化学纤维概论-PBI
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2024年聚苯并咪唑(PBI)市场需求分析
2024年聚苯并咪唑（PBI）市场需求分析引言聚苯并咪唑（Polybenzimidazole，PBI）是一种高性能合成纤维材料，具有耐高温、耐化学腐蚀和优异的力学性能等特点。
在多个领域有广泛的应用。
本文将对聚苯并咪唑的市场需求进行分析，以便了解市场前景和发展趋势。
聚苯并咪唑的基本特性聚苯并咪唑具有以下几个显著特性：1.耐高温性能：聚苯并咪唑材料的熔点较高，在600°C - 700°C范围内具备较好的耐高温性能。
2.耐化学腐蚀能力：聚苯并咪唑对多数酸、碱、有机溶剂和氧化剂表现出较强的抗腐蚀能力。
3.优良的力学性能：聚苯并咪唑的拉伸强度和模量较高，具有出色的抗拉伸和抗压性能。
4.较低的热膨胀系数：聚苯并咪唑在高温下的热膨胀系数相对较低，因此更适合在高温膨胀环境下使用。
聚苯并咪唑市场需求分析聚苯并咪唑的广泛应用使得市场需求得到了显著提升。
航空航天领域聚苯并咪唑在航空航天领域因其耐高温和抗化学腐蚀性能而得到广泛应用。
例如，聚苯并咪唑可用于制造发动机零部件、导弹体和火箭推进系统等。
随着航空航天行业的发展，对高性能材料的需求将持续增长，聚苯并咪唑市场需求也将随之增加。
电子领域聚苯并咪唑也在电子领域有着广泛的应用。
其耐高温性能使其成为半导体制造、电子元件和电路保护材料的理想选择。
随着电子行业的不断进步和需求的增加，预计聚苯并咪唑的市场需求将继续增长。
化工领域在化工领域，聚苯并咪唑被广泛应用于管道、阀门、储罐等设备的制造。
其耐腐蚀性能使其成为处理强酸、强碱和腐蚀性气体的理想材料。
随着化工行业的发展，聚苯并咪唑市场需求有望继续增加。
其他领域此外，聚苯并咪唑还在其他领域有着广泛的应用，如汽车制造、电池技术和纺织品等。
随着科学技术的不断进步和应用领域的扩展，聚苯并咪唑的市场需求将呈现多元化和增长的趋势。
结论综上所述，聚苯并咪唑作为一种高性能材料，在航空航天、电子、化工和其他领域都有着广泛的应用前景。
3芳杂环类聚合物纤维
公制 1.7dtex 2.4dN/tex 28.0dN/tex 28.0% 28.0% 0.25% 1.43g/cm3 15%
沸水收缩率 205℃干热收缩率
比热
限氧指数(LOI) 表面比电阻 （65%RH,21℃）
＜1.0% ＜1.0% 0.3BTU/Ib°F ＞41%
＜1.0% ＜1.0% 1.0K/kg℃ ＞41% 1×1010Ω/cm
压缩变形单向纤维/环氧树脂复合材料SEM结果
PIPD纤维初始模量远高于其它高性能纤维，并且具 有较高的压缩强度，可进行编织、针织及无纺加工 等，其纤维复合材料具有良好的韧性和抗冲击性能 。
纤维
拉伸强度，GPa 断裂伸长，% 初始模量，GPa 压缩强度，GPa2 压缩应变，%2 密度，g/cm3 回潮率，% 空气中热降解起 始温度，℃
图10-23 PBI干法纺丝工艺示意图
PBI纤维耐热抗燃性好，但在火焰中会发生收缩， 因此拉伸后的纤维还需用硫酸进行稳定化处理，在纤维 大分子中形成咪唑环结构的盐，热处理时这种盐发生结 构重排，在苯环上形成磺化基团，使纤维结构更加稳定。
2． 纤维结构与性能 通常的PBI 是无定形聚合物，但在高温下用苯酚或
3. 应用及发展前景
• 如何合成更高相对分子质量的PBO； • 改进和完善纤维成形技术和工艺过程，降低PBO 纤维的生产成本； • 纤维表面处理技术； • 纤维结构与性能的关系等; • 将在航空、航天等特殊工业领域得到广泛的应用； • PBO纤维的出现带来了新型有机纤维的革命，也为 21世纪人造超级纤维的开发创造了良好的开端。
酸或碱 硫酸 硫酸 盐酸 硫酸
浓度(%) 50 50 35 10
温度(℃) 30 70 30 70
时间(h) 144 24 144 24
化学纤维概述
棉纺工艺梗概
纺织纤维的鉴别
一、 手感目测法：
可有效地鉴别天然纤维——棉、毛、丝、麻,对化学纤维则显得无 能为力除普通粘胶外. 具体方法：
1、手感及强度 棉、麻手感较硬,羊毛软,蚕丝、粘胶纤维、锦纶手感适中. 2、伸长度 拉伸时棉、麻伸长度较小；毛、醋酯伸长较大；蚕丝、粘胶纤维、 大部分合成纤维伸长度适中. 3、长度与整齐度 天然纤维的长度、整齐度较差、化学纤维的长度、整齐度较好. 4、重量 棉、麻、粘胶纤维比蚕丝重；锦纶、腈纶、丙纶比蚕丝轻；羊毛、 涤纶、维纶、醋酯纤维与蚕丝重量相近.
• 2．性质 • 1机械性质 • 断裂强度较高,伸长率大；初始模量高；弹性回复
性好；织物挺括,耐磨性较好,尺寸稳定. • 2吸湿染色差 • 3热学性质 • 熔点高,达255-265℃；耐热性和热稳定性好 • 4光学性质：耐光性好； • 5耐酸不耐强碱,不霉不蛀 • 6密度： 1.38 g/cm3
涤纶主要性能指标
热处理提高纤维的结构稳定性来自结晶度提高 内应力消除
涤纶的形态结构和超分子结构
一、涤纶纤维的形态结构 圆形的横截面和光滑、均匀而无条痕的圆柱体纵向;
二、涤纶纤维的超分子结构
产品
结晶度% 取向度 密度克/厘米2
初生丝 完全无定形
商品丝
40～60
全结晶理论 完全结晶
差 较高 较高
1.335～1.337 1.38
短纤维： 复合纤维
并列 皮芯
海岛
异型： 为了加强纤维间的磨擦,最好使其表面不规则,及具有捻旋、
鬈缩、波状等形状.
超细纤维：
纺制同一支数Count机纺纱,纤维愈细愈可增加纤维相互间络 合,纱强度也愈大,但太细,纤维强度太小,易发生损伤.
化学纤维概论(第二版)
热定型的目的是消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸稳定
性，并且进一步改善 其物理机械性能。热定型可以在张
力下进行，也可以在无张力下进行，前者称为紧 张热定 型，后者称为松弛热定型。热定型的方式和工艺条件不同， 所得纤维的结构 和性能也不同。
上油的目的是提高纤维的平滑性、柔软性和抱和力，减小 摩擦和静电的产生，改善化学纤维的纺 织加工性能。上 油的形式有：油槽或油辊上油及油嘴喷油。不同品种和规
易于分解；
（4）应无毒或微毒，对设备材料没有腐蚀性或腐蚀性较小。
（5）在溶解过程中不引起聚合物分解或发生其他化学变化。
纺丝液的浓度对制成纤维的品质有很大影响。
在一定范围内，适当提高是有利的；
但随着浓度的提高，纺丝液的粘度急剧增加，这就给原液
的过滤、脱泡和纤维成形过程带来很大的困难；
所得纤维的品质也并非随浓度的提高而成比例的提高。
再生纤维的原料制备过程，是将天然高分子化合物经一系 列的化学处理和机械加工，除去杂质，并使其具有能满足 再生纤维生产的物理和化学性能。 合成纤维的原料制备过程，是将有关单体通过一系列化学 反应，聚合而成具有一定官能团、一定分子量和分子量分 布的线型聚合物。 由于聚合方法和聚合物的性质不同，合成的聚合物可能是 熔体状态或溶液状态。
不同点：熔体纺丝借温度下降而达到的，干法纺丝是通过
聚合物的浓度不断增大来完成的。
干法纺丝和湿法纺丝比较
1
、纺丝液的浓度比湿法高，一般可达18%~45%，相应的粘度也较高，能承受 比湿纺更大的喷丝头拉伸（2~7倍），易制得比湿纺更细的纤维；
2 、纺丝线上丝条所受到的力学阻力远比湿纺小，纺速比湿纺高，一般可达 300~600m/min，但由于受到溶剂挥发速度的限制，干纺速度比熔纺低。 3、喷丝头孔数远比湿纺少，这是因为干法固化慢，固化前丝条容易粘连。一 般干纺短纤维的喷丝头孔数在1200孔左右，而湿纺短纤维的孔数高达数万
第四章-化学纤维(2)
34
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周后有光锦纶的强度下降23％，无光锦 纶的降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。
35
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，对氧化剂 的稳定性也较差。
36
（三）锦纶的应用 服装：袜子、羽绒服面料、泳衣面料等 产业用：轮胎帘子线、鱼网、运输带。
37
三、聚酯纤维（涤纶polyester, PET）－－挺括不皱
概况： 聚酯纤维品种较多，我国将聚对苯二甲酸乙 二酯纤维简称为涤纶。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。
高弹丝 低弹丝
空气变形丝
网络丝
②异形纤维
采用非圆形喷丝板孔加工的非圆形截面的纤维
异形纤维
吸湿排汗纤维
远红外线聚酯中空纤维
③复合纤维:
两种或两种以上的高聚物或性能不同 的同种聚合物通过一个喷丝孔纺成的 纤维。 双侧型: 具有良好的卷曲稳定性。 皮芯型: 锦为皮，涤为芯，可兼有锦 的染色性好、耐磨和涤纶挺括、弹性 好的优点。 海岛型: 可用于制造超细纤维。
41
（3）力学性质
①强度和伸长 强度高伸长大，干湿强度相当。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 平面结构的苯环受力后变形，外力消失后变形恢 复，故弹性较好，因此织物挺括抗皱，尺寸稳定。 耐磨性仅次于锦纶。 ③洗可穿性 洗可穿性好体现在：易洗、快干、免烫。 涤纶织物吸湿性低、不易变形、弹性回复率高， 因此洗可穿性好。
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周后有光锦纶的强度下降23％，无光锦 纶的降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，对氧化剂 的稳定性也较差。
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（三）锦纶的应用 服装：袜子、羽绒服面料、泳衣面料等 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
概况： 聚酯纤维品种较多，我国将聚对苯二甲酸乙 二酯纤维简称为涤纶。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。
高弹丝 低弹丝
空气变形丝
网络丝
②异形纤维
采用非圆形喷丝板孔加工的非圆形截面的纤维
异形纤维
吸湿排汗纤维
远红外线聚酯中空纤维
③复合纤维:
两种或两种以上的高聚物或性能不同 的同种聚合物通过一个喷丝孔纺成的 纤维。 双侧型: 具有良好的卷曲稳定性。 皮芯型: 锦为皮，涤为芯，可兼有锦 的染色性好、耐磨和涤纶挺括、弹性 好的优点。 海岛型: 可用于制造超细纤维。
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（3）力学性质
①强度和伸长 强度高伸长大，干湿强度相当。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 平面结构的苯环受力后变形，外力消失后变形恢 复，故弹性较好，因此织物挺括抗皱，尺寸稳定。 耐磨性仅次于锦纶。 ③洗可穿性 洗可穿性好体现在：易洗、快干、免烫。 涤纶织物吸湿性低、不易变形、弹性回复率高， 因此洗可穿性好。
化学纤维主要性能指标.ppt
表4 几种常用化学纤维的质量比电阻
26
（八）含油率和上油率
化学纤维的含油率是指化学纤维上油剂干重占含油纤维干重的百分率
油剂干重 K 含油纤维干重 100
上油率是指化学纤维上油剂干燥质量占脱油剂后纤维干燥质量的百分率。 油剂干重
R 脱油剂后试样干重 100
测量含油率通常采用萃取法。计算公式为： 含油率=（G2-G1）/G0×100%
长），然后撤去负荷，经松弛一定时间（30s或 60s，视测 定仪器和方法而定）后，测定剩余伸长。
回弹率() e 100 t- p 100
t
t
弹性功可表示如下：
弹性功
卸荷时所回复的功 伸长时所做的总功
CBDC的面积 ABDCA的面积
19
回弹率又有两种不同的测定方法：一种叫定负荷回弹率，另一种叫定伸 长回弹率。
旦数×支数=9000 特数×支数=1000 旦数=9×特数 1d=9tex 分特数=10×特数
4
2.测定方法
• 用得最广的是中段切取称重法，Tt=1000×G/（nL）
• 间接法利用振动仪或气流仪测定纤维的细度。国际上推荐采
用振动法来测量单根化学纤维的线密度。 纤维两端夹持 ，由仪器在纤维上施加一横向振动，使纤维产生共 振
29
2.卷曲度：由于化学纤维的表面比较光滑，不象棉纤维那样有天然扭曲，也不象羊 毛那样表面有鳞片，因此纤维之间的抱合力比较小，不利于纺织加工，为了改善这 一性能，增加化学纤维与棉、毛混纺时的抱合力，改善纤维的柔软性，必须将纤维 进行卷曲加工。化学纤维卷曲性能检验在卷曲弹性仪上进行。
通常采用单位长度纤维上的卷曲数来表示卷曲度。一般供棉纺用的化学纤维要 求高卷曲度（4～5.5个/cm），供精梳毛纺的化学纤维及制膨体毛条的长纤维要求中 卷曲度（3.5～5个/cm），为了全面地表征化学纤维的卷曲度，可采用下列指标：
26
（八）含油率和上油率
化学纤维的含油率是指化学纤维上油剂干重占含油纤维干重的百分率
油剂干重 K 含油纤维干重 100
上油率是指化学纤维上油剂干燥质量占脱油剂后纤维干燥质量的百分率。 油剂干重
R 脱油剂后试样干重 100
测量含油率通常采用萃取法。计算公式为： 含油率=（G2-G1）/G0×100%
长），然后撤去负荷，经松弛一定时间（30s或 60s，视测 定仪器和方法而定）后，测定剩余伸长。
回弹率() e 100 t- p 100
t
t
弹性功可表示如下：
弹性功
卸荷时所回复的功 伸长时所做的总功
CBDC的面积 ABDCA的面积
19
回弹率又有两种不同的测定方法：一种叫定负荷回弹率，另一种叫定伸 长回弹率。
旦数×支数=9000 特数×支数=1000 旦数=9×特数 1d=9tex 分特数=10×特数
4
2.测定方法
• 用得最广的是中段切取称重法，Tt=1000×G/（nL）
• 间接法利用振动仪或气流仪测定纤维的细度。国际上推荐采
用振动法来测量单根化学纤维的线密度。 纤维两端夹持 ，由仪器在纤维上施加一横向振动，使纤维产生共 振
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2.卷曲度：由于化学纤维的表面比较光滑，不象棉纤维那样有天然扭曲，也不象羊 毛那样表面有鳞片，因此纤维之间的抱合力比较小，不利于纺织加工，为了改善这 一性能，增加化学纤维与棉、毛混纺时的抱合力，改善纤维的柔软性，必须将纤维 进行卷曲加工。化学纤维卷曲性能检验在卷曲弹性仪上进行。
通常采用单位长度纤维上的卷曲数来表示卷曲度。一般供棉纺用的化学纤维要 求高卷曲度（4～5.5个/cm），供精梳毛纺的化学纤维及制膨体毛条的长纤维要求中 卷曲度（3.5～5个/cm），为了全面地表征化学纤维的卷曲度，可采用下列指标：
第四章 化学纤维.ppt
化学纤维分类
二、按形态结构分
3、按截面形状
圆形纤维 异形纤维：用异形喷丝孔纺制的具有特殊横截面形状的 化学纤维 复合纤维：由两种或两种以上高聚物，或具有不同分子 量的同一高聚物经复合纺丝法制成的化学纤维
4、按光泽
有光纤维 半光纤维 无光纤维
化学纤维分类
三、按性能特点
结构
性能特点：良好的耐磨性
锦纶
2、性能 （1）比重小于涤纶； （2）弹性好； （3）最突出的特性是耐磨性好； （4）耐碱不耐酸； （5）外观不如涤纶挺括； （6）耐热性不如涤纶； （7）耐光性差；
三、丙纶Polypropylene (PP)
结构
性能特点：密度小于水 零吸湿 具有较强的芯吸作用
应用：醋酯、维纶、氯纶、腈纶，但较少采用
有色纺丝
定义：在纺丝熔体或溶液中加入适当的着色
剂，经纺丝后直接制成有色纤维 特点：可提高染色牢度，降低染色成本， 减少污染环境
异形纤维纺丝
定义：用非圆形喷丝孔，制取各种不同截面形
状的异形纤维。 类型：三角形、Y形、星形和中空纤维等
复合纤维纺丝
定义：将两种或两种以上不同化学组成或不同 浓度的纺丝流体，同时通过一个具有特殊分配 系统的喷丝头而制得。在进入喷丝孔之前，两 种成分彼此分离，互不混合，在进入喷丝孔的 瞬间，两种液体接触，凝固粘合成一根丝条， 从而形成具有两种或两种以上不同组分的复合 纤维。
一、涤纶 二、锦纶 三、丙纶 四、腈纶 五、维纶 六、氯纶 七、氨纶
合成纤维特点
1、光泽强 2、染色性、吸湿性差 3、易产生静电、易沾污 4、强度大、易起球 5、抗熔孔性差 6、不霉不蛀
纺织材料学课件第四章_化学纤维(化学纤维概述)
17
集束、拉伸、卷曲、定形
18
命名：在单体名称前加“聚”。
聚丙烯纤维： [CH2－CH]n
CH3
聚氯乙烯纤维 聚酯纤维 聚酰胺纤维 聚丙烯腈纤维 聚乙烯醇纤维的提纯或聚合→纺丝熔体或溶液的制备 →纺丝成形→ 后加工（牵伸、卷曲、上油、切断）
1. 高聚物的提纯或聚合 （1）再生纤维 由天然高分子聚合物经化学加工制造而成。天
（1）再生纤维素纤维 如粘胶纤维（最多）、铜氨纤维，原料为木材、
棉短绒等。依纤维素溶解成纺丝液的方法命名。
（2）再生蛋白质纤维 如大豆蛋白质纤维、牛奶纤维，原料为大豆、
牛奶。依蛋白质的来源命名。
5
2.合成纤维 以煤、石油、天然气及一些农副产品等为原
料制成单体后，经化学聚合成高聚物，然后再纺 制成的纤维。如涤纶、锦纶（我国的商品名）等。
后加工的目的：使纤维具有一定的物理机 械性能（强力、伸长、抗静电、抱合力等）。
16
短纤维后加工路线： （1）集束：获得大股丝束。 （2）拉伸：改变取向度，改善力学性质（如增 加强度、降低伸长）。 （3）上油：抗静电，减小摩擦。 （4）卷曲：提高抱合力，增加可纺性。 （5）干燥定形：去除水分，提高结构稳定性。 （6）切断：切成规定长度的短纤维。
9
3.纺丝成形 将纺丝流体从喷丝头的喷丝孔中压出，呈细丝状
液体，再在适当介质中固化成细丝，这一过程称为 纺丝。根据纺丝流体制备的方法分熔体纺丝法和溶 液纺丝法。
（1）熔体纺丝法 将熔融的高聚物熔体从喷丝孔喷射到空气中
冷却固化。
过程简单，成本低，纺丝速度高。涤纶、锦 纶、丙纶等均采用此法。喷丝孔的形状决定了 丝的形状。
将高聚物溶解在适当的溶剂中（如粘胶、维纶、腈 纶等的制造）。
集束、拉伸、卷曲、定形
18
命名：在单体名称前加“聚”。
聚丙烯纤维： [CH2－CH]n
CH3
聚氯乙烯纤维 聚酯纤维 聚酰胺纤维 聚丙烯腈纤维 聚乙烯醇纤维的提纯或聚合→纺丝熔体或溶液的制备 →纺丝成形→ 后加工（牵伸、卷曲、上油、切断）
1. 高聚物的提纯或聚合 （1）再生纤维 由天然高分子聚合物经化学加工制造而成。天
（1）再生纤维素纤维 如粘胶纤维（最多）、铜氨纤维，原料为木材、
棉短绒等。依纤维素溶解成纺丝液的方法命名。
（2）再生蛋白质纤维 如大豆蛋白质纤维、牛奶纤维，原料为大豆、
牛奶。依蛋白质的来源命名。
5
2.合成纤维 以煤、石油、天然气及一些农副产品等为原
料制成单体后，经化学聚合成高聚物，然后再纺 制成的纤维。如涤纶、锦纶（我国的商品名）等。
后加工的目的：使纤维具有一定的物理机 械性能（强力、伸长、抗静电、抱合力等）。
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短纤维后加工路线： （1）集束：获得大股丝束。 （2）拉伸：改变取向度，改善力学性质（如增 加强度、降低伸长）。 （3）上油：抗静电，减小摩擦。 （4）卷曲：提高抱合力，增加可纺性。 （5）干燥定形：去除水分，提高结构稳定性。 （6）切断：切成规定长度的短纤维。
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3.纺丝成形 将纺丝流体从喷丝头的喷丝孔中压出，呈细丝状
液体，再在适当介质中固化成细丝，这一过程称为 纺丝。根据纺丝流体制备的方法分熔体纺丝法和溶 液纺丝法。
（1）熔体纺丝法 将熔融的高聚物熔体从喷丝孔喷射到空气中
冷却固化。
过程简单，成本低，纺丝速度高。涤纶、锦 纶、丙纶等均采用此法。喷丝孔的形状决定了 丝的形状。
将高聚物溶解在适当的溶剂中（如粘胶、维纶、腈 纶等的制造）。
不着火不燃烧的PBI纤维
不着火不燃烧的PBI纤维聚苯并咪唑纤维简称PBI纤维和托基纶（Togylen）。
它是一种典型的杂环高分子耐热纤维，。
其主要性能如下：1.良好的纺织加工性：纤维强度2.8-5.0CN/dtex，断裂伸长率超过棉花一般为10%-15%，在标准状态下，吸湿高达15%，手感较好，具有良好的纺织加工性能。
2.杰出的阻燃性能：该纤维在空气中气体释出的速率极低，是惰性气体，所以它在空气中实际上不燃烧的。
其极限氧指数达到38-46%，在燃烧时不熔融，不收缩或很少收缩，并离火后立即自熄。
3.吸湿性高：该纤维吸湿率可达13%-15%，通过酸稳定化处理后还能使回潮率进一步提高。
它的高吸湿性和柔软的手感使所制成的织物具有良好的穿着舒适性。
4.良好的染色性：纤维呈金黄色，其化学结构和形态结构类似于羊毛，可采用分散染料和酸性染料进行染色。
5.热稳定性好：在整个测量温度范围内，该纤维初始模量保持常数，在接近500摄氏度时，由于氧化交联，初始模量开始增加。
在惰性气体或真空中，即使在350摄氏度下历经300小时也不会产生明显的老化效应。
6．化学稳定性好：它对水解作用稳定，在149摄氏度及441.9Kpa 的蒸汽压下处理72小时，纤维的强度几乎无损失，纤维浸泡于酸或碱的溶液中强度保持率也很高，7．耐光性较差：可见光区域内，纤维分子对光具有吸收作用，并可发生光降解，特别是在氧存在下这种作用急剧增强，。
聚苯并咪唑纤维主要用于要求纤维阻燃、耐高温和无烟、低毒的领域。
可用于制作防护服（消防服、防高温工作服、飞行服）和救生用品等，曾经用它制作阿波罗号和空间试验室宇航员的航天服和内衣。
还可用作宇宙飞船重返地球时及喷气飞机减速用的降落伞、减速器和热排出气的储存器等。
化学纤维概论第一章
化纤生产工艺
教材：化学纤维概论 参考教材：合成纤维生产工艺学
主编简介——肖长发
•
肖长发，教授，博士生导师。1953年出生， 1977年大学毕业于天津纺织工学院，1982年研 究生毕业于华东纺织工学院，分别于1987年～ 1990年和1995年～1996年在日本留学，先后获 工学硕士和博士学位，1995年晋升教授，曾担 任天津纺织工学院高分子教研室主任、材料科学 系主任、1998年起担任天津纺织工学院副院长、 天津工业大学副校长职务。
• 新产品新技术方面：PTT(聚对苯二甲酸丙 二酯)也是聚酯系列产品中最具发展前景的 新成员。它兼具锦纶和涤纶的优点，具有 抗污性、化学稳定性、回弹性和染色性， 是一种较理想的纺织用新型热塑性聚酯材 料，是世界各国新世纪重点发展的新材料 之一。 • PTT也是早在1941年美国已合成了该材 料并取得发明专利，但由于1.3丙二醇(PDO) 单体来源困难，未工业化生产。
• 进入九十年代后，随着世界聚酯的迅速发 展以及合成技术提高，杜邦公司开发出利 用生物酶催化制备PDO技术。Degusa公司 也开发了丙烯醛技术路线制PDO，此外有 以甘油为原料的生化及合成技术制PDO， 环氧丙烷法制PDO技术路线。在PTT合成 技术方面，PTA直接酯化法更优于DMT酯 交换法。PTT纤维制备仍采用熔融纺丝 POY、DTY、BCF等技术。PTT的用途广 泛，主要用于工程塑料、体育用品、薄膜 以及纺粘织物、地毯以及服用纤维等方面， 具有极大的市场发展潜力。
• 1941年，英国的J.R.温菲尔德和J.T.迪克森 以对苯二甲酸和乙二醇为原料在实验室内 首先研制成功聚酯纤维，命名为特丽纶 (Terylene)。1953年美国生产商品名为达 可纶(Dacron)的聚酯纤维。随后聚酯纤维 在世界各国得到迅速发展。1960年聚酯纤 维的世界产量超过聚丙烯腈纤维，1972年 又超过聚酰胺纤维，成为合成纤维的第一 大品种。
教材：化学纤维概论 参考教材：合成纤维生产工艺学
主编简介——肖长发
•
肖长发，教授，博士生导师。1953年出生， 1977年大学毕业于天津纺织工学院，1982年研 究生毕业于华东纺织工学院，分别于1987年～ 1990年和1995年～1996年在日本留学，先后获 工学硕士和博士学位，1995年晋升教授，曾担 任天津纺织工学院高分子教研室主任、材料科学 系主任、1998年起担任天津纺织工学院副院长、 天津工业大学副校长职务。
• 新产品新技术方面：PTT(聚对苯二甲酸丙 二酯)也是聚酯系列产品中最具发展前景的 新成员。它兼具锦纶和涤纶的优点，具有 抗污性、化学稳定性、回弹性和染色性， 是一种较理想的纺织用新型热塑性聚酯材 料，是世界各国新世纪重点发展的新材料 之一。 • PTT也是早在1941年美国已合成了该材 料并取得发明专利，但由于1.3丙二醇(PDO) 单体来源困难，未工业化生产。
• 进入九十年代后，随着世界聚酯的迅速发 展以及合成技术提高，杜邦公司开发出利 用生物酶催化制备PDO技术。Degusa公司 也开发了丙烯醛技术路线制PDO，此外有 以甘油为原料的生化及合成技术制PDO， 环氧丙烷法制PDO技术路线。在PTT合成 技术方面，PTA直接酯化法更优于DMT酯 交换法。PTT纤维制备仍采用熔融纺丝 POY、DTY、BCF等技术。PTT的用途广 泛，主要用于工程塑料、体育用品、薄膜 以及纺粘织物、地毯以及服用纤维等方面， 具有极大的市场发展潜力。
• 1941年，英国的J.R.温菲尔德和J.T.迪克森 以对苯二甲酸和乙二醇为原料在实验室内 首先研制成功聚酯纤维，命名为特丽纶 (Terylene)。1953年美国生产商品名为达 可纶(Dacron)的聚酯纤维。随后聚酯纤维 在世界各国得到迅速发展。1960年聚酯纤 维的世界产量超过聚丙烯腈纤维，1972年 又超过聚酰胺纤维，成为合成纤维的第一 大品种。
《化学纤维》课件
化学纤维的生产
02
原料选择与处理
原料选择
根据化学纤维的种类和性能要求 ，选择合适的原材料，如石油、 天然气、煤等。
原料处理
对原材料进行预处理，如净化、 干燥、脱蜡等，以确保生产过程 中的质量和稳定性。
纺丝原理与设备
纺丝原理
化学纤维的生产是通过纺丝工艺将高 聚物溶液或熔体纺成连续的细丝。
纺丝设备
等领域。
随着技术的不断进步，高性能化 学纤维的品种和性能得到了不断 提升，如碳纤维、芳纶纤维等。
高性能化学纤维的发展趋势是实 现高性能化、低成本化和绿色化 ，以满足不断增长的市场需求。
ห้องสมุดไป่ตู้物基化学纤维的发展
生物基化学纤维是指利用生物质资源为原料制成的纤维，如竹纤维、麻纤维等。
生物基化学纤维具有可持续性、环保等特点，符合绿色发展理念。
《化学纤维》ppt课件
目 录
• 化学纤维简介 • 化学纤维的生产 • 化学纤维的性能与特点 • 化学纤维的发展趋势与未来展望 • 化学纤维的环保与可持续发展
化学纤维简介
01
化学纤维的定义
总结词
化学纤维是通过化学方法加工而成的纤维，与天然纤维不同 。
详细描述
化学纤维是通过将天然高分子化合物（如纤维素、蛋白质等 ）或合成高分子化合物进行溶解、纺丝、拉伸等工序制成的 纤维。与天然纤维相比，化学纤维具有更好的物理和化学性 能，如耐热、耐腐蚀、抗皱等。
化学纤维的性能与
03
特点
化学纤维的物理性能
01
02
03
强度与延伸性
化学纤维具有良好的强度 和延伸性，能够承受较大 的外力，不易断裂。
耐热性和耐寒性
不同的化学纤维具有不同 的耐热性和耐寒性，能够 在不同的温度条件下保持 良好的性能。
化学纤维PPT课件
性好
D、光学性质 耐光性好，仅次于腈纶
E、耐酸不耐强碱，不霉不蛀 F、密度： 1.38 g/cm3
2、锦纶
（1）结构
分子式：H [ NH（CH2）5CO] n OH 锦纶6
H [ NH（CH2）6NHCO（CH2）4 CO] n OH 锦纶66
特征基团： 有极性集团-CONH-；-NH2；-COOH；
以配成纺丝溶液，将纺丝液从喷丝孔中压出后射 入凝固浴中凝固成条。
湿法纺丝：试剂固化（腈纶、氯纶、粘胶） 干法纺丝：热空气固化（维纶、醋酯）
2.熔体法纺丝：高温熔化成熔体后从喷丝孔 喷出, 用空气或水固化。
有色纺丝或原液纺丝：纺丝液+色母粒
（三）后加工
1.集束：将几个喷丝头喷出的丝束以均匀的张力集合 成规定粗细的大股丝束，以便于以后加工
D、耐光性差 E、耐碱不耐酸 F、密度较小：1.14 g/cm3
3、腈纶
第一单体：丙烯腈（超过85%）
第二单体：丙烯酸甲酯、甲醛丙烯酸甲酯、 醋酸乙烯酯等，改善纤维的脆性，增加弹性、 柔软性，同时还有利于染料分子进入。
第三单体：引入一定量带有酸性或碱性亲 染料的基团 改善纤维的染色性
（1）结构
准结晶结构
⑷耐磨性差
粘胶皮芯结构
⑸尺寸稳定性差
五、铜氨纤维（Cuprammonium rayon） 1.原料：木材、甘蔗渣、芦苇、棉短绒（主要）
溶在氢氧化铜或碱性铜盐溶液中 2.结构与性能： ⑴圆型截面、全皮层、不完全透明 ⑵柔软（比粘胶好），光泽柔和（圆截面） ⑶吸湿接近粘胶 ⑷染色好 ⑸湿强高于粘胶 ⑹工艺复杂（比粘胶
返回
2.合成纤维：
用煤、石油、天然气、农副 产品等低分子化合物, 经人工合成 与机械加工而制得的纤维(涤纶、 丙纶等）
D、光学性质 耐光性好，仅次于腈纶
E、耐酸不耐强碱，不霉不蛀 F、密度： 1.38 g/cm3
2、锦纶
（1）结构
分子式：H [ NH（CH2）5CO] n OH 锦纶6
H [ NH（CH2）6NHCO（CH2）4 CO] n OH 锦纶66
特征基团： 有极性集团-CONH-；-NH2；-COOH；
以配成纺丝溶液，将纺丝液从喷丝孔中压出后射 入凝固浴中凝固成条。
湿法纺丝：试剂固化（腈纶、氯纶、粘胶） 干法纺丝：热空气固化（维纶、醋酯）
2.熔体法纺丝：高温熔化成熔体后从喷丝孔 喷出, 用空气或水固化。
有色纺丝或原液纺丝：纺丝液+色母粒
（三）后加工
1.集束：将几个喷丝头喷出的丝束以均匀的张力集合 成规定粗细的大股丝束，以便于以后加工
D、耐光性差 E、耐碱不耐酸 F、密度较小：1.14 g/cm3
3、腈纶
第一单体：丙烯腈（超过85%）
第二单体：丙烯酸甲酯、甲醛丙烯酸甲酯、 醋酸乙烯酯等，改善纤维的脆性，增加弹性、 柔软性，同时还有利于染料分子进入。
第三单体：引入一定量带有酸性或碱性亲 染料的基团 改善纤维的染色性
（1）结构
准结晶结构
⑷耐磨性差
粘胶皮芯结构
⑸尺寸稳定性差
五、铜氨纤维（Cuprammonium rayon） 1.原料：木材、甘蔗渣、芦苇、棉短绒（主要）
溶在氢氧化铜或碱性铜盐溶液中 2.结构与性能： ⑴圆型截面、全皮层、不完全透明 ⑵柔软（比粘胶好），光泽柔和（圆截面） ⑶吸湿接近粘胶 ⑷染色好 ⑸湿强高于粘胶 ⑹工艺复杂（比粘胶
返回
2.合成纤维：
用煤、石油、天然气、农副 产品等低分子化合物, 经人工合成 与机械加工而制得的纤维(涤纶、 丙纶等）
聚苯并咪唑纤维
湿法纺丝：PBI
拉伸、热定型
乙二醇凝固浴
（高温下） 水洗、干燥 纤维
发 展 历 程
聚苯并咪唑纤维于20世纪60年代初由美国 空军材料实验室研制成功。1983年由美国 塞拉尼斯公司正式投产，年生产能力为 460t，因生产成本高，发展缓慢。它是一 种典型的杂环高分子耐热纤维，大分子 主链上含有苯并咪唑撑，它主要作为宇 航密封舱耐热防火材料﹐由于核纤维吸 湿率高达15%﹐因此自1983年后﹐又开发 了穿著舒适的高温防护服等民用产品。
可作气体、液 体的耐腐蚀滤 材和烟道气滤 袋，可在150～ 200℃范围内使 用，在酸的露 点温度以下不 受腐蚀。
2012-7-3
聚苯并咪唑纤维还可与聚间苯二甲酰间苯二胺 纤维混织，经碳化以后的纤维可作复合材料的 高强度、高模量增强材料，其中空纤维（见化 学纤维）可用作反渗透膜。
聚 苯 并 咪 唑 纤 维
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（ 金 黄 色 ）
应 用
制作宇宙飞船中的绳索、耐烧蚀热屏蔽材料、 减速用阻力降落伞及宇航员的加压安全服等。 曾经用它制作阿波罗号和空间试验室宇航员的 航天服和内衣。
2012-7-3
在一般工业中可作石棉代用品，包括耐高温手 套、高温防护服、传送带等，使用温度常为 250～300℃，能在500℃下短时间使用
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缺 点
耐光性较差 在可见光区域内，纤维分子对 光具有பைடு நூலகம்收作用，并可发生光 降解
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3，3`，4，4`-四氨基联苯
高温 泡沫状预聚体 惰性气流
间苯二甲酸二苯酯
冷却、粉碎
聚苯并咪唑（PBI）
真空高温
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干法纺丝：PBI
拉伸、磺化
{教育管理}化学纤维概述 精品 精品
{教育管理}化学纤维概述第一节化学纤维概述第二节聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械第三节纺丝卷绕设备第四节聚酯纤维后加工设备化学纤维的生产工序一、聚酯切片的干燥聚酯纤维：用聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET)制成（一）聚酯切片干燥的目的1.除去切片中水分◆加速高聚物在熔融纺丝过程中水解，使高聚物分子量降低；◆会形成气泡丝而造成纺丝断头或毛丝。
2. 提高软化点聚酯熔体铸带时，要在水中急剧冷却，得到的切片是无定形结构。
（二）聚酯切片干燥的要求（1）切片干燥的含水率应符合纺制纤维的要求。
（2）含水量和结晶度应尽量均匀一致。
（3）干燥过程中粘度降要小，一般低于0.01。
（4）干燥过程中产生粉末要少，并要去除干净。
（5）干切片要避免在输送或贮存过程中再度吸湿。
（6）干燥速度快、能耗低、操作方便、（三）聚酯切片干燥的工艺流程及设备1、真空转鼓干燥机（非连续式）干切片含水率：≤0.006% 60PPM（三）聚酯切片干燥的工艺流程及设备2、连续式结晶干燥机干切片含水率：≤0.002% 20PPM二、螺杆挤压机有单螺杆和多螺杆之分，大多采用单螺杆挤压机。
（一）螺杆挤压机作用❿一个从常温固态转化为高温粘流态的挤压过程，因而挤压机要同时完成加热熔融和挤压输送的作用。
泵送、熔融和混炼被加工物料。
❿既是加热器，又是熔体输送泵。
（二）螺杆挤压机结构组成：由螺杆、套筒、加热装置、冷却装置以及传动系统等组成。
（1）加料段（2）熔融段（3）计量段：（二）螺杆挤压机结构螺杆的结构特征：直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺杆与套筒的间隙等。
螺杆直径：螺杆的外径。
长径比：螺杆的有效长度与其直径之比（三）新型螺杆单螺杆局限性：产量低。
如果加大螺杆直径，则将使挤压机外形尺寸庞大，提高转速又将使物料作用时间缩短而来不及熔透。
新型螺杆：分离型、分流型及屏障型三、纺丝箱体➢从螺杆挤出机挤出的聚合物熔体经过熔体输送总管进入纺丝箱。
➢在纺丝箱内经分配管，再经针形阀，熔体到达各纺丝部位的计量泵。
化学纤维概论
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和环境和交换机及环 境和交换机 歼击机
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风 光 好
官 方 官 方 共 和 国
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3.7 聚酯纤维的改性和新型聚酯纤维 易染色聚酯纤维 抗静电、导电聚酯纤维 阻燃聚酯纤维 仿真丝聚酯纤维 仿毛型聚酯纤维 仿麻聚酯纤维 聚酯复合纤维
第四章 聚酰胺纤维
4.1 概述 4.2 聚酰胺的生产 聚己二酰己二胺的制备 聚己内酰胺的制备 聚酰胺的结构与性能
4.3 聚酰胺的纺丝
聚己内酰胺的纺前处理及切片干燥 聚酰胺的纺丝工艺及特点 聚酰胺高速纺丝-拉伸-一步法工艺
2.7 环境友好型纤维素纤维的生产技术 LiCl/DMAC体系生产纤维素纤维 NMMO溶剂法生产莱赛尔纤维 蒸气闪爆法生产纤维素纤维 纤维素氨基甲酸酯法生产纤维素纤维
第三章 聚酯纤维
3.1 概述 3.2 聚对苯二甲酸乙二酯 对苯二甲酸乙二酯的制备 聚对苯二甲酸乙二酯的生产 聚对苯二甲酸乙二酯的结构与性能
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由于高温拉伸时残存在PBI初生纤维中的溶剂 容易气化而导致“爆米花状”纤维等，所以拉伸 前必须对纤维进行水洗和干燥，除净残存的溶剂 和水。 PBI初生纤维的拉伸可分两级进行，如一级拉 伸比约1.5~3.5倍，二级拉伸比约1.05~1.5倍，二 级拉伸的温度要高于一级拉伸。为防止发生氧化 降解等，拉伸需在400~500℃高温氮气环境下进 行。
制备方法——PBI的合成
工业上可采用熔融本体缩聚工艺制备PBI，即在惰性气体保护下 按照一定比例是单体TAB和DPIP熔融本体缩聚反应合成PBI：
上述的缩聚反应分两个阶段进行。第一阶段为 预缩聚，反应温度270~300℃，反应时间1~2h， 除去副产物苯酚和水得到泡沫状预聚体，将其冷 却和粉碎后再在真空下雨375~400℃固相聚合 2~3h，制成黄棕色粒状PBI树脂。
聚苯并咪唑纤维
聚苯并咪唑纤维发展
聚苯并咪唑纤维于20世纪60年代初由美国空军 材料实验室研制成功。1983年由美国塞拉尼斯公 司正式投产，年生产能力为460t，因生产成本高， 发展缓慢。它是一种典型的杂环高分子耐热纤 维，大分子主链上含有苯并咪唑撑，它主要作 为宇航密封舱耐热防火材料﹐由于核纤维吸湿 率高达15%﹐因此自1983年后﹐又开发了穿著舒 适的高温防护服等民用产品。
制作宇宙飞船中的绳 索、耐烧蚀热屏蔽材料、 减速用阻力降落伞及宇航 员的加压安全服等。曾经 用它制作阿波罗号和空间 试验室宇航员的航天服和 内衣。
应 用
在一般工业中可作石棉代用品，包括耐高温手 套、高温防护服、传送带等，使用温度常为 250～300℃，能在500℃下短时间使用。
可作气体、液体的 耐腐蚀滤材和烟道气 滤袋，可在150～ 200℃范围内使用， 在酸的露点温度以下 不受腐蚀。
材料性能
材料全称：聚2,2`-间亚苯基-5,5`-双苯并咪唑纤维 抗张强度：39.7～43.2cN／tex
（短纤维为27.4cN/tex） 延 伸 率：23％～24％（短纤维为30％） 吸 湿 率：高达15％，高于棉花 突出性能：尺寸稳定性、阻燃性；耐强酸、强碱、 有机溶剂； 耐高温、耐化学品腐蚀；良好的纺织性 能
聚苯并咪唑纤维还可与聚间苯二甲酰间苯二 胺纤维混织，经碳化以后的纤维可作复合材料 的高强度、高模量增强材料，其中空纤维（见 化学纤维）可用作反渗透膜。
发展前景
ห้องสมุดไป่ตู้
PBI纤维耐热、抗燃性能突 出，限氧指数高，在空气中不燃 烧，也不熔融或形成熔滴，有良 好的耐化学试剂性和吸湿性及手 感，因此在耐热、防火纺织品， 如安全防护服、抗燃纺织品、耐 酸耐碱滤布等方面有很好的用途。 PBI纤维力学性能一般，但能满 足大多数纺织加工的要求。PBI 纤维具有许多突出的性能，但由 于价格较贵，限制了它的广泛应 用，因此如何降低生产成本和生 产价格，进一步提高PBI纤维与 其他纤维的竞争力，是正在研究 的课题。
PBI在纺丝前需进行过滤和脱泡， 除去原液中的杂质、凝胶状物质和 气体，然后储存供纺丝使用。如图 所示，纺丝原液经计量泵、烛形过 滤器进入喷丝头，在喷丝孔道中发 生剪切流动后进入充满逆行循环热 氮气（或二氧化碳）流的纺丝甬道， 纺丝细流中的溶剂被氮气带走冷凝 回收，而纺丝细流本身被浓缩并固 化成型，在纺丝甬道底部卷绕得初 生纤维。由于初生纤维的强度低而 伸长大，不能满足使用要求，还需 进行必要的拉伸等后加工处理。
Thank you!
材料1107
制备工艺——纺丝成型
聚2,2`-间亚苯基-5,5`-双苯并咪唑 （PBI）的纺丝溶剂主要有硫酸—水溶 液、二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚 砜（DMSO）和二甲基甲酰胺（DMAC） 等，其中DMAC较理想，是适宜的纺丝 溶剂。制备纺丝原液时，将粒状PBI加 入DMAC中，边搅拌边加热到250℃左 右，聚合物全部溶解，配制成重量浓度 约25%、室温下粘度约150Pa· s(1500P) 的纺丝原液。为防止纺丝原液因氧化交 联而出现凝胶现象，需要在溶解及纺丝 过程中保持非氧化条件。另外，在存放 过程中原液中的PBI课发生结晶并析出， 导致纺丝原液不稳定，所以可在纺丝原 液中添加1%~2%氯化锂，能有效地抑 制PBI结晶，提高原液稳定性，纺丝成 型后水洗时纤维中的氯化锂被除去。