纺织材料之化学纤维

第四章第四章: : : 化学纤维化学纤维

内容提要内容提要：：

成纤高聚物特征和化学纤维制造概述。化学纤维的分类、性质及检测；常用化纤的特性；纤维鉴别的方法简介。

重点难点重点难点：：

本章是纤维部分特性介绍的最后一章，在性能介绍中注意与前面章节的对比，突出特点的介绍，难点在于综合性。

解决方法解决方法：：

采用对比、归纳教学法，突出重点，如长度、细度、强度、形态特征等内容到此建立完整的体系，使学生的理解和思维方法进一步得到提升。

第一节第一节：：化纤概况

第二节第二节：：化纤性能检验

第三节第三节：：常见化纤特性简述常见化纤特性简述（（普通纤维普通纤维））

第四节第四节：：纺织纤维的鉴别

一、化学纤维的诞生与应用

化学纤维的问世，结束了人类几千年来只

将天然纤维作为唯一纺织原料的历史。为纺织工业提供了一个稳定的，持续发展的原料来源。使人类的穿衣状况得到了非常巨大的改善。由于是人工产品，所以其性能不象天然纤维那样性能是天生的，有限的，而是可以人为改变和控制的，可以制得各种不同性能的纤维，因而在民用、工农业、交通运输，国防，医疗及尖端科学领域等方面具有广阔的用途。

第一节第一节：：化纤概况

民用：大家很熟悉，强度高，比重轻，耐磨损，不霉蛀，易洗快干等。

工农业：包装材料，传送带，渔网，绳索等。交通运输：轮胎帘子线。

医疗：人造器管，缝合线，消毒纱布，卫生用品

国防：炮衣，降落伞，军用帐蓬，各种防护服宇航：耐辐射，耐高低温纤维，飞行服，宇宙飞船减速器。

长久以来，为了满足人类穿着日益增长的需要，人们一直在寻找更多的纤维材料来源。蚕丝是自然界唯一可供利用的长丝，而且它的形成独具一格——由液体状变成固体状。我国早在南宋，就有记载，周去非的《岭外代答》一书记述，广西某县枫树上有“食叶之虫”称做“丝虫”，它的外形“似蚕而呈赤黑色”，每当五月（农历）间“虫腹如蚕之熟”，当地人就捉回用醋浸渍，然后剖开虫腹取出丝素，在醋中牵引成丝，一虫可得丝长6-7尺，这种从野蚕身上抽丝的方法，

堪称是人类人工制丝技术最早的事实。

到十八世纪人们想到蚕吃了桑叶能吐出丝，那为什么不能用人工方法，把桑叶制成跟蚕丝相似的纤维呢？后来人们测定了蚕丝和桑叶的组成，发现：桑叶中大量含有碳、氢、氧三元素，而蚕丝中除含有上述元素外，还含有氮。这一发现，启发人们用硝酸来处理纤维素来增加氮的部分。1884年在法国制得硝酸纤维。但因其容易燃烧，加上成本贵，又没多少纺用价值，所以问世不久便停产了，但它毕竟是人类历史上第一次人工制造的纤维。针织牛仔面料

1891年在英国有人将纤维素黄酸酯溶于稀碱

中制成很粘的液体纺丝，因其很粘，故称为粘胶，制成的纤维称为粘胶纤维。它在1905年实现工

业化生产。从此以后人造纤维开始走上了成功之路，发展到目前这种现状。可以说人造纤维的制造成功是仿生学的应用的成功。

二、种类和分子组成

（一）人造纤维

1、粘胶纤维：以木材，棉短绒，芦苇，甘蔗渣等植物纤维素为原料制成。

（简介最近发展的几个新品：Modal，Tencel，竹子纤维）

2、人造蛋白质纤维：大豆纤维（不是纯蛋白）。

（二）合成纤维

（按教材第170页表3-1，了解制造化纤的主要原料）

1、普通合成纤维（按教材第173页表3-2介绍类名，具体纤维名，组成单体，结构学名，商品常用名，时间约10分钟）

2、特种纤维

（1）氨纶（莱卡）。弹性纤维。

（2）芳纶。耐高温、高绝缘、高强度

（3）氟纶。耐腐蚀纤维

（4）导电纤维。金属的，复合的。

（5）碳纤维。复合材料的骨架增强材料

（三）改性纤维：

合成纤维可按我们的需要来生产，它可制成作一般用途的普通纤维，也可制成具有特殊性能的特种纤维，普通纤维制造简单方便，价格也低廉，但他们往往在吸湿性，染色性，抗静电性，抗污性及抗起毛起球等性能比较差，需要加以改善。

改性方法：

1、化学改性：（1）接枝，（2）共聚，（3）纤维化学处理。改善纤维的吸湿，染色性，抗静电性，难燃性等。

2、物理改性：

（1）改变喷丝孔的形状——异形纤维

（2）改变纤维伸直为卷曲——变形纤维

（3）不同聚合物从同一喷丝孔喷出→复合纤维改善：膨松性，伸缩弹性，光泽，抗污等，增强特性或功能。

三、化学纤维的制造

大体分为：纺丝液的制备，纺丝成形，后加工三个过程。

（一）纺丝液的制备

要将成纤高聚加工成纤维，则必须首先把它制成一种粘稠的液体——纺丝液，但不是所有的高聚物都可加工成纤维。成纤高聚物要满足三个条件：

（1）线性分子结构；

（2）适当的分子量；

（3）凝固后的纤维中，大分子间应该具有足够的结合能。

纺丝液的制备方法：目前最主要的有熔体法和溶液法两种。

为了使纺丝液具有均匀和良好的纺丝性能，纺丝液还必须进行混合，过滤，脱泡等工序，然后送去纺丝。在纺丝液中加入不同量的消光剂（二氧化钛），可生产不同光泽的纤维：有光，半光，无光。加入颜料，可生产色牢度很好的有色纤维。

下面的照片是不同光泽度的纤维，清晰可见消光剂。

（二）纺丝成形：

按纺丝液制备方法不同，分熔体纺丝法和深液纺丝法。

1、熔体纺丝：（画示意图）

2、溶液纺丝：

（1）湿法纺丝

（2）干法纺丝

除了上述三种最常用，最基本的方法以外还有一些新的纺丝方法。

热压法：（加热温度低于熔点，使软化，用高压使其从孔中喷出，冷却成形，用于熔化即分解，而暂行找不到适当溶剂的那些高分子物）。

裂膜成纤法：高分子物熔融挤压为薄膜，用切刀或针刺使之破裂成条，如丙纶扁丝。