第1章合成纤维的热塑性和热变形
高分子材料加工原理复习小结（化学纤维部分）
高分子材料加工原理复习小结（化学纤维部分）第一篇：高分子材料加工原理复习小结(化学纤维部分)第一章绪论一、掌握高分子材料的基本概念，特别是化学纤维的各种定义；1、名词解释：人造纤维（02年）、复合纤维（04年）、异形纤维（06年）、再生纤维（05年）。
2、填空题塑料按热行为的不同，可分为两大类，其中，（热塑性）塑料成形时，通过（冷却）熔体而凝固成形。
改变温度，可令其反复变形。
而（热固性）塑料成形时，通过（加热）而固化成形，材料定性后若再受热，不发生（变形）。
（06年）3、选择题高吸湿涤纶纤维属于一类（D）（07年）A 高感性纤维B 高性能纤维C差别化纤维D功能纤维第二章聚合物流体的制备第一节聚合物的熔融一、掌握聚合物的熔融方法，特别是有熔体强制移走的传导熔融1、简述题（1）简述聚合物在螺杆挤压机中熔体的能量来源。
（02年）（2）试述塑料在挤出机中压缩段由固体转变为熔体的过程和机理。
（04年）第二节聚合物的溶解一、影响聚合物溶解度的因素1、影响聚合物溶解度的因素有（大分子链结构）、（超分子结构）、（溶剂的性质）。
（02年）二、溶剂的选择1、溶剂的选择原则有哪些？2、聚合物的溶解过程分为（溶胀）和（溶解）两个阶段。
未经修正的“溶解度参数相近原则”适用于估计（非极性聚合物）和（非极性溶剂）体系的互溶性。
（06年）3、“溶解度参数相近原则”适用于估计（B）的互溶性。
（08年）A、非极性高聚物与极性溶剂B、非极性高聚物与非极性溶剂C、极性高聚物与极性溶剂D、极性高聚物与非极性溶剂4、在估计聚合物与溶剂的互溶性时，三维溶解度参数图适用于（D）（07年）A非极性聚合物和非极性溶剂体系B极性聚合物和极性溶剂体系C极性聚合物和非极性溶剂体系D A+B4、聚氯乙烯的溶度参数与氯仿和四氢呋喃相近，但为什么四氢呋喃能很好的溶解聚氯乙烯而氯仿不能与之相溶？（08年）三、聚合物—溶剂体系的相分离与相图1、对于具有上临界混溶温度的聚合物－溶剂体系，可采用（改变体系组成）、（升温）、（改变溶剂组成）等几种可能的方法来实现使聚合物溶解形成溶液。
纤维化学与物理课件第六章 合成纤维
(5)染色性能
✓常用有机溶剂如丙酮、苯、三氯甲烷、苯酚-氯仿、苯酚氯苯、苯酚-甲苯在室温下能使涤纶溶胀，在70℃-110℃下 很快溶解。
✓涤纶还能在2％的苯酚、苯甲酸或水杨酸的水溶液、0.5％ 氯苯的水分散液、四氢萘及苯甲酸甲酯等溶剂中溶胀，所 以酚类化合物常用作涤纶染色的载体。
(6)起毛起球现象
(7)静电现象
(8)低聚物及其对染色性能的影响
(9)其它理化性能--燃烧性、对微生物作用的稳定性、耐光性
三、其它聚酯纤维
❖1.阳离子可染聚酯（CDP或CDPET）纤维
▪ 在PET分子链中引进能结合阳离子染料的酸性 基团，采用共聚、接枝共聚等方法在PET大分 子链上加入第三或第四单体，即制备得阳离子 染料染色的改性涤纶
❖9.三维卷曲中空聚酯纤维
▪ 填充、保暖纤维 ▪ 四孔、七孔甚至九孔
②弹性和耐磨性：涤纶无论是承受拉伸、弯曲还是承受剪 切形变时，均具有良好的弹性回复性能。快速地加负荷， 然后去负荷，1min后涤纶的弹性回复率为：伸长2％时， 弹性回复率为97％；伸长4％时，弹性回复率为90％；伸 长8％时，弹性回复率为80％。由于涤纶的弹性模量高， 受力不易变形，又由于涤纶的弹性回复率高，变形后容易 回复，再加上吸湿性低，所以涤纶织物穿着挺括，形状稳 定性好。
5.差别化纤维 6.异形纤维
➢ 异形纤维定义 ➢ 异形纤维的特点
异形纤维具有特殊的光泽，并具有蓬松性、耐污性和 抗起球性，纤维的回弹性与覆盖性也可得到改善。如下：
✓三角形横截面的涤纶或锦纶与其它纤维的混纺织物有闪光效应； ✓十字形横截面的锦纶回弹性强； ✓五叶形横截面的涤纶长丝有类似真丝的光泽、抗起球、手感和覆盖性良好； ✓扁平、带状、哑铃形横截面的合成纤维纤维具有麻、羚羊毛和兔毛等纤维的 手感和光泽； ✓中空纤维的保暖性和蓬松性优良，某些中空纤维还具有特殊用途，如制作反 渗透膜，用于人工肾脏、海水淡化、污水处理、硬水软化、溶液浓缩等。
第1章合成纤维的热塑性和热变形
一、稳定平衡
凹槽最低处球的能量最小: 用数学方法表 示球的稳定平衡态位置B。
二、非稳定平衡：
凸形曲线的拐点（最大值）
三、随遇平衡：
6
E小球
在直
线上
（平面上） 纺织学院
,能量
E是常数 2021/7/12
。
用能量平衡状态来解释纺织材 料的定型机理:
若不计其它因素，定型就是使纤维结 构发生了导致它获得一个新的最小能 量位置的变化过程。
3．若定型只是因吸收能量由低一级能量最小位 置向高一级能量最小位置转变，则这种定型必定 是暂时的，一有干扰球就有可能回到能量较低的 位置上。反之，则可能是永久定型。
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一个体系的平衡状态转变，一般伴随 有能量的变化或转化。
按产生这种变化的源或动力,定型可分 四类：
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结论：
适当松驰热定型可以改变分子间作用 力、消除内应力、使内部结构更加均 匀，从而在一定程度上改善纤维的尺 寸稳定性和物理一机械性能。
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2．张紧状态下的定型---合纤在一定外 力作用（给定型状）下进行热定型
例如外衣（羊毛衫）的定型，一般均是在保持一定 外形情况下进行熨烫，以达到服装保形或折痕、 褶裥等外现要求。
复原）,如涤纶等合纤（长丝）的热定 型。
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定型原理的假说:物质的热平衡原理及 能量守恒定律
其基本原理是“系统处于能量最小时， 结构最稳定。”
对宏观纤维而言，可以通过分子结构
的变化，或外部形状态的改变达到能
量的转化，从而使纤维材料处于能量
纺织材料学 (于伟东-中国纺织出版社)第6章
二、热对纺织材料性能的影响
（一）、两种转变和三种力学状态 1、非晶态高聚物的热机械曲线（温度—变形曲线）
玻 璃 态
玻 璃 化 转 变 区
高 弹 态
粘 弹 转 变 区
粘 流 态
lgE
玻 璃 态
玻 璃 化 转 变 区
高 弹 态
粘 弹 转 变 区
粘 流 态
温度（℃ ）
温度（℃ ）
曲线上有两个斜率突变区—玻璃化转变区、粘弹转变区。 呈现三种不同的力学状态：玻璃态、高弹态、粘流态
20天 92 70 62 73 90 82 100 100 100
80天 68 41 26 39 62 43 96 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100
（5）分解点：纤维发生化学分解时的温度。
（二）耐热性和热稳定性
耐热性：纺织纤维经热作用后力学性能的保持性 叫耐热性。 图
热稳定性：纤维在热的作用下结构形态和组成 的稳定性。
1、质量与组成的稳定性
裂解：高分子主链的断裂，导致分子量下降，材料的机械 性能恶化。
2、结构的稳定性
热作用下，纤维的聚集态结构发生变化，结晶度下降， 取向度下降。
LOI＝ VO2 VO2 V N 2 100%
LOI大，难燃；LOI小，易燃。
（2）点燃温度、燃烧时间和燃烧温度
点燃温度：纤维产生燃烧所需最低温度。 燃烧时间：纤维放入燃烧环境中，从放入到燃烧所需时间。 燃烧温度：材料燃烧时的火焰区中的最高温度值。
3、提高纤维材料难燃性的途径
阻燃整理（纯棉、化纤） 制造难燃纤维（合成纤维）
3、影响热定型效果的因素：温度、时间、张力
定型温度大于玻璃化温度，低于软化点和熔点。
12种合成纤维的分类及简介
12种合成纤维的分类及简介1、长丝在合成纤维的制造过程中,纺丝流体(熔体或溶液)经纺丝成形和后加工工序后,得到的长度以千米计的纤维称为长丝。
长丝包括单丝、复丝和帘线丝。
(1)单丝原指用单孔喷丝头纺制而成的一根连续单纤维,但在实际应用中往往也包括由3～6孔喷丝头纺成的 3～6 根单纤维组成的少孔丝。
较粗的合成纤维单丝 (直径为 0 .08～2mm)称为鬃丝,用于制作绳索、毛刷、日用网袋、渔网或工业滤布;较细的聚酰胺单丝用于制作透明女袜或其他高级针织品。
(2)复丝由数十根单纤维组成的丝条。
化学纤维的复丝一般由 8～100 根单纤维组成。
绝大多数服用织物都是采用复丝织造的,这是因为由多根单纤维组成的复丝比同样直径的单丝柔顺性好。
(3)帘线丝由一百多根至几百根单纤维组成的用于制造轮胎帘子布的丝条,俗称帘线丝。
2、短纤维化学纤维的产品被切成几厘米至十几厘米的长度,这种长度的纤维称为短纤维。
根据切断长度的不同,短纤维可分为棉型短纤维、毛型短纤维、中长型短纤维。
(1)棉型短纤维长度为 25～38mm,纤维较细(线密度为 1 .3～1 .7dtex),类似棉纤维,主要用于与棉纤维混纺,如用棉型聚酯短纤维与棉纤维混纺,得到的织物称“涤棉”织物。
(2)毛型短纤维长度为 70～150mm,纤维较粗(线密度 3 .3～7 .7dtex),类似羊毛,主要用于与羊毛混纺,如用毛型聚酯短纤维与羊毛混纺,得到的织物称“毛涤”织物。
(3)中长纤维长度为 51～76mm, 纤维的粗细介于棉型和毛型之间 (线密度为 2 .2～3 .3dtex),主要用于织造中长纤维织物。
短纤维除可与天然纤维混纺外,还可与其他化学纤维的短纤维混纺,由此得到的混纺织物具有良好的综合性能。
另外,短纤维也可进行纯纺。
在目前全世界化学纤维的生产中,短纤维的产量高于长丝的产量。
根据纤维特点,有些品种(如锦纶)以生产长丝为主;有些品种(如腈纶)则以生产短纤维为主;而有些品种(如涤纶)则两者比例比较接近。
高分子材料合成工艺第一章
(1) 塑料 热固性塑料的主要成型方法
热塑性塑料的主要成型方法
(2)合成橡胶
合成橡胶制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂，包括 硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、 填充剂、着色剂等。增强剂与填充剂用量较大（20％）。
根据产量和使用情况合成橡胶可分为通用合成橡胶与特种合 成橡胶两大类。通用合成橡胶主要代替部分天然橡胶生产轮 胎、胶鞋、橡皮管、带等橡胶制品，包括丁苯橡胶、顺丁橡 胶(顺式聚丁二烯橡胶)、丁基橡胶、乙丙橡胶、异戊橡胶等 品种。特种合成橡胶主要制造耐热、耐老化、耐油或耐腐蚀 等特殊用途的橡胶制品，包括氟橡胶、有机硅橡胶、氯丁橡 胶、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶等。
第一章 前 言
第一节 高分子合成工业概述 1. 高分子合成材料
天然有机材料 蚕丝、羊毛、皮革、棉花、木材及天然橡胶等。
高分子合成材料
塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、 离子交换树木材、塑料薄膜等； 合成纤维比天然纤维(棉花、羊毛、蚕丝等)更为牢固耐久。
橡胶制品的制造过程
(3)合成纤维
合成纤维通常由线型高分子量合成树脂经熔融纺丝或溶液纺丝 制成。加有少量消光剂、防静电剂以及油剂等，
合成纤维的纺丝过程
第二节 高分子合成材料的品种和特性
1. 塑料
塑料是以合成树脂为基本成分，它是在加工过程中可塑制成一 定形状，而产品最后能保持形状不变的材料。
它具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、制品形式多样化等优点。 其主要缺点是绝大多数塑料制品易燃烧，在长期使用过程中发 生老化现象。
目前我国进口的主要高分子材料几乎与国内生产总量相当。
第一章 高分子材料基础知识
第一章高分子材料基础知识第一节.高分子材料的基本概念一、高分子材料的结构1.高分子的含义：高分子材料是以高分子化合物为主要成分（适当加入添加剂）的材料。
高分子化合物：1.天然：松香、石蜡、淀粉2.合成：塑料、合成橡胶、合成纤维高分子化合物都是一种或几种简单低分子化合物集合而成为分子量很大的化合物，又称为高聚物或聚合物。
通常分子量>5000 高分子材料没有严格界限<500 低分子材料如：同为1000的多糖（低），石蜡（高）一般高分子化合物具有较好的弹性、塑性及强度二、高分子化合物的组成：高分子化合物虽然分子量很大，但化学组成比较简单。
都是由一种或几种简单的低分子化合物聚合而成。
即是由简单的结构单元以重方式相连接。
例：聚乙烯由乙烯聚合而成{ }概念：单体——组成高分子化合物的低分子化合物链节——大分子链由许许多多结构相同的基本单元重复连接构成，组成大分子链的这种结构单元称为链节。
聚合度——链节的重复次数。
n↑导致机械强度↑熔融粘度↑流动性差，不利于成型加工。
n要严格控制。
三、高分子的合成：加聚反应、缩聚反应①加聚反应：指一种或几种单体，打开双键以共价键相互结合成大分子的一种反应例如：乙烯→聚乙烯（均聚）②分类：均聚：同种单体聚合共聚：两种或两种以上单体聚合（非金属合金丁二烯+苯乙烯→丁苯橡胶二元共聚三元共聚ABS：丙烯脂：耐腐蚀表面致密丁二烯：呈橡胶韧性苯乙烯：热塑加工）特点：反应进行很快链节的化学结构和单体的相同反应中没有小分子副产物生成②缩聚反应：指一种或几种单体相互混合儿连接成聚合物，同时析出（缩去）某种低分子物质的反应。
例：尼龙（聚酰胺）氨基酸，缩去一个水分子聚合而成。
特点：由若干步聚合反应构成，逐步进行。
链节化学结构与单体不完全相同，反应中有小分子副产物生成。
总结：目前80%的高分子材料由加聚反应得到。
四、聚合物的分类与命名①按聚合物分子的结构分类a．碳链聚合物：这一类聚合物分子主链是由碳原子一种元素所组成{ }侧基有多种，主要是聚烯烃、聚二烯烃（橡胶）b. 条链聚合物，器结构特点是除碳原子外，还有氧、氮、硫原子。
合成纤维专业知识讲座
NH n
➢芳纶1313耐高温性好，不会熔融；芳纶1414 强度高、
模量高又耐高温；
➢目前芳纶1313已在烟台实现了国产化,产量到达世界第二, 仅次于美国。
➢国产芳纶旳价格，白旳18万元/吨左右，带色旳30万元/吨！
芳纶1313白短切纤维
芳纶1313纺前着色短纤维
芳纶纱
3.3.1 芳香族聚酰胺纤维 构造与性能旳差别
3.2.5 维纶
➢ 维纶：聚乙烯醇缩甲醛纤维。 ➢维纶旳性能和微观近似蚕丝，可织造绸缎衣料，吸湿性
和耐日光性好，但弹性较差。
3.3 高性能合成纤维
4.3.1 芳香族聚酰胺纤维
Kevlar纤维旳问世，代表着 合成纤维向高强度、高楷量 和耐高温旳高性能化方向到
达一种新旳里程碑。
➢ 从1931年，Carothers发明PA66开始，直至60年
维具有良好旳弹性
尼龙丝（未取向）旳抗张强度：700-800kg/cm2； 尼龙丝（取向丝）旳抗张强度： 4700-5700 kg/cm2。
合成纤维旳制造
溶液纺丝
纺丝液 的制备
纺丝液经喷丝头 形成原液细流
细流中溶液向凝固剂扩散， 浴中沉淀剂向西流扩散， 聚合物析出并形成初生纤维
一般纺丝速度200~500m/min；腈纶采用此法；
3.1 概述
➢人造纤维：19世纪80年代
硝酸纤维、粘胶纤维、醋酸纤维
三大合成纤维，其产量 占到合成纤维总产量旳
90%
➢合成纤维：1935年Carothers 合成旳尼龙（锦纶）
尼龙、涤纶、腈纶、维纶、丙纶；
像蛛丝一样细 像钢丝一样强
➢高性能高功能纤维：
像绢丝一样美
芳纶：间位芳纶（1962），对位芳纶（1966）
聚合物工艺学第一章
第一章 绪论(1.2.1塑料)
c.聚碳酸酯（PC） 透明、线型、部分结晶高聚物。聚碳酸酯树脂为基 的新型热塑性工程塑料。聚碳酸酯的透明度为86%～ 92%，被誉为“透明金属”。它具有优异的冲击韧性和 尺寸稳定性，较高的耐热性和耐寒性。主要用于制造高 精度的结构零件，如齿轮、蜗轮、蜗杆飞机挡风罩。
第一章 绪论(1.2.1塑料) Nhomakorabea第一章 绪论(1.2.1塑料)
a.聚酰胺（尼龙、PA） 聚酰胺是最早发现能够承受载荷的热塑性塑料。 尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010、铸型尼龙和芳香尼 龙是常应用于机械工业中的几种。被大量用于制造小型零 件替代有色金属及其合金。 铸型尼龙通过简便的聚合工艺使单体直接在模具内聚合成 型的一种特殊尼龙(尼龙6) 。 芳香尼龙具有耐磨、耐辐射及很好的电绝缘性等优点，是 尼龙中耐热性最好的品种。
50年代，Ziegler和Natta发明配位聚合催化剂，制得高 密度PE和有规PP，低级烯烃得到利用。
第一章 绪论
1956年，美国人Szwarc发明活性阴离子聚合，开创 了高分子结构设计的先河。
50年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。聚 甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜（1965）， 聚苯醚（1964），聚酰亚胺（1962）。 60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发展。 特种高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频绝缘、 半导体等。
CH2 CH2 CH CH2 CH3
n
性能： 分子无双键存在，故耐热、耐氧化、耐老化性好，使用温度 高 用途： 制造耐热胶管、垫片、三角胶带、输送带、人力车胎等
第一章 绪论(1.2.2合成橡胶)
硅橡胶
结构式:
CH3 Si O CH3
第一章第二节 常用纤维的性能特征(化学纤维)
（2）性质
c、耐磨性 主要取决于纤维的强度，弹性和 延展性，相比之下弹性和延伸性起主 要作用。耐磨性好
（2）性质
d、吸湿性 没有亲水基，结晶度又高， 所以 w =0.4%。回潮率很小，吸湿 性很差，穿着不舒适，易产生静电、 吸尘。
（2）性质
e、耐热性 耐磨性与热稳定性均好Tg=67-91℃。 软化温度：230℃ 熔点：250-265℃ 燃烧温度：560℃ 涤纶在150℃的空气中加热168小时，强度 损失只有15-30%，加热1000小时，强度损失 50%。 熨烫温度：140-150℃
3．铜氨纤维cupra 铜氨纤维cupra
把纤维素溶解在浓铜氨溶液中，制 成纺丝液后，加工而成的纤维。 截面为圆形，无皮芯结构，纵向光 滑。聚合度为450-550，延伸性稍低于粘 胶，强度稍高于粘胶。 具有真丝般柔和的光泽，手感柔软， 湿强度和耐磨性能比粘胶纤维好。
4．醋脂纤维（polyacetate） 醋脂纤维（polyacetate）
（4）性质
b、吸湿性：w=4.5%，比涤纶大。 、吸湿性 c、耐热性 、耐热性：锦纶的耐热性与热稳定性不 及涤纶，在150摄氏度下作用1小时后， 强度仅为原来的69%。 锦纶6的熔点较低为215-220℃。 锦纶66的熔点为260℃，熨烫温度控制 在140℃以下。
（4）性质
d、耐光性 、 不耐日晒，长期光照，颜色发黄，强度下 降，因此不易用作户外用服装。 e、耐酸碱性：耐碱不耐酸 、耐酸碱性 耐碱不耐酸 在95℃温度下，用10% 氢氧化钠处理16小 时，强度损失可忽略不计。但可溶于各种浓酸 中，16% 的盐酸即能溶解锦纶6，20% 的盐酸 能溶解锦纶66。热的甲酸(蚁酸)乙酸(醋酸)也能 溶解锦纶。
醋脂纤维性质
（4）吸湿性 ）吸湿性：亲水性小，疏水性大，缩水 小。 （5）燃烧性 ）燃烧性：燃烧迅速，边燃烧边溶解， 放出异味，留下黑色硬快。 主要用于裙装、女衬衫、内衣、领 带和里料等。
高二化学选修1,塑料纤维和橡胶知识考点总结
高二化学选修1，塑料纤维和橡胶知识考点总结一、合成材料通常说的三大合成材料是指____________、____________和____________。
近年发展起的________、________等也属于合成材料的范畴。
1．塑料(1)成分：塑料的主要成分是________________，还有根据需要加入的具有某些特定用途的__________，如能提高塑性的________、防止塑料老化的____________等。
(2)合成：塑料是聚合物。
聚合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不复杂，结构也很有规律性。
它们大部分是由________通过________反应制得的，能合成聚合物的小分子物质叫________。
例如，________________就是聚乙烯的单体，通过加聚反应得到聚乙烯，其加聚过程如图所示：(3)分类：塑料分为________塑料和________塑料。
①热塑性塑料：受热时开始__________，随后熔化成流动的液体，冷却后又变成__________，加热后又__________，故可反复________，多次使用。
科学探究实验过程实验现象1.用剪刀将一白色塑料食品袋剪碎，放入一支小试管中2.用酒精灯缓缓加热试管，观察现象试管内的食品袋碎片先软化，后变成液体3.停止加热，冷却试管停止加热后，试管内的液体逐渐凝固4.等固化后再加热试管内的固体受热后又熔化变成液体实验结论：聚乙烯塑料具有________。
②热固性塑料：只是在制造过程中受热时能变软，可以塑制成__________________，但加工成型后就不会受热熔化。
特别提醒白色污染是指塑料制品的废弃物所造成的污染。
(4)生活中几种常见塑料的化学成分、性能和用途化学成分性能用途聚乙烯(简称PE)电绝缘性好，耐____________，耐______，无______；耐热性差，耐老化性差可制成薄膜作食品、药物的包装材料，以及日常用品、绝缘材料、管道等聚氯乙烯(简称PVC)电绝缘性好，耐____________，耐____________、耐磨；热稳定性差，遇冷变硬、透气性差可制薄膜、软管、日常用品，以及管道、绝缘材料等；薄膜不能用包装食品聚丙烯(简称PP)机械强度好，____________好，耐____________，________，________；耐油性差，低温发脆，容易老化可制薄膜、日常用品、管道、包装材料等聚四氟乙烯(简称PTFE)耐____________、____________，耐______________，耐____________，____________好；加工困难可制电气、航空、化学、医药、冷冻等工业的耐腐蚀、耐高温、耐低温的制品2．纤维和橡胶科学探究①取一小块纯棉布、羊毛织物和尼龙布，分别在酒精灯火焰上灼烧，观察现象。
合成纤维都是热塑性纤维ppt实用资料
织物上了针铗后，紧接着进入热烘房内加热，并在指定的温
干热定型工艺主度要用下于涤处纶理及其一混纺定织时物的间热定，型来，目达前我到国热用的定最多型的的是M目－7的51型。系列其的结定型构机。示意图如下所
纱线及织物的组织结构有关，但本质上还是取决于纤维的性能。
示： 果影响较大，通常所使用
织物，在1750C下的自由收 经过热定型的织物， 缺点：半制品约有泛黄现象； ②大分子在新的位子重新建立新的分子间力，并被固定下来； 从图中可知：定型温度越高，织物的尺寸热稳定性越高。 在热定型过程中，根据织物是否带有溶胀剂或者是在具有溶胀 如：①若要织物在1500C 0－20%，其超喂装置结构 经向张力由超喂装置、纬向张力由控制门幅来实现。 2、染前定型（最常用的定型工艺）
通常所指的热定型时间是前三项之和，大约15－30秒。
三、张力
经向张力由超喂装置、纬向张力由控制门幅来实现。 1、张力对涤／棉织物性能的影响
四、溶胀剂
织物进行热定型时， 是否带有溶胀剂对定型效 果影响较大，通常所使用 的溶胀剂为水和水蒸汽。
作业题
1、什么叫热定型？用怎样的方法来判断织物是否经过 了热定型？
二、湿热定型 一般情况下，锦纶织物多采用湿热定型，其定型效果较好如手
感柔软、丰满。某些聚酯变形纱织物也采用湿热定型。
水浴定型： 将织物在沸水中处理0.5－2小时，其定型效果较差；
最新21合成纤维全解PPT课件
2、丙烯腈共聚物的合成 我国的共聚丙烯腈纤维，第一单体是丙烯腈，约为90%；
第二单体是丙烯酸甲酯，约5%―10%；第三单体是丙烯磺 酸钠，约为1%-3%。引发剂是偶氮二异丁腈。 第二单体的引入能破坏大分子链的规整性，削弱聚丙烯腈 大分子间的作用力，提高纤维的柔软性和弹性，减少脆性； 第三单体的加入是为了引入能与染料结合的基团，有利于 染色并改善其亲水性。
液体。相对分子质量为53.06，沸点为77.3℃，凝固点为 －83.6℃，相对密度为0.8060，易燃、易爆，在空气中 的爆炸极限为3.05%～17.0%（体积）。
丙烯腈能与苯、甲苯、四氯化碳、甲醇、乙醇、乙醚、丙 酮、醋酸乙酯等许多有机溶剂以任何比例互溶，丙烯腈也 能溶于水。
丙烯腈能与水、苯、甲醇、异丙醇、四氯化碳等形成二元 共沸物。其中丙烯腈与水的共沸温度为71℃，含水12% （质量）。
4. 结晶结构 用于纺制纤维的聚合物一般都要求是半结
晶结构的聚合物。结晶区的存在使纤维具有较 高的强度和模量，而非结晶区的存在使纤维具 有一定的弹性、耐疲劳性和染色性。半结晶结 构能使原来排列不规整的分子链，经过拉伸取 向而沿着纤维轴进行有序排列的这种状态固定 下来。 成纤高聚物应具有可溶性和熔融性 只有这样 才能将高聚物溶解或熔融成溶液或熔体，再经 纺丝、凝固或冷却形成纤维，否则就不能进行 纺丝。
3、PET纤维的物理性能
聚酯纤维一般为乳白色，相对密度为1.38～1.4， 回潮率很低，具有易洗快干的特性。聚酯纤维的熔 点为255～265℃，软化温度230～240℃。遇明火 能燃烧，有黑烟并有芳香气味，离火后自熄。
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化温度Tg高于室温，因此常温下一 般处于玻璃态。 因有非晶区大量存在，在室温下合 成纤维也表现有驰缓时间较短部分 的高弹形变，因而不显示典型结晶 高聚物的脆硬性质，而有一定的韧 性。
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四、链段硬化定型和结晶作用定型
合纤热定型机理包括链段硬化定型和结晶作用定型。 1．链段硬化定型 有机玻璃----线型非晶高聚物，说明这种定型过程。 在室温时，T<Tg，它是坚硬的塑料。 玻化温度： T>Tg 时，分子热运动加剧，分子链段 因可运动而变得柔软（解冻）。此时施加外力使其变形， 再冷却到玻璃化温度以下，则新的分子链段结构被“冻 结”，形成一种新的型态（玻璃态）。 这种定型是暂时的，因为当T>Tg时，定型将消失， 并回复到原来平直状态。
3． Chemical setting化学药品定型
化学定型三种情况： （ 1 ）分子链之间的键合定型，有范德华力、 氢键，作用弱，引入极性偶极基团。 （ 2 ）化学反应形成定型纤维，如纤维素纤 维定型，通过形成新的大分子交联。 （ 3 ）纤维之间的键合：如用树脂涂层，纤 维胶粘剂。 湿定型：加湿条件下材料平衡体系发生改变 的定型。当条件适度如加热烘燥，定型还原
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4． Frictional setting摩擦定型
如细纱、加捻产生横向压力，这是摩
擦定型效应体现。
空气变形加工中单丝与丝圈相互交缠
而成变形纱，就是利用摩擦定型原理。
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二、合成纤维的热塑性及变形加工机理
合成纤维的变形加工多利用加热变形
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2．结晶作用定型
晶体是分子链有规则地堆砌，形成能量最低的状态， 此时分子链的自由度将明显降低（只有振动、没有变 形），这又是一种特殊的形态。 合成纤维内有许多小的、不完整的各种形式的微晶体。 在熔点温度以下，这些不完整的区域结晶会先熔融，产 生微晶区的局部流动，从而形成更大、更有规则也更完 整的晶体，假如在此过程中材料产生了变形，同时内部 应力因局部熔融，而得到松驰，并通过再结晶使新的形 态得到稳定，这就是结晶作用定型。 结晶作用定型属不可逆永久性定型。（因为晶体是最稳 定的结构）。
E
如一个重球总是向下滚到低处，它的势能量低， 再如水向低处流等。
X
E 0 X 2E 2 0 X (1 1) (1 2)
E X 0 2E 2 0 X (1 3)
(1 4)
E 0, (1 5) X 2E 0, (1 6) X 2
复原）,如涤纶等合纤（长丝）的热定 型。
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定型原理的假说:物质的热平衡原理及 能量守恒定律 其基本原理是“系统处于能量最小时， 结构最稳定。” 对宏观纤维而言，可以通过分子结构 的变化，或外部形状态的改变达到能 量的转化，从而使纤维材料处于能量 相对低的一个平衡态中。
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结论：
适当松驰热定型可以改变分子间作用
力、消除内应力、使内部结构更加均
匀，从而在一定程度上改善纤维的尺
寸稳定性和物理一பைடு நூலகம்械性能。
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2．张紧状态下的定型---合纤在一定外 力作用（给定型状）下进行热定型
例如外衣（羊毛衫）的定型，一般均是在保持一定 外形情况下进行熨烫，以达到服装保形或折痕、 褶裥等外现要求。 假捻变形加过程中加捻长丝在保持螺旋形态下进 行热定型， BCF 即填塞箱变形加工中长丝保持锯 齿形态。
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第一章变形纱概念与变形加工原理作业
1．变形纱产品的种类，要求学生查阅相关文献与资料； 2．目前国内变形纱加工的现状； 3．了解晶体结构与特性，认识非晶态高聚物的内部结构特点； 4．了解高分子聚合物的热力学特性，说明热定型应力与应变 的松驰机理。 5．说明合成纤维的热定型机理。
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五、松驰热定型
1．松驰处理是将纺织材料在松驰状态和适当温 度下进行热定型处理。 如合成纤维纺丝后加工中的二次热箱热定型。 合纤在喷丝后成形及拉伸，在纤维内会遗留有结 构不均匀和相应的内应力，其热稳定性差，纤维 的勾强、勾伸、染色性能均不良，沸水收缩率大， 不符合其后纺织染加工及服用的要求。
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用能量平衡状态来解释纺织材 料的定型机理:
若不计其它因素，定型就是使纤维结
构发生了导致它获得一个新的最小能 量位置的变化过程。 见上图，球通过某一过程从定型前的 平衡位置跳跃到能量更低的新的平衡 位置。这样定型后状态更稳定，定型 可以认为是永久的。
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第三节 合成纤维的热塑性和热变形 加工的基本机理
定 型
定型:
纺织材料的某一特定型式下的 结构稳定性。 在外界因素的影响（外力、化学、物 理作用）下，材料内部结构达到新的 稳定的平衡状态。 如织物的热定型、服装熨烫等。
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定型的分类：
暂时性的（棉布熨烫） 半永久性（毛织物热定型） 永久定型（改变分子结构，定型不能
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材料
温度℃
玻璃化温度 Tg 软化点 Tsf 235-240 180 145-150 熔点 Tm 256 215 163-170 熨烫温度 160 120 100-120
涤纶 锦纶 丙纶
67-81 47-50 -35（-20）
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合成纤维一般结晶度较高，其玻璃
说明三点：
1．能量E与位移X不是一维的，可能是多维的， 即描述系统的平衡状态需更多参数。 2．一个体系可能有多个能量最低值，若整个体 系发生变化，能量最低值也将发生变化。 3．若定型只是因吸收能量由低一级能量最小位 置向高一级能量最小位置转变，则这种定型必定 是暂时的，一有干扰球就有可能回到能量较低的 位置上。反之，则可能是永久定型。
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3．粘流态：
当温度高于软化温度Tsf后，高分子链段产生相对滑动，拉 伸时表现为小应力作用下产生极大变形。由于是分子链的 构象发生了变化，弹性模量很低，（如拉面条），变形一 般也难以恢复。这就是不可逆形变即塑性变形。 总之，非晶态高聚物所具有的玻璃态、高弹态和粘流态的 主要差别是材料的变形能力不同，即弹性模量不同，故称 三种力学状态。 要明确这三态的转变不是热力学的相变（如冰、水、汽）。
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能量E、位移X，势能量E与位移X成函 数关系，分三种情形：
一、稳定平衡 凹槽最低处球的能量最小 :
用数学方法表
示球的稳定平衡态位置B。 二、非稳定平衡： 凸形曲线的拐点（最大值） 三、随遇平衡： E小球在直线上（平面上） , 能量 E 是常数。 6
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非晶态高聚物（结晶区较低时）：
具有曲型的力学三态特征：曲线上对应有两个 斜率突变区，一是玻璃化转变区，一个是粘弹 转变区。 1.玻璃态:低温时，合纤分子热运动的能量低， （运动单元，运动方式）只有分子的侧基、短 支链的局部振动和键长、键角的微小变化， 合纤的宏观性质：弹性模量很高，变形能力很 小，纤维具有类似玻璃的状态，故称玻璃态。
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三、合成纤维（非晶态高聚物）的热学 性质
合成纤维在变形加工中要受到热的作用，纤维温度升高， 大分子的运动单元和运动方式及其宏观表现 —— 物理、 机械和化学性质均随之变化，最后软化、熔融。 （ 1 ）玻璃化温度 Tg ：从力学看是物质由玻璃态转变为 高弹态的温度。也是大分子链段“解冻”或“冻结”的 温度。它是指一个对温度十分敏感的温度范围（ 3-15℃， 几乎所有物理性质发生突变） （2）软化温度Tsf：熔点以下20-40℃的一般温度范围。 （涤纶230℃左右） 。 （3）粘流温度Tvf：高弹态转变为粘弹态时的温度。
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合成纤维的上述两种定型的目的不同，结果
也不同。
· 松驰整理主要是为了消除内应力，使结构完
善，变形纱的性能改善并更趋稳定。
· 紧张处理是为了在外力作用下进行热定型，
达到并保持所要求的形状。
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作业：
1 ．变形纱及产品有哪些品种：图片、文字、 介绍、资料来源（网址）. 2．介绍涤纶、锦纶和丙纶的生产工艺过程 3．说明非晶态合成纤维的力学三态特征。 4 ．定型分哪几种？说明合成纤维的热定型 机理。
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2． Cold Force setting冷力定型：由外 力作用下产生形状的改变，由此产生定型， 如拉伸作用下的蠕变。 如羊毛拉细。 当外力作用下的应力超过屈服应力点时， 会产生不能回复的“塑性变型”。一般这 种变形在湿热条件下少部分恢复，
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2．高弹态
当合纤温度超过玻璃化温度Tg以后，纤维弹性模量突然 下降，纤维在小应力作用下可发生很大的变形，但当外 力除去后，大分子链段发生卷缩，变形可随时间延长而 逐渐恢复。这在温度—变形曲线上表现为平台区。称它 为高弹态，也是高聚物特有的力学状态。 橡胶的玻璃化温度通常小于 0℃（硫化结果，冬季不失 弹性），如天然橡胶—73℃，聚丁二烯合成橡胶—85℃。 塑料的玻璃化温度远高于室温，聚氯乙烯78℃。