第4章 锦纶 (3)纺丝 (4)后加工解析
锦纶生产简介
3、吸湿和染色性
第五章
吸湿性：较差，回潮率1.2%~2.0%
染色性能
➢ 均聚物：结构紧密；无染色中心；染色困难；只能用 分散染料染淡色
➢ 共聚物： ➢ 第二单体：减小密度；降低玻璃化温度（Tg约80℃）
；提高染色性能 ➢ 第三单体：酸性单体：阳离子染料染色（常用） ➢ 碱性单体：酸性染料染色
3、吸湿和染色性
第五章
1、热性能
第五章
热转变点
转变点
锦纶6
玻璃化温度（℃） 47～50
锦纶66 47～50
软 化 点 （℃） 160～180
235
熔 点（℃） 215～220 250～265
锦纶66熔点比锦纶6高40℃
➢ 原因如下
涤纶 67～81 238～240 255～270
1、热性能
原因： 锦纶6晶体中氢键密度较锦纶
保形性不好，不如涤纶挺括，易于变形 燃烧性能与涤纶相似
第四节 腈纶
一、腈纶的组成 二、腈纶生产简介 三、腈纶的结构 四、腈纶的性能
一、腈纶的组成
第五章
单体名称 常用化合物 第一单体 丙烯腈
丙烯酸甲酯 第二单体 、甲基丙烯 结构单体 酸甲酯醋酸
乙烯酯
第三单体
丙烯磺酸钠 、衣康酸…
染色单体 2-乙烯吡啶
2、聚集态结构：
•模型理论：折叠链-樱状原纤模型
•结晶度50%~60%，甚至高达70%
•锦纶66纺丝过程中结晶
•锦纶6纺丝后放置过程中结晶
•皮层结晶度低、取向度高
•芯层结晶度高、取向度低 原因：成形时内外温度不一致
三、锦纶的性能
1、热性能 2、机械性能 3、化学性能 4、吸湿染色性能 5、其它性能
锦纶纤维
•
•
22
锦纶6的缺点 锦纶 的缺点
• 1、初始模量低 、 锦纶6的初始模量比涤纶低得多，因此纤维容易变形， 锦纶 的初始模量比涤纶低得多，因此纤维容易变形，制得 的初始模量比涤纶低得多 的织物挺括性较差，制得的轮胎容易产生平点现象， 的织物挺括性较差，制得的轮胎容易产生平点现象，而使汽 车在行驶的最初几公里路内会产生颠簸现象。 车在行驶的最初几公里路内会产生颠簸现象。 • 2、耐热和耐光性差 、 它的物理机械性能随温度而发生变化，当温度升高时，强力 它的物理机械性能随温度而发生变化，当温度升高时， 和伸长下降而收缩率增加。它的熔点为215℃左右，软化点 和伸长下降而收缩率增加。它的熔点为 ℃左右， 为170℃左右，比锦纶66低，锦纶66的熔点为 ℃左右，比锦纶 低 锦纶 的熔点为255℃左右， ℃左右， 的熔点为 软化点为210℃左右。当熨烫和热定型时应考虑这些情况。 软化点为 ℃左右。当熨烫和热定型时应考虑这些情况。 锦纶6和锦纶 的安全使用温度分别是93℃ 和锦纶66的安全使用温度分别是 锦纶 和锦纶 的安全使用温度分别是 ℃和130℃，汽车 ℃ 轮胎帘子线在使用中温度较高，故需加入防老化剂。 轮胎帘子线在使用中温度较高，故需加入防老化剂。
第四章
聚酰胺纤维
锦纶长丝
锦纶DTY系列产品 系列产品 锦纶
锦纶POY.FDY系列产品 系列产品 锦纶
PA6切片
1
第一节 概述
一、定义： 定义： 大分子链中各链节通过酰胺键 相连的成纤高聚物纺制的纤维:尼龙 耐纶、 尼龙、 相连的成纤高聚物纺制的纤维 尼龙、耐纶、卡普 贝纶、 隆、贝纶、阿米伦 分类： 二、分类： 1、由二元胺和二元酸缩聚而得： 、由二元胺和二元酸缩聚而得： [ HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO ]n 2、由ω-氨基酸缩聚或由己内酰胺开环聚合而得： 氨基酸缩聚或由己内酰胺开环聚合而得： 、 氨基酸缩聚或由己内酰胺开环聚合而得 [NH(CH2)xCO ]n
不同种类化学纤维的生产工序
不同种类化学纤维的生产工序化学纤维的品种繁多，原料及生产方法各异，其生产过程可概括为以下四个工序。
(1) 原料制备：高分子化合物的合成(聚合)或天然高分子化合物的化学处理和机械加工；(2) 纺前准备：纺丝熔体或纺丝溶液的制备；(3) 纺丝：纤维的成形；(4) 后加工：纤维的后处理。
一、原料制备1. 成纤高聚物的基本性质用于化学纤维生产的高分子化合物，称为成纤高聚物或成纤聚合物。
成纤高聚物有两大类：一类为天然高分子化合物，用于生产再生纤维；另一类为合成高分子化合物，用于生产合成纤维。
作为化学纤维生产的原料，成纤高聚物的性质不仅在一定程度上决定了纤维的性质，而且对纺丝、后加工工艺也有重大影响。
对成纤高聚物一般要求如下：(1) 成纤高聚物大分子必须是线型的、能伸直的分子，支链尽可能少，没有庞大侧基；(2) 高聚物分子之间有适当的相互作用力，或具有一定规律性的化学结构和空间结构；(3) 高聚物应具有适当高的分子量和较窄的分子量分布；(4) 高聚物应具有一定的热稳定性，其熔点或软化点应比允许使用温度高得多。
化学纤维的成形普遍采用高聚物的熔体或浓溶液进行纺丝，前者称为熔体纺丝，后者称为溶液纺丝。
因此，成纤高聚物必须在熔融时不分解，或能在普通的溶剂中溶解而形成浓溶液，并具有充分的成纤能力和随后使纤维性能强化的能力，保证最终所得纤维具有一定的良好综合性能。
几种主要成纤高聚物的热分解温度和熔点见表1。
表1 几种主要成纤高聚物的热分解温度和熔点高聚物热分解温度（℃）熔点（℃）聚乙烯350~400 138等规聚丙烯350~380 176聚丙烯腈200~250 320聚氯乙烯150~200 170~220聚乙烯醇200~220 225~230聚几内酰胺300~350 215聚对苯二甲酸乙二醇酯300~350 265纤维素180~220 -醋酸纤维素酯200~230 -由表1 可见：聚乙烯、等规聚丙烯、聚已内酰胺和聚对苯二甲酸乙二酯的熔点低于热分解温度，可以进行熔体纺丝。
清华大学工程材料第五版第四章
二、按使用范围分类
1. 通用塑料 应用范围广、生产量大的塑料品种。 聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烃、酚醛塑料 2. 工程塑料 和氨基塑料等，产量约占塑料总产量的四分之 综合工程性能(机械性能、耐热耐寒性能、 三以上。 耐蚀性和绝缘性能等)良好的各种塑料。
如聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯和 ABS等。 3. 耐热塑料 能在较高温度（100 ℃～200 ℃）工作。 聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、有机硅树 脂、环氧树脂等。
七、氨纶 化学名称为聚氨酯纤维，商品名称为氨纶。 由聚酯、芳香族二异氰酸酯聚合，用脂肪族二 胺交联而成。 1、特点 ●高弹性。伸长600%～750%时，回弹率达 95％以上。 2、应用 用作运动衣、游泳衣。与涤纶混纺后，制 作夏季衣服。
4.3
合成橡胶
橡胶 具有极高弹性的高分子材料。
●性能特点 弹性变形量可达100％～1000％，而且回 弹性好，回弹速度快。 橡胶还有一定的耐磨性，很好的绝缘性和 不透气、不透水性。
聚酰胺的应用： 制造耐磨耐蚀零件，如轴承、齿轮、
尼龙轴套
尼龙拉杆
7. 聚碳酸酯(PC) 聚碳酸酯誉称"透明金属"， ●具有优良的综合性能。冲击韧性和延 性突出，在热塑性塑料中是最好的；弹性模 量较高，不受温度的影响； ●抗蠕变性能好，尺寸稳定性高； ●透明度高，可染成各种颜色； ●吸水性小； ●绝缘性能优良，在10 ℃～130 ℃间介 电常数和介质损耗近于不变。
有机玻璃顶棚
二、热固性塑料 1. 酚醛塑料(PE) 由酚类和醛类缩聚合成酚醛树脂,再加入 添加剂而制得。一般为热固性塑料。 ●具有一定的机械强度和硬度, 耐磨性好； ●绝缘性良好, 耐热性较高，耐蚀性优良。 ●缺点是性脆，不耐碱。
酚醛塑料的应用：
锦纶的结构简式
锦纶的结构简式摘要：1.锦纶的定义和背景2.锦纶的结构简式介绍3.锦纶的性能与应用4.我国锦纶产业的发展现状与趋势正文：锦纶是一种聚酰胺类合成纤维，具有高强度、耐磨性、回弹性和耐化学腐蚀性等优良性能。
由于其性能优异，锦纶在各个领域都有广泛的应用。
1.锦纶的定义和背景锦纶，又称尼龙（Nylon），是一种聚酰胺类合成纤维。
1935 年，美国杜邦公司首次成功研制出锦纶，并实现了工业化生产。
自那时起，锦纶因其独特的性能而迅速成为全球范围内广泛应用的合成纤维之一。
2.锦纶的结构简式介绍锦纶的结构简式为[-NH-CO-]n，其中，-NH-代表氨基，-CO-代表羧基。
锦纶的合成过程是通过己二腈和己二胺发生缩聚反应，生成聚酰胺。
锦纶分子结构中的氨基和羧基通过共价键连接在一起，形成一个稳定的高分子链。
3.锦纶的性能与应用锦纶具有以下优良性能：（1）高强度：锦纶的强度接近于钢丝，是合成纤维中强度最高的。
（2）耐磨性：锦纶的耐磨性非常好，是天然纤维的10 倍以上。
（3）回弹性：锦纶具有较好的回弹性，能够在受力后迅速恢复原状。
（4）耐化学腐蚀性：锦纶对大部分化学品具有较好的耐腐蚀性。
锦纶广泛应用于以下领域：（1）纺织品：锦纶在纺织品领域的应用包括衣物、家纺、产业用纺织品等。
（2）工程塑料：锦纶可用于制造汽车零件、电子设备、建筑材料等。
（3）纤维制品：锦纶可用于制造绳索、渔网、缆绳等。
（4）医疗领域：锦纶在医疗领域的应用包括医用缝线、人造器官等。
4.我国锦纶产业的发展现状与趋势我国锦纶产业经过几十年的发展，已经取得了显著的成果。
目前，我国已经成为全球最大的锦纶生产国和消费国。
锦纶产业在我国的发展呈现出以下趋势：（1）产业规模不断扩大，产品种类日益丰富。
（2）生产技术不断进步，产品质量和性能得到提高。
（3）环保要求日益严格，绿色发展成为行业重要课题。
（4）行业竞争激烈，整合优化成为必然趋势。
综上所述，锦纶作为一种性能优异的合成纤维，在我国有着广泛的应用和发展前景。
合成纤维第四章湿法纺丝-PPT
按来源分类
天然纤维
棉花、 羊毛、 蚕丝、
麻 等……
化学纤维
人
合
造
成
纤
纤
维
维
人造纤维
再生蛋白质纤维
再生纤维素纤维 粘胶纤维 铜氨纤维
再生纤维素纤维 二醋酯纤维 三醋酯纤维
人造纤维
以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加 工而制得的纤维。
合成纤维
杂链纤维
聚酰胺纤维 聚酯纤维 聚氨酯纤维 等……
碳链纤维
第二节 溶剂的选择与干法纺 丝工艺
干纺工艺的工序如下： 溶解→过滤→脱泡→纺丝→拉伸，拉伸以后 的工序，根据产品的形态——长丝、短纤维、 丝束而不同。
干法纺丝工艺流程
纺丝液由计量泵输送到 喷丝头
经喷丝孔挤出的纺丝 细流进入垂直甬道与
热气流接触
在热气流中随着溶剂的 挥发，丝中聚合物浓度
升高，丝条固化，
第一节、概述
才华横溢的Carothers
?
question1. 为 什么脂肪族 的聚酯不能 纺丝?
第一节、概述
由于分子间没有氢键，由酯键运动造成的分子链柔性相 当大，致使其熔点较低。 例如：聚己二酸己二醇酯的熔点仅 70-72℃。若在大分子主 链上引进苯环，不仅能增加分子链的刚性，而且使聚合物的 熔点显著提高，例如：聚辛二酸乙二（醇）酯的熔点只有 63 - 65℃，而聚对苯二甲酸乙二（醇）酯（涤纶，又名的确良） 的熔点却高达 265℃。脂肪族的聚酯由于熔点太低，多用做 表面活性剂或大分子的增塑剂。
八阻燃性
极限氧指数法是在规定的实验条件下,在氧气、氮气混 合气流中，刚刚能维持试样燃烧所需要的最低氧气浓度， 即氧气和氮气混合气体中的最低体积百分数，用LOI表 示：
纺织化学作业参考答案
纺织化学作业参考答案纺织化学作业参考答案第一章绪论1、为什么说服装产业与化学有着密切的关系？答:由服装产业链主要环节：纤维、织造、染整、成衣、销售、养护可以看出，几乎各个方面都涉及到纺织化学。
（1）、化学结构主要决定纤维的各种性能。
如普通丙纶纤维织物作为内衣使用性较差，就是由于它的吸湿性差的缘故。
其吸湿性之所以差，是由于其分子结构中缺乏能吸水的极性基团。
（2）、服装生产加工的顺利进行，如定型、染色、整理，及日常洗护也离不开对纤维化学、物理结构的了解。
如合成纤维面料的熨烫必须在其分解点温度以下进行，而天然纤维面料的熨烫则可以在其分解温度10℃~20℃之上进行。
丝绸织品易退色，不能暴晒。
棉织物易起皱褶，需进行抗皱整理等等。
（3）赋予纺织品各种功能离不开各种表面活性剂、整理剂的应用。
2、纺织化学的涵义是什么？主要包括哪些内容？答：纺织化学是将化学的基本原理与技术应用到纺织领域而形成的一门新的学科，主要侧重于介绍在化学基本理论指导下，整个服装产业链所用化学品、纤维结构和它们之间的反应，以及这些反应对服装风格和功能带来的影响。
这就是纺织化学的内涵。
所涉及的内容有纤维的结构与性能、各种化学品性能、化学品在纺织工业中的应用，服装的养护、生态纺织品的开发等等。
化学两功能：1.合成新的化合物 2.从微观结构分析宏观现象3、学习纺织化学的目的是什么？怎样才能学好纺织化学？答：目的：纺织化学为学习后续课程服装材料学和服装整理学做了必要的铺垫和准备。
对于服装工程专业来说，只有全面了解服装产业链、纤维原料、化学品，它们之间的反应及所涉及的化学问题，并能够从从分子变化的微观角度来解释面料的性质、服装加工依据，预示所得织物或服装的风格，才能为今后理性选择生态纺织面料、服装加工方法，绿色营销，纺织品服装的正确养护，谈判贸易等等方面打下扎实基础。
方法：略第二章分子间力和共价键1、分子间力包括哪些？分子间力通常包括范德华力和氢键。
锦纶生产工艺著作
锦纶生产工艺著作
锦纶是一种合成纤维，其生产工艺包括以下几个主要步骤：
1. 原料准备：锦纶的主要原料是己内酰胺（也称己内酯）。
己内酰胺是通过辛醇和环氧丙烷的缩合反应制得的。
该原料需要进行精炼和提纯，以保证产品质量。
2. 聚合反应：将己内酰胺和催化剂以及其他助剂混合后，在高温下进行聚合反应。
聚合反应产生的物质称为预聚物，其具有一定的聚合度。
3. 精密聚合：将预聚物经过精密控制的条件下，继续进行聚合反应，使其聚合度进一步增加。
这一步骤通常需要较长的反应时间和较高的温度。
4. 架桥反应：为了提高锦纶的强度和耐热性，需要对聚合物进行架桥反应。
这一步骤通常是将预聚物加入到含有架桥剂的反应器中，进行高温反应。
5. 粉碎和干燥：将反应得到的聚合物进行粉碎和干燥处理，以得到可用于纺丝的颗粒状物料。
6. 纺丝：将干燥的锦纶颗粒加热至熔点，通过纺丝机构将其拉伸成纤维状，然后通过冷却、拉伸和加工等步骤，使锦纶纤维具有所需的物理性能和外观。
7. 后处理：包括锦纶纤维的整理、染色、印花和加工等步骤，
以适应不同的应用领域和市场需求。
以上是锦纶生产的主要工艺步骤，不同厂家和生产线可能会有所差异，但整体流程大致相同。
同时，锦纶生产过程中还需要严格控制温度、压力、催化剂和助剂的加量等参数，以确保产品的质量和性能。
第章锦纶纺丝后加工解析
支数高（细）：拉伸易断，拉伸倍数选择较低 支数低（粗）：在拉伸盘上易打滑，拉伸倍数选择稍为高些
（3）拉伸温度： 范围：Tg＜拉伸温度＜软化点（软化点=熔点-20～40） 聚酰胺6：Tg=35～50℃；Tm=215～220℃ 聚酰胺66：Tg=40～60℃；Tm=265℃ 民用丝聚酰胺6：室温拉伸，最大拉伸应力出现在50℃ 强力丝或短纤或聚酰胺66：热拉伸（～150℃）
第四节 聚酰胺纤维的后加工
一：聚酰胺普通长丝后加工：
普通长丝（拉伸加捻丝DT丝）：高取向、高强力、低伸长：
UDY或POY→DT 全拉伸丝FDY：全取向 1．工艺流程：UDY—DT工艺流程
单区拉伸机示意图 （a）拉伸机结构（b）拉伸机的加热板（c）拉伸机的加热盘 1—未拉伸丝筒子；2—上压辊；3—给丝罗拉；4—拉伸棒；
霉点→丝条发黄变脆 （3）设备：压洗锅、烛筒形过滤器、加热器、卧式循环水桶、抽吸台、真空泵、水泵 （4）工艺：网眼筒管叠放在筒管座的烛芯上
VC501型压洗机流程示意图
5．热定型： （1）工艺：蒸汽加热定型 流程：压洗抽吸后的丝筒装在小车上→定型锅→关闭定型锅门→抽真
空（排除锅内空气，防止高温定型纤维氧化变黄）→同时开启间接蒸 汽加热→锅内真空度＞600mmHg→通直接蒸汽→锅内压力上升至 0.8～ 1kg/cm2→定型1h→关闭直接蒸汽→抽真空→定型完毕→关间接 蒸汽→解除真空→开启定型锅 控制：注意定型前高真空或定型后低温出料
纺丝车间
4、单体抽吸口的风速： 0.1～0.2 m/s（过低或过高→丝条条干CV值↑） 熔体自喷丝孔挤出→小分子挥发→若不及时清除→丝 条条干CV值↑→喷丝板易脏 解决：纺丝箱上部无风区下部设置单体抽吸口
5、冷却条件：与涤纶相同 风温20℃，风速0.3～0.5m/s，相对湿度60～75% 冷却条件主要考虑散热量
第4章 锦纶纤维 (1)概述 (2)PA的生产
• 尼龙（PA）的品种很多，脂肪族就有PA4、 PA6、PA11、PA12、PA66、PA610、 PA612、PA1010等，还有芳香族聚酰胺。 • 但按其原料或还应本质来分，主要有两类， 一类是二元胺和二元酸经缩聚而成，另一 类是内酰胺开环加聚而成，两类最典型的 代表，也是现在工业化生产的大品种，前 者是PA66，后者是PA6。
24
锦纶6的主要用途
• 民用和工业用： 在民用方面，锦纶可以纯纺和混纺作各种衣料及 针织品，特别是它的单丝、复丝和弹力丝更宜于 制成各种美观、舒适而弹性极好的袜子。锦纶袜 耐磨性佳，一双锦纶袜可相当于棉线袜子3-5双。 在工业方面，可制工业用布、绳索、帐篷、渔网、 容器、覆盖布、传动带、轮胎帘子线、降落伞和 军用织物等。其中大量用于轮胎帘子线的优点是 强力高，耐冲击。
23
3、耐光性差 在光的长期照射下，纤维颜色发黄，强力下降， 无光纤维比有光纤维下降更为厉害，这主要是加 入消光剂二氧化钛后促使纤维大分子氧化裂解， 甚至产生裂缝和缺陷的缘故。例如，锦纶在日光 照射下16周后，有光纤维强力降低23%，无光纤 维强力降低50%，在同样条件下棉纤维仅下降 18%。
• 对于上述主要缺点，近年来已研究出各种办法如 添加耐光剂以改善耐光性；纺制异形纤维以改善 外观和手感；采用共混或共聚改进其织物的挺括 性等。
21
•
4、耐疲劳性好（轮胎） 锦纶的耐疲劳性好，它可经得住数万次双曲挠，在同样 试验条件下，比棉花高7-8倍，比粘胶高几十倍。 5、耐碱性和耐微生物性好 锦纶对碱的作用稳定性较高，它在高温下不受碱的作用， 即使把它放在100℃的10%的苛性钠溶液中浸渍100小 时，纤维强力也降低甚少，但对无机酸作用的抵抗力很 差，对细菌和微生物的作用具有较好的抵抗力，它耐腐 蚀、不发霉、不怕虫蛀。
锦纶生产简介
纺丝方法 湿法纺丝 干法纺丝
截面
纵向
圆形 粗糙似树皮状
花生果形 粗糙似树皮状
备注 有气孔
三、腈纶的结构
分子结构
➢ 大分子以聚丙烯腈表示 ➢ 碳链结构，化学稳定性好 ➢ 规整性好，结构紧密 ➢ 氰基形成氢键
大分子链呈不规则的螺旋构象
66要低得多 锦纶6晶体中（由偶数碳原子
的基本链节组成），
➢ 当大分子链反向平行时，所有的 酰胺基均能形成氢键
➢ 当大分子链顺向平行时，只有一 半酰胺基能形成氢键,因而熔点 低，熔解热也小
锦纶66晶体中酰胺基都能形成 氢键，酰胺基不受顺向或反向 平行的影响，因而熔点较高， 熔解热也较大
第五章
1、热性能
第五章
四、腈纶的性能
1、热性能 2、机械性能 3、吸湿和染色性能 4、化学性能 5、其它性能
第五章
1、热性能
第五章
热转变点
➢ 均聚物（二个热转变点）没有明显熔点，软化温 190~240
➢ 三元共聚物的热转变点 ➢ Tg：80~100℃，有时75~80℃，故染色、印花固色应
在75~80℃以上。
热弹性
保形性不好，不如涤纶挺括，易于变形 燃烧性能与涤纶相似
第四节 腈纶
一、腈纶的组成 二、腈纶生产简介 三、腈纶的结构 四、腈纶的性能
一、腈纶的组成
第五章
单体名称 常用化合物 第一单体 丙烯腈
丙烯酸甲酯 第二单体 、甲基丙烯 结构单体 酸甲酯醋酸
乙烯酯
第三单体
丙烯磺酸钠 、衣康酸…
染色单体 2-乙烯吡啶
2、聚集态结构：
•模型理论：折叠链-樱状原纤模型
纺织新材料二(第三、四章)
1、 Modal纤维特性
50
51
2、 Modal与棉混纺织物的开发
52
53
54
55
56
（五）Tencel染色及后整理
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
大豆蛋白纤维
▪ 大豆蛋白纤维的发展 ▪ 大豆蛋白纤维性能 ▪ 大豆蛋白纤维纺纱 ▪ 大豆蛋白纤维印染加工特点 ▪ 大豆蛋白纤维织物湿热舒适性能
39
（二）Tencel纤维的物理性能
Tencel纤维由于聚合度高、结晶度高、纤维截面为 圆形，因此，与其他纤维素纤维及天然纤维相比，具 有高强度、高湿模量、干强湿强接近等特点。
40
1、Tencel纤维聚合度
41
42
2、Tencel纤维的结晶度
Tencel纤维与其他纤维素纤维结晶度比较
纤维名称 Tencel纤维 普通粘胶纤维 波里诺西克纤维 高湿模量粘胶纤维
第二章 新型天然纤维
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2.1 改性羊毛
对羊毛进行变性处理的目的主要是解决羊毛 的轻薄化、防缩、机可洗及消除刺扎感等问题。
➢ 表面变性羊毛 ➢ 拉细羊毛 ➢ 超卷曲羊毛 ➢ 彩色羊毛
13
（一）表面变性羊毛
▪ 羊毛变性处理主要是使羊毛纤维的直径能变细，手感变得 柔软、细腻，吸湿性、耐磨性、保温性、染色性等均有提 高，光泽变亮。这种羊毛又称丝光羊毛和防缩羊毛。
径为22m纤维减小3～
纺织材料学第四章 化学纤维
二、按内部组成分（1）聚酯纤维：大分子中均有酯基-COO-（如聚对苯二甲酸乙二酯，涤纶,polyester,PET）（2）聚酰胺纤维：大分子链上有酰胺键-(CONH)-，如聚酰胺6（锦纶6,nylon 6，PA6）、锦纶66。
7三、按形态结构分1.长丝：纤维加工得到的连续丝条。
●单丝：一根长丝纤维。
加工轻薄质物，如透明袜、面纱巾等。
●复丝：有很多根单丝组成。
织造用丝多为复丝。
●变形丝：经过变形加工的为变形丝或弹力丝，多为复丝。
高弹丝113.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。
模仿羊毛正皮质、偏皮质双边分布可形成永久卷曲的性能。
134.混合纤维：在纤维的横截面上有两种及两种以上的相混合的组分或成分的纤维。
5.异形纤维指经一定几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的具有特殊截面形状的化学纤维。
异形纤维1415 6.粗、细、超细纤维●粗特纤维: 1.1或1.65tex以上(涤纶，31.86、39μm)●细特纤维: 0.044~0.11tex(涤纶，6.37-10μm)● 超细纤维: 0.044tex(涤纶，6.37μm)以下， 特点：织物柔软、细腻、悬垂性好，吸附性和去污能力强。
应用：制造人造麂皮、高级清洁布。
超细纤维3.纺丝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~。
有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。
熔体纺丝工艺流程2021（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。
湿法纺丝工艺流程干法纺丝(Dry spinning)：热空气固化。
第四章 合成纤维
2、成纤维高聚物具有适宜的相对分子质量 线型高 聚物分子链的长度对纤维的物理-力学性能影响很 大，尤其是对纤维的机械强度、耐热性和溶解性的 影响更大。相对分子质量的高低均不好，高者不易 加工，低者性能不好。常见的主要成纤高聚物的相 对分子质量如下表所示。
主要成纤高聚物的相对分子质量
高聚物 聚酰胺-6或-66 聚酯 聚丙烯腈 相对分子质量 16000-22000 16000-20000 50000-80000 高聚物 聚乙烯醇 全同聚丙烯 相对分子质量 60000-80000 180000-300000
四、合成纤维的分类
纤维：长径比很大，并具有一定柔韧性的纤细物 质。 纺织纤维包括天然纤维（如羊毛、蚕丝、棉花、 麻等）和化学纤维（由聚合物等材料制成）。 化学纤维是人造纤维和合成纤维的总称
人造纤维：是以天然 合成纤维：是由合成的聚合物 经纺丝而成，如聚对苯二甲酸 聚合物如纤维素和蛋 乙二醇酯纤维（涤纶）、聚酰 胺（锦纶）、聚乙烯醇缩甲醛 白质等改性而成，如 （维纶）、聚丙烯（丙纶）、 粘胶纤维、醋酸纤维、 聚丙烯腈（腈纶）、聚氯乙稀 （氯纶）、聚氨酯弹性体纤维 蛋白质纤维等； （氨纶）、芳香族聚酰胺纤维 （Kevlar）等。
二、涤纶的结构
3、聚集态结构： •结晶度和取向度
产品 初生丝 商品丝 结晶度(%) 完全无定形 40～60 取向度 差 较高 密度（克/厘米2） 1.335～1.337 1.38
•模型理论：折叠链-樱状原纤模型
三、涤纶的性能
1、热性能 2、机械性能 3、化学稳定性 4、吸湿、染色性能 5、起球现象 6、静电现象 7、燃烧性能
2、 机械性能
弹性和耐磨性 具有良好的弹性，穿着挺括，形状稳定性好，表 现在两个方面：
化学纤维工艺学
第一章：概论第一节化学纤维的分类与命名纤维(Fibre)是一种柔软而细长的物质，其长度与直径之比至少为10﹕1，其截面积小于0.05mm2。
对于供纺织用的纤维，其长度与直径之比一般大于1000﹕1。
在纺织纤维中，一类是天然纤维(Natural fiber)，如棉、麻、羊毛、蚕丝等；另一类为化学纤维(Chemical fiber)。
化学纤维是指用天然的或合成的高聚物为原料，经过化学方法和机械加工制成的纤维。
化学纤维的问世使纺织工业出现了突飞猛进的发展，经过100多年的历程，今天的化学纤维无论是产量、品种，还是性能与使用领域都已超过了天然纤维，而且化学纤维生产的新技术、新设备、新工艺、新材料、新品种、新性能不断涌现，呈现出蓬勃发展的趋势[1]。
一、化学纤维的分类化学纤维的种类繁多，分类方法也有很多种，根据原料来源、化学组成、形态结构和纤维性能差别等分类如下：（一）按原料来源分类分为再生纤维(Regenerated fibre)和合成纤维(Synthetic fibres)两大类。
1．再生纤维再生纤维也称人造纤维，是利用天然聚合物或失去纺织加工价值的纤维原料经过一系列化学处理和机械加工而制得的纤维，其纤维的化学组成与原高聚物基本相同。
包括再生纤维素纤维(Regenerated cellulose fibre)（如粘胶纤维、铜氨纤维）、再生蛋白质纤维(Regenerated protein fibre)（如大豆蛋白纤维、花生蛋白纤维）、再生无机纤维（如玻璃纤维、金属纤维）和再生有机纤维（如甲壳素纤维，海藻胶纤维）。
2．合成纤维合成纤维是以石油、煤、石灰石、天然气、食盐、空气、水以及某些农副产品等天然的低分子化合物作原料，经化学合成和加工制得的纤维。
常见的合成纤维有七大类品种：聚酯纤维（涤纶）、聚酰胺纤维（锦纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）、聚丙烯纤维（丙纶）、聚氯乙烯纤维（氯纶）和聚氨酯弹性纤维（氨纶）等。
纺织材料学第四章_化学纤维(4)
[NH－ [NH－(CH2)5 CO]n 锦纶6: 锦纶 一种单体缩聚而成，单体含有一个端氨基和一 一种单体缩聚而成， 个端羧基。 个端羧基。 用单体中含有的碳原子数来命名。 用单体中含有的碳原子数来命名。
锦纶66: 锦纶66:
[NH (CH2)6－NHCO－(CH2)4 CO]n NHCO－
两种单体缩聚而成， 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。 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， 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。 一数字表示二元酸的碳原子数。
5
2. 形态 锦纶由熔体纺丝制成，截面近似圆形， 锦纶由熔体纺丝制成，截面近似圆形，纵向 无特殊结构。 无特殊结构。
普通锦纶纵、 普通锦纶纵、 横向形态
根据纺丝孔的形状可制成异形锦纶: 根据纺丝孔的形状可制成异形锦纶:
异形锦纶纵、 异形锦纶纵、 横向形态
3.性质 3.性质 （1）密度 服装制品穿着轻便， 较小， 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。 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， 耐热性差，随温度的升高强力下降，收缩率增 安全使用温度：低于93℃ PA6），低于130 93℃（ ），低于 大。安全使用温度：低于93℃（PA6），低于130 锦纶66 66）。 ℃（锦纶66）。
9
（5）吸湿染色性 因大分子链上含有亲水基团， 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 ，（在合纤中位居第二 4.5%）， 潮率，（在合纤中位居第二，回潮率4.5%），染 色性能好。 色性能好。 （6）化学性质 耐碱性优良但不耐酸。 耐碱性优良但不耐酸。
第章锦纶纺丝后加工解析
第章锦纶纺丝后加工解析第章锦纶纺丝是利用聚酰胺材料制成的纤维，具有良好的强度、耐磨和耐水性能，因此被广泛应用于各种纺织品和工业材料中。
然而，锦纶纺丝后加工过程是为了进一步提高其性能和外观，以满足不同的应用需求。
本文将重点介绍锦纶纺丝后的加工解析。
第一，热定型：热定型是指将纺丝后的锦纶纱线通过热处理使其保持所需的形状和尺寸。
热定型有两种方法：湿热定型和干热定型。
其中湿热定型是将纱线浸泡在热水中，并加压进行热定型。
干热定型是通过热风或热辊来进行热定型。
这些方法可以使锦纶纱线在使用过程中不发生形变。
第二，染色加工：染色是指将纺丝后的锦纶纱线染成不同的颜色。
染色加工可以通过不同的方法进行，如浸染、印花、喷涂等。
染色可以使锦纶纱线具有不同的颜色和花纹，以满足不同的设计需求。
同时，染色还可以增加纱线的抗紫外线性能和耐温性能。
第三，功能改性：锦纶纺丝后还可以通过功能改性来改变其性能。
功能改性包括耐热性改性、阻燃性改性、抗菌性改性等。
这些功能改性可以使锦纶纱线具有更广泛的应用领域和更高的性能要求。
第四，涂覆加工：涂覆加工是将特定的涂料覆盖在纺丝后的锦纶纱线表面，以改变其表面性能。
涂覆加工可以使锦纶纱线具有耐候性、耐磨性、易清洁性等特点。
同时，涂覆加工还可以改变锦纶纱线的外观效果，如增加光泽、增加仿真感等。
第五，环保加工：在锦纶纺丝后加工过程中，环保加工是一个重要的考虑因素。
环保加工包括废水处理、废气处理等。
废水处理是将加工过程中产生的废水进行处理，以达到环保要求。
废气处理是将加工过程中产生的废气进行处理，以达到环保要求。
环保加工可以减少对环境的污染，保护环境。
总之，锦纶纺丝后的加工解析包括热定型、染色加工、功能改性、涂覆加工和环保加工等。
这些加工方法可以使锦纶纱线具有更多的应用领域和更高的性能要求，同时也可以保护环境，达到可持续发展的目标。
第4章 锦纶纤维 (1)概述 (2)PA的生产
（4）防氧化作用： 正常生产：靠不断进料中的水分蒸发和连续滴水 来使VK管内保持正压 某种原因停止进料或开停车：通入氮气保护
32
切片特写
水下切片装置
33
（三）聚己内酰胺切片的纺前准备：脱单体（10%）+干燥 目的：脱出单体和低聚物；干燥切片 聚合物（单体和低聚物）→纺丝毛丝→经不起拉伸→强度↓
6、染色性能良好 锦纶的染色性能虽不及天然纤维和人造纤维，但在合成 纤维中是比较易染色的，它可用酸性染料、点
• 1、初始模量低 锦纶6的初始模量比涤纶低得多，因此纤维容易变形，制得 的织物挺括性较差，制得的轮胎容易产生平点现象，而使汽 车在行驶的最初几公里路内会产生颠簸现象。 • 2、耐热和耐光性差 它的物理机械性能随温度而发生变化，当温度升高时，强力 和伸长下降而收缩率增加。它的熔点为215℃左右，软化点 为170℃左右，比锦纶66低，锦纶66的熔点为255℃左右， 软化点为210℃左右。当熨烫和热定型时应考虑这些情况。 锦纶6和锦纶66的安全使用温度分别是93℃和130℃，汽车 轮胎帘子线在使用中温度较高，故需加入防老化剂。
卧式真空薄膜闪蒸器
真空薄膜闪蒸器 1—聚己内酰胺中间体进料口；2—抽提出的单体出口；3—闪蒸室； 4—输送脱单体后的挤压机；5—脱单体后的聚合物熔体出口
1、连续聚合工艺流程：
K.F.型连续聚合生产流程
29
2、聚合工艺控制： （1）投料比： 开环剂：蒸馏水或无离子水=3%己内酰胺 水↑→水解开环反应诱导期↓→反应速度↑→达到平衡所需的时间↓ 反应初期：水↑（开环剂）→反应速度↑ 反应后期：水↑→聚合物平均分子量↓ （水解：CONH +H2O→COOH + NH2） 分子量稳定剂：己二酸=0.15～0.4%己内酰胺；醋酸=0.025～0.13%己内酰 胺 作用：封闭己内酰胺的端基，控制分子链的增长，保证熔体粘度稳定 分子量稳定剂↑→聚合物平均分子量↓ 保证平均分子量不变：排水彻底，稳定剂加得越多，则聚合物分子量 稳定性越好 催化剂：尼龙66盐或ω-氨基己酸=2%己内酰胺 催化剂↑→反应速度↑→聚合周期↓→产物的熔点↓、强度↓
锦纶
锦纶一、简介锦纶是以聚酰胺为原料经熔融纺丝及后加工而制得的纤维。
聚酰胺是由聚合物的单体己内酰胺或单体尼龙66盐经聚合、缩聚而成。
锦纶是我国50年代末研究生产后命名的，国际上称为尼龙。
锦纶品种较多，主要有锦纶6、锦纶66。
锦纶纤维是世界上最早投入工业化生产的合成纤维，锦纶66、锦纶6在1935年、1938年分别由美国、德国研究成功，四年后建成工业化生产。
随后在70-80年代得到了迅速的发展，目前呈稳定增长趋势。
1998年世界锦纶产量420万吨。
我国锦纶工业起步于50年代。
1956年从原民主德国引进尼龙6技术和设备，60年代建成了一批小型尼龙6工厂；70年代又引进了法国和日本的技术和设备，分别在辽阳和平顶山建设了具有一定规模的锦纶66长丝、帘子布工厂。
80年代后，又新建和改造了一批锦纶纤维企业。
目前我国锦纶产量已达到32万吨。
二、性能（1）耐磨性：锦纶耐磨性强，居合成纤维之首，比棉花高10倍，比羊毛高20倍，最适合做袜子、绳索等。
（2）强度：锦纶强度高于天然纤维，比棉花高1～2倍，比羊毛高4～5，适于做轮胎帘子线、绳索等。
（3）弹性：锦纶弹性高，耐多次变形和疲劳性接近涤纶，比棉花高7～8倍。
（4）吸湿性：锦纶有良好的吸温性，染色性能较好，可使用酸性染料、分散染料等染色。
锦纶的主要缺点：耐热性、耐光性较差；在日光中长期暴露，强度下降，纤维变黄。
三、合成锦纶主要原料1.合成聚酰胺①由二元胺与二元酸合成聚酰胺。
如聚酰胺-66、聚酰胺-610分别由己二胺和己二酸、己二胺和癸二酸合成。
②由多种单体共缩聚合成聚酰胺。
这是由两种以上的内酰胺或氨基酸、由两种以上的二元胺与一种或多种二元酸共缩聚制备的聚酰胺。
如聚酰胺（PA66和PA6）是由己二胺、己二酸和己内酰胺聚合而成的共聚物。
③由w-氨基酸自身缩聚或由内酰胺开环聚合合成聚酰胺。
2.制得聚酰胺熔体如切片纺丝，需要在纺丝前将切片干燥，前后加热至熔点以上，热分解温度以下，将切片制成纺丝熔体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
广东纺织职业技术学院
2．拉伸与加捻： （1）卷绕丝质量： 卷绕丝可拉伸性：分子量↑→可拉伸性↑→分子量增大到极限→可拉伸性↓ 卷绕丝中单体含量：单体（低分子）→增塑作用→降低大分子间作用力→纤 维拉伸容易，但强度不能改善→游离在丝的表面→沾污拉伸机械 （2）拉伸倍数：（后拉伸倍数） 拉伸倍数↑→取向度及结晶度↑→强度↑、延伸度↓、沸水收缩率↑ 范围：自然拉伸比＜拉伸倍数＜断裂拉伸比（否则拉伸点会由给丝辊移向拉 伸辊，而在另一段上形成的新拉伸点，产生未拉伸丝） 拉伸倍数与成品的质量要求有关： 民用丝：一定延伸度、柔软、弹性、染色好-拉伸倍数选择较低;UDY丝3.5～ 4倍，POY丝1.2～1.3 高强丝及帘子线：强度高、延伸度低-拉伸倍数选择较高，＞5倍 拉伸倍数与支数及打滑： 支数高（细）：拉伸易断，拉伸倍数选择较低 支数低（粗）：在拉伸盘上易打滑，拉伸倍数选择稍为高些
8 广东纺织职业技术学院
3．后加捻： （1）目的： 捻度↑→抱合力↑→强力↑（有个最大值）↑ 提高纤维抱合力 把丝条绕到多孔的铝合金筒管上→压洗定型 （2）工艺控制：
9 广东纺织职业技术学院
4．压洗：（直接纺） （1）目的：洗出丝条中的低分子物 （2）原因：低分子物→丝条染色均匀性↓→存放时间稍长，低分子物析出在丝条表面→似 霉点→丝条发黄变脆 （3）设备：压洗锅、烛筒形过滤器、加热器、卧式循环水桶、抽吸台、真空泵、水泵 （4）工艺：网眼筒管叠放在筒管座的烛芯上
4 广东纺织职业技术学院
第四节 聚酰胺纤维的后加工
一：聚酰胺普通长丝后加工： 普通长丝（拉伸加捻丝DT丝）：高取向、高强力、低伸长： UDY或POY→DT 全拉伸丝FDY：全取向 1．工艺流程：UDY—DT工艺流程
单区拉伸机示意图
（a）拉伸机结构（b）拉伸机的加热板（c）拉伸机的加热盘 1—未拉伸丝筒子；2—上压辊；3—给丝罗拉；4—拉伸棒； 5—分丝棒；6—拉伸盘；7—导丝钩；8—钢领板； 9—锭子；10—加热板；11—热锭；
7 广东纺织职业技术学院
（3）拉伸温度： 范围：Tg＜拉伸温度＜软化点（软化点=熔点-20～40） 聚酰胺6：Tg=35～50℃；Tm=215～220℃ 聚酰胺66：Tg=40～60℃；Tm=265℃ 民用丝聚酰胺6：室温拉伸，最大拉伸应力出现在50℃ 强力丝或短纤或聚酰胺66：热拉伸（～150℃） 讨论：拉伸区实际温度↑→加热罗拉温度↑→纤维拉伸区温度↑→被拉伸丝的 温度升高→拉伸热效应↓→拉伸区温度↓ 适当提高拉伸温度→拉伸应力↓→断头率↓ （4）拉伸速度： 影响：拉伸速度↑→拉伸应力↑→沸水收缩率↑ 拉伸热效应↑→拉伸应力↓→沸水收缩率↓ 范围：200～1000m/min 拉伸温度高→分子链活动↑→松弛时间↓→拉伸速度可提高 （5）拉伸车间温湿度：低分子物含量越高对车间湿度越敏感 恒温恒湿：22±1℃，RH65±5% （6）拉伸形式： 普通聚酰胺长丝：单区拉伸； 高强度或较粗纤维（帘子线）：双区拉伸；
第三节 聚酰胺6的纺丝（高速）
聚酰胺纺丝：长丝（切片纺）；直接纺（短纤维） 一、纺丝工艺（纺丝设备与涤纶高速纺基本相同）
1、对切片含水和熔体纯度的要求 切片含水＜0.08%；熔体不允许有＞6µm的杂质 2、纺丝温度：265～270℃（比涤纶低） （熔点：聚己内酰胺 206～230℃；聚己二酰己二胺 250～269℃） 一区260℃，二区265℃，三区272℃，四区270℃，五区270℃， 箱体265℃，熔体温度262℃ 3、纺丝速度：4200～4500m/min 纺丝速度↓（1500～3500 m/min）→预取向丝高吸湿而膨润变形→不良卷装（卷装筒 子塌边） 聚酰胺纤维分子间结合力大，易结晶，吸水性强→纺丝速度4200～4500m/min（比涤 纶高）→预取向丝取向度↑结晶度↑→因吸湿产生的各向异性膨胀↓→良好卷装
1 广东纺织职业技术学院
纺丝车间
2 广东纺织职业技术学院
4、单体抽吸口的风速： 0.1～0.2 m/s（过低或过高→丝条条干CV值↑） 熔体自喷丝孔挤出→小分子挥发→若不及时清除→丝 条条干CV值↑→喷丝板易脏 解决：纺丝箱上部无风区下部设置单体抽吸口 5、冷却条件：与涤纶相同 风温20℃，风速0.3～0.5m/s，相对湿度60～75% 冷却条件主要考虑散热量 锦纶6纺丝温度较低，但玻璃化温度也较低（PA-6 48℃， PET 78℃）→丝条温度降（从熔体细流冷却至玻璃化温度） 与涤纶相近→散热量相近 6、给湿上油：与涤纶同，油嘴上油 7、卷绕车间温湿度：与涤纶同，20 ～ 27℃；RH60 ～ 75%
3 广东纺织职业技术学院
8、预取向丝取向度与卷绕张力：
卷绕张力→丝条拉伸→分子取向或结晶取向→主要发生在纺丝头与上 油装置之间 （1）第一区：熔体温度＞＞凝固温度→粘性流动→分子链高度活动→取 向低 （2）第二区：细流状聚合物处于高弹态→结晶与取向→物理交联点 （3）第三区：已凝固的预取向丝→分子链段活动性较小→相对形变困难 →取向度不能再升高 结论：预取向丝的取向度主要取决于在临近凝固点前单丝所受的张力 9、纺丝速度对卷绕丝结构和性能的影响 锦纶6在纺丝成型过程中易结晶： 原因（锦纶6吸湿性↑→大分子间氢键，且大分子的柔顺性好→链段运动而砌 入晶核→丝条接触油剂或吸收空气中水分后→伴随产生结晶） 纺丝速度：1500～3000m/min，纺丝速度↑→纤维中晶核的快速增加和丝条 到达卷装的时间的缩短→水分来不及渗透到微晶胞的空隙→丝条卷绕到筒子 上后→继续吸收水分→晶核长大成晶粒→丝条伸长→卷装成型不良（松筒塌 边） 纺丝速度：＞3500m/min→卷绕速度增加导致取向度↑→取向诱导结晶→丝 条达到卷装时结晶度较大↑→后结晶效应↓
5 广东纺织职业技术学院
双区拉伸加捻机示意图 图 拉伸加捻机示意图 1—未牵伸丝筒子；2—分丝瓷棒；3—橡胶压辊；4—送丝罗拉； 5—上牵伸盘小转子；6—上牵伸盘；7—加热板；8—下牵伸盘小转子； 9—下牵伸盘；10—导丝钩；116 —牵伸后的卷取筒子； 12—钢领、钢丝圈、升降钢领板；13—锭子