液，稱為一步法； 另一種是：先制成顆粒狀或粉末狀的成纖聚合物，然后再溶解，以獲得紡絲液，稱為二步法。,2、原料的制備

25、,二、紡絲熔體或溶液的制備,1、紡絲熔體的制備（切片法） （1）切片干燥 目的：,脫水,提高結(jié)晶度 和軟化點,切片,（2）切片熔融 主要設(shè)備：螺桿擠出機,二、紡絲熔體或溶液的制備,切片熔融的注意事項： （1）熔融要均勻 （2）防止降解 （3）防止環(huán)結(jié)堵料,二、紡絲熔體或溶液的制備,2、紡絲溶液的制備（二步法） （1） 成纖聚合物的溶解 線形聚合物的溶解過程必先經(jīng)溶脹，即溶劑先向聚合物內(nèi)部滲入，聚合物的體積增大，當(dāng)溶脹過程持續(xù)下去，大分子之間的距離不斷增大，最后聚合物分子以分子狀態(tài)進入溶劑，完成了溶解過程。聚合物的溶解過程實際是無限溶脹的結(jié)果。,二、紡絲熔體或溶液的制備,制備紡絲液的溶劑應(yīng)具備如

26、下特點： a.在適宜的溫度下有良好的溶解性能，盡可能高濃度下低粘度。 b.沸點適宜。若太低，揮發(fā)性太大，增加損耗 惡化勞動條件；太高則不宜干法紡絲，且回收困難。 c.有足夠的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，并應(yīng)便于回收。在溶解過程中不引起聚合物分解或發(fā)生其他化學(xué)變化。,二、紡絲熔體或溶液的制備,d.應(yīng)無毒或微毒，對設(shè)備材料沒有腐蝕性或腐蝕性較小。 紡絲液的溶度根據(jù)纖維品種和紡絲方法的不同而異。通常用于濕法紡絲的溶度為1225%，干法紡絲的濃度高一些，一般在25 35% 之間。,二、紡絲熔體或溶液的制備,81,(2) 紡絲液的過濾與脫泡 溶解后，所得溶液在送去紡絲之前，要經(jīng)過混合、過濾、脫泡等工序，稱為紡

27、前準(zhǔn)備。,二、紡絲熔體或溶液的制備,83,混合的目的是使各批紡絲液的性質(zhì)（濃度、粘度）均勻一致。 過濾的目的是除去雜質(zhì)和未溶解的高聚物。 通常有兩種：,另一種是恒量過濾,目前原液的過濾通常以恒量過濾的方式進行。,一種是恒壓過濾,隨著時間的推移，濾材不斷被污染阻塞，過濾阻力增大，單位時間內(nèi)從壓濾機濾過的原液量下降不利于保持連續(xù)而穩(wěn)定的生產(chǎn),單位時間內(nèi)由壓濾機流出的原液量按工藝要求保持恒定 隨著時間的推移，壓濾機進口壓力需不斷增大,84,脫泡就是除去紡絲液中的氣泡,影響：會造成毛絲或斷頭，甚至使紡絲過程無法正常進行，氣泡直徑較小時，留在單纖維中，形成氣泡絲，會降低其強度，影響染色的均勻性。,來源：

28、1）溶解過程中機械攪拌或齒輪泵輸送的過程中混入 2）聚合過程產(chǎn)生的一些氣泡,脫泡過程：1)常壓下脫泡，時間長 2）真空脫泡，快速,85,三 化學(xué)纖維的紡絲成型 將成纖聚合物的熔體或濃溶液，用紡絲泵連續(xù)、定量而均勻地從噴絲頭的毛細(xì)孔中擠出，而成液態(tài)細(xì)流，再在空氣、水或?qū)ｉT的凝固浴中固化而成為初生纖維的過程稱為紡絲。,合成纖維生產(chǎn),紡絲,改變工藝條件,可在很寬廣的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)纖維的結(jié)構(gòu),改變所得纖維的物理-機械性能,86,濕法紡絲,干法紡絲,最多,較多,87,1.熔體紡絲法 熔體紡絲：將高聚物熔體經(jīng)紡絲噴頭流出熔體細(xì)流、冷凝后而形成初生纖維的方法。 特點：紡絲速度快，適用于能熔化、易流動、不易分解的

29、高聚物( 如聚酯、聚酰胺、聚丙烯)。,88,切片在螺桿擠出機中熔融后熔體被壓送至紡絲箱體中的各紡絲部位經(jīng)紡絲泵定量送入紡絲組件，在組件中經(jīng)過濾然后從噴絲板的毛細(xì)孔中壓出而形成細(xì)流這種熔體細(xì)流在紡絲甬道中冷卻成形初生纖維被卷裝成一定型式。,成形過程中只發(fā)生熔體細(xì)流與周圍空氣的熱交換，而沒有傳質(zhì)過程。,89,特點,特點,粘度小,粘度大,90,熔體紡絲過程包括四步: 1. 紡絲熔體的制備； 2. 將熔體經(jīng)噴絲板眼壓出熔體細(xì)流的形成； 3. 熔體細(xì)流被拉長變細(xì)并冷卻凝固； 4. 固態(tài)絲條的上油和卷繞。 纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)是在整個成形過程中決定的，其中第三步對超分子結(jié)構(gòu)的形成和纖維的物理-機械性能影響更大。,噴絲板,91,2. 濕法紡絲 濕法紡絲是將高聚物在溶劑中配成紡絲液后經(jīng)噴絲頭流出細(xì)流，在凝固浴中凝固形成初生纖維的方法。,紡前準(zhǔn)備： 紡絲液經(jīng)過混合、 過濾和脫泡等,紡絲機,紡絲泵計量,燭形過濾器,噴絲頭,進入,原液細(xì)流,凝固浴,聚合物在凝固浴中 析出而形成纖維,雙擴散 原液細(xì)流中的溶劑向凝固浴擴散，浴中的沉淀劑向細(xì)流擴散,紡絲速度受溶劑和凝固浴的雙擴散速度、凝固浴的流體阻力等因素所限制，因此比熔體紡絲低的多。,濕法紡絲,濕法紡絲工藝流程,93,94,濕紡包括的工序是