第六章產(chǎn)業(yè)用纖維制品后加工技術(shù)1

1、教材：產(chǎn)業(yè)用纖維制品學,產(chǎn)業(yè)用紡織品,第六章產(chǎn)業(yè)用纖維制品 后加工技術(shù),產(chǎn)業(yè)用纖維制品后加工技術(shù)分類,機械處理 熱定型 化學處理 表面涂層 層壓技術(shù) 復合技術(shù),機械處理,軋光,使織物表面光滑 增加織物的光澤 減小透氣性 增加織物的不透明性 改善織物的手感 使紗線變成扁平 獲得類似真絲樣的光澤 表面起花 非織造布的固化,效果,軋光整理的種類,普通光澤； 摩擦軋光； 軋花； 緞光整理 消光； 疊層軋光,軋光輥筒,數(shù)量為二到七個，最普通的為三輥筒,溫度與光澤的關(guān)系,冷盤，增加手感，無光澤； 溫熱（4080）的盤，有一點光澤； 熱（150250 ）盤，大大提高光澤，通過摩擦和上蠟，能進一步提高光澤。,

2、起毛 用機械作用將織物表面均勻拉出一層絨毛或長毛，使織物松厚柔軟，保暖、耐磨性增強，織紋隱蔽，花型柔和優(yōu)美。 起毛在粗紡毛織物整理中是一道很重要的工序。,熱定型和化學處理,熱定型,利用熱力，消除織物纖維在拉伸過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力，使大分子發(fā)生一定程度的松弛，使編織纖維的形狀固定成型。,化學處理,對織物用化學整理來改善它的性質(zhì)。如柔軟、硬挺、阻燃、防火以及合纖織物(包括混紡織物)的抗靜電、易去污、防熔融等。,涂層技術(shù),01,重點內(nèi)容,層壓技術(shù),02,復合技術(shù),03,第一節(jié) 涂層技術(shù),一、涂層的定義,涂層技術(shù)是一種采用一定的工藝在纖維制品上涂覆一層或多層高聚物等材料，形成一種纖維制品與高分子聚合物的

3、復合制品的技術(shù)。,處理只是在表面，不同于一般傳統(tǒng)的后整理浸軋，溶液不透入織物內(nèi)部，因此，可節(jié)約化工原料。 采用的工藝主要是軋光、涂布、烘燥和焙烘，一般可以不用水洗，節(jié)約大量能源和用水，有利于環(huán)保。 基布要求低，在纖維上可以不受品種限制。 涂層劑品種多，加入不同的添加劑后，可使織物具有各種不同的外表和功能性。,涂層整理的特點,涂層整理產(chǎn)品發(fā)展空間,風格型涂層 功能性涂層,（一）風格型涂層,高彈挺括涂層產(chǎn)品 無光皮膜涂層 油蠟涂層 絨毛感涂層,1.高彈挺括涂層產(chǎn)品,利用仿氨綸高彈性涂層膠涂層，使織物產(chǎn)生仿氨綸般的高回彈性，高伸長率的風格特點。,2.無光皮膜涂層,達到仿真皮效果。,3.油蠟涂層,涂層

4、視覺和觸覺有油感或臘感。,4.絨毛感涂層,似磨毛之絨面，非磨毛工藝而成。 觸覺上帶油滑性絨感，超柔軟手感。,（二）功能性涂層,防水透濕 高耐水壓 抗紫外線 增重、增厚涂層,按化學結(jié)構(gòu)分類 聚氯乙烯涂層劑 聚氨酯類涂層劑 聚丙烯酸酯類涂層劑 有機硅彈性體 聚四氯乙烯樹脂 按反應性能分類 非交聯(lián)型涂層劑 交聯(lián)型涂層劑 自交聯(lián)型涂層劑,涂層劑的種類,二、涂層劑,（一）聚氯乙烯（PVC）涂層劑,1.結(jié)構(gòu)與性能,聚氯乙烯（PVC）涂層劑是氯乙烯在引發(fā)劑作用下聚合而成。,分子式,分子鏈結(jié)構(gòu),二、涂層劑,1.結(jié)構(gòu)與性能,（1）物理機械性能隨增塑劑含量的變化而變化； （2）無毒、耐氣候、耐酸堿性好，絕緣性好，

5、易染成各種顏色； （3）價格低廉,（一）聚氯乙烯（PVC）涂層劑,2.常用助劑,（1）穩(wěn)定劑,2）目前常用的穩(wěn)定劑： 鉛鹽：用于絕緣材料中 金屬皂（硬脂酸鋇和硬脂酸鎘）：耐老化的農(nóng)用薄膜 有機錫：用于人造革的皮層配方中。,1）主要作用：防止聚氯乙烯降解,（2）增塑劑：一種溶劑,1）主要作用：增加其可塑性、柔韌性和膨脹性，調(diào)控聚氯乙烯的物理機械性能（降低其熔融溫度、玻璃化轉(zhuǎn)化溫度，改善其成型加工性能）,2）常用的增塑劑：鄰苯二甲酸酯、環(huán)氧大豆油和氯化石蠟。,（3）潤滑劑,1）主要作用：降低熔融后的聚氯乙烯分子鏈間產(chǎn)生的摩擦熱效應，減少熔融物對加工機械的金屬表面的粘附性，使得加工后的產(chǎn)品表面光滑。

6、,2）常見的潤滑劑：金屬皂、石蠟、硬脂酸和脂肪酸酯。,（4）其它助劑,發(fā)泡劑、發(fā)泡促進劑、填充劑及著色劑。,發(fā)泡劑就是使對象物質(zhì)成孔的物質(zhì),填充劑的作用：就是提高制品的熱變形溫度、降低收縮率、增加抗沖擊性和耐氣候性等。 著色劑的作用：顯示不同的顏色，起裝飾功能。,（二） 聚氨酯（PU）涂層劑,1.結(jié)構(gòu)與性能,主鏈上有重復出現(xiàn)的氨基甲酸酯團（-NH-COO-）。 按結(jié)構(gòu)分有聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯。 按溶解性有溶劑型和水分散性。,2.常用助劑,（1）交聯(lián)劑：作用是增加粘合力,（2）防光氧化劑：紫外線吸收劑或其他抗氧化劑,（3）防水解劑：在水中或潮濕空氣中易降解,（4）其它助劑:著色劑和連接料、

7、溶劑、分散劑和潤濕劑。,（二） 聚氨酯（PU）涂層劑,3.分類,4.性能,（1）獨特的柔韌性、耐磨性、低溫性、潤濕性、粘接性、光澤性以及高內(nèi)聚力和固化速度 ； （2）結(jié)構(gòu)和性能可控。,（三）聚丙烯酸酯（PA）涂層劑,式中X1H或CH3等，X2COOCH2、COOC2H5、CONH2、CN和COOH等。,1.結(jié)構(gòu)和性能,（1）柔軟、耐干洗、耐磨、耐老化，良好的耐光熱性 ，手感可調(diào)； （2）不耐雨水沖洗和濕洗。,2.助劑,（1）增稠劑：用于乳液型涂層劑； （2）交聯(lián)劑：用于水溶性涂層劑。,1.橡膠（Rubber）乳液涂層劑,天然橡膠,氯丁橡膠,丁苯橡膠,丁腈橡膠,（四）其他涂層劑,2.有機硅涂層劑

8、 （有機硅彈性體）,3.聚四氟乙烯涂層劑 （商品名稱：特氟綸）,（四）其他涂層劑,三、涂層加工設(shè)備與工藝,退卷裝置 涂層機構(gòu) 烘燥、熱處理機 疊壓機構(gòu) 壓平、軋紋機構(gòu) 冷卻裝置 卷繞裝置,涂層加工設(shè)備的組成：,1.退卷裝置 使基質(zhì)材料或涂層紙平整而穩(wěn)定地進機器。 2.涂層機構(gòu) 涂層整理機的關(guān)鍵單元。 3.烘燥、熱處理機 通過烘燥、膠凝和（或）焙烘，基質(zhì)材料上的涂層介質(zhì)才能獲得符合涂層整理要求的穩(wěn)定的物理機械性能。,4.疊壓機構(gòu) 將已經(jīng)預涂的基質(zhì)材料連續(xù)平整地粘結(jié)到另一待轉(zhuǎn)移涂層或待疊層粘合的基質(zhì)材料上,5.壓平、壓紋機構(gòu) 通過軋壓、軋紋，可獲得較好的表面整理效果。,6.冷卻裝置： 使涂層基質(zhì)材

9、料降溫 。,7.卷繞裝置： 將涂層產(chǎn)品卷繞成卷，以保持平整和便于運輸。,三、涂層加工設(shè)備與工藝,涂層的加工過程： 1.底布預處理 2.涂層劑配制 3.涂層加工,（一）涂層器具：把涂層劑施加到織物表面上所用的工具,1.刮刀涂頭,刮刀刀刃形狀,（一）涂層器具,幾種采用刮刀涂層將涂層劑刮到織物上的方法：,（1）懸浮刮刀,影響涂量及均勻性的因素：涂層劑黏度、刀刃形狀、底布移動速度、刮刀放置角度、底布張力。 因張力不易控制，此法難以控制涂層量及其均勻性。,（一）涂層器具,（2）帶襯刮刀,刮刀置于橡膠皮帶的上方，底布隨皮帶移動，刮刀對底布涂層，刀對底布的壓強較小，底布的張力也比懸浮刮刀法容易掌握。,（3）

10、輥襯刮刀,刮刀置于支撐輥的上方，底布經(jīng)過時，刮刀對底布涂層，刀對底布不施加張力，涂層量由刮刀與支撐輥間的隔距來調(diào)節(jié)。,（4）氣流刮刀,靠氣流噴射作用對涂量進行調(diào)節(jié)。方式（1）的氣流集中，涂量較薄。（2）的氣流分散，涂量較厚。,2、圓輥涂頭,（1）正轉(zhuǎn)輥式,涂層較薄，適用于黏度較低的涂層劑。,2、圓輥涂頭,（2）反轉(zhuǎn)輥式,單輥反轉(zhuǎn)式,三輥反轉(zhuǎn)式,單輥反轉(zhuǎn)式：涂量小，適用于黏度低的涂層劑。 三輥反轉(zhuǎn)式：能較準確地控制涂量，即使表面不平的底布，也能較均勻地涂上涂層劑。,2、圓輥涂頭,底布完全在浸透的狀態(tài)下進行涂層，對底布的滲透性強。,（3）浸漬輥式,（4）凹版輥式,2、圓輥涂頭,將雕刻成凹紋的凹版輥

11、（涂輥）在槽內(nèi)拾取涂層劑，當?shù)撞纪ㄟ^兩輥的壓點時，凹紋部分的涂層劑便轉(zhuǎn)印到底布上，涂層劑能定量地在底布上分布均勻。 跟凹版印花的原理相同。,其它涂頭,（1）棒狀涂頭,平滑棒、刻槽棒、繞絲棒,繞絲棒,（2）圓網(wǎng)涂頭,其它涂頭,（二）常用涂層工藝,1.直接涂層 2.轉(zhuǎn)移涂層 3.凝固涂層,1.直接涂層,直接涂層是將涂層劑通過物理和機械方法直接均勻地涂布于織物表面而后使其成膜的方法。 優(yōu)點：涂層厚度、涂覆量控制較容易，涂層織物表面光滑，手感好等； 缺點：底布的缺陷容易反映在涂層織物表面，不適用于針織物和非織造布。一般用于機織物的涂層。,（二）常用涂層工藝,刮刀涂頭對底布的張力較大，涂層量又較薄，組織

12、疏松的織物容易變形，不適用于針織物、非織造布或其他稀疏織物，只適用于組織緊密的輕薄織物。,（1）通用直接涂層機,刮刀涂頭，既適應于溶劑型涂層劑，也適應于乳液型涂層劑,（二）常用涂層工藝,（2）泡沫直接涂層機,帶襯刮刀或輥襯刮刀，使用乳液型涂層劑，涂膜強力低，不耐摩擦。限于織物的背面涂層或中間層涂層。,烘箱：將涂層劑塑化發(fā)泡和烘焙成膜 壓輥：將涂膜壓平，是布面光潔 冷卻：將涂層織物快速降溫，以防發(fā)生粘連,（3）地毯直接涂層機,二道涂頭選用棒狀式，適于厚重的織物,2.轉(zhuǎn)移涂層,轉(zhuǎn)移涂層是先以涂層劑涂在片狀載體上，使它形成連續(xù)均勻的薄膜，而后與底布疊合，在很低張力下經(jīng)烘干、軋平和冷卻，然后使轉(zhuǎn)移紙和

13、涂層織物分離。 轉(zhuǎn)移涂層主要應用于對張力比較敏感的非織造布和輕薄織物及針織物等涂層加工。 根據(jù)所用的載體不同： （1）鋼帶式載體涂層 （2）離型紙 （轉(zhuǎn)移紙）載體涂層,（1）鋼帶式載體涂層,專門用于聚氯乙烯的轉(zhuǎn)移涂層，涂頭采用反向輥法，鋼帶使用壽命長，成本低，但鋼帶表面無花紋，只能生產(chǎn)光面的人造革 。,（2）離型紙（又稱轉(zhuǎn)移紙）載體涂層,用于聚氯乙烯和聚氨酯涂層織物的涂層，涂頭采用輥襯刮刀，膜的表面帶有離型紙賦予的花紋。,3.凝固涂層,凝固層不是采用烘箱成膜，而是在凝固浴中成膜,采用單組分聚氨酯作為涂層劑，涂頭采用浸漬輥式，涂層織物的彈性、柔軟性、懸垂性等性能都可和天然皮革媲美。,第二節(jié) 層壓

14、技術(shù),層壓是把片狀材料一層一層地疊合在一起，通過加壓粘結(jié)而成為一個整體的加工技術(shù)。,一、層壓的定義,二、層壓織物的種類,三、層壓工藝粘合劑法、熱熔法、壓延法、焰熔法,涂覆粘合劑,層壓,固化,（一）粘合劑法,三、層壓工藝,（二）熱熔法：建立在熱熔黏合劑基礎(chǔ)上的層壓技術(shù)。,（三）壓延法,（四）焰熔法：主要是針對聚氨酯泡沫塑料的黏合而言。,第三節(jié) 復合技術(shù),復合材料 （Composites Outline ）, 發(fā)展歷程：古代 近代 先進復合材料,古代：草梗合泥筑墻、漆器（麻纖維+土漆）,近代：玻璃纖維增強塑料（1940年1960年）,先進復合材料（1960年） ： 碳纖維、Kevlar增強環(huán)氧樹脂

15、 碳纖維增強金屬基復合材料 陶瓷基復合材料、功能復合材料、智能復合材料,郝家坪出土文物 戰(zhàn)國漆器,波音787夢幻客機, 2009年第一次飛行, 200 - 300個座位,787 復合材料50% 鋁20% 777 -復合材料12% 鋁50%,特點是大量采用復合材料， 低燃料消耗、較低的污染排放、高效益及舒適的客艙環(huán)境,新型結(jié)構(gòu)復合材料,貯氫材料(Hydrogen storage materials),微孔材料,金屬氫化物,復合氫化物,碳納米管復合材料,其他新材料,能源用材料, 定義：用經(jīng)過選擇的、含一定數(shù)量比的兩種或兩種以上的組分（或組元），通過人工復合而成的，具有特殊性能的多相固體材料。,具有

16、可設(shè)計性 ；,人工制造而非天然形成的；,性能取決于各組分性能及協(xié)同效應；,組元間有明顯界面或呈梯度變化的多相材料。,特 點,一、復合材料的定義與分類,傳統(tǒng)材料及其局限性,傳統(tǒng)材料：金屬、無機非金屬、有機高分子材料 各有千秋,復合材料： 揚長避短 協(xié)同效應,克服單一材料的缺點，產(chǎn)生新性能。,對材料的要求：越來越高、越來越嚴、越來越多,復合材料的分類,按基體材料性質(zhì)：,復 合 材 料,金屬基復合材料（MMC）,非金屬基復合材料,聚合物基 (PMC),陶瓷基 (CMC),塑料基,橡膠基,碳及碳化物基,非碳基,復合材料的分類,按纖維材料種類：,玻璃纖維復合材料、碳纖維復合材料、有機纖維復合材料、金屬纖

17、維復合材料、陶瓷纖維復合材料, 按增強材料的形態(tài)、配置：,復 合 材 料,顆粒狀分散相 復合材料,纖維狀分散相 復合材料,彌散強化復合材料,顆粒增強復合材料,板狀復合材料,連續(xù)纖維復合材料,不連續(xù)纖維復合材料,薄片增強復合材料,層板狀復合材料,夾心復合材料,按復合效果：,結(jié)構(gòu)復合材料、功能復合材料,復合材料的分類,基礎(chǔ) 復合材料的主要優(yōu)、缺點：,復合材料主要性能, 高比強度，比模量；, 各向異性；, 抗疲勞性能好；, 高韌性和高減振性 , 制備工藝復雜，性能離散性較大；, 增強體、基體可供選擇種類有限；, 成本較高。, 可設(shè)計性；,聚合物基復合材料主要性能,比強度、比模量大 耐疲勞性能好 減震性好 過載時安全性能好 具有多種功能性（如耐燒蝕、磨擦、絕緣、腐蝕、光電等） 加工性能 但耐高溫、耐老化、材料強度一致性差,金屬基復合材料主要性能,高比模、高比強 導熱導電 熱膨脹系數(shù)低、尺寸穩(wěn)定性好 良好高溫性能 耐磨性能好 疲勞性能和斷裂性能好 不吸潮、不老化、氣密性好,陶瓷基復合材料主要性能,強度高、硬度大 耐高溫 抗氧化 高溫抗磨損、耐化學腐蝕 熱膨脹系數(shù)小 抗彎強渡不高 斷裂韌性低, 復合材料的應用領(lǐng)