纖維材料及其在制備過程中的控制技術(shù)()

纖維材料及其在制備過程中的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)（2）嘉興學(xué)院材料與紡織工程學(xué)院薛元1當(dāng)前第1頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)一、纖維及纖維的結(jié)構(gòu)二、化學(xué)纖維的成形工藝三、紡絲成形過程中纖維結(jié)構(gòu)的控制技術(shù)四、海島纖維的制備技術(shù)纖維材料及其在制備過程中的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)2當(dāng)前第2頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)§

1.5.化學(xué)纖維化學(xué)纖維的形態(tài)：化學(xué)纖維的形態(tài)取決于其制備過程與工藝，一般纖維長(zhǎng)度可以任意選定，其細(xì)度在一定程度上也可以人為控制。大多數(shù)纖維在1.1～1.65tex，細(xì)纖維為0.044～0.11tex，超細(xì)纖維在0.044tex以下3當(dāng)前第3頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)超細(xì)極細(xì)纖維高異收縮（高收縮與纖維自伸長(zhǎng)技術(shù)）絲異形截面纖維異形中空、中空微孔纖維軸向隨機(jī)不勻纖維表面微坑、微孔、微溝槽纖維三維自卷曲纖維共混纖維陽離子改性纖維§

1.6.化學(xué)纖維的結(jié)構(gòu)與形態(tài)4當(dāng)前第4頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)第二章化學(xué)纖維的成形工藝高聚物的提純與聚合紡絲液的制備紡絲后整理5當(dāng)前第5頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)6當(dāng)前第6頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)§2.1.化學(xué)纖維的工藝制造過程化學(xué)纖維的工藝制造過程分為兩類：熔融紡絲法：紡絲液是熔體，紡出的絲在空氣中固化。熔融紡絲的紡絲速度高，目前一般的紡絲速度為1000~2000m/min，采用高速紡絲時(shí)，可達(dá)3000~6000m/min或更高。熔融紡絲加工成本低，但噴絲板孔數(shù)少，絲的截面多為圓形。滌綸、錦綸、丙綸等均采用此法。溶液紡絲法：紡絲液是經(jīng)溶解的高聚物溶液，根據(jù)紡出絲的固化方式又可分為濕法與干法兩種。7當(dāng)前第7頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)熔融紡絲流程化學(xué)纖維熔融紡絲法：8當(dāng)前第8頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)9當(dāng)前第9頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)10當(dāng)前第10頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)化學(xué)纖維濕法紡絲工藝11當(dāng)前第11頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)化學(xué)纖維濕法紡絲工藝干法紡絲工藝流程熱空氣流冷空氣流12當(dāng)前第12頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)§2.2.主要化學(xué)纖維簡(jiǎn)介1、滌綸或聚酯纖維(PET)

聚酯纖維分子有剛性鏈苯環(huán)和柔性亞甲基鏈-CH2-CH2，其間由酯基連接，是典型的剛?cè)嵝约鎮(zhèn)涞木€型大分子，且以剛性為主。側(cè)基上沒有極性基團(tuán)，吸濕和染色差。晶胞屬于三斜晶系（a≠b≠c；α≠β≠γ）。

滌綸纖維的分子及晶格示意圖

13當(dāng)前第13頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)聚酯纖維的宏觀形態(tài)形態(tài)特征§2.2.主要化學(xué)纖維簡(jiǎn)介14當(dāng)前第14頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)2、錦綸纖維(PA)

主要特征：大分子鏈由酰胺鍵(－CONH－)連接主要品種：錦綸6和錦綸66尼龍66尼龍6尼龍66的晶胞結(jié)構(gòu)圖

聚酰胺66的α，β結(jié)晶屬三斜晶系

酰胺鍵：極性基團(tuán)，能形成穩(wěn)定的氫鍵作用，既可使分子間產(chǎn)生相互作用構(gòu)成晶區(qū)，又可與水分子作用形成一定的吸濕性。亞甲基：疏水性的非極性基團(tuán)，個(gè)數(shù)越多，構(gòu)象越多，分子柔性則越大。§2.2.主要化學(xué)纖維簡(jiǎn)介15當(dāng)前第15頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)

聚酰胺纖維的宏觀形態(tài)特征

§2.2.主要化學(xué)纖維簡(jiǎn)介16當(dāng)前第16頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)3、腈綸纖維(PAN)

主要重復(fù)單元：－CH2－CH(CN)－；聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：側(cè)向有序，軸向無序的準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)分子側(cè)向強(qiáng)作用的氰基（－CN）可形成穩(wěn)定的相互作用和排列，導(dǎo)致纖維變脆，故通過加入第二單體（含有酯基的化合物，5％～9％），改善彈性和手感，加入第三單體（1％左右）改善纖維的染色性。腈綸分子堆砌與單元晶格結(jié)構(gòu)這種規(guī)整螺旋棒構(gòu)成的晶格為六角晶系或正交晶系§2.2.主要化學(xué)纖維簡(jiǎn)介17當(dāng)前第17頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)3、聚丙烯腈纖維的宏觀形態(tài)特征

§2.2.主要化學(xué)纖維簡(jiǎn)介18當(dāng)前第18頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)粘膠纖維的宏觀形態(tài)特征

§2.2.主要化學(xué)纖維簡(jiǎn)介19當(dāng)前第19頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)聚丙烯纖維(PP)屬最輕的纖維，幾乎不吸濕，但具有良好的芯吸能力，強(qiáng)度高，織物尺寸穩(wěn)定，耐磨彈性好，化學(xué)穩(wěn)定性好。其化學(xué)單基式為：－CH2－CH(CH3)－4、聚丙烯纖維(PP)

§2.2.主要化學(xué)纖維簡(jiǎn)介20當(dāng)前第20頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)丙綸纖維分子螺旋構(gòu)型根據(jù)甲基在鏈上的排列位置不同，形成不同的立體構(gòu)型，分為等規(guī)，間規(guī)、和無規(guī)，等規(guī)和間規(guī)能形成規(guī)則有序的排列，導(dǎo)致纖維的結(jié)晶。等規(guī)形式，其空間構(gòu)型是螺旋結(jié)構(gòu)，通過三維有序堆砌，構(gòu)成完整結(jié)晶形式，有α、β及擬六方變形等晶型。聚丙烯纖維的構(gòu)型示意圖21當(dāng)前第21頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)聚丙烯纖維的宏觀形態(tài)特征

§2.2.主要化學(xué)纖維簡(jiǎn)介22當(dāng)前第22頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)5、維綸纖維(PVA)

維綸分子中的羥基是極性基團(tuán)，是維綸優(yōu)良吸濕性的主要作用部位。縮醛化后產(chǎn)生的醚鍵是維綸耐水和穩(wěn)定的部分

維綸纖維的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖

聚乙烯醇的晶胞屬單斜晶系，晶胞含有兩個(gè)單元鏈節(jié)，晶格參數(shù)為a=7.81?，b=2.52?，c=5.51?，β=91o42'，常規(guī)維綸的結(jié)晶度約為30%。

CH2CHOHCH2§2.2.主要化學(xué)纖維簡(jiǎn)介23當(dāng)前第23頁\共有26頁\編于星期四\10點(diǎn)6、差別化聚酯纖維的宏觀形態(tài)特征

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