《化學(xué)纖維》教學(xué)大綱

1、1 / 5化學(xué)纖維教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱（中、英文） ： 化學(xué)纖維（CHEMICAL FIBER ） 課程號(hào)（代碼） ：300024030 課程類別：專業(yè)選修課 學(xué)時(shí)： 48 學(xué)分： 3二、教學(xué)目的及要求 化學(xué)纖維是高分子材料的一大類型，與人們的生產(chǎn)生活及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)。本課程針對(duì)化 學(xué)纖維發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，主要講授熔融法、濕法、干法、凝膠紡絲、干濕法紡絲等各種紡絲成形方 法的基本原理，成纖聚合物在紡絲過(guò)程中纖維中大分子取向、結(jié)晶和形態(tài)結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程，成形工 藝條件 -結(jié)構(gòu) -性能之間的相互關(guān)系。 結(jié)合紡絲技術(shù)， 分別介紹各種紡絲方法生產(chǎn)的相應(yīng)的化學(xué)纖維品 種。根據(jù)成纖聚合物的

2、性能，選擇滿足其要求且合理可行的紡絲方法，并介紹近期研究發(fā)展起來(lái)的 紡絲成型新技術(shù)。使學(xué)生掌握化學(xué)纖維的基本概念、主要成型過(guò)程及原理等基礎(chǔ)理論知識(shí)，同時(shí)掌 握化學(xué)纖維的成型條件、結(jié)構(gòu)與性能三者之間的關(guān)系，以及化學(xué)纖維領(lǐng)域相關(guān)的測(cè)試表征手段，了 解化學(xué)纖維前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，最終使學(xué)生能夠應(yīng)用化學(xué)纖維基礎(chǔ)課程及相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)，識(shí) 別、表達(dá)、并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析化學(xué)纖維及相關(guān)領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論。矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞 櫪廡賴賃軔朧。對(duì)畢業(yè)要求及其分指標(biāo)點(diǎn)支撐情況：畢業(yè)要求 1，分指標(biāo)點(diǎn) 1.4；畢業(yè)要求 2，分指標(biāo)點(diǎn) 2.5；畢業(yè)要求 3，分指標(biāo)點(diǎn) 3.2；三、教學(xué)內(nèi)容（含各章節(jié)主要內(nèi)容、學(xué)

3、時(shí)分配，并紅字方式注明重點(diǎn)難點(diǎn)） 緒論 （1 學(xué)時(shí)） 簡(jiǎn)要介紹化學(xué)纖維的國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史，化學(xué)纖維的定義、分類、應(yīng)用及發(fā)展方向等內(nèi)容，介紹本課 程的學(xué)習(xí)目的、方法及要求。聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛(ài)氌譴凈禍測(cè)樅。要點(diǎn)：化學(xué)纖維作為三大高分子材料之一在結(jié)構(gòu)與性能上的顯著特點(diǎn)?；瘜W(xué)纖維的定義及分類 按原料來(lái)源或加工方法對(duì)于化學(xué)纖維進(jìn)行分類 化學(xué)纖維的基本概念及質(zhì)量指標(biāo)（ 2 學(xué)時(shí)） 介紹長(zhǎng)絲、短纖、絲束、牽切紗、預(yù)取向絲、變形紗、異形纖維、復(fù)合纖維、超細(xì)纖維、差別化纖 維、特種纖維、高性能纖維、功能纖維、智能纖維等化學(xué)纖維領(lǐng)域的基本概念，對(duì)纖維線密度、強(qiáng) 伸度、彈性、燃燒性能、吸濕性能、染色性能、卷曲性等化學(xué)纖維

4、常見質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行講解，并介紹 相關(guān)測(cè)試方法。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟婭騍東。要點(diǎn)：1.化學(xué)纖維的基本概念（ 0.5 學(xué)時(shí)）2.化學(xué)纖維的質(zhì)量指標(biāo)（ 1.5 學(xué)時(shí)） 纖維的線密度、斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)、初始模量的定義及實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法化學(xué)纖維成型原理及工藝（ 15 學(xué)時(shí)） 從化學(xué)纖維成型的一般過(guò)程和規(guī)律出發(fā)，分析紡絲對(duì)流體的要求、分析各種紡絲方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適 用范圍。分別對(duì)熔體紡絲、濕法紡絲和干法紡絲的過(guò)程中絲條所處應(yīng)力場(chǎng)、速度場(chǎng)、濃度場(chǎng)、溫度 場(chǎng)等進(jìn)行分析，介紹各種紡絲方法的基本工藝過(guò)程及設(shè)備。對(duì)不同紡絲方法所得纖維的結(jié)構(gòu)與性能 進(jìn)行規(guī)律性總結(jié)分析。使學(xué)生掌握基本的三種紡絲方法的原理及工藝。釅錒極額閉鎮(zhèn)

5、檜豬訣錐顧葒鈀。要點(diǎn)：1、化學(xué)纖維成型的基本原理（ 4 學(xué)時(shí)）化學(xué)纖維生產(chǎn)的一般過(guò)程，纖維成型的主要工藝 纖維后處理的基本步驟及作用 對(duì)于給定聚合物如何選擇紡絲方法 紡絲過(guò)程中成纖聚合物的變化，紡絲過(guò)程的基本規(guī)律 紡絲流體的類型及特點(diǎn)，可紡性的定義及判定方法2、熔融紡絲原理及工藝（ 4 學(xué)時(shí)） 熔融紡絲基本過(guò)程，工藝及設(shè)備 熔融紡絲原理熔體紡絲運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué) 紡絲線上纖維的直徑變化及速度場(chǎng)分析 紡絲線上的力平衡及受力分析 紡絲線上的傳熱及溫度分布 熔體紡絲過(guò)程中纖維結(jié)構(gòu)的形成 熔紡過(guò)程中的取向作用 熔紡過(guò)程中結(jié)晶結(jié)構(gòu)的形成 紡絲線上的取向結(jié)晶3、濕法紡絲原理及工藝（ 4 學(xué)時(shí)） 濕法紡絲基本過(guò)

6、程，工藝及設(shè)備 濕法紡絲原理聚合物的溶解（基本特點(diǎn)、溶解的熱力學(xué)要求、溶劑的選擇） 濕法紡絲運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)濕法紡絲成型過(guò)程中紡絲線上的速度分布 濕法紡絲成型區(qū)內(nèi)的噴絲頭拉伸（負(fù)拉伸產(chǎn)生的原因） 濕法紡絲線上的應(yīng)力分析 濕法紡絲過(guò)程中的傳質(zhì)及相轉(zhuǎn)變（用三元相圖分析紡絲成型過(guò)程） 濕法紡絲纖維結(jié)構(gòu)的形成（橫截2 / 5面形狀、皮芯結(jié)構(gòu)、空隙等產(chǎn)生的原因）4、干法紡絲及其他紡絲方法原理及工藝（ 3 學(xué)時(shí)） 干法紡絲工藝 干法紡絲原理干法紡絲運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué) 干法紡絲過(guò)程中的傳熱及傳質(zhì)干法紡絲纖維結(jié)構(gòu)的形成其他紡絲技術(shù)簡(jiǎn)介（干濕法紡絲、凝膠紡絲、液晶紡絲、相分離紡絲、乳液紡絲、靜電紡絲、噴射 紡絲、離心

7、紡絲等）彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡詒爾膚。人造纖維（ 6 學(xué)時(shí)）本章主要介紹原料來(lái)自于自然界高分子材料的人造纖維，以介紹粘膠纖維為主，主要介紹粘膠纖維 的原料來(lái)源、粘膠的制備及紡前處理、粘膠纖維的成型原理及工藝。同時(shí)對(duì)醋酯纖維、銅氨纖維、 海藻酸纖維、殼聚糖纖維和各類蛋白纖維進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔點(diǎn)鉍雜。要點(diǎn)：1、粘膠纖維（ 4 學(xué)時(shí)） 粘膠纖維的生產(chǎn)過(guò)程 纖維素來(lái)源及其物理化學(xué)性質(zhì)簡(jiǎn)介 粘膠的制備及紡前準(zhǔn)備（堿纖維素、纖維素磺酸酯） 粘膠纖維的紡絲成型（凝固浴組成及作用、凝固過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)） 粘膠纖維的后處理2、其他人造纖維（ 2 學(xué)時(shí)）醋酯纖維、銅氨纖維 海藻酸纖維、殼聚糖纖維 蛋白

8、質(zhì)纖維 聚酯纖維（ 6 學(xué)時(shí)） 本章主要介紹化學(xué)纖維的第一大品種聚酯纖維，并以聚酯纖維為代表進(jìn)一步學(xué)習(xí)熔融紡絲的基本工 藝、過(guò)程及原理。本章將從原料制備、原料的紡前準(zhǔn)備、紡絲、后處理各個(gè)工藝過(guò)程對(duì)聚酯纖維的 生產(chǎn)進(jìn)行系統(tǒng)講解。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷巹癩龔。要點(diǎn)：1、概述（聚酯纖維發(fā)展、分類（ UDY 、MOY 、POY、FDY 、DTY 、TY 、ATY 等）、應(yīng)用） 2、聚酯纖維生產(chǎn)工藝原理 聚酯的合成、原料的紡前準(zhǔn)備及處理、聚酯短絲及長(zhǎng)絲的生產(chǎn)、纖維的后處理、紡絲過(guò)程中纖維結(jié) 構(gòu)的變化等3、聚酯纖維的改性及應(yīng)用 聚酰胺纖維（ 3 學(xué)時(shí)） 本章主要介紹脂肪族聚酰胺類化學(xué)纖維，即尼龍系列。本章將

9、介紹聚酰胺種類、結(jié)構(gòu)性，并從原料 合成、紡絲、后處理對(duì)聚酰胺 6 及聚酰胺 66 進(jìn)行詳細(xì)講解。煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚鍍齊鈞。要點(diǎn)：1.概述及聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（聚酰胺的種類及物理化學(xué)性質(zhì)） 2.聚酰胺纖維的生產(chǎn)工藝原理聚酰胺 66 及聚酰胺 6 的合成、原料的紡前準(zhǔn)備、聚酰胺的紡絲、后處理以及聚酰胺纖維的種類及應(yīng) 用。聚丙烯腈纖維（ 3 學(xué)時(shí)） 本章主要介紹聚丙烯腈纖維，并以聚丙烯腈纖維為代表進(jìn)一步學(xué)習(xí)濕法紡絲的基本工藝、過(guò)程及原 理。本章將從聚丙烯腈的原料合成、紡絲原液制備、紡絲、后處理各個(gè)步驟對(duì)聚丙烯腈纖維的生產(chǎn) 進(jìn)行系統(tǒng)講解。鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴縈詰聾。要點(diǎn)：1.聚丙烯腈纖維概述（聚丙烯

10、腈纖維的定義、性質(zhì)及應(yīng)用）2.聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)工藝原理聚丙烯腈的合成（合成方法、第二第三單體的作用） 、聚丙烯腈紡絲原液的制備（溶劑種類） 、聚丙 烯腈纖維的紡絲成型、纖維后處理步驟及作用?；[叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)櫧撻曉。聚乙烯醇纖維（ 3 學(xué)時(shí)） 本章將從聚乙烯醇的原料合成、紡絲原液制備、紡絲、后處理各個(gè)步驟對(duì)聚乙烯醇纖維的生產(chǎn)進(jìn)行 系統(tǒng)講解。介紹聚乙烯醇纖維的結(jié)構(gòu)性能及應(yīng)用。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴買闥齙。要點(diǎn)：1.概述及聚乙烯醇纖維結(jié)構(gòu)與性能2.聚乙烯醇纖維的生產(chǎn)工藝原理聚乙烯醇的合成（ VAc 聚合、醇解，高間規(guī)度、高分子量 PVA 合成）、聚乙烯醇的紡絲成型（濕法 紡絲、凍膠紡絲、加硼紡絲

11、） 、聚乙烯醇纖維的后處理（熱定型、縮甲醛化） ，纖維成型過(guò)程中結(jié)構(gòu) 的變化。滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦鋇絨鈔。聚烯烴纖維（ 3 學(xué)時(shí)） 本章將從原料合成、紡絲成型、后處理、纖維品種及應(yīng)用等方面介紹以聚丙烯、聚乙烯為代表的聚 烯烴纖維。要點(diǎn)： 1.聚烯烴纖維概述（聚丙烯及聚乙烯纖維的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用） 2.聚烯烴纖維的生產(chǎn)工藝原理 聚丙烯和3 / 5聚乙烯的合成、紡絲及后處理。對(duì)聚丙烯主要介紹其短程高速紡，對(duì)聚乙烯主要介紹干濕4 / 5法凝膠紡絲制備高性能聚乙烯纖維。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡縫勵(lì)羆。高技術(shù)纖維（ 6 學(xué)時(shí)） 本章將介紹一系列高技術(shù)纖維，包括高強(qiáng)高模的碳纖維、芳香族聚酰胺纖維、聚苯并惡唑纖

12、維、聚 芳酯纖維等，耐高溫的聚苯并咪唑纖維、聚苯硫醚纖維、聚酰亞胺纖維、酚醛纖維、三聚氰胺等、 高彈性的聚氨酯纖維、功能性的聚芳砜中空纖維等。讓學(xué)生對(duì)高技術(shù)纖維有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。襪備訊顎輪爛薔報(bào)贏無(wú)。要點(diǎn)：1.高技術(shù)纖維的分類及定義 高感性纖維、高性能纖維、功能纖維2.高強(qiáng)高模纖維 對(duì)位芳香族聚酰胺纖維、 PBO 纖維、碳纖維等的結(jié)構(gòu)性質(zhì)與加工方法3.耐高溫纖維間位芳香族聚酰胺纖維、 PPS 纖維、聚酰亞胺纖維、酚醛纖維、三聚氰胺纖維等的結(jié)構(gòu)性質(zhì)與加工 方法4.功能纖維 聚芳砜中空纖維、相變儲(chǔ)能纖維、螯合纖維、抗菌纖維等的種類、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與加工方法。四、教材（名稱、作者、出版社、出版時(shí)間）化學(xué)纖維生產(chǎn)原理及工藝 ，徐建軍、葉光斗主編，自編講義， 20XX 年 1 月五、主要參考資料（1）高分子材料加工原理 （第 2 版）沈新元，中國(guó)紡織出版社， 20XX （2）纖維成形基本原理 A. 謝皮斯基，上?？茖W(xué)技