纺织材料化学纤维.

纺织材料纺织材料学简介纺织材料是指纺织工业所使用的纤维原料（纺织纤维）及其加工制造的半成品（条子、粗纱等）、制品（纱线、织物包括机织物或梭织物、针织物、编结物、毡品、非织造物等）这些材料统称为纺织纤维材料，简称纺织材料。纤维原料--棉花半成品--条卷、粗纱制品--纱线、织物纺织材料学是研究纤维、纱线、织物及其半成品的结构、性能，结构与性能的关系，及其与纺织加工工艺的关系等方面知识、规律和技能的一门科学。纺织材料学研究的主要内容是：纺织纤维、纱线、织物的基本结构；纺织纤维、纱线、织物的物理性质，它们的工艺意义、指标、测试方法、试验仪器的工作原理和使用，以及影响这些性质的因素；纤维、纱线、织物的基本结构与物理性质的内在联系；纤维、纱线、织物三者性质间的相互联系。纺织材料是指纺织工业所使用的纤维原料（纺织纤维）及其加工制造的半成品（条子、粗纱等）、制品（纱线、织物包括机织物或梭织物、针织物、编结物、毡品、非织造物等）这些材料统称为纺织纤维材料，简称纺织材料。一、什么是纺织纤维？细度很细，直径一般为几微米到几十微米，而长度比直径大百倍、千倍以上的细长物质称为纤维，如棉花、叶络、肌肉、毛发等。可以用来制造纺织品的纤维称为纺织纤维。纺织纤维有以下特性：一定的长度和细度一定的机械性能（强力、变形、弹性、耐磨、柔软性等）一定的吸湿性、导电性和热学性质化学稳定性和良好的染色性能特种工业用纺织纤维有特殊要求。纺织纤维及其分类二、纺织纤维的分类纺织纤维的种类很多，习惯上按它的来源分为天然纤维和化学纤维两大类。天然纤维指自然界原有的，或从经人工培植的植物中、人工饲养的动物中获得的纺织纤维。根据它的生物属性又可分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维。种子纤维：棉植物纤维韧皮纤维：苎麻、黄麻等叶纤维：剑麻等天然纤维果纤维：椰子纤维动物纤维毛发：羊毛、兔毛等分泌液：蚕丝矿物纤维石棉化学纤维是用天然的或合成的高聚物为原料，主要经过化学方法加工制造出来的纺织纤维。按原料、加工方法和组成成分的不同，又分为再生纤维、醋酯纤维、合成纤维和无机纤维四类。再生纤维醋酯纤维化学纤维合成纤维无机纤维二醋酯纤维三醋酯纤维粘胶纤维铜氨纤维涤、锦、腈、维、氯、丙、氨纶玻璃纤维、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维再生纤维素纤维再生蛋白质纤维特种纤维化学纤维一、化学纤维的分类二、化学纤维制造概述三、常见化纤的特性简介（一）粘胶纤维（二）铜氨纤维（三）醋酯纤维（四）涤纶（五）锦纶（六）腈纶（七）维纶（八）丙纶（九）氯纶（十）氨纶（十一）芳纶（十二）乙纶四、差别化纤维和功能纤维总目录化学纤维化学纤维是指用天然的或合成的高聚物为原料，以过化学方法和机械加工制成的纤维。一、化学纤维的分类（一）按原料的来源分1、再生纤维是以天然的高聚物为原料，经过化学处理和机械加工纺丝而成。包括再生纤维素纤维（如粘胶纤维和铜氨纤维）和再生蛋白质纤维。2、合成纤维是以天然的低分子化合物为原料，通过有机合成制得的高聚物，再经过机械加工制得的纺织纤维。（二）按化学组成分按照化学纤维的化学组成分，可将化学纤维分为许多种，几种常见化学纤维名称、组成单体、分子结构、国内外商品名称、纤维代号见下表。（三）按形态结构分1、长丝化纤长丝为长度很长的单根或多根连续化纤丝条。化纤长丝又可分为单丝、复丝与变形丝。2、短纤维化学纤维的长度和线密度可以根据纺纱工艺加工的要求，将其制成棉型、毛型和中长型。二、化学纤维制造概述化学纤维的制造必须经过高聚物的聚合或提纯、纺丝液的制备、纺丝和后加工四个步骤。（一）高聚物的聚合或提纯再生纤维的原料是天然高聚物，需经提纯除去杂质。合成纤维则是以煤、石油、天然气及一些农副产品等低分子物为原料制成单体后，经过化学聚合或缩聚成高聚物，然后再制成纤维。（二）纺丝流体的制备纺丝流体的制备主要有熔体纺丝法和溶液纺丝法两种方法。凡高聚物的熔点低于其分解温度的，采用熔体纺丝法；对于熔点高于分解温度的采用溶液纺丝法。（三）纺丝将纺丝流体从喷丝头的喷丝孔中压出，呈细流状，再在适当的介质中固化成为细丝，这一过程称为纺丝。常用的纺丝方法有熔体纺丝法和溶液纺丝法两大类。1、熔体纺丝是将熔融的成纤高聚熔体从喷丝头的喷丝孔中压出，在周围空气（或水）中冷却凝固成丝的方法。此方法优点是流程短、纺丝速度高、成本低。合成纤维中的涤纶、锦纶、丙纶等都条用此法纺丝。2、溶液纺丝根据凝固方法的不同分为湿法纺丝和干法纺丝（1）湿法纺丝：将高聚物溶解所制得的纺丝液和喷丝纪中压出，在凝固液中固化成丝的方法。湿法纺丝的纺丝速度较慢，但喷丝孔数较多。所纺的丝截面大多不呈圆形，且有较明显的皮芯结构。腈纶、维纶、氯纶、粘胶纤维采用湿法纺丝。（2）干法纺丝：将用溶液法所制得的纺丝液从喷丝孔中压出，形成细流，在空气中党课迅速挥发而凝固成丝的方法。干法纺丝质量好，喷丝孔数少，但成本较高，对环境的污染较为严重。醋酯纤维、腈纶、氯纶、维纶等采用干法纺丝。3、其他纺丝方法为了改善纤维的某些性能和纺制出具有某些特殊性质的新品种纤维，在上述纺丝法的基础上，又有一些新的纺丝方法。（1）复合纤维纺丝法此法是将两种（或两种以上）不同化学组成或不同浓度的纺丝流体分别由同一喷丝头中压出，在喷丝孔的适当部位相遇后，形成具有两种（或两种以上）不同组分的复合纤维。（2）异形纤维纺丝法用非圆形喷丝孔纺丝，根据喷丝孔的开头可纺得各种不同截面的纤维，如三角形，Y形，星形和中空纤维等。（见图）（3）着色纤维纺丝法此方法是在化学纤维生产过程中掺入适当的颜料或染料，直接制成有色纤维。（4）超细纤维纺丝法此法是在熔体纺丝或干法纺丝的成形时，用高速气流喷吹，并进行高倍拉伸，从而纺得直径细达5μm以下的超细纤维。三、常见化纤的特性简介（一）粘胶纤维1、纤维的主要特征（1）普通粘胶纤维的截面为锯齿且有皮芯结构，纵向平直有沟槽（见图）（2）强度小于棉，断裂伸长率大于棉。吸湿后强度明显下降，湿强只有干强的50%左右。（3）耐磨性较差，吸湿后耐磨性更差。（4）小负荷下容易变形，尺寸稳定性较差。（5）吸湿能力优于棉，在一般大气条件下回潮率可达13%左右。（6）耐热性和热稳定性较好。（7）染色性能良好，染色色谱全，能染出鲜艳的颜色。（8）较耐碱而不耐酸。2、主要用途及使用性能粘胶纤维因其吸湿性好，穿着舒适，可纺性好，与棉、毛及其它合成纤维混纺、交织，用于各类服装及装饰用品。粘胶长丝用于织制丝绸类织物，高强力粘胶可用作轮胎帘子线、运输带等工业用品。（二）铜氨纤维铜氨纤维也是再生纤维素纤维，它是将棉短绒等天然纤维素高聚物溶解在氢氧化铜溶液中，或碱性铜盐的浓氨溶液内，制成纺丝液，再进行湿法纺丝和后加工制成铜氨纤维。1、铜氨纤维的基本特征（1）纤维截面为圆形，且有皮芯结构，纵向平直光滑。（2）铜氨纤维干强与粘胶纤维相近，湿强为干强的50%左右。（3）吸湿能力与粘胶纤维相近，在通常大气条件下回潮率为12%-13%左右。（4）染色性很好，色谱全。（5）较耐碱而不耐酸。（6）耐热性和热稳定性较好。2、主要用途及使用性能铜氨纤维柔软纤细，光泽柔和，常用作高档丝织或针织物。由于原料的限制，工艺较为复杂，产量较低。（三）醋酯纤维1、纤维的主要特征（1）醋酯纤维截面为多瓣形、片状或耳状，无皮芯结构（见图）。（2）二醋酯纤维的强度比粘胶纤维小，湿强约为干强的60%左右；三醋酯纤维湿强与干强相接近。（3）吸湿能力比粘胶纤维差，在一般大气条件下，二醋酯纤维回潮率为6.5%左右，三醋酯纤维为4.5%左右。（4）染色性能较粘胶纤维差，通常采用分散性染料和特种染料染色。（5）醋酯纤维对稀碱和稀酸具有一定的抵抗能力，但对于浓碱会使纤维皂化分解。（6）醋酯纤维的耐热性和热稳定性较好，具有持久的压烫整理性能。2、主要用途及使用性能。醋酯纤维吸湿较低，不易污染，洗涤容易，且手感柔软，弹性好，不易起皱，故较适合于制作妇女的服装面料、衬里料、贴身女衣裤等。也可与其它纤维交织生产各种绸缎制品。（四）涤纶涤纶为聚酯类纤维中用途最广，产量最高的一种。1、涤纶纤维的基本特征（1）涤纶为深体纺丝，故常见纤维的截面为圆形，纵向为圆棒状（见图）。（2）涤纶的拉伸断裂强力和拉伸断裂伸长率都较高，普通型涤纶强度为35.2-52.8CN/tex，伸长率在30%~40%，但因纤维在加工过程中的拉伸倍数不可，可将纤维分为高强低伸型、中强中伸型和低强高伸型。（3）涤纶在小负荷下不易变形，即初始模量高，在常见纤维中仅次于麻纤维。涤纶的弹性优良。因此织物的尺寸稳定性好，挺括抗皱。（4）吸湿性差，在一般大气条件下回潮率只有0.4%左右。（5）染色性较差，多采用分散染料进行高温高压染色。（6）有很好的耐热性和热稳定性。但涤纶织物遇火种易产生熔孔。2、主要用途及使用性能涤纶纤维在服装、装饰、工业中的应用都十分广泛。其短纤维可与天然纤维以及其它化纤混纺，加工不同性能的纺织制品，用于服装、装饰及各种不同领域。涤纶长丝，特别是变形丝可用于针织、机织制成各种不同的仿真型内外衣。长丝还可以用于轮胎帘子线、工业绳索、传动带等工业制品。（五）锦纶锦纶是合成纤维中工业化生产最早的品种，其品种很多，常用的主要有锦纶6和锦纶66。1、锦纶的主要特征：（1）为熔体纺丝纤维。截面、纵面形态与涤纶相似。（2）吸湿能力是常见合成纤维中较好的，在一般大气条件下回潮率可达4.5%左右，有些品种如锦纶4可达7%。（3）耐磨性是常见纺织纤维中最好的。（4）小负荷下容易变形，所以织物保形性和硬挺性不及涤纶织物。（5）耐热、耐晒性较差，晒后发黄发脆。遇火种会熔成小孔。（6）染色性能好，色谱较全。2、主要用途及使用性能。锦纶的产量仅次于涤纶，其产品以长丝为主，主要用于做民用的袜子、围巾、长丝织物及刷子的丝，还可用于织制地毯等。用于工业的可制造轮胎帘子线、绳索、渔网等；国防上主要用于织制降落伞等。锦纶外形（六）腈纶1、腈纶纤维的主要特征（1）为湿法纺丝纤维。截面为圆形或哑铃形，纵面平滑或有1-2根沟槽（见图）。（2）吸湿能力比涤纶好，比锦纶差，在一般大气条件下回潮率为2%左右。（3）强度比涤纶、锦纶低，断裂伸长率则与涤纶、锦纶相似，弹性较差些。（4）耐磨性是合成纤维中最差的。（5）耐日晒性特别优良，在常见纺织纤维中居首位。（6）具有特殊的热收缩性，可将普通腈纶再一次热位伸后骤冷，得到的纤维如果在松弛状态下受到高温处理会发生大幅度回缩。2、主要用途及使用性能腈纶蓬松柔软且外观酷似羊毛，从而有合成羊毛之称，故常制成短纤维与羊毛、棉或其它化纤混纺，织制毛型织物或纺成绒线。粗旦腈纶可织制毛毯或人造毛皮。利用腈纶特殊的热收缩性，可纺成膨松性好、毛型感强的膨体纱。（七）维纶1、维纶纤维的主要特征：（1）为湿法纺丝纤维。截面为腰圆形，纵面平直，有1-2根沟槽（见图）。（2）吸湿能力是常见合成纤维中最好的，在一般大气条件下回潮率可达5%左右。（3）强度大于棉，断裂伸长率和弹性大于棉而差于其他常见合成纤维。（4）耐热水性差，所以须经缩醛化处理，否则耐热水性很差，在热水中收缩大，并会溶解于热水。（5）染色性能较差，染色色谱不全。2、主要用途及使用性能维纶的性质接近于棉，有合成棉花之称。维纶织物的坚牢度优于棉织物，但缺少毛型感。维纶主要以短纤维为主，常与棉纤维混纺。由于纤维性能的限制。一般只制作低档的民用织物。由于维纶与橡胶有很好的粘合性能，被大量用于工业制品，如绳索、水龙带、渔网、帆布帐篷等。（八）丙纶1、丙纶的主要特征：（1）为熔体纺丝纤维，截面、纵面形态与涤纶相似。（2）密度小，是常见纺织纤维中最轻的。（3）具有较稳定的化学性质，对酸碱的抵抗能力较强，有良好的耐腐蚀性。（4）几乎不吸湿，但有芯吸作用。（5）强伸性较好，可与中强中伸型涤纶比美。耐磨性、弹性较好，仅次于锦纶。（6）耐晒性差，易老化，因而制造时常添加防老化剂。（7）染色性较差，色谱不全。2、主要用途及使用性能丙纶短纤维可以纯纺或与棉纤维、粘胶纤维混纺，织制服装面料、地毯等。在工业上可用作土工布、滤布、人造草坪等。裂膜纤维则大量用于包装材料、绳索等。（九）氯纶1、氯纶的主要特性为：（1）可用湿