再生纤维素纤维制造及改性ppt课件
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2第二章 化纤(再生)
第一节 再生纤维
一、再生纤维素纤维
１．粘胶纤维
• 1891年在英国研制成功，1905年投入工业化生产 • 粘胶纤维的原料来源：棉短绒、木材、芦苇、甘蔗渣等
（1）粘胶结构特征：
• 分子结构与棉纤维相同 ： 纤维素（C6H10O5）n • 纤维截面 粘胶纤维在成形时按凝固、拉伸和再生过程进行的形式和 次序的不同，具有不同的横截面结构。
第一节 再生纤维
一、再生蛋白质纤维 （1）大豆纤维性质
• 吸湿染色性 吸湿性好 本身为淡黄色，可用酸性染料、活性染料染色 • 机械性能 物理机械性能好，单纤断裂强度高于棉、毛，仅次 于涤纶 织物尺寸稳定，常规洗涤不收缩，抗皱性好，易洗 快干
第一节 再生纤维
一、再生蛋白质纤维
• 其他性能 保健功能 （2）大豆纤维的用途
（2）长丝的后加工 • 牵伸 • 加捻 • 热定形 • 上油 • 成品包装
第一节 再生纤维
• 再生纤维：采用天然聚合物为原料，
经过化学方法与机械加工而再生制得的、 与原聚合物在化学组成上基本相同的纤维。
• 再生纤维分为：再生纤维素纤维和再生蛋白质纤维 一、再生纤维素纤维
粘胶纤维 醋酯纤维 天丝 莫代尔 竹纤维 Viscose Fiber、 Acetate Fiber、 Tencel 、 Modal、 Bamboo Fiber
加工工序：纺丝液制备、纺丝成型和后加工 1. 纺丝液制备 • 将成纤高聚物用熔融或溶解的方法制成纺丝流体。 • 纺丝液要粘度均匀、适当，不含气泡和杂质
第二章 化学纤维
2. 纺丝
• 纺丝溶液/纺丝熔体
计量装置 介质
喷丝头
细丝
• 纺丝方法：熔体纺丝和溶液纺丝（分为干法和湿法） （1）熔体纺丝 • 将熔融的成纤高聚物熔体从喷丝孔中挤出，在周围空气 中冷却固化成丝。
《纤维素纤维》PPT课件
精选PPT
11
2.2.3 麻纤维
优点：纤维长，强度高，浸水后拉伸强度更高，耐腐蚀，吸收和散发水分 快，散热快，具有绝缘性。
缺点：弹性差，伸度小，太刚硬，染色性差，色牢度差。
一、麻纤维的成分
1 纤维素：70—75%，其结晶度为90%以上，取向度在90%以上，强度高伸度 小。麻纤维中纤维素在无机酸的作用下，β1-4-甙键会发生水解，由于麻纤 维外表有层胶质，起保护作用。碱处理可以使麻纤维变得富有弹性和光泽， 低聚合度部分发生溶解，改善了纤维的机械性质。
OH n
OH
木糖
OH
戊
糖
O
O
H2 OC
O H
+n H2O
n
HO H2C
O H
O H
O H n
阿拉伯糖 O H
精选PPT
13
多缩甘露糖
CH2OH O
OH OH
+ nH2O
O
n
多缩半乳糖
CH2OH O
O
OH
+ nH2O
多缩葡萄糖
OH
n
CH2OH
O
n OH OH
OH
OH
己
CH2OH
OH
OH
糖
O
n OH
OH
OH
+ nH2O
CH2OH OH
O
n OH
OH
OH n
精选PPT -D-葡萄糖
OH
3
2.2.1 纤维素的基础知识
4 纤维素的聚集态结构
纤维素纤维是由许多纤维素分子组成的，是半结晶的。纤维 素的结构是由许多纤维素大分子形成的连续结构在大分子分 布最紧密的地方它们平行排列，取向度良好，构成了纤维的 定向部分，大分子间的结合力随着分子间距离的缩小而增大， 在这些距离最小的地方大分子间的结合力最大。当大分子的 密度较小时，大分子之间的结合程度也减弱，有较多的空隙， 大分子的分布不平行，较为混乱，这就形成了纤维素的非结 晶部分或无定形部分。由于纤维素在长度方向具有连续的结 构，因此，一个单独大分子的一部分可能处于纤维素的结晶 区域，另一部分则可能处于纤维素的无定形区域，或者穿过 无定形区进入其他的结晶区域 。表示纤维素大分子结晶区 含量大小的指标—结晶度。
再生纤维素膜简介演示
应用领域的拓展
尽管再生纤维素膜在包装、医疗、环保等领域已经取得了一些应用，但其应用潜力尚未充 分发掘。未来需要继续拓展其应用领域，如开发新型功能化的再生纤维素膜，满足更多领 域的需求。
THANK YOU
感谢观看
医药领域：再生纤维素膜可作为药物载体、伤口敷料等，具有良好的生物相容性和 透气性，有助于伤口愈合和药物缓释。
再生纤维素膜的应用领域
纺织领域：将再生纤维素膜与纺织纤维复合，可改善纺织品的吸湿性、抗静电性和机械性能 ，提高纺织品的质量和舒适度。
印刷领域：再生纤维素膜作为印刷基材，具有良好的印刷适性和油墨吸附性，可提高印刷品 的质量和视觉效 量的再生纤维素膜至关重要。 适当的温度和浓度有助于纤维 素分子的均匀排列和紧密堆积 。
基材的性质与再生纤维素膜的 附着力、机械性能等密切相关 。选择合适的基材可以提高膜 的稳定性和使用寿命。
通过持续改进制造工艺，如引 入先进的涂布技术、优化溶剂 回收系统等，可以降低生产成 本、提高产品质量，并推动再 生纤维素膜在各个领域的广泛 应用。
引入人工智能、大数据等技术，实现再生纤维素膜生产过程的 自动化、智能化，提高生产效率和产品质量。
市场拓展策略
拓展应用领域
积极开拓再生纤维素膜在环保、能源 、医疗、食品等领域的应用，拓展市 场空间。
品牌建设与市场推广
加强品牌建设，提升产品知名度；制 定有针对性的市场推广策略，扩大产 品影响力。
国际化战略
积极拓展国际市场，参与国际竞争与 合作，提高产品在全球范围内的市场 份额。
产业链协同
与上下游企业建立紧密的合作关系， 形成产业链协同效应，降低成本，提 高市场竞争力。
环保与可持续发展趋势
绿色生产
采用环保友好的生产工艺，减少废水、 废气排放，降低能源消耗，实现绿色生
尽管再生纤维素膜在包装、医疗、环保等领域已经取得了一些应用，但其应用潜力尚未充 分发掘。未来需要继续拓展其应用领域，如开发新型功能化的再生纤维素膜，满足更多领 域的需求。
THANK YOU
感谢观看
医药领域：再生纤维素膜可作为药物载体、伤口敷料等，具有良好的生物相容性和 透气性，有助于伤口愈合和药物缓释。
再生纤维素膜的应用领域
纺织领域：将再生纤维素膜与纺织纤维复合，可改善纺织品的吸湿性、抗静电性和机械性能 ，提高纺织品的质量和舒适度。
印刷领域：再生纤维素膜作为印刷基材，具有良好的印刷适性和油墨吸附性，可提高印刷品 的质量和视觉效 量的再生纤维素膜至关重要。 适当的温度和浓度有助于纤维 素分子的均匀排列和紧密堆积 。
基材的性质与再生纤维素膜的 附着力、机械性能等密切相关 。选择合适的基材可以提高膜 的稳定性和使用寿命。
通过持续改进制造工艺，如引 入先进的涂布技术、优化溶剂 回收系统等，可以降低生产成 本、提高产品质量，并推动再 生纤维素膜在各个领域的广泛 应用。
引入人工智能、大数据等技术，实现再生纤维素膜生产过程的 自动化、智能化，提高生产效率和产品质量。
市场拓展策略
拓展应用领域
积极开拓再生纤维素膜在环保、能源 、医疗、食品等领域的应用，拓展市 场空间。
品牌建设与市场推广
加强品牌建设，提升产品知名度；制 定有针对性的市场推广策略，扩大产 品影响力。
国际化战略
积极拓展国际市场，参与国际竞争与 合作，提高产品在全球范围内的市场 份额。
产业链协同
与上下游企业建立紧密的合作关系， 形成产业链协同效应，降低成本，提 高市场竞争力。
环保与可持续发展趋势
绿色生产
采用环保友好的生产工艺，减少废水、 废气排放，降低能源消耗，实现绿色生
化学纤维再生纤维与半合成纤维PPT讲稿
（polymer）为原料，经过化学方法和机械加工制成的 纤维。
• 化学纤维的分类
– 一、按高聚物的来源分 – 二、按内部组成分 – 三、按形态分
5
一、按高聚物(polymer)的来源分
1.再生纤维
以天然聚合物为原料，经过化学方法和 机械加工制成，化学组成与原高聚物基本 相同的纤维。 （1）再生纤维素纤维
[CH2－CH]n Cl
12
三、按形态结构分
1.长丝：单丝、复丝与变形丝（弹力丝）
高弹丝
2.短纤维： （1）按长度分布分：等长纤维、异长纤维 （2）按长度分：棉型化纤、毛型化纤、中长化纤
13
3.复合纤维 在纤维的横截面上有两种或两种以上的不
相混合的组分或成分的纤维。常用的为双组分 复合纤维，有并列型、皮芯型和海岛型等。
丙烯腈: [CH2－CH]n CN
（4）聚乙烯醇纤维：聚乙烯醇缩甲醛纤维，维 纶,vinylon, PVA)。
乙烯醇: [CH2－CH]n OH
乙烯醇缩甲醛: [CH2－CH－CH2－CH]n
OCH2O
11
（5）聚丙烯纤维：丙纶（propylene,PP）
[CH2－CH]n CH3
（6）聚氯乙烯纤维：氯纶(chlorofibre,PVC)
3
化学纤维的应用
• 民用：大家很熟悉 • 工农业：包装材料，传送带，渔网，绳索 • 交通运输：轮胎帘子线 • 医疗：人造器官，缝合线，手术服等 • 国防：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。
4
第一节 化学纤维的分类与命名
• 化学纤维定义：利用天然的或合成的聚合物
纺丝液用计量泵定量供料通过喷丝孔后凝固成丝 条的过程称为纺丝。有熔体纺丝法和溶液纺丝法。
• 化学纤维的分类
– 一、按高聚物的来源分 – 二、按内部组成分 – 三、按形态分
5
一、按高聚物(polymer)的来源分
1.再生纤维
以天然聚合物为原料，经过化学方法和 机械加工制成，化学组成与原高聚物基本 相同的纤维。 （1）再生纤维素纤维
[CH2－CH]n Cl
12
三、按形态结构分
1.长丝：单丝、复丝与变形丝（弹力丝）
高弹丝
2.短纤维： （1）按长度分布分：等长纤维、异长纤维 （2）按长度分：棉型化纤、毛型化纤、中长化纤
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3.复合纤维 在纤维的横截面上有两种或两种以上的不
相混合的组分或成分的纤维。常用的为双组分 复合纤维，有并列型、皮芯型和海岛型等。
丙烯腈: [CH2－CH]n CN
（4）聚乙烯醇纤维：聚乙烯醇缩甲醛纤维，维 纶,vinylon, PVA)。
乙烯醇: [CH2－CH]n OH
乙烯醇缩甲醛: [CH2－CH－CH2－CH]n
OCH2O
11
（5）聚丙烯纤维：丙纶（propylene,PP）
[CH2－CH]n CH3
（6）聚氯乙烯纤维：氯纶(chlorofibre,PVC)
3
化学纤维的应用
• 民用：大家很熟悉 • 工农业：包装材料，传送带，渔网，绳索 • 交通运输：轮胎帘子线 • 医疗：人造器官，缝合线，手术服等 • 国防：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。
4
第一节 化学纤维的分类与命名
• 化学纤维定义：利用天然的或合成的聚合物
纺丝液用计量泵定量供料通过喷丝孔后凝固成丝 条的过程称为纺丝。有熔体纺丝法和溶液纺丝法。
再生纤维7-1
特种纤维
特种纤维一般是指具有高强度高模量并且耐高温的纤维，但也 没有严格的定义。 公认的特种纤维有：芳纶（聚对苯二甲酰对苯二胺， PPTA,Kevlar）,碳纤维，超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维， 聚苯并噻唑(PBT)纤维,芳香族聚酯纤维等。
芳纶纤维是由聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）的液晶溶液经干喷 湿纺工艺成型而制得，美国商品名为Kevlar纤维。
强度（单位细度的强力） specific stress 比应力
breaking load 断裂负荷 Nhomakorabea旦尼尔可挠性，柔韧性 spinning quality 纺纱性能
scale run
鳞片（毛）
merge number纺纱批号 批，批量，组 flammability 可燃性
一次连续生产总长lot
（二）化学性能与衍生物性能 在一定的条件下，甲壳质与壳聚糖都能发生水解、烷基化、 酰基化、羧甲基化、碘化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合、 络合等化学反应，从而生成各种具有不同性能的甲壳质或壳 聚糖的衍生物。 （三）溶解性能 甲壳质纤维基本上不溶于水、稀酸、稀碱和一般的有机 溶剂。它能在浓硫酸、盐酸、硝酸和高浓度（85%）的磷酸 等强酸中溶解，并在溶解的同时发生剧烈的降解，使分子量 明显下降。 可以溶解甲壳质纤维的主要是六氟丙酮、三氯乙酸或二氯乙 酸与氯烃类的混合物、二甲基乙酰胺——氯化锂的混合溶剂。 壳聚糖纤维，由于分子中存在大量NH2基，所以，能在甲酸、 乙酸、盐酸、环烷酸、苯甲酸等稀酸中制成溶液，而且因为 壳聚糖大分子活性较大，其溶液即使在室温下也能被分解， 粘度下降并完全水解成氨基葡萄糖。
无皮层结构，对染料亲和力较大，上色较快，上染率较高， 以对直接染料的饱和值相比，粘胶纤维为1.0，铜氨纤维则为1.3。
新型再生纤维素纤维—Lyocell纤维(纺织材料课件)
原纤化的Lyocell纤维
04
应用
衬衫内衣、套装、休闲运动服系列；牛仔布、色织、针织物系列。 棉型风格、毛型风格、麻型风格和丝型风格。
纺丝时采用的凝固浴是稀NMMO溶液，经干法抽伸的丝束进入凝固 浴后，纤维素即沉淀而使纤维最终成形，相应析出的NMMO则被回收循 环使用。凝固的温度和浓度对纤维的物理性能也有重要影响。
工艺特点
分子取向度和结晶度较高这一特点，导致Lyocell纤维中巨原纤的结晶
化程度高并更趋向于沿纤维轴向排列。这样，从结晶区中延伸出来缚结非
Lyocell是一种符合环保要求的再生纤维素纤维，其原料采用木浆，木浆来 自成材非常迅速的山毛榉、桉树或针叶类树等，从植株起5~7年后便可长成 25m高的成材。生产过程中使用的溶剂NMMO可回收，回收率达99％以上。
山毛榉
桉树
Lyocell纤维易于生物降解，在缺氧性污水少处理，仅8天时间该纤维即完 全分解；当它被埋在土中3~5个月后，能分解成水和二氧化碳；如果将其废弃 物焚烧，也不会产生有害气体。从木浆到纺制成短纤维或长丝的生产过程比粘 胶纤维生产过程缩短三分之—到二分之一。
膨润方向
横向膨润率/% 纵向膨润率/%
40.0
0.03
31.0
2.6
29.0
1.1
8.0
0.6
ell纤维的性能
4 与粘胶纤维相近的染色性能
Lyocell纤维仍然是纤维素纤维，在染色性能方面，应与棉纤维和粘 胶纤维一样，但相比之下，适于粘胶纤维的染料对它应更适合一些，直 接染料、活性染料和还原、硫化及纳夫妥染料都可以使用。
纤维素浓度在20%以上的NMMO溶液作纺丝原液，为了避免NMMO在高 温下因释出氧而使纺丝液氧化降解，在纺丝液中加稳定剂。
再生纤维素纤维制造及改性PPT课件
γ-纤维素（聚合度10-140 ）：. 不能沉淀的部分。
16
⒊纤维素的物理性质
纤维素是白色、无臭、无味的物质
不溶于水、稀酸、稀碱和一般的有机溶剂
能溶解在浓硫酸和浓氯化锌溶液中，同时发 生一定程度的分子链断裂，使聚合度降低
能很好地溶解在铜氨溶液和复合有机溶液体 系中
对金属离子具有交换吸附能力（木质素和半 纤维素的作用）
无定形部分—致密度较小、大分子结合程度 较弱、有较大的空隙、分子链分布不完全平行。
.
12
争论：
无定形部分是由结晶部分伸出来的分子 链所组成，结晶部分和无定形部分之间由 分子链贯穿，而二者之间没有严格的界面。
纤维素的缨状微胞. 结构模型
13
有人则认为结晶部分是由折叠链构成。缨状 微胞结构是普通粘胶纤维的结构形式。
能得到了较大改善，从而实现了粘胶纤维
的工业化生产。 .
3
再生纤维素纤维的生产方法有以下几种：
⑴粘胶法：粘胶纤维。
⑵溶剂法：铜氨纤维；莱赛尔（Lyocell） 纤维等。
⑶纤维素氨基甲酸酯法（CC法）：纤维 素氨基甲酸酯纤维。
⑷闪爆法：新纤维素纤维。
⑸熔融增塑纺丝法：新纤维素纤维。
目前，纤维素纤维的主要生产方法以粘胶
修正的缨状微. 胞结构模型
14
缨状原纤结构理论
缨状微胞结构理论认为结晶区较短，而 缨状原纤结构理论认为结晶区较长，晶区是 长链分子的小片断构成的，长链分布依次地 通过结晶的原纤和它们中间的非晶区。天然 纤维素纤维、波里诺西克纤维和高湿模量纤 维都具有缨状原纤结构。
纤维素的缨状微胞结构模型 .
纤维素的缨状原纤结构模型 15
• 但仍具有不可忽视的地位—吸湿性好、透气性 强、染色性好、穿着舒适、易于纺织加工、可 生物降解。
再生纤维
第三节 基于有机溶剂法的再生 纤维素纤维
• 一、Lyocell纤维的结构
• （一）形态结构 • 截面：接近圆形 • 有明晰的巨原纤结构特征， 并有尺寸从5~100nm不等的 空隙与裂缝，有皮芯层结构， 皮层比例较粘胶纤维小，在 5%以下。
（二）纤维的聚集态结构
• 属于单斜晶系的纤维素Ⅱ型晶胞，使用干湿法纺丝，牵伸 主要是在干态（空气中）条件下进行，分子取向度和结晶 度都高于普通粘胶纤维，晶粒长而薄，无定形区的取向程 度也高。 • Lyocell是一种直接从基原纤到巨原纤的“缨状巨原纤”结 构，原纤化的效果比原纤层次完整的纤维还理想 。
• 2. 加捻或网络 • 化纤长丝由多根单丝组成复丝 • 加捻或网络的目的：提高单丝间抱合性能，增 强化纤长丝的耐磨性和强度，防止丝条起毛、 断裂，提高织物等级。 • 3．热定型 • 经拉伸（或其他处理）后的纤维，放在定型装 置中，一定温度、介质和张力条件下，处理一 段时间。 • 目的：使纤维获得的结构相对稳定，消除纤 维中存留的内应力，提高合纤的尺寸和形态稳 定性，进一步改善和提高纤维物理、机械性能。
• 3．吸湿性 • 仅次于羊毛。标准回潮率约13～15％，强力粘 胶长丝纤维约12.5～14.5％，富强纤维约12～ 13.5％。粘胶纤维在水中会产生很大的膨润。 • 吸湿好原因：亲水性基因（每个六元环上存在 3 个羟基）、纤维素Ⅱ型晶格、较低的结晶度。 • 4．机械性质 • （ 1 ）强伸度：强力低于棉纤维，伸长则大于 棉纤维。在湿态条件下，湿强度降低50%，伸 长率也增加较多。 • （2）初始模量和弹性：初始模量不高（57～ 75cN/tex），吸湿后下降很大；弹性回复能力 与其他纤维相比也较差。
• （二）光泽和手感
• 单纤维很细，织物手感柔软；光泽柔和，有真丝感。
纤维素纤维及应用PPT课件
• 目前在世界上有美国、英国、日本、德国、意大利等国家 生产铜氨纤维产品。日本旭化Байду номын сангаас工业开发的一种铜氨纤维 ，该纤维素的铜氨络合物含均匀分散的电气石的铜氨纤维 经葡萄糖处理而制成。该纤维增大活性电子的放出量，由 身体细胞给予高活化作用。
小结
纤维素纤维具有良好的皮肤接触性、穿着舒适性 、生理安全性、吸湿性和易整理性以及其制品易 生物分解等一系列合成纤维所无法完全具备的特 性，因而以纤维素纤维为原料的非织造布在医疗 、护理、卫生用品、化妆用品以及其它工业领域 有着独特的用途。在欧、美、日发达国家，纤维 素纤维已作为一种重要的非织造布原料，得到广 泛应用。生物可降解的纤维素纤维有棉纤维、粘
醋酸纤维
• 制备：是将纤维素醋酸酯溶于有机溶剂， 通过精制后由干法纺丝制备得到一种纤维 素纤维。醋酸纤维是一种无定形聚合物。
• 性能特点：一般不耐受碱，但对一般的盐 耐受性好，耐日光性良好，醋酸纤维的特 性在化纤中最接近真丝。
• 应用：主要用于绒织物、装饰用绸、高档 里子料、时装及高级时装面料等方面。
• 陆地棉是一种用途很广的天然纺织纤维，又称细绒棉或高 原棉。纤维色泽洁白，带有丝光，长度23~33mm。陆地 棉因最早在美洲大陆种植而得名，是世界上四大棉花栽培 种中重要的品种。
• 亚洲棉栽培种植物种籽上被覆的纤维，因纤维粗短又称粗 绒棉，是中国利用较早的天然纺织纤维。亚洲棉是古老的 栽培种，因最早在亚洲种植而得名。
棉纤维的截面：
由许多同心圆组成，目前可区分出初生层、 次生层和中腔三个部分，共计六个层次。
棉纤维的品种和色泽分类分类：
• 细绒棉：又称陆地棉。纤维线密度和长度中等， 一般长度为25~35mm，色泽洁白或乳白色，有 丝光。我国目前种植的棉花大多属于此类。
小结
纤维素纤维具有良好的皮肤接触性、穿着舒适性 、生理安全性、吸湿性和易整理性以及其制品易 生物分解等一系列合成纤维所无法完全具备的特 性，因而以纤维素纤维为原料的非织造布在医疗 、护理、卫生用品、化妆用品以及其它工业领域 有着独特的用途。在欧、美、日发达国家，纤维 素纤维已作为一种重要的非织造布原料，得到广 泛应用。生物可降解的纤维素纤维有棉纤维、粘
醋酸纤维
• 制备：是将纤维素醋酸酯溶于有机溶剂， 通过精制后由干法纺丝制备得到一种纤维 素纤维。醋酸纤维是一种无定形聚合物。
• 性能特点：一般不耐受碱，但对一般的盐 耐受性好，耐日光性良好，醋酸纤维的特 性在化纤中最接近真丝。
• 应用：主要用于绒织物、装饰用绸、高档 里子料、时装及高级时装面料等方面。
• 陆地棉是一种用途很广的天然纺织纤维，又称细绒棉或高 原棉。纤维色泽洁白，带有丝光，长度23~33mm。陆地 棉因最早在美洲大陆种植而得名，是世界上四大棉花栽培 种中重要的品种。
• 亚洲棉栽培种植物种籽上被覆的纤维，因纤维粗短又称粗 绒棉，是中国利用较早的天然纺织纤维。亚洲棉是古老的 栽培种，因最早在亚洲种植而得名。
棉纤维的截面：
由许多同心圆组成，目前可区分出初生层、 次生层和中腔三个部分，共计六个层次。
棉纤维的品种和色泽分类分类：
• 细绒棉：又称陆地棉。纤维线密度和长度中等， 一般长度为25~35mm，色泽洁白或乳白色，有 丝光。我国目前种植的棉花大多属于此类。
第二章 纤维的改性与改形利用
第二章纤维的改性与改形利用本章将以蚕丝纤维为例说明改形利用的途径，而改性利用则以纤维素纤维为主加以说明。
第一节蚕丝纤维的改形利用目前对蚕的技术属性有两种说法：对纺织工业来说，这是一个生物纺丝器，对材料科学来说，这是一个生物反应器。
蚕丝纤维的改形利用，就是按照新的利用需要，将蚕丝纤维改制成其他形式的材料。
具体地讲，就是要把蚕丝细而长的纤维形态改换成其他的形态加以利用。
从目前正在实施的改形方法来看，主要是改变成粉体和膜体这两种利用形态。
一、蚕丝纤维的粉体材料（一）丝素的粉体材料原料：以来自纺织品制造过程中的残次料为主。
丝素精炼：这些材料大多已脱去丝胶或只残留有少量丝胶，因此，只要稍加处理（如用0.5％的碳酸纳溶液，按1：100浴比煮沸30分钟进行脱胶，重复两次，并充分水洗），即可获得纯丝素。
丝素溶液制备：将精炼后的丝素纤维放置在高浓度的中性盐溶液中加热溶解，形成丝素溶液，由于中性盐中的氯化钙价格合适，所以一般都以它为溶剂（按1：25浴比，用40～50％的浓度煮沸），100ml氯化钙可溶解15—20g丝素。
制得的丝素溶液可以通过以下几种途径制成粉体材料：1．经凝胶化处理形成粉末——先将丝素溶液中杂质用滤材滤去，然后放入透析袋用流水进行透析（或用中空纤维膜超滤），截留下分子量在12000～14000以上的蛋白分子（实际得到的分子量约在60000左右）然后再脱盐、脱水浓缩成凝胶化的丝素（即可用作为食品），将该丝素凝胶在-20～-50℃条件下冷冻干燥后用2-1机械粉碎，即成丝素粉末，2．经硫酸水解形成粉末——将精炼后的丝素纤维按1：100的浴比放入5％的硫酸（或其他浓度的盐酸）溶液中，在110℃油浴中加热60～240分钟，然后再用氢氧化钠溶液中和，并用流水进行透析。
将透析后的丝素溶液作脱盐处理并在80℃干燥，再用机械进行粉碎，即成黄褐色的丝素粉末。
丝素粉末的用途：用作食品，用作为化妆品、固形剂、药物等产品的基本素材，现以药物例为说明如下：试验证明，丝素蛋白有促进胰岛素分泌，降低血糖的作用。
纤维的基础知识ppt课件
纤维的概念
通常将长度比直径大千倍以上且具有一定柔韧性和 强力的纤细物质统称为纤维
补：常见的一些缩写
CK： circular knitting 纬编
、传动带等
羽绒服面料、袜子、丝巾、锦纶外衣，工业 上制造帘子线、工业用布、缆绳、传送带、 帐篷、渔网等。在国防上主要用作降落伞。
男女服装；运动服、游泳衣、紧身衣；袜类 、手套等；松紧带类、汽车、飞机安全带、 花边饰带类等；医疗保健用品，护膝、护腕
、弹性绷带等 制作地毯（包括地毯底布和绒面）、装饰布 、家具布、各种绳索、条带、渔网、吸油毡 、建筑增强材料、包装材料和工业用布，如
稀碱、稀酸有一定 抵抗能力，浓碱会
使纤维分解
接近火焰熔缩，熔融燃烧，燃烧有 醋味，有少量灰白色灰烬
化 学 纤 维
PET
抗皱和保型性好，弹性优良，强度高、耐热性在合成 纤维中最好、耐光性较好（优于天然纤维）、吸湿性
差，公定回潮率0.4%
耐酸不耐碱
易点燃，近火焰即熔缩，燃烧时边 熔化边冒黑烟，呈黄色火焰，散发
染色工艺条件 60 or 80℃，40~60min 60 or 80℃，40~60min 酸性：100℃ 40min 活性：80℃ 40~60min
60 or 80℃，40~60min
130℃ 40min 100℃ 40min 100℃ 40min
常见的T/C or T/R混纺比: 80/20、70/30、65/35、50/50、45/55、30/70，当 PET含量大于50%时，缩写为：CVC。
具有棉的柔软、真丝的光泽、麻纤维的滑爽，吸湿透 气性优于棉
纤 维
铜氨纤维
纤细、手感柔软、光泽柔和，比粘胶更接近蚕丝
耐碱不耐酸 耐碱不耐酸
05+第五节+再生纤维素
新型溶剂法纤维素纤维——Lyocell纤维 二、新型溶剂法纤维素纤维——Lyocell纤维
三、其它再生纤维素纤维
第五节 再生纤维素
一、黏纤维
1、黏胶纤维概述： 、黏胶纤维概述：
2、黏胶纤维生产的原理及基本过程 、 基本过程： 基本过程：
黏胶的制备：包括浆粕的准备、碱纤维素及其老成、 ① 黏胶的制备：包括浆粕的准备、碱纤维素及其老成、纤 维素黄酸酯的制备及溶解 黏胶的纺前准备：包括黏胶的混合、过滤、 ② 黏胶的纺前准备：包括黏胶的混合、过滤、脱泡等 纤维的成形：黏胶通过喷丝孔形成黏胶细流， ③ 纤维的成形：黏胶通过喷丝孔形成黏胶细流，进入凝 固浴固化成丝条， 固浴固化成丝条，丝条塑化拉伸和受丝卷曲 纤维的后处理：包括纤维的水洗、脱硫、漂白、 ④ 纤维的后处理：包括纤维的水洗、脱硫、漂白、酸 上油、 洗、上油、干燥等
黏胶纤维的结构特点： 黏胶纤维的结构特点：
普通黏胶纤维与富强纤维、 表3-11 普通黏胶纤维与富强纤维、高湿模量纤维的结构差异 项目 聚合度 截面形态 微细结构 结晶度% 结晶度% 取向度% 取向度% 羟基可及度% 羟基可及度% 棉花纤维 13000~15000 普通黏胶纤维 300~400 高强纤维 500~600 高湿模量纤 维 450~550 圆形皮芯结 构 有原纤结构 41 75~80 60
3、黏胶纤维的结构 、
人造“ 人造“棉”—黏胶纤维 黏胶纤维 吸湿性、透气性好、颜色鲜艳、原料来源广、 吸湿性、透气性好、颜色鲜艳、原料来源广、成 本低，性质接近天然纤维，适用染料同棉花。 本低，性质接近天然纤维，适用染料同棉花。但是黏 胶纤维不耐磨，水洗时，织物容易变形，缩水严重。 胶纤维不耐磨，水洗时，织物容易变形，缩水严重。
不规则的腰圆 锯齿形皮芯结构 圆形全芯结 构 形，中有中腔 有原纤结构 70 几乎无原纤结构 有原纤结构 30 70~80 65 44 80~90 50
化学纤维再生纤维及半合成纤维PPT课件
富强纤维纵横向
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45
3. 粘胶纤维的种类
采用不同的原料和纺丝工艺，可以分别得到普通 粘胶纤维，高湿模量粘胶纤维和高强力粘胶纤维 等。
（1）普通粘胶纤维
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46
普通粘胶的特点 ① 断裂强度比棉小；湿强小于干强（干强的40
％～50%）,不耐水洗。 ② 吸湿性是普通化纤中最好的（通常条件13％，比
一、成纤高聚物的特征
高聚物, 由千百个原子以共价键相互联结起 来的所组成的分子量很大的物质。
1. 聚合度：组成纤维大分子单基的个数n 2. 分子量：103～107 3. 多分散性：聚合度和结构形状有不同的分 布
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22
二、成纤高聚物要满足三个条件
1.线型分子结构：能伸值的分子，支链尽可能少， 没有庞大侧基，具备可溶性或可熔融性；
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41
第三节 再生纤维
再生纤维（也称人造纤维）
以天然高分子化合物为原料，经过化学 处理和机械加工而再生制成的纤维，化学 组成与原高聚物基本相同的纤维。
包括再生纤维素纤维、再生蛋白质纤维 及其他
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42
一、再生纤维素纤维
(一）粘胶纤维(Rayon长丝/viscose短纤维)
27
（2）溶液纺丝法 将高聚物溶解于适当的溶剂配成纺丝溶液，
将纺丝液从喷丝孔中压出后射入凝固浴中凝固成丝 条。根据凝固浴的不同分为湿法与干法两种。
湿法纺丝（Wet spinning）：液体凝固剂固化。 纺出丝的截面多为非圆形，有皮芯结构。腈纶、
维纶、氯纶、粘胶纤维多采用此法。
湿法纺丝精选工ppt艺课件流最新程
化学纤维的分类 –一、按高聚物的来源分 –二、按内部组成分 –三、按形态分
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再生纤维素纤维制造及改性
1
概述
植物
藻类
微生物
目前全球天然纤维素产量达到1000亿吨／年， 而世界纺织业的纤维素用量不到2200万吨／年。 2
• 1838年，法国科学家安斯姆佩恩 （Anselme Payen）发现大量植物细胞都
具有相同的一种物质，并将其命名为纤维 素（Cellulose）。
• 1891年，克罗斯（Cross）、贝文 （Bevan）和比德尔（Beadle）等首先制
整齐的界面，象砖块堆砌起来一样。 现代观点 则认为这是不确切的。 • 缨状微胞结构理论
纤维素结构存在两个相态：结晶区和无定形 区。
高序部分—大分子致密、平行排列、定向良 好。
无定形部分—致密度较小、大分子结合程度 较弱、有较大的空隙、分子链分布不完全平行。
12
争论：
无定形部分是由结晶部分伸出来的分 子链所组成，结晶部分和无定形部分之间 由分子链贯穿，而二者之间没有严格的界 面。
纤维素的缨状微胞结构模型
13
有人则认为结晶部分是由折叠链构成。缨状 微胞结构是普通粘胶纤维的结构形式。
修正的微胞结构理论认为结晶区较短，而 缨状原纤结构理论认为结晶区较长，晶区是 长链分子的小片断构成的，长链分布依次地 通过结晶的原纤和它们中间的非晶区。天然 纤维素纤维、波里诺西克纤维和高湿模量纤 维都具有缨状原纤结构。
纤维素浆粕的原料，纤维素浆粕是生产再 生纤维素纤维的原料。 ⒈木材纤维
针叶木是制造纤维素纤维的优质原料 阔叶木也可以
8
9
⒉棉纤维 棉短绒（附着在棉籽壳上的短纤维）是
制造纤维素纤维的优质原料。
⒊禾本科植物纤维 包括竹、芦苇、麦秆、甘蔗渣、高粱杆、
玉米杆和棉杆等。目前，我国已将甘蔗渣、 竹子浆粕用作粘胶纤维的原料。
β -纤维素（聚合度140-200）：以上溶解部分用醋酸中和 又重新沉淀分离出来的那一部分纤维素。
γ-纤维素（聚合度10-140 ）：不能沉淀的部分。
16
⒊纤维素的物理性质
纤维素是白色、无臭、无味的物质
不溶于水、稀酸、稀碱和一般的有机溶剂
能溶解在浓硫酸和浓氯化锌溶液中，同时发 生一定程度的分子链断裂，使聚合度降低
粘胶纤维浆粕生产的方法一般可分为三种 ：
亚硫酸盐法—适用于结构紧密原料，如针叶 木；
预水解亚硫酸盐法—适用于树脂和多缩戊糖
含量高的原料，如阔叶树、甘蔗渣等；
10
二、纤维素的结构与性能
⒈纤维素的结构 纤维素是一种由大量葡萄糖残基彼此按照一
定的联接原则，即通过第一个、第四个碳原子用β 键连接起来的不溶于水的直链状大分子化合物。 分子通式为（C6H10O5）n，n为聚合度。
11
• 纤维素的聚集态结构和其它固体高聚物一样，是 十分复杂的。
• 早期的微胞结构理论 纤维素分子聚集成微胞，每个微胞都有严格
占化学纤维总产量的80%以上； • 60年代中期以后，发展趋于平缓； • 70年代，发展处于停滞状态（“三废”问题）； • 但仍具有不可忽视的地位—吸湿性好、透气性
强、染色性好、穿着舒适、易于纺织加工、可 生物降解。
6
莫代尔
• 2009年，世界粘胶纤维的产量约450万吨，约占 化学纤维总产量（约7000万吨）的6%。2009年， 我国粘胶纤维总产量达140多万吨，居世界第一。
300
250
200
150
长丝
短丝 100
50
• 改性—兼具0粘200胶8 2纤009 维201与0 2合011 成201纤2 维优良性能和特 殊功能的纤维素纤维；
• 开发环境友好型非粘胶法纤维素纤维绿色生产 工艺。
7
生产纤维素纤维的基本原料
一、植物纤维的原料来源及其化学成分 植物纤维（植物的一种细胞）是制造
⑴粘胶法：粘胶纤维。
⑵溶剂法：铜氨纤维；莱赛尔（Lyocell） 纤维等。
⑶纤维素氨基甲酸酯法（CC法）：纤维 素氨基甲酸酯纤维。
⑷闪爆法：新纤维素纤维。
⑸熔融增塑纺丝法：新纤维素纤维。
目前，纤维素纤维的主要生产方法以粘胶 纤维为主，产量占90%以上。所以，主要 介绍粘胶纤维。
4
5
• 20世纪30年代末期，出现了强力粘胶纤维； • 50年代初期，高湿模量粘胶纤维实现了工业化； • 60年代初期，粘胶纤维的发展达到高峰，产量
成了纤维素黄酸钠溶液，因其粘度很大， 命名为“粘胶”。
• 1893年，出现最早制备化学纤维的方法 （粘胶遇酸后，纤维素又重新析出）。
• 1905年，穆勒（Mueller）等发明了稀硫酸
和硫酸盐组成的凝固浴，使粘胶纤维的性
能得到了较大改善，从而实现了粘胶纤维
的工业化生产。
3
再生纤维素纤维的生产方法有以下几种：
能很好地溶解在铜氨溶液和复合有机溶液体 系中
对金属离子具有交换吸附能力（木质素和半 纤维素的作用）
具有良好的对水和其他溶液的吸附性，吸附 性的强弱与纤维素结构及毛细管作用有关
200 ℃以下热稳定性尚好， 200 ℃以上聚合 度下降
17
⒋纤维素的化学性质
⑴氧化反应
分子中的部分羟基被氧化成羧基或醛基， 同时分子链发生断裂。
纤维素的缨状微胞结构模型
纤维素的缨状原纤结构模型 15
⒉纤维素的分类
纤维素不是一种均一的物质，而是一种
不同相对分子质量的混合物。在工业上分
为：
α-纤维素 β-纤维素
半纤维素
α不-纤溶维于γ素2-纤0（℃维聚的合1素7度.52%0N0以aO上H）溶：液植的物部纤分维，素溶在解特的定部条分件称下为半
纤维素。
与卤代烷、卤代酸或硫酸酯作用生成纤维素 醚。 三、纤维素浆粕的制造及质量要求 ⒈纤维素浆粕的制造
与造纸工业的制浆过程区别不大。
19
⑴备料
对制浆原料进行预处理。甘蔗渣要经过开松
和除髓，棉短绒要进行开松、除尘，木材要经过 剥皮、除节、切片等处理。
⑵蒸煮
植物原料经过以上预处理后与蒸煮药剂混合， 在规定的温度和压力下进行蒸煮成为浆料。
⑵与酸反应
适当条件下发生酸性水解（纤维素大分
子的配糖连接对酸不稳定），如条件剧烈， 则水解的最终产物为葡萄糖。
⑶与碱反应
在适当条件下发生配糖连接碱性降解及
端基的“剥皮”反应，导致纤维素的聚合
度降低。与浓NaOH溶液作用，生成碱纤维
素。
18
⑷酯化反应
与各种无机酸和有机酸反应，生成各种酯化 物，如硝化纤维素、醋酸纤维素、纤维素黄酸酯 等。 ⑸醚化反应
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概述
植物
藻类
微生物
目前全球天然纤维素产量达到1000亿吨／年， 而世界纺织业的纤维素用量不到2200万吨／年。 2
• 1838年，法国科学家安斯姆佩恩 （Anselme Payen）发现大量植物细胞都
具有相同的一种物质，并将其命名为纤维 素（Cellulose）。
• 1891年，克罗斯（Cross）、贝文 （Bevan）和比德尔（Beadle）等首先制
整齐的界面，象砖块堆砌起来一样。 现代观点 则认为这是不确切的。 • 缨状微胞结构理论
纤维素结构存在两个相态：结晶区和无定形 区。
高序部分—大分子致密、平行排列、定向良 好。
无定形部分—致密度较小、大分子结合程度 较弱、有较大的空隙、分子链分布不完全平行。
12
争论：
无定形部分是由结晶部分伸出来的分 子链所组成，结晶部分和无定形部分之间 由分子链贯穿，而二者之间没有严格的界 面。
纤维素的缨状微胞结构模型
13
有人则认为结晶部分是由折叠链构成。缨状 微胞结构是普通粘胶纤维的结构形式。
修正的微胞结构理论认为结晶区较短，而 缨状原纤结构理论认为结晶区较长，晶区是 长链分子的小片断构成的，长链分布依次地 通过结晶的原纤和它们中间的非晶区。天然 纤维素纤维、波里诺西克纤维和高湿模量纤 维都具有缨状原纤结构。
纤维素浆粕的原料，纤维素浆粕是生产再 生纤维素纤维的原料。 ⒈木材纤维
针叶木是制造纤维素纤维的优质原料 阔叶木也可以
8
9
⒉棉纤维 棉短绒（附着在棉籽壳上的短纤维）是
制造纤维素纤维的优质原料。
⒊禾本科植物纤维 包括竹、芦苇、麦秆、甘蔗渣、高粱杆、
玉米杆和棉杆等。目前，我国已将甘蔗渣、 竹子浆粕用作粘胶纤维的原料。
β -纤维素（聚合度140-200）：以上溶解部分用醋酸中和 又重新沉淀分离出来的那一部分纤维素。
γ-纤维素（聚合度10-140 ）：不能沉淀的部分。
16
⒊纤维素的物理性质
纤维素是白色、无臭、无味的物质
不溶于水、稀酸、稀碱和一般的有机溶剂
能溶解在浓硫酸和浓氯化锌溶液中，同时发 生一定程度的分子链断裂，使聚合度降低
粘胶纤维浆粕生产的方法一般可分为三种 ：
亚硫酸盐法—适用于结构紧密原料，如针叶 木；
预水解亚硫酸盐法—适用于树脂和多缩戊糖
含量高的原料，如阔叶树、甘蔗渣等；
10
二、纤维素的结构与性能
⒈纤维素的结构 纤维素是一种由大量葡萄糖残基彼此按照一
定的联接原则，即通过第一个、第四个碳原子用β 键连接起来的不溶于水的直链状大分子化合物。 分子通式为（C6H10O5）n，n为聚合度。
11
• 纤维素的聚集态结构和其它固体高聚物一样，是 十分复杂的。
• 早期的微胞结构理论 纤维素分子聚集成微胞，每个微胞都有严格
占化学纤维总产量的80%以上； • 60年代中期以后，发展趋于平缓； • 70年代，发展处于停滞状态（“三废”问题）； • 但仍具有不可忽视的地位—吸湿性好、透气性
强、染色性好、穿着舒适、易于纺织加工、可 生物降解。
6
莫代尔
• 2009年，世界粘胶纤维的产量约450万吨，约占 化学纤维总产量（约7000万吨）的6%。2009年， 我国粘胶纤维总产量达140多万吨，居世界第一。
300
250
200
150
长丝
短丝 100
50
• 改性—兼具0粘200胶8 2纤009 维201与0 2合011 成201纤2 维优良性能和特 殊功能的纤维素纤维；
• 开发环境友好型非粘胶法纤维素纤维绿色生产 工艺。
7
生产纤维素纤维的基本原料
一、植物纤维的原料来源及其化学成分 植物纤维（植物的一种细胞）是制造
⑴粘胶法：粘胶纤维。
⑵溶剂法：铜氨纤维；莱赛尔（Lyocell） 纤维等。
⑶纤维素氨基甲酸酯法（CC法）：纤维 素氨基甲酸酯纤维。
⑷闪爆法：新纤维素纤维。
⑸熔融增塑纺丝法：新纤维素纤维。
目前，纤维素纤维的主要生产方法以粘胶 纤维为主，产量占90%以上。所以，主要 介绍粘胶纤维。
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• 20世纪30年代末期，出现了强力粘胶纤维； • 50年代初期，高湿模量粘胶纤维实现了工业化； • 60年代初期，粘胶纤维的发展达到高峰，产量
成了纤维素黄酸钠溶液，因其粘度很大， 命名为“粘胶”。
• 1893年，出现最早制备化学纤维的方法 （粘胶遇酸后，纤维素又重新析出）。
• 1905年，穆勒（Mueller）等发明了稀硫酸
和硫酸盐组成的凝固浴，使粘胶纤维的性
能得到了较大改善，从而实现了粘胶纤维
的工业化生产。
3
再生纤维素纤维的生产方法有以下几种：
能很好地溶解在铜氨溶液和复合有机溶液体 系中
对金属离子具有交换吸附能力（木质素和半 纤维素的作用）
具有良好的对水和其他溶液的吸附性，吸附 性的强弱与纤维素结构及毛细管作用有关
200 ℃以下热稳定性尚好， 200 ℃以上聚合 度下降
17
⒋纤维素的化学性质
⑴氧化反应
分子中的部分羟基被氧化成羧基或醛基， 同时分子链发生断裂。
纤维素的缨状微胞结构模型
纤维素的缨状原纤结构模型 15
⒉纤维素的分类
纤维素不是一种均一的物质，而是一种
不同相对分子质量的混合物。在工业上分
为：
α-纤维素 β-纤维素
半纤维素
α不-纤溶维于γ素2-纤0（℃维聚的合1素7度.52%0N0以aO上H）溶：液植的物部纤分维，素溶在解特的定部条分件称下为半
纤维素。
与卤代烷、卤代酸或硫酸酯作用生成纤维素 醚。 三、纤维素浆粕的制造及质量要求 ⒈纤维素浆粕的制造
与造纸工业的制浆过程区别不大。
19
⑴备料
对制浆原料进行预处理。甘蔗渣要经过开松
和除髓，棉短绒要进行开松、除尘，木材要经过 剥皮、除节、切片等处理。
⑵蒸煮
植物原料经过以上预处理后与蒸煮药剂混合， 在规定的温度和压力下进行蒸煮成为浆料。
⑵与酸反应
适当条件下发生酸性水解（纤维素大分
子的配糖连接对酸不稳定），如条件剧烈， 则水解的最终产物为葡萄糖。
⑶与碱反应
在适当条件下发生配糖连接碱性降解及
端基的“剥皮”反应，导致纤维素的聚合
度降低。与浓NaOH溶液作用，生成碱纤维
素。
18
⑷酯化反应
与各种无机酸和有机酸反应，生成各种酯化 物，如硝化纤维素、醋酸纤维素、纤维素黄酸酯 等。 ⑸醚化反应