第二章聚酰胺纖維

其次章聚酰胺纖維1.背景聚酰胺纖維是指纖維大分子主鏈有酰胺鍵連接起來的一類合成纖維。由于其具有優(yōu)良的物理性能和紡織性能，發(fā)展速度很快，直至20世紀(jì)60年頭末，在合成纖維產(chǎn)量中始終居首位，但從1972年起先為滌綸所超過而退居其次位。聚酰胺纖維有很多品種，目前工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用最為廣泛的是聚酰胺6和聚酰胺66。各國的商品名稱不同，如我國稱聚酰胺纖維為“錦綸”，美國稱為“尼龍”（Nylon）。2023/3/2其次章聚酰胺纖維2023/3/22023/3/2其次章聚酰胺纖維Supplex是Invista公司繼Tactel之后推出的新型錦綸66纖維。它具有以下特性：—曲折剛性低于羊毛、滌綸和棉等大多數(shù)纖維，具有棉一般的手感和柔順，消光；—吸濕性好，在化纖中僅次于粘膠；—質(zhì)量輕，強(qiáng)度和耐磨性超過滌綸；—彈性復(fù)原僅次于羊毛和腈綸，優(yōu)于其它化纖；—制成的服裝不易起皺、不縮水、不變形、易干燥、易保養(yǎng)；

—染色性能較好，不易退色等。2023/3/2其次章聚酰胺纖維Coolmax

排汗面料當(dāng)然首推Coolmax，其實(shí)就是滌綸（POLYESTER聚酯）。Coolmax

面料的確具有優(yōu)良的排汗性能，能夠?qū)⒑顾畬?dǎo)到體外。它的四孔中空的纖維構(gòu)造，加上一般coolmax

面料內(nèi)緊外松的針織構(gòu)造，可以最大限度的利用毛細(xì)現(xiàn)象導(dǎo)濕。2023/3/2其次章聚酰胺纖維聚酰胺合成工藝一般可分為兩類：一類是由二元胺和二元酸縮聚而得；另一類為ω－氨基酸縮聚或由內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而得。命名:前一數(shù)字為二元胺的碳原子個數(shù)，后一數(shù)字為二元酸的碳原子個數(shù)。對于開環(huán)聚合只有其單元結(jié)構(gòu)所含碳原子數(shù)目。注：依據(jù)ISO的定義，全芳香族聚酰胺纖維不在聚酰胺纖維類內(nèi)。2023/3/2其次章聚酰胺纖維2023/3/2其次章聚酰胺纖維第一節(jié)聚酰胺纖維原料一、聚酰胺纖維的原料及生產(chǎn)聚酰胺樹脂工業(yè)上主要方法包括熔融縮聚、開環(huán)聚合低溫聚合。聚酰胺66，聚酰胺9等由于聚合體有適當(dāng)?shù)娜埸c(diǎn)，分解溫度比熔點(diǎn)高，可以接受熔融縮聚，而己內(nèi)酰胺，則須要適當(dāng)?shù)幕罨瘎┦怪_環(huán)并聚合。2023/3/2其次章聚酰胺纖維1.已內(nèi)酰胺的開環(huán)聚合環(huán)狀化合物能否變成聚合物，是由熱力學(xué)函數(shù)確定的。環(huán)狀化合物的自由能F1大于聚合物的自由能F2，即滿足，聚合反應(yīng)才有可能進(jìn)行。熱力學(xué)上能夠聚合的環(huán)狀單體，還必需滿足動力學(xué)的條件才能聚合。如已內(nèi)酰胺在熱力學(xué)上能夠開環(huán)聚合，但是純無水已內(nèi)酰胺在加熱條件下，并不能發(fā)身聚合。（緣由）已內(nèi)酰胺轉(zhuǎn)化成線性高聚物，除了必需適當(dāng)?shù)臏囟葪l件外，還必需有活化劑存在。（活化劑的作用）。工業(yè)上普遍接受添加少量水使其聚合，稱為水解聚合。其包括：鏈的引發(fā)、鏈的增長及鏈的終止。2023/3/2其次章聚酰胺纖維2.聚已內(nèi)酰胺的生產(chǎn)流程間歇工藝多接受攪拌釜式反應(yīng)器，而連續(xù)工藝多接受管式反應(yīng)器。2023/3/2其次章聚酰胺纖維二、聚酰胺的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（一）聚酰胺結(jié)構(gòu)1.分子結(jié)構(gòu)聚酰胺的分子是通過酰胺鍵連接起來的線形長鏈分子，在晶體中呈完全伸展的平面鋸齒形構(gòu)形。適合于紡制纖維的聚已內(nèi)酰胺的平均分子量一般為14000～20000左右。2.晶態(tài)結(jié)構(gòu)X射線衍射分析表明，線型聚酰胺在固態(tài)時只是部分結(jié)晶，結(jié)晶度通常在50％以下。聚己內(nèi)酰胺通常具有多種晶態(tài)結(jié)構(gòu)，包括α型、β型及γ型。2023/3/2其次章聚酰胺纖維2023/3/2其次章聚酰胺纖維

α型的晶體是最穩(wěn)定的形式，其密度也最大。β型和γ型的晶體不穩(wěn)定，通過對樣品的不同處理，這種結(jié)構(gòu)可以轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的α型的晶體。2023/3/2其次章聚酰胺纖維（二）聚酰胺的物理和化學(xué)性質(zhì)1.密度聚己內(nèi)酰胺的密度隨著內(nèi)部結(jié)構(gòu)和制造條件不同而有差異，其測得密度為1.12～1.14g/cm3。而聚己二酰己二胺密度范圍為1.13～1.16g/cm3。2023/3/2其次章聚酰胺纖維2.熔點(diǎn)依據(jù)測試方法不同，其熔點(diǎn)數(shù)值也有所差異。2023/3/2其次章聚酰胺纖維3.玻璃化溫度聚酰胺的玻璃化溫度與測定方法和測定條件有關(guān)。

2023/3/2其次章聚酰胺纖維4.熔體粘度聚己內(nèi)酰胺的熔體粘度隨著數(shù)均分子量增大而增加，在恒定溫度下，符合下列公式：2023/3/2其次章聚酰胺纖維推斷聚己內(nèi)酰胺的可加工性，除了測量溫度要相同以外，還必需在低聚物含量和含水量相同的狀況下，才可能得到有用數(shù)據(jù)。2023/3/2其次章聚酰胺纖維6.吸濕性PA相對于其它纖維，由于酰胺鍵中的N原子具有孤對電子，其可以與水分子形成氫鍵，其具有較好的吸濕性。

每兩個酰胺間與其配位的水分子有三個，其中一個分子產(chǎn)生強(qiáng)的氫鍵結(jié)合。2023/3/2其次章聚酰胺纖維7.耐化學(xué)藥品性

聚酰胺耐堿性很好，但耐酸性差，通?？扇苡谟袡C(jī)酸和無機(jī)酸，也可溶于苯酚或一些醇類。2023/3/2其次章聚酰胺纖維其次節(jié)聚酰胺的紡絲成型一、概述聚酰胺纖維一般接受熔體紡絲成型，主要以切片熔融紡絲為主。聚酰胺纖維的結(jié)構(gòu)與聚酯不同，為了避開卷繞絲在卷裝上發(fā)生過多的松弛而變軟，其相應(yīng)紡絲速度必需達(dá)到4200m/min～4500m/min。由于常規(guī)紡絲已逐步被高速紡絲取代，為此，本節(jié)主要介紹高速紡絲。2023/3/2其次章聚酰胺纖維二、聚酰胺纖維高速紡絲的工藝和設(shè)備特點(diǎn)對切片含水率和熔體純度要求含水率小于0.08％，熔體中不允許有6μm以上的雜質(zhì)存在。緣由：高速紡絲，張力大，氣泡或雜質(zhì)的存在會引起應(yīng)力集中，發(fā)生單絲斷裂。2.對紡絲設(shè)備的要求高卷繞速度要求紡絲頭的吐膠量較大，為此須要增加螺桿擠出量和提高紡絲熔體的勻整性。2023/3/2其次章聚酰胺纖維3.絲條冷卻和上油方式高速紡絲，冷卻停留時間短，因此須要加大風(fēng)速和風(fēng)窗的高度。而上油方式也不同與常規(guī)紡絲，其不在卷繞機(jī)板面而在紡絲窗下方的甬道入口處。緣由：削減絲條與空氣的接觸表面，較少摩擦阻力和張力，保證高速卷繞。2023/3/2其次章聚酰胺纖維三、聚酰胺高速紡絲工藝聚酰胺6高速紡絲設(shè)備與聚酯基本相同，但由于物性差異，其工藝具有差別。聚酰胺6紡絲溫度為265～270℃；紡絲速度比聚酯高，至少在4000m/min以上。緣由：由于聚酰胺纖維分子間結(jié)合力大，簡潔結(jié)晶、吸水性強(qiáng)，在低速時簡潔吸水膨脹變形，造成卷裝不良。2023/3/2其次章聚酰胺纖維聚酰胺纖維的取向度隨紡絲速度的提高而增加，為此聚酰胺纖維預(yù)取向絲POY的紡速宜為4000～5200m/min。2023/3/2其次章聚酰胺纖維四、聚酰胺高速紡絲拉伸一步工藝聚酰胺6全拉伸絲（FDY）工藝在常規(guī)紡絲工藝的基礎(chǔ)上加入了其次、第三導(dǎo)絲輥，完成拉伸工藝，可干脆制得錦綸長絲FDY產(chǎn)品。具體工藝參見書P81。2023/3/2其次章聚酰胺纖維工藝參數(shù)對成品絲質(zhì)量的影響1.紡絲溫度紡絲溫度主要取決于聚合體的熔點(diǎn)和熔體粘度。聚酰胺6的紡絲溫度限制在270℃，聚酰胺66則限制在280～290℃左右。緣由：聚酰胺6的熔點(diǎn)215℃；聚酰胺66的熔點(diǎn)255℃。2.冷卻條件一般選擇側(cè)吹風(fēng)，運(yùn)用20℃的露點(diǎn)風(fēng)，送風(fēng)速度一般為0。4～0.5m/s，相對濕度為75％～80％。2023/3/2其次章聚酰胺纖維3.紡絲速度和噴絲頭拉伸倍數(shù)熔體紡絲速度很快，一般對速度設(shè)有下限值，高速紡一般為4000m/min～6000m/min，噴絲頭拉伸倍數(shù)可達(dá)200倍。

紡絲速度越快，噴絲頭拉伸倍數(shù)越大，而后期剩余拉伸倍數(shù)減小。2023/3/2其次章聚酰胺纖維4.上油高速紡絲上油比常規(guī)紡絲上油更為重要。常規(guī)紡絲接受油盤上油，吹風(fēng)位置為卷繞機(jī)上；高速紡絲接受齒輪泵計(jì)量、噴嘴上油法。同時由于FDY具有較高的取向和結(jié)晶度，為此上油位置吹風(fēng)窗下端。5.拉伸倍數(shù)FDY工藝是經(jīng)第一導(dǎo)輥的預(yù)取相絲（POY）連續(xù)繞經(jīng)高速運(yùn)行的輥筒來實(shí)行拉伸。拉伸倍數(shù)一般為1.2～1.3倍。2023/3/2其次章聚酰胺纖維第三節(jié)聚酰胺纖維的后加工一、聚酰胺長絲后加工現(xiàn)在聚酰胺長絲的生產(chǎn)多接受POY－DT工藝，即以高速紡的POY為原料，在同一機(jī)臺上（拉伸加捻機(jī)）一步完成拉伸加捻作用，其與聚酯長絲后加工類似，具體參與書P83。2023/3/2其次章聚酰胺纖維二、聚酰胺高彈絲后加工聚酰胺高彈絲后加工接受假捻變形法，其與聚酯假捻變形絲工藝類似，具體參與書P84。高彈絲與低彈絲工藝差別，有無加熱器。2023/3/2其次章聚酰胺纖維三、聚酰胺簾子線的后加工簾子線是橡膠制品的骨架材料，廣泛用于輪胎、膠管、運(yùn)輸帶等領(lǐng)域。其第一代產(chǎn)品為棉簾子線，到20世紀(jì)50～60年頭為粘膠簾子線取代。由于聚酰胺纖維簾子線具有斷裂強(qiáng)度高、抗沖擊強(qiáng)度高、耐疲憊等優(yōu)良性能，而發(fā)展快速。2023/3/2其次章聚酰胺纖維聚酰胺簾子線生產(chǎn)特點(diǎn)聚合由于簾子線的強(qiáng)度要求高于一般長絲，其必須要提高分子量。其聚酰胺6目前接受加壓預(yù)縮聚－真空閃蒸－后縮聚工藝。2.紡絲成型由于粘度高，一般接受高壓紡絲法，避開高溫，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高。3.復(fù)捻和合股經(jīng)拉伸加捻后的絲條，捻度較低，還須要進(jìn)行復(fù)捻和合股。2023/3/2其次章聚酰胺纖維四、聚酰胺膨體長絲的生產(chǎn)聚酰胺膨體長絲的生產(chǎn)是接受SDTY法，與聚酯空氣變形絲工藝類似，具體參見書P89。紡絲－拉伸－噴氣變形加工一步法2023/3/2其次章聚酰胺纖維2023/3/2其次章聚酰胺纖維第四節(jié)聚酰胺纖維的性能、用途及其改性一、聚酰胺纖維的性能聚酰胺纖維因?yàn)椴糠纸Y(jié)晶和分子間作用力大，其強(qiáng)度較高。其初始模量比其它多數(shù)纖維都低，表現(xiàn)為纖維在運(yùn)用過程中簡潔變形。同時聚酰胺纖維是全部紡織纖維中耐磨性最好的纖維，其為棉花的10倍，羊毛的20倍。吸濕性在合成纖維中最高。2023/3/2其次章聚酰胺纖維2023/3/2其次章聚酰胺纖維二、聚酰胺纖維的用途服裝用纖維低線密度長絲多用內(nèi)衣、運(yùn)動衣、游泳衣等2.產(chǎn)業(yè)用纖維工業(yè)濾布和造紙毛氈的志向材料，聚酰胺簾布輪胎在汽車制造業(yè)中占有重要地位。同時可用作漁網(wǎng)、繩索及平安網(wǎng)等材料