化纤基础知识和加弹工艺知识

化纤基础知识和加弹工艺常识编写：叶咏东1/68第一编生产与工艺基本常识第一章概述第一节纺织纤维的分类一、纺织纤维纺织纤维分为天然纤维和化学纤维两大类。1、天然纤维分为：1）、植物纤维：又称纤维素纤维。如棉花、木棉、麻等。2）、动物纤维：又称蛋白纤维。如羊毛、兔毛、牦牛绒、骆驼毛等。3）、矿物纤维：又称天然无机纤维。如石棉（温石棉、青石棉等）。2、化学纤维分为：1）、再生纤维：（1）、再生纤维素纤维：粘胶纤维、铜氨纤维。（2）蛋白质纤维：大豆纤维、花生纤维。（3）特种有机化合物纤维：甲壳素纤维、海藻胶纤维。（4）无机纤维：玻璃纤维、金属纤维、碳纤维。2）、合成纤维：（1）、聚酯纤维（涤纶）。（2）、酰胺纤维（锦纶、尼龙）。（3）、聚丙烯腈纤维（腈纶）。（4）、聚烯烃纤维（丙纶、乙纶）。（5）、聚乙烯醇纤维（维纶、维尼纶）。（6）聚氯乙烯纤维（氯纶）。（7）、其它：聚氨酯纤维、芳香族聚酰氨纤维等。二、纤维：凡是直径在数微米至数十微米之间或略粗些，长度比直径大许多倍的物体，称为纤维。三、再生纤维：即以天然记分子化合物为原料，经化学处理和机械加工制得的纤维。四、合成纤维：即以石油、天然气、煤及农副产品等腰三角形为原料，经一系列的化合反应，制成高分子化合物，再经加工而制得的纤维。化纤基础知识和加弹工艺常识编写：叶咏东2/68第二节织物的分类一、机织物：有两组纱线（经纱和纬纱），基本上互相垂直交织而成的片状纺织品。二、针织物：用一组或多组纱线，本身之间或相互之间采用套圈的方法钩联成片的织物。按生产方式不同又可区分为纬编和经编两类。如内、外衣，运动衫及袜类。三、纺织物：用一组或多组纱线，用本身之间或相互之间钩编串套或打结的方式形成片状织物。如花边、毛衣。四、非织造布：由纤维开成网状而制得的织物。如无纺布。五、其它特种织物：如由两组（或多组）经纱、一组纬纱用梭织方法生产的三向织物、三维织物。第三节化学纤维的常用基本概念一、长丝：长丝包括单丝、复丝和帘子丝。1、单丝：指用单孔喷丝板纺制而成的一根连续单纤维。但在实际运用中，往往也包括3—6孔喷丝板纺制的3—6根单纤维组成的少孔丝。较粗的合成纤维单丝（直径0.02—2mm）称为鬃毛，用作绳索、毛刷、日用网兜、鱼网等；细的用作透明丝袜等其它用品。2、复丝：由数十根或上百根单纤维组成的丝条。它的柔顺性比同直径的单丝要好。3、帘子丝：由一百多根或几百根单纤维组成、用于制造轮胎帘子布的丝条，俗称帘子丝。二、短纤维：化学产品被切成几厘米或十几厘米的长度，这种长度的纤维称为短纤维。短纤按长度的不同，可分为棉型、毛型、中长型短纤维。1、棉型短纤维：长度为25---38mm，纤维较细，类似棉花。主要用于与棉混纺，如用棉型聚酯短纤维于棉混纺，称为“涤棉”织物。2、毛型短纤维：长度为70---150mm，纤维较粗，类似羊毛。主要用于与羊毛混纺，如“毛涤”织物。3、中长纤维：长度为51---76mm，纤维介于毛型与棉型之间。三、异型纤维：在合成纤维成形过程中，采用异形喷丝孔纺制的具有非圆形横截面的纤维或中空纤维。异形纤维具有特殊的光泽，并具有蓬松性、耐污性和抗起球性，纤维的回弹性与覆盖性也可得到改善。如三角表横截面与其它纤维混纺有闪光效应；十字形锦纶回弹性强；五叶型有类似真丝的光泽，抗起球、手感和覆盖性良好。四、复合纤维：在纤维的横截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物，或称双组份纤维。有并列型、皮芯型、海岛型的裂离型等。五、变形纱：变形纱包括所有经过变形加工的丝和纱，如弹力丝和膨体纱。1、弹力丝：即变形长丝，可分高弹丝和低弹丝。弹力丝的伸缩性、蓬松性好，其织物在重量、厚度、不透明性、覆盖性和外观特征等方面接近毛织品、丝织品或棉织品。其变形方法主要有假捻法、空气喷射法、热化纤基础知识和加弹工艺常识编写：叶咏东3/68气流喷射法、填塞箱法和赋型法等。2、膨体纱：是利用高聚物的热可塑性，将两种收缩性能不同的合成纤维毛条按比例混合，经热处理后，高收缩性的毛条迫使低收缩性的毛条卷曲，从而使其具有伸缩性和蓬松性、类似毛线的变形纱。如腈纶蓬体纱，用于作外衣、内衣等。六、超细纤维：由于单纤维的粗细对于织物的性能影响很大，所以按单丝的粗细分类，一般可分为常规纤维、细旦纤维、超细纤维和极细纤维。1、常规纤维：线密度为1.4---7dtex。2、细旦纤维：线密度为055---1.3dtex。主要用于仿真丝类的轻薄型或厚型织物。3、超细纤维：线密度为0.11---0.55dtex，可用双组份复合裂离法生产，主要用于高密度防水透气织物和人造皮革、仿桃皮绒织物等。4、极细纤维：线密度为0.11dtex以下，可通过海岛纺丝法生产，主要用于人造皮革和医学滤材等，七、差别化纤维：泛指通过化学改性或物理变形使常规化纤品种有所创新或赋予某些特性的服用化学纤维。1、在聚合及纺丝工序中改性的有：超有光、超高收缩、异染、易染、抗静电、抗起毛起球、防霉、防菌、防污、防臭、吸湿、吸汗、防水、荧光变色等纤维。2、在纺丝、拉伸和变形工序中形成的有：共混、复合、中空、异形、异缩、异色、异材、细旦、超细、特粗、粗细节、三维卷曲、网络、混络、皮芯、并列、毛圈喷气变形、竹节丝、混色、包覆、花色丝等。八、特种纤维：指具有特殊的物理化学结构、性能和用途的化学纤维。如高性能纤维、功能纤维等。它们具有耐高温、耐腐蚀、耐辐射、高强高模、反渗透、导电、导光等特性，主要用于产业及尖端技术等领域。化纤基础知识和加弹工艺常识编写：叶咏东4/68第二章涤纶长丝生产第一节涤纶的原料来源及生产一、原料：涤纶的原料来自于自然界中的煤（电石、煤焦油）、石油、松节油等物质。二、聚酯纤维的生产路线对苯二甲酸PTA直接法间接法（酯交换法）环氧乙烷EO直接加成直接酯化甲酯化甲醇粗DMT（对苯二甲酸二甲酯）对苯二甲酯乙二酯（BHET）精制聚合聚对苯二甲酸乙酯（PET）精DMT铸带熔融切粒酯交换乙二醇ECPET切片甲醇螺杆熔融纺丝直接纺丝初生纤维拉伸拉伸卷曲加捻定型变形切断定型短纤维长丝化纤基础知识和加弹工艺常识编写：叶咏东5/68对苯二甲酸乙二酯的制备方法主要有三种：酯交换法（间接法）、直接法和直接加成法（直接法）。三、学名、商品名及分子结构1、学名：聚对苯二甲酸乙二酯。2、商品名：我国将其称为涤纶：国外的商品名称有很多，如Dacron、Tetoron、Terlenka等。3、分子结构：（OC○COO—（CH2）2—O）n第二节涤纶长丝的性能和用途一、性能1、光泽与消光涤纶长丝通常生产有光、半消光、全消光和色丝。化学纤维不经消光，会发出亮光，为减少或消除化纤的过强光泽，需添加消光剂。消光剂的主要原料为二氧化钛。涤纶长丝一般为乳白色半消光产品，它消光与否与二氧化钛添加量有关。半消光丝：TiO2加入量为0.3---0.5%；在消光的前提下，TiO2的含量应尽量低，并分布均匀、粒子细小。2、具有较高的初始模量纤维的初如模量（弹性模量）是指纤维受拉伸而当伸长为原长的1%时所需要的应力。单位：kgf/mm2。初始模量表征纤维对小形变的抵抗能力。在衣着上则反映纤维对小的拉伸作用或弯曲作用所表现的硬挺度。模量越大，越不易变形、越挺刮、不易超皱；模量越大，织物尺寸稳定、保形性好。3、耐热性和耐光性涤纶的耐热性与热稳定性均好；耐光性也好。涤纶玻璃化温度为80℃；熔点为255---265℃；分解点为290℃；燃烧温度450℃；软化点230-240℃。4、燃烧性能纤维的燃烧性能是纤维在空气中燃烧的难易程度。一般采用“极限氧指数”法（LimitingOxygenIndex—LOI）。LOI：是指使着了火的纤维离开炎源，而纤维仍能继续燃烧时，环境中氮和氧混合气体内所含氧的最低百分比。化纤基础知识和加弹工艺常识编写：叶咏东6/68在空气中，氧的百分比为21%，故纤维的LOI21%，就意味着空气中的氧气足以维持纤维继续燃烧，这种纤维就属于可燃烧性或易燃烧性纤维；若LOI21%，相反则称为难燃性纤维或阻燃性纤维；当LOI26%时，称为阻燃纤维。涤纶的LOI=20.6%。5、吸湿性能纤维的吸湿性是指在标准温度（20℃、65%相对温度）条件下纤维的吸水率。一般采用两种指标来表示：回潮率和含湿率。试样所含水分的重量回潮率=×100%干燥试样重量试样所含水分的重量含湿率=×100%未干燥试样重量涤纶的回潮率0.4---0.5%。因此，涤纶的吸湿性有效期，易产生静电，脱汽性差。吸湿性影响纤维的加工性能和使用性能。吸湿性好的纤维，摩擦和静电作用减小，穿着舒适。6、染色性能由于涤纶自身缺少亲水基因，用水溶性染色时手受到影响，用分散染料或非离子染料染色效果较好。涤纶织物疏水、吸湿性差，故染色困难。涤纶没有亲水基因，分子堆砌紧密，因此染料分子很难进入纤维内部，故采用分散性染料载体染色。7、化学性能涤纶在室温下对稀酸稀碱是稳定的，但随着温度的提高，其耐腐蚀性能有所下降。8、涤纶的电性能涤纶的吸湿性能低，在干燥状态下具有良好的电绝缘性，因此在加工过程中和穿着时由于摩擦而易积聚电荷（静电），不仅加工发生困难而且感觉不舒服，也容易沾灰尘。二、用途涤纶的用途非常广泛，可用在服装、床上用品、装饰用品、工业应用等。化纤基础知识和加弹工艺常识编写：叶咏东7/68第三节涤纶长丝的分类和生产工艺流程一、涤纶长丝的分类未拉伸丝（常规纺丝）UDY（UndrawnYarn）初生纤维半取向丝（中速纺丝）MOY(MediumOrientedYarn)预取向丝（高速纺丝）POY(PreOrientedYarn、PartialorientedYarn)高取向丝（超高速纺丝）HOY(HighOrientedYarn)涤纶长丝拉伸丝拉伸丝（低速拉伸丝）DY(DrawnYarn)全拉伸丝（纺丝拉伸一部法）FDY(FullDrawnYarn)常规变形丝TY(TexturedYarn)变形丝拉伸变形丝DTY(DrawTexturingYarn)空气变形丝ATY(AirTexturingYarn)（1）、取向：高聚物中大分子或链段在外力作用下沿作用力方向（纤维轴向）排列的现象，称为取向。（2）、取向度：纤维大分子排列方向与纤维轴向符合程度，称为取向度。（3）、结晶态：纺织纤维中大分子有规律地整齐排列的状态，称之。（4）、结晶区：呈现结晶态的区域叫结晶区。（5）、结晶度：指结晶的体积占纤维总体积的百分比。（6）、预取向：在后纺加工过程中的拉伸还有一次取向，故把纺丝过程中的取向称为预取向。二、生产工艺路线1、常规纺丝常规纺丝也叫低速纺丝。是纺丝卷绕——拉伸加捻——假捻变形的三步法工艺路线。UDYDYTYYS=1000—1500m/minYS=600—1100m/minYS=100—160m/min常规纺丝运行稳定，质量好，易掌握技术，M率高（96%以上）。可纺制：33—167dtex粗细的纤维。化纤基础知识和加弹工艺常识编写：叶咏东8/682、中速纺丝1）MOYDYYS=1800—2500m/minYS=800—1200m/min可纺制：33—167dtex粗细的纤维；质量比常规纺丝差。2）MOYDTYYS=1800—2500m/minYS=400—500m/min可纺制：55—88dtex粗细的纤维。3、高速纺丝高速纺丝纺速为2800—3600m/min。可分为两种：1）POY—DTY工艺：系二步法工艺路线，生产效率高，流程短。其中：DTY加工速度为450—900m/min；可纺制50-600dtex粗细的纤维。2）POY—DY工艺：系高速纺丝，低速拉伸加捻。可纺制：55—110dtex的DY丝。4、全拉伸丝（FDY）它是低速纺丝、高速拉伸，且两道工序在一台纺丝拉伸联合机上完成，所以也称为“一步法”。纺丝速度：900m/min；拉伸速度：3200m/min。可纺制：55-167dtex粗细的纤维。质量稳定、毛丝少、断头少。5、高取向丝（HOY）也称为全取向丝（FOY）。纺丝速度：5000—6000m/min。目前尚在研发阶段。三、纺丝工艺（POY）流程切片结晶熔融挤出纺丝集束上油PO