纺织材料学第四章_化学纤维(4)

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4.腈纶的应用
腈纶蓬松柔软,质轻,保暖,易洗易干,不 怕虫蛀和霉烂,适于编织毛衣、腈纶毛毯,也可 加工成人造毛皮等。 腈纶耐晒性很高,适于制作室外用织物。但 耐磨性、耐碱性差,洗涤时不要用力搓洗,不要 用碱性太强的肥皂或洗涤剂。
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七、聚乙烯醇缩甲醛纤维 -维纶( vinylon, PVA) 1.概况 维纶是聚乙烯醇纤维的中国商品名,日本和 朝鲜称为“维尼龙”。未经处理的聚乙烯醇纤 维溶于水,用甲醛或硫酸钛处理后可提高其耐 热水性。维纶于1940年6月进行工业化生产,产 品以短纤维为主,也有少量可溶性长丝。维纶 在性能上与棉花相似,有“合成棉花”之称。
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(四)氨纶的应用 氨纶一般以长丝的形式使用,且不单独使用, 常将氨纶丝与其它纤维纺成包芯纱(2%-10%) 后使用。 可用于制造各种内衣、游泳衣、紧身衣、牛 仔裤、运动服等。
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五、聚丙烯纤维 --丙纶(propylene,PP)
1.概况
丙纶是等规聚丙烯纤维的中国商品名。1955 年研制成功,1957年由意大利开始工业化生产。 丙纶的品种较多,有长丝、短纤维和膜裂纤维等。
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2. 形态 锦纶由熔体纺丝制成,截面近似圆形,纵向 无特殊结构。
普通锦纶纵、 横向形态
根据纺丝孔的形状可制成异形锦纶:
异形锦纶纵、 横向形态
3.性质
(1)密度
较小,1.14 g/cm3,服装制品穿着轻便,且有 良好的防水防风性能。 (2)热学性质 耐热性差,随温度的升高强力下降,收缩率增 大。安全使用温度:低于93℃(PA6),低于130 ℃(锦纶66)。
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(3)机械性质
强伸性:强度是普通纤维中最大的,手指粗的一
根丝可吊起一辆大卡车;断裂伸长率较高;
回弹性:在普通纤维中最好,拉伸3%完全回复,
拉伸10%回复90%(涤纶67%,粘胶32%)。
耐磨性:六大纶中最好(棉的10倍,羊毛的20
倍),可做袜子、刷子。
初始模量:初始模量低,故手感柔软,但织物保
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(7)保暖性 热传导系数低,保暖性较好。 可溶性维纶:不缩醛化的聚乙烯醇纤维可溶于 温水,称可溶性维纶。 可用于纺制超细纱线(与普通纤维混纺成纱 后将维纶溶解掉)
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八、聚氯乙烯纤维(Polyvinyl cholride,PVC) 1.概况 氯纶是聚氯乙烯纤维在我国的商品名称。氯纶 的原料丰富,生产流程短,是合成纤维中生产成 本最低的一种。 氯纶短纤维可以制成棉絮、毛线及针织内衣裤 等,由于氯纶的保暖性非常好,织物经摩擦后容 易产生静电,用其做成内衣对患有风湿性关节炎 的人有一定的辅助治疗作用。此外,氯纶可以加 工成具有各种特殊用途的阻燃纺织品,如沙发布、 安全性帐篷等。
第四章 合成纤维
第四节
合成纤维
Hale Waihona Puke Baidu
合成纤维(synthetic fiber):由低分子物质经 化学合成为高分子聚合物,再经纺丝而成的纤维。 一、合成纤维的种类 (一)按分子结构分 1、碳链合成纤维:聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维等
[CH2-CH]n CH3 [CH2-CH]n
CN
2、杂链合成纤维:聚酰胺纤维、聚酯纤维等
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碱减量处理:在较高的温度下利用浓碱腐蚀涤纶 表面,纤维细度变细,织物重量减轻(失重20 %~25%),光泽柔和,重量减轻,从而形成真 丝绸的外观和手感的工艺过程。

对氧化剂、还原剂和常用的有机溶剂稳定。
6、起毛起球现象
纤维抱合力差,易从短纤维织物中抽出,摩 擦成球后,因涤纶强度大而难以脱落,故织物起 球现像严重。
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2、结构 湿法纺丝的维纶成皮芯层结构,皮层紧密芯层 有空隙; 横截面为腰圆形;纵面形态1-2根沟槽。
维纶纵、横向形态
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3.性质 (1)吸湿性 合成纤维中最好(W=5.0%)。 (2)机械性质 强伸性比棉好,但差于其他合成纤维,耐磨性 较好,50/50棉/维混纺织物强度比纯棉的高60%, 耐磨性可提高100%。 (3)热学性质 耐干热而不耐湿热(收缩)。耐热水性差, 115℃以上收缩变形,煮沸3~4小时,织物变形或 部分溶解。(耐湿热性能和缩醛化的程度有关)
(1)机械性质
强度比涤纶、锦纶低,断裂伸长率则与之相 当,多次拉伸后,剩余伸长率较大,尺寸稳定性 差(领口等易松弛);易起球。 (2)热学性质
具有热弹性,即在热的状态下进行拉伸,再 在张紧状态下进行冷却,纤维在具有较大内应力 的情况下固定下来,这种纤维潜伏着受热后的收 缩性。利用这一性质可生产腈纶膨体纱。
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(4)染色性 染色性差,色泽不鲜艳,因纤维皮层结构紧密, 影响染料向纤维内部的扩散。 (5)化学稳定性 较好,较耐碱不耐强酸;耐腐蚀,不怕霉蛀。 长期放于海水或土中均无影响,棉浸渍海水中20天, 强力消失,维纶仅损失12%。 (6)耐日晒性能 较好,棉和维纶织物同晒6个月,棉强力下降 48%,维纶强力下降23%。
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2.性质 (1)形态 纵面平滑或有1~2根沟槽,截面接近圆形。
(2)燃烧性能 具有难燃性,LOI为37.1%,常见纤维中最难燃 烧(含大量氯原子),离开明火后会立刻熄灭。 (3)强伸性 强度接近棉,断裂伸长大于棉,弹性比棉好, 耐磨性也强于棉,但在合成纤维中属较差者。
2.形态结构 熔体纺丝,截面呈圆形,纵向光滑无条纹。
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3. 性质 (1)密度 0.91g/cm3,是最轻的纤维。 (2)吸湿性 几乎不吸湿性(常见化纤中最小),有独特的 芯吸能力,使织物导汗透气。 (3)热学性质 熔点低,加工和使用时温度不能过高。
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(4)机械性质 强度较高,伸长较大,初始模量较高,弹性和 耐磨性均好。 (5)染色 染色性很差,常采用原液着色(聚丙烯切片中 加入色母粒共熔) (6)化学稳定性 很好;耐化学品性优;不霉不蛀。 (7)耐光性 耐光性较差,暴晒强度降低(加入抗老化剂)。
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(四)性质
1、吸湿染色性
分子中几乎没有亲水基团,结晶度高,因此 吸湿性差(W=0.4%):染色困难;湿、干态性质 接近;易洗快干;紧密织物穿着闷热。 2、热学性质 耐热性好,150度处理1000h强度下降50%, 其它普通纤维200~300h完全破坏。
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3、机械性质 (1)强度和伸长
强度高伸长大,干湿强度相当。
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(3)燃烧性 燃烧时没有熔融粘流(因熔融前已分解)。 不会产生熔孔现象。 (4)吸湿染色性 吸湿性较差(w=1.2%-2%),易积聚静电;因 加入了第二、第三单体染色性较好。 (5)耐晒性 六大纶中最好,因吸收紫外光转变为热能 (氰基)。 (6)化学性质 耐酸也耐碱。 (7)其他性质 不怕虫蛀和霉烂。
形性差。
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(4)耐光性 耐光性差(端基对光、热、氧敏感),久晒变 黄,强度下降。 日晒16周后强度有光锦纶下降23%,无光锦纶 下降50%。 有光锦纶:光泽强,发亮,长丝一般是有光的。 无光锦纶:添加消光剂(二氧化钛),减少或消 除过强的光泽。
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(5)吸湿染色性 因大分子链上含有亲水基团,具有中等的回 潮率,(在合纤中位居第二,回潮率4.5%),染 色性能好。 (6)化学性质 耐碱性优良但不耐酸。
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编织绳
人工草坪
六、聚丙烯腈纤维 --腈纶(acrylic, PAN,膨松耐晒) 1.概况 腈纶是聚丙烯腈纤维的中国商品名,产量仅 次于涤纶和锦纶。纯粹的丙烯腈纤维,由于内部 结构紧密,服用性能差,所以它是由85%以上的 丙烯腈和其他第二、第三单体共聚的高分子聚合 物纺制的合成纤维。
腈纶手感柔软、弹性好,有“合成羊毛”之 称,也称奥纶、开司米纶、爱克兰。
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(2)形态结构 横向形态 湿法纺丝:不同的凝固浴截面形状不同, 圆形或花生果形。 干法纺丝:花生果形。 纵向形态 粗糙,似树皮状。 (3)聚集态结构 大分子呈不规则的螺旋形构象,且没有严格 的结晶区,但有高序区与低序区之分,称之为 准晶结构。(大分子横向有序,纵向无序)
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3.腈纶的性能
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2.腈纶的结构特征 (1)化学组成 纯粹的聚丙烯腈结晶度高,不易染色,手感和 弹性及差。因此丙烯腈在聚合时加入其它的单体。
[CH2-CH]n
CN
丙烯腈85%以上,称为第一单体; 第二单体5%-10%,用于改善纤维的手感和弹性
(改变了内部结构),称为结构单体。 第三单体0.5%-3%,用于改善染色性能,称染色 单体。
根据工艺条件可生产出:高强低伸型、低强 高伸型、中强中伸型。 (2)弹性和耐磨性 苯环的存在,使弹性好于其它合成纤维,与 羊毛接近,因此织物挺括抗皱,尺寸稳定。 耐磨性仅次于锦纶。
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4、洗可穿性 洗可穿性好体现在:易洗、快干、免烫。 涤纶织物吸湿率性低、不易变形、弹性回复 率高,因此洗可穿性好。 5、化学性质 对无机酸和有机酸都较稳定,70%的硫酸处理 72小时,强度基本不变。用酸处理涤棉包芯纱可 制成涤棉烂花织物。 耐弱碱不耐强碱。热碱使大分子水解,纤维水 解由表及里,一层层剥落,用于仿丝绸加工(即 碱减量处理)。
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7、静电现象
吸湿性差,易积聚静电荷,易吸灰。
8、其他性质
燃烧性:接触火焰熔融燃烧,产生黑烟,留
下黑色硬球;遇火星易熔孔。
微生物的作用:不霉不蛀。
耐光性:耐光性好,仅次于腈纶,曝晒1000
小时,强力保持60%-70%。 9、密度 小于棉大于羊毛,1.38g/cm3。
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四、聚氨酯弹性纤维(氨纶) (一)概况 具有优良的延伸性和弹性,又称为弹力纤维。 我国的商品名为氨纶,最著名的商品名称是美国 杜邦公司生产的“莱卡” 。 氨纶可用于制造各种内衣、游泳衣、紧身衣、 牛仔裤、运动服等。氨纶制成的服装,穿着舒适, 能适应身体各部分变形的需要,并能减轻服装对 身体的束缚感。
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4、锦纶的应用 服装:袜子、羽绒服面料等 产业用:轮胎帘子线、鱼网、运输带。
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三、聚酯纤维(涤纶polyester, PET)--挺括不皱 (一)概况 涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的中国商品 名,英国的商品名为Terylene,美国商品名为 Dacron。涤纶是合成纤维的一大类属和主要品种, 其产量居所有化学纤维之首。涤纶的发展最快, 可仿各种天然纤维。
[NH-(CH2)5 CO]n 锦纶6: 一种单体缩聚而成,单体含有一个端氨基和一 个端羧基。 用单体中含有的碳原子数来命名。
锦纶66:
[NH (CH2)6-NHCO-(CH2)4 CO]n
两种单体缩聚而成,一种单体含有两个端氨 基,另一种含有两个端羧基。 命名:前一数字表示二元胺的碳原子数,后 一数字表示二元酸的碳原子数。
[NH-(CH2)5 CO]n
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(二)按纤维的纵向形态分 长丝、短纤维 (三)按截面形态分 异形纤维、复合纤维 (四)按加工和性能特点分 普通纤维、差别化纤维、功能纤维
二、聚酰胺纤维 --锦纶(nylon 6,PA6,结实耐磨) 大分子链上有酰胺键-(CONH)-。 1. 概况 1935年,杜邦公司首次合成了聚酰胺纤维 (尼龙66),并于1938年开始工业化生产。同年, 德国化学家P.Schlack制成了尼龙6,并于1941 年实现工业化生产。我国聚酰胺纤维的商品名称 为锦纶。锦纶也称耐纶、尼龙、卡普隆。
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普通涤纶纵、横向形态
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(二)制造 1.纺丝液的制备 切片(聚对苯二甲酸乙二酯)干燥→加热熔融 2.纺丝和后加工 短纤维 初生丝(空气固化)→集束→拉伸(4-4.5倍,取向 度↑)→热定形(消除内应力)→卷曲→切断 长丝: 初生丝→拉伸→定形→加捻(或变形)→打包
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(三)涤纶的分子结构特征 聚对苯二甲酸乙二酯,涤纶,polyester,PET。 线性分子链,没有大的侧基和支链,故涤纶 大分子间相互结合紧密。
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(二)氨纶的弹性体结构 大分子中含有两种链段:
软链段:非结晶,外力作用容易变形,使纤维易
被拉伸;
硬链段:结晶,刚性大,横向交联,外力作用不
易变形,防止大分子滑移,赋予纤维较好的回弹 性。
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(三)氨纶的性质 (1)密度 密度小,1.20-1.21g/cm3 。 (2)吸湿性 较差( W=0.8-1.1%)。 (3)机械性质 强度最差,伸长率最大(500%-800%),弹性 特别好,弹性回复率90%。 (4)光学性质 日光照射稍发黄,强度稍有下降。 (5)具有较好的耐酸碱性、染色性
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