聚酰胺纤维

高分子材料加工工艺学

朱鹏

南通大学化学化工学院

2008.9

第二章聚酰胺纤维

1.背景

聚酰胺纤维是指纤维大分子主链有酰胺键

连接起来的一类合成纤维。由于其具有优良的物理性能和纺织性能，发展速度很快，直至20世纪60年代末，在合成纤维产量中一直居首位，但从1972年开始为涤纶所超过而退居第二位。

聚酰胺纤维有许多品种，目前工业化生产及应用最为广泛的是聚酰胺6和聚酰胺66。各国的商品名称不同，如我国称聚酰胺纤维为“锦纶”，美国称为“尼龙”（Nylon）。

第二章聚酰胺纤维

第二章聚酰胺纤维

Supplex是Invista 公司继Tactel 之后推出的新66纤维。它具有以下特性：

型锦纶66 纤维。它具有以下特性：

—曲折刚性低于羊毛、涤纶和棉等大多数纤维，具有棉一般的手感和柔顺，消光；

—吸湿性好，在化纤中仅次于粘胶；

—质量轻，强度和耐磨性超过涤纶；

—弹性恢复仅次于羊毛和腈纶，优于其它化纤；

—制成的服装不易起皱、不缩水、不变形、易干燥、易保养；

—染色性能较好，不易退色等。

第二章聚酰胺纤维

Coolmax

排汗面料当然首推

Coolmax，其实就是涤纶

（POLYESTER 聚酯）。

Coolmax面料的确具有优良的

排汗性能，能够将汗水导到体

外。它的四孔中空的纤维构造，

加上一般coolmax面料内紧外

松的针织构造，可以最大限度

的利用毛细现象导湿。

第二章聚酰胺纤维

聚酰胺合成工艺一般可分为两类：

一类是由二元胺和二元酸缩聚而得；

另一类为ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得。

命名:

前一数字为二元胺的碳原子个数，后一数字为二元酸的碳原子个数。

对于开环聚合只有其单元结构所含碳原子数目。

注：根据ISO的定义，全芳香族聚酰胺纤维不在聚酰胺纤维类内。

第二章聚酰胺纤维

第二章聚酰胺纤维

第一节聚酰胺纤维原料

一、聚酰胺纤维的原料及生产

聚酰胺树脂工业上主要方法包括

•熔融缩聚、

•开环聚合

•低温聚合。

聚酰胺66，聚酰胺9等由于聚合体有适当的熔点，分解温度比熔点高，可以采用熔融缩聚，而己内酰胺，则需要适当的活化剂使之开环并聚合。

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1. 已内酰胺的开环聚合

环状化合物能否变成聚合物，是由热力学函数决定的。环状化合物的自由能F1大于聚合物的自由能F2，即满足，聚合反应才有可能进行。

热力学上能够聚合的环状单体，还必须满足动力学的条件才能聚合。如已内酰胺在热力学上能够开环聚合，但是纯无水已内酰胺在加热条件下，并不能发身聚合。（原因）

已内酰胺转化成线性高聚物，除了必须适当的温度条件外，还必须有活化剂存在。（活化剂的作用）。工业上普遍采用添加少量水使其聚合，称为水解聚合。其包括：链的引发、链的增长及链的终止。

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2. 聚已内酰胺的生产流程

间歇工艺多采用搅拌釜式反应器，而连续工艺多采用管式反应器。

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二、聚酰胺的结构和性质

（一）聚酰胺结构

1. 分子结构聚酰胺的分子是通过酰胺键连接起来的线形长链分子，在晶体中呈完全伸展的平面锯齿形构形。适合于纺制纤维的聚已内酰胺的平均分子量一般为14000～20000左右。

2. 晶态结构X射线衍射分析表明，线型聚酰胺在固态时只是部分结晶，结晶度通常在50％以下。聚己内酰胺通常具有多种晶态结构，包括α型、β型及γ型。

第二章聚酰胺纤维

第二章聚酰胺纤维

α型的晶体是最稳定的形

式，其密度也最大。

β型和γ型的晶体不稳定，

通过对样品的不同处理，这种

结构可以转变成稳定的α型的

晶体。

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（二）聚酰胺的物理和化学性质

1. 密度聚己内酰胺的密度随着内部结构和制造条件不同而有差异，其测得密度为1.12～1.14 g/cm3。而聚己二酰己二胺密度范围为1.13～1.16 g/cm3。

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2. 熔点根据测试方法不同，其熔点数值也有所差异。

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3. 玻璃化温度

聚酰胺的玻璃化温度与测定方法和测定条件有关。

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4.熔体粘度

聚己内酰胺的熔体粘度随着数均分子量增大而增加，在恒定温度下，符合下列公式：

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判断聚己内酰胺的可加工性，除了测量温度要相同以外，还必须在低聚物含量和含水量相同的情况下，才可能得到有用数据。

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6.吸湿性

PA相对于其它纤维，由于酰胺键中的N原子具有孤对电子，其可以与水分子形成氢键，其具有较好的吸湿性。

每两个酰胺间与其

配位的水分子有三

个，其中一个分子

产生强的氢键结合。

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7.耐化学药品性

聚酰胺耐碱性很好，但耐酸性差，通常可溶于有机酸和无机酸，也可溶于苯酚或一些醇类。

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第二节聚酰胺的纺丝成型

一、概述

聚酰胺纤维一般采用熔体纺丝成型，主要以切片熔融纺丝为主。聚酰胺纤维的结构与聚酯不同，为了避免卷绕丝在卷装上发生过多的松弛而变软，其相应纺丝速度必须达到

4200m/min～4500m/min。

由于常规纺丝已逐步被高速纺丝取代，为此，本节主要介绍高速纺丝。