合成纤维的成型加工
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5.1 熔体纺丝
工艺特点 工艺过程简单、纤维强度高、不使用其他溶剂、 纺丝速率高,适用此法的聚合物种类比较多（聚酰胺、 聚酯）。 熔体纺丝是一元体系，只涉及聚合物熔体丝条 与冷却介质间的传热，纺丝体系没有组成的变化
5 . 化学纤维的生产方法
• 5.1.1 原料准备 • 成纤聚合物的基本性质： • 聚合物大分子必须是线型的、能伸直的分子支 链少、没有庞大侧基； • 聚合物分子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 • 聚合物具有适当高的平均分子量和较窄的分子 量分布； • 聚合物应具有一定的热稳定性。
5 . 化学纤维的生产方法
5.2.1 纺丝溶液的制备 • 一步法 • 两步法 • 湿法纺丝的纺丝液浓度为12%~25%； • 干法纺丝的纺丝液浓度为25%~35%。
5 . 化学纤维的生产方法
• 5.2.2 湿法纺丝 • a.内聚破裂机理 b.湿法纺丝工艺过程 • 纺丝原液——喷丝头——凝固浴——导 丝盘——卷绕装置
5 . 化学纤维的生产方法
b. 纺丝工艺 • －温度：温度太高，黏度低，形成自重引申大 于喷丝头拉伸，易造成细丝屈服粘结的现象 • －冷却：冷却慢时，细丝冷凝时间长，经不起 拉伸、易发生断头；冷却快时，细丝易出现 “夹心”，导致强度低 • －喷丝速率和卷绕速率 • －给湿及油剂处理
5 . 化学纤维的生产方法
5 . 化学纤维的生产方法
• 取向：在某些外场作用下，大分子链、 链段或微晶可以沿着外场方向择优有序 排列。 • 结晶：是熔体纺丝过程中最主要的相转 变，直接决定卷绕丝的后加工性能及成 品丝的性能。
5 . 化学纤维的生产方法
5.1.4 纺丝设备 •－螺杆挤出机; •－纺丝组件; •－纺丝泵; •－纺丝吹风窗及纺丝冷却套管;
1. 概述
• ◆ 合成纤维是用石油、天然气、煤炭等矿产资源以及农副产品 为原料，经过一系列的化学反应，制备成高分子化合物，再经过 纺丝加工而得到的纤维。纺丝过程是将聚合物熔体或将其用其它 溶剂将聚合物溶解为黏性溶液，用齿轮泵定量供料，在牵引的作 用下，通过喷丝头的小口，经凝固或冷凝成纤维。 • ◆主要有三种纺丝方法： —熔融纺 • —干法纺丝 • —湿法纺丝 • ◆纺丝液在纺丝过程中的流动： • 纺丝液（溶液或熔体）在喷丝毛细孔中的流动 • 纺丝流体的内应力松弛和流场的转化，即剪切向拉伸转化 • 纺丝条的拉伸流动 • 纤维的固化
2 . 成纤聚合物的基本性质(可纺性)
通常，成纤聚合物具有以下一些特性： 成纤聚合物的分子为线性结构，具有良好的结晶性； 用于溶液纺丝的聚合物可溶于溶剂中制成聚合物溶 液，聚合物溶液或熔体具有适当的粘度；
聚合物应具有适当高的相对分子质量和较窄的相对分子
质量分布； 聚合物分子链间具有较强的相互作用； 成纤聚合物的玻璃化温度高于其使用温度，熔点应超过 洗涤和烫熨温度（100℃以上）。
c. 挤出细流的类型 • 液滴型 • 漫流型（易粘连） • 胀大型（正常） • 破裂型（不正常）
5 . 化学纤维的生产方法
• d. 熔体纺丝中纤维结构的形成 卷绕丝的结构是纺丝过程中流变学因素 （熔体细流的拉伸）、纺丝线上的传热 和聚合物结晶动力学之间相互作用的结 果。 • 熔体纺丝过程中的取向作用 • 熔体纺丝过程中的结晶
5 . 化学纤维的生产方法
5.1.2 纺丝流体的制备 纺丝熔体的制备（熔体纺丝） • 直接纺丝 • （单体和低聚物） • 切片纺丝 • （工序多，质量高） • 切片要干燥、熔融。
5 . 化学纤维的生产方法
5.1.3 纺丝成型 • a. 熔体纺丝工艺过程 －将聚合物熔融; －喷丝泵将溶体压入喷丝头; • －熔体从喷丝头流出形成细丝; • －经冷凝形成纤维; 原料——螺杆挤出机——（纺丝箱体-纺丝组件-过 滤）喷丝板——吹风窗——纺丝甬道（冷却， 3~5m）——给油盘——导丝盘——卷绕装置
5 . 化学纤维的生产方法
• 拉伸 • 目的：提高断裂强度，降低断裂伸长率，耐磨性和对 各种不同形变的疲劳强度提高。 • 热定型 • 目的：消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸稳定性， 进一步改善其物理机械性能。 • 上油 • 目的：提高纤维的平滑性、柔软性和抱合力，减小摩 擦和静电产生，改善纤维的纺织加工性能。
5 . 化学纤维的生产方法
螺杆作用： • 切片供给、切片的熔融和切片的计量。 熔体纺丝机的由以下一些部分构成： • 高聚物熔融装置 • 熔体输送、分配、纺丝及保温装置 • 丝条冷却装置 • 丝条收集装置 • 上油装置
5 . 化学纤维的生产方法
冷却装置 • 侧吹风：效果好，不够均匀； • 环形吹风：简单、有效。 卷绕装置 • 给湿、上油； • 上油机构、导丝机构和卷绕机。
的制备、纺丝及初生纤维的后加工; 目前，合成纤维的纺丝方法主要有两大类：熔体纺 丝法和溶液纺丝法，在溶液纺丝法中，根据凝固方 式的不同，又可分为湿法纺丝和干法纺丝两种。
5 . 化学纤维的生产方法
化学纤维的制造可概括为四个工序： • 原料制备 • 纺前准备 • 纺丝 • 后加工
5 . 化学纤维的生产方法
浆粕是将原料经蒸煮、精选、漂白等预处理而得到的； 老成是借空气的氧化作用，使碱纤维素分子链断裂，聚合度下降，以达到适 当调整粘胶粘度的目的； 磺化是使难溶解的纤维素变成可溶性的纤维素黄酸酯，以便进行湿法纺丝； （2）粘胶的纺前准备：包括粘胶的混合、过滤、熟成、脱泡等。 （3）纺丝：粘胶经过计量和纺前过滤后，通过喷丝孔形成多根粘胶细流，进入 凝固浴而固化成丝条，再经塑化拉伸和受丝卷取等过程。 （4）纤维的后处理：包括纤维的水洗、脱硫、漂白、酸洗、上油、干燥等，长丝 要进行加捻、络丝、分级、包装等加工过程，短纤维则需经切断、开松、打包等。
c.湿法纺丝中的传质和相转变
• 多组分扩散，伴随结构的转变及化学反应。
• （一）湿法成形中的扩散过程
• • 传质通量J 原液细流中的溶剂向凝固浴扩散 凝固浴中的凝固剂向原液细流扩散
• 表征扩散的基本物理量：
扩散系数D
固化速率参数 2 Sr 4t
• 非圆形截面原因:薄的较硬的皮层和内部芯层 变形性的差异。 • 表面层硬度取决于纺丝条件。 • 如：PAN，无机溶剂横截面形状为圆形。
6.差别化纤维
6.差别化纤维
6.差别化纤维
6Baidu Nhomakorabea差别化纤维
6.差别化纤维
6.高性能纤维
7. 粘胶纤维工艺过程及特点—湿法
粘胶纤维是以天然纤维如木质纤维、棉纤维、禾本科植物纤维（如甘蔗渣、 芦苇、麦杆等）为原料，经纤维素黄酸酯溶解以湿法纺丝制成的。它也称为人造 纤维，是将不能直接纺织的原料经过化学方法制造而成的纤维。简单的讲就是首 先用棉短绒（也可以用其他）制成浆板，然后浆板粉碎后加入烧碱制成碱纤维素， 碱纤维素、二硫化碳、烧碱反应生成碱纤维素黄酸酯。黄酸酯从喷头中喷出，经 过酸浴（硫酸、硫酸钠、硫酸锌）凝固、分解，从而等到的成品即粘胶纤维。 粘胶纤维的生产包括以下四个过程： (1)粘胶的制备：即浆粕的准备、碱纤维素的制备及老成、纤维素黄酸酯的制 备（磺化）和溶解等。
•
有机溶剂横截面形状呈肾形。
• 纺丝溶液中聚合物含量较高和凝固浴中溶剂 含量较高--圆。
• 2．皮芯结构
• 皮膜：极薄、密实、较 难渗透、难染，对传质 过程有决定性作用。
• 皮层：结构比较均一， 微晶较小，高取向度； 强度、延伸度、抗疲劳 和耐磨性高 • 芯层：结构较为松散， 微晶较粗大。如图。
5 . 化学纤维的生产方法
4. 合成纤维的分类
长丝：长度以千米计的丝。 短纤维：被切成几厘米或十几厘米长的纤维。混纺织物不 可能用长丝制造，只有用短纤维与天然纤维或其它化学纤维 的短纤维进行混纺，才能得到混合良好的混纺织物。如用涤 纶与棉花混纺得到的织物即“涤棉”，与羊毛混纺的织物叫 “毛涤”。 异形截面纤维：在合成纤维成型过程中，采用非圆形孔眼 的喷丝板，可得不同截面形状的纤维，用以改善纤维的手感、 回弹性等。如三角形截面的维纶光泽良好，不易沾尘土，其 织物耐穿；五叶形截面的涤纶长丝有类似真丝的光泽，手感 良好等。
• 湿法纺丝的影响因素 温度：控制溶剂和沉淀剂扩散的关键变量。 （T 增大，扩散系数 增大） 凝固浴：反映凝固浴中溶剂与沉淀剂的比 例。
纺丝溶液中聚合物的含量，含量提高，溶 剂和沉淀剂的扩散系数减小。
5 . 化学纤维的生产方法
• 5.2.3 干法纺丝 • 干法纺丝工艺的特点： • （1）纺丝溶液的浓度高，相应的粘度也高， 能承受比湿纺更大的喷丝头拉伸。 • （2）纺速高于湿纺，但干纺速度低于熔纺。 • （3）喷丝头孔数远比湿纺少，因为干法固 化慢，固化前丝条易粘连。
3. 纤维的主要性能指标
断裂伸长率是指纤维在伸长至断裂时的长度比原来长度增
加的百分数。 断裂伸长率大，纤维的手感柔软，在纺织 加工时，毛丝、断头少；断裂伸长率过大，织物易变形。
初始模量（弹性模量）模量是指抵抗外力作用下形变能
力的量度。纤维的初始模量为纤维受拉伸而当伸长为原长 的1％时所需的应力。它表征纤维对小形变的抵抗能力。 纤维的初始模量越大，越不易变形，在合成纤维中， 涤纶的初始模量最大，腈纶次之，锦纶较小，故涤纶织物 挺括，不易起皱，锦纶织物易起皱，保形性差。
5 . 化学纤维的生产方法
c. 干法纺丝 • 纺丝溶液——计量泵——喷丝头——纺 丝线——干燥甬道——卷绕
5 . 化学纤维的生产方法
• • • • 溶剂从纺丝线上除去机理： ①闪蒸； ②纺丝线内部的扩散； ③从纺丝线表面向周围介质的对流传质。
5 . 化学纤维的生产方法
• 5.3 纤维的后加工
• 纤维后加工是指对纺丝成型的初生纤维 （卷绕丝）进行加工，以改善纤维的结 构，使其具有优良的使用性能。 • 后加工包括拉伸、热定型、加捻、变形 加工和成品包装等程序。
合成纤维的成型加工
基础研发处李丹 2010.11.24
1. 概述
◆ 纤维：具备或保持其本身长度大于直径 1000倍以上而又具有一定强度的线条或丝状 高分子材料称为纤维。 ◆ 纺织纤维包括天然纤维（如羊毛、蚕丝、 棉花、麻、竹等）和化学纤维（由聚合物等 材料制成）。
1. 概述
• ◆ 人造纤维：是以天然聚合物如纤维素和蛋白 质等改性而成，如粘胶纤维、醋酸纤维、蛋白 质纤维等； • ◆ 合成纤维：是由合成的聚合物经纺丝而成， 如聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维（涤纶）、聚酰 胺（锦纶）、聚乙烯醇缩甲醛（维纶）、聚丙 烯（丙纶）、聚丙烯腈（腈纶）、聚氯乙稀 （氯纶）、聚氨酯弹性体纤维（氨纶）、芳香 族聚酰胺纤维（Kevlar）等。
4. 合成纤维的分类
• 变形纱：经过变形加工处理的丝和纱，如 弹力丝和膨体纱。 • 六大合成纤维：氯纶（聚氯乙烯）、锦纶 （尼龙6）、涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、 腈纶（聚丙烯睛）、维纶（聚乙烯醇）、丙 纶（聚丙烯）。
5 . 化学纤维的生产方法
化学纤维的生产工艺流程主要包括纺丝熔体和溶液
3. 纤维的主要性能指标
线密度（纤度） 表示纤维粗细程度的指标, 是指一定长 度纤维所具有的重量，其单位名称为“tex”—特（克斯）， 1/10称为分特（克斯），单位符号dtex 。1000m长纤维重 量的克数称为“特”。 支数是指单位重量的纤维所具有的长度。对于同一种纤 维，支数越高，纤维越细。 断裂强度是指纤维在连续增加负荷的作用下，直至断裂所 能承受的最大负荷与纤维的线密度之比。断裂强度高，纤维 在加工过程中不易断头、绕辊，纱线和织物牢度高；断裂强 度太高，纤维刚性增加，手感变硬。
5 . 化学纤维的生产方法
5.2 干（湿）法纺丝
对于难熔融或易分解的聚合物来说，干（湿）法纺 丝是一种恰当的方法，湿法和干法的差别只是纤维凝 固方式的不同。晴纶、维纶、氨纶以及芳纶都采用此 法生产。 其工艺过程都是将聚合物做成纺丝原液（成纤聚合 物的溶液），然后将原液经过过滤脱泡后，经过计量 泵把原液从喷丝头挤出，在凝固浴的作用下，经过适 当的拉伸而形成初生纤维。
5 . 化学纤维的生产方法
• 纤维后加工的作用： • 将纤维进行拉伸（或补充拉伸），使纤维中 大分子取向，并规整排列，提高纤维强度， 降低伸长率。 • 将纤维进行热处理，使大分子在热作用下， 消除拉伸时产生的内应力，降低纤维的收缩 率，并提高纤维的结晶度。 • 对纤维进行特殊加工，如将纤维卷曲或变形、 加捻等，以提高纤维的摩擦系数、弹性、柔 软性、蓬松性，或使纤维具有特殊的用途及 纺织加工性能。
工艺特点 工艺过程简单、纤维强度高、不使用其他溶剂、 纺丝速率高,适用此法的聚合物种类比较多（聚酰胺、 聚酯）。 熔体纺丝是一元体系，只涉及聚合物熔体丝条 与冷却介质间的传热，纺丝体系没有组成的变化
5 . 化学纤维的生产方法
• 5.1.1 原料准备 • 成纤聚合物的基本性质： • 聚合物大分子必须是线型的、能伸直的分子支 链少、没有庞大侧基； • 聚合物分子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 • 聚合物具有适当高的平均分子量和较窄的分子 量分布； • 聚合物应具有一定的热稳定性。
5 . 化学纤维的生产方法
5.2.1 纺丝溶液的制备 • 一步法 • 两步法 • 湿法纺丝的纺丝液浓度为12%~25%； • 干法纺丝的纺丝液浓度为25%~35%。
5 . 化学纤维的生产方法
• 5.2.2 湿法纺丝 • a.内聚破裂机理 b.湿法纺丝工艺过程 • 纺丝原液——喷丝头——凝固浴——导 丝盘——卷绕装置
5 . 化学纤维的生产方法
b. 纺丝工艺 • －温度：温度太高，黏度低，形成自重引申大 于喷丝头拉伸，易造成细丝屈服粘结的现象 • －冷却：冷却慢时，细丝冷凝时间长，经不起 拉伸、易发生断头；冷却快时，细丝易出现 “夹心”，导致强度低 • －喷丝速率和卷绕速率 • －给湿及油剂处理
5 . 化学纤维的生产方法
5 . 化学纤维的生产方法
• 取向：在某些外场作用下，大分子链、 链段或微晶可以沿着外场方向择优有序 排列。 • 结晶：是熔体纺丝过程中最主要的相转 变，直接决定卷绕丝的后加工性能及成 品丝的性能。
5 . 化学纤维的生产方法
5.1.4 纺丝设备 •－螺杆挤出机; •－纺丝组件; •－纺丝泵; •－纺丝吹风窗及纺丝冷却套管;
1. 概述
• ◆ 合成纤维是用石油、天然气、煤炭等矿产资源以及农副产品 为原料，经过一系列的化学反应，制备成高分子化合物，再经过 纺丝加工而得到的纤维。纺丝过程是将聚合物熔体或将其用其它 溶剂将聚合物溶解为黏性溶液，用齿轮泵定量供料，在牵引的作 用下，通过喷丝头的小口，经凝固或冷凝成纤维。 • ◆主要有三种纺丝方法： —熔融纺 • —干法纺丝 • —湿法纺丝 • ◆纺丝液在纺丝过程中的流动： • 纺丝液（溶液或熔体）在喷丝毛细孔中的流动 • 纺丝流体的内应力松弛和流场的转化，即剪切向拉伸转化 • 纺丝条的拉伸流动 • 纤维的固化
2 . 成纤聚合物的基本性质(可纺性)
通常，成纤聚合物具有以下一些特性： 成纤聚合物的分子为线性结构，具有良好的结晶性； 用于溶液纺丝的聚合物可溶于溶剂中制成聚合物溶 液，聚合物溶液或熔体具有适当的粘度；
聚合物应具有适当高的相对分子质量和较窄的相对分子
质量分布； 聚合物分子链间具有较强的相互作用； 成纤聚合物的玻璃化温度高于其使用温度，熔点应超过 洗涤和烫熨温度（100℃以上）。
c. 挤出细流的类型 • 液滴型 • 漫流型（易粘连） • 胀大型（正常） • 破裂型（不正常）
5 . 化学纤维的生产方法
• d. 熔体纺丝中纤维结构的形成 卷绕丝的结构是纺丝过程中流变学因素 （熔体细流的拉伸）、纺丝线上的传热 和聚合物结晶动力学之间相互作用的结 果。 • 熔体纺丝过程中的取向作用 • 熔体纺丝过程中的结晶
5 . 化学纤维的生产方法
5.1.2 纺丝流体的制备 纺丝熔体的制备（熔体纺丝） • 直接纺丝 • （单体和低聚物） • 切片纺丝 • （工序多，质量高） • 切片要干燥、熔融。
5 . 化学纤维的生产方法
5.1.3 纺丝成型 • a. 熔体纺丝工艺过程 －将聚合物熔融; －喷丝泵将溶体压入喷丝头; • －熔体从喷丝头流出形成细丝; • －经冷凝形成纤维; 原料——螺杆挤出机——（纺丝箱体-纺丝组件-过 滤）喷丝板——吹风窗——纺丝甬道（冷却， 3~5m）——给油盘——导丝盘——卷绕装置
5 . 化学纤维的生产方法
• 拉伸 • 目的：提高断裂强度，降低断裂伸长率，耐磨性和对 各种不同形变的疲劳强度提高。 • 热定型 • 目的：消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸稳定性， 进一步改善其物理机械性能。 • 上油 • 目的：提高纤维的平滑性、柔软性和抱合力，减小摩 擦和静电产生，改善纤维的纺织加工性能。
5 . 化学纤维的生产方法
螺杆作用： • 切片供给、切片的熔融和切片的计量。 熔体纺丝机的由以下一些部分构成： • 高聚物熔融装置 • 熔体输送、分配、纺丝及保温装置 • 丝条冷却装置 • 丝条收集装置 • 上油装置
5 . 化学纤维的生产方法
冷却装置 • 侧吹风：效果好，不够均匀； • 环形吹风：简单、有效。 卷绕装置 • 给湿、上油； • 上油机构、导丝机构和卷绕机。
的制备、纺丝及初生纤维的后加工; 目前，合成纤维的纺丝方法主要有两大类：熔体纺 丝法和溶液纺丝法，在溶液纺丝法中，根据凝固方 式的不同，又可分为湿法纺丝和干法纺丝两种。
5 . 化学纤维的生产方法
化学纤维的制造可概括为四个工序： • 原料制备 • 纺前准备 • 纺丝 • 后加工
5 . 化学纤维的生产方法
浆粕是将原料经蒸煮、精选、漂白等预处理而得到的； 老成是借空气的氧化作用，使碱纤维素分子链断裂，聚合度下降，以达到适 当调整粘胶粘度的目的； 磺化是使难溶解的纤维素变成可溶性的纤维素黄酸酯，以便进行湿法纺丝； （2）粘胶的纺前准备：包括粘胶的混合、过滤、熟成、脱泡等。 （3）纺丝：粘胶经过计量和纺前过滤后，通过喷丝孔形成多根粘胶细流，进入 凝固浴而固化成丝条，再经塑化拉伸和受丝卷取等过程。 （4）纤维的后处理：包括纤维的水洗、脱硫、漂白、酸洗、上油、干燥等，长丝 要进行加捻、络丝、分级、包装等加工过程，短纤维则需经切断、开松、打包等。
c.湿法纺丝中的传质和相转变
• 多组分扩散，伴随结构的转变及化学反应。
• （一）湿法成形中的扩散过程
• • 传质通量J 原液细流中的溶剂向凝固浴扩散 凝固浴中的凝固剂向原液细流扩散
• 表征扩散的基本物理量：
扩散系数D
固化速率参数 2 Sr 4t
• 非圆形截面原因:薄的较硬的皮层和内部芯层 变形性的差异。 • 表面层硬度取决于纺丝条件。 • 如：PAN，无机溶剂横截面形状为圆形。
6.差别化纤维
6.差别化纤维
6.差别化纤维
6Baidu Nhomakorabea差别化纤维
6.差别化纤维
6.高性能纤维
7. 粘胶纤维工艺过程及特点—湿法
粘胶纤维是以天然纤维如木质纤维、棉纤维、禾本科植物纤维（如甘蔗渣、 芦苇、麦杆等）为原料，经纤维素黄酸酯溶解以湿法纺丝制成的。它也称为人造 纤维，是将不能直接纺织的原料经过化学方法制造而成的纤维。简单的讲就是首 先用棉短绒（也可以用其他）制成浆板，然后浆板粉碎后加入烧碱制成碱纤维素， 碱纤维素、二硫化碳、烧碱反应生成碱纤维素黄酸酯。黄酸酯从喷头中喷出，经 过酸浴（硫酸、硫酸钠、硫酸锌）凝固、分解，从而等到的成品即粘胶纤维。 粘胶纤维的生产包括以下四个过程： (1)粘胶的制备：即浆粕的准备、碱纤维素的制备及老成、纤维素黄酸酯的制 备（磺化）和溶解等。
•
有机溶剂横截面形状呈肾形。
• 纺丝溶液中聚合物含量较高和凝固浴中溶剂 含量较高--圆。
• 2．皮芯结构
• 皮膜：极薄、密实、较 难渗透、难染，对传质 过程有决定性作用。
• 皮层：结构比较均一， 微晶较小，高取向度； 强度、延伸度、抗疲劳 和耐磨性高 • 芯层：结构较为松散， 微晶较粗大。如图。
5 . 化学纤维的生产方法
4. 合成纤维的分类
长丝：长度以千米计的丝。 短纤维：被切成几厘米或十几厘米长的纤维。混纺织物不 可能用长丝制造，只有用短纤维与天然纤维或其它化学纤维 的短纤维进行混纺，才能得到混合良好的混纺织物。如用涤 纶与棉花混纺得到的织物即“涤棉”，与羊毛混纺的织物叫 “毛涤”。 异形截面纤维：在合成纤维成型过程中，采用非圆形孔眼 的喷丝板，可得不同截面形状的纤维，用以改善纤维的手感、 回弹性等。如三角形截面的维纶光泽良好，不易沾尘土，其 织物耐穿；五叶形截面的涤纶长丝有类似真丝的光泽，手感 良好等。
• 湿法纺丝的影响因素 温度：控制溶剂和沉淀剂扩散的关键变量。 （T 增大，扩散系数 增大） 凝固浴：反映凝固浴中溶剂与沉淀剂的比 例。
纺丝溶液中聚合物的含量，含量提高，溶 剂和沉淀剂的扩散系数减小。
5 . 化学纤维的生产方法
• 5.2.3 干法纺丝 • 干法纺丝工艺的特点： • （1）纺丝溶液的浓度高，相应的粘度也高， 能承受比湿纺更大的喷丝头拉伸。 • （2）纺速高于湿纺，但干纺速度低于熔纺。 • （3）喷丝头孔数远比湿纺少，因为干法固 化慢，固化前丝条易粘连。
3. 纤维的主要性能指标
断裂伸长率是指纤维在伸长至断裂时的长度比原来长度增
加的百分数。 断裂伸长率大，纤维的手感柔软，在纺织 加工时，毛丝、断头少；断裂伸长率过大，织物易变形。
初始模量（弹性模量）模量是指抵抗外力作用下形变能
力的量度。纤维的初始模量为纤维受拉伸而当伸长为原长 的1％时所需的应力。它表征纤维对小形变的抵抗能力。 纤维的初始模量越大，越不易变形，在合成纤维中， 涤纶的初始模量最大，腈纶次之，锦纶较小，故涤纶织物 挺括，不易起皱，锦纶织物易起皱，保形性差。
5 . 化学纤维的生产方法
c. 干法纺丝 • 纺丝溶液——计量泵——喷丝头——纺 丝线——干燥甬道——卷绕
5 . 化学纤维的生产方法
• • • • 溶剂从纺丝线上除去机理： ①闪蒸； ②纺丝线内部的扩散； ③从纺丝线表面向周围介质的对流传质。
5 . 化学纤维的生产方法
• 5.3 纤维的后加工
• 纤维后加工是指对纺丝成型的初生纤维 （卷绕丝）进行加工，以改善纤维的结 构，使其具有优良的使用性能。 • 后加工包括拉伸、热定型、加捻、变形 加工和成品包装等程序。
合成纤维的成型加工
基础研发处李丹 2010.11.24
1. 概述
◆ 纤维：具备或保持其本身长度大于直径 1000倍以上而又具有一定强度的线条或丝状 高分子材料称为纤维。 ◆ 纺织纤维包括天然纤维（如羊毛、蚕丝、 棉花、麻、竹等）和化学纤维（由聚合物等 材料制成）。
1. 概述
• ◆ 人造纤维：是以天然聚合物如纤维素和蛋白 质等改性而成，如粘胶纤维、醋酸纤维、蛋白 质纤维等； • ◆ 合成纤维：是由合成的聚合物经纺丝而成， 如聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维（涤纶）、聚酰 胺（锦纶）、聚乙烯醇缩甲醛（维纶）、聚丙 烯（丙纶）、聚丙烯腈（腈纶）、聚氯乙稀 （氯纶）、聚氨酯弹性体纤维（氨纶）、芳香 族聚酰胺纤维（Kevlar）等。
4. 合成纤维的分类
• 变形纱：经过变形加工处理的丝和纱，如 弹力丝和膨体纱。 • 六大合成纤维：氯纶（聚氯乙烯）、锦纶 （尼龙6）、涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、 腈纶（聚丙烯睛）、维纶（聚乙烯醇）、丙 纶（聚丙烯）。
5 . 化学纤维的生产方法
化学纤维的生产工艺流程主要包括纺丝熔体和溶液
3. 纤维的主要性能指标
线密度（纤度） 表示纤维粗细程度的指标, 是指一定长 度纤维所具有的重量，其单位名称为“tex”—特（克斯）， 1/10称为分特（克斯），单位符号dtex 。1000m长纤维重 量的克数称为“特”。 支数是指单位重量的纤维所具有的长度。对于同一种纤 维，支数越高，纤维越细。 断裂强度是指纤维在连续增加负荷的作用下，直至断裂所 能承受的最大负荷与纤维的线密度之比。断裂强度高，纤维 在加工过程中不易断头、绕辊，纱线和织物牢度高；断裂强 度太高，纤维刚性增加，手感变硬。
5 . 化学纤维的生产方法
5.2 干（湿）法纺丝
对于难熔融或易分解的聚合物来说，干（湿）法纺 丝是一种恰当的方法，湿法和干法的差别只是纤维凝 固方式的不同。晴纶、维纶、氨纶以及芳纶都采用此 法生产。 其工艺过程都是将聚合物做成纺丝原液（成纤聚合 物的溶液），然后将原液经过过滤脱泡后，经过计量 泵把原液从喷丝头挤出，在凝固浴的作用下，经过适 当的拉伸而形成初生纤维。
5 . 化学纤维的生产方法
• 纤维后加工的作用： • 将纤维进行拉伸（或补充拉伸），使纤维中 大分子取向，并规整排列，提高纤维强度， 降低伸长率。 • 将纤维进行热处理，使大分子在热作用下， 消除拉伸时产生的内应力，降低纤维的收缩 率，并提高纤维的结晶度。 • 对纤维进行特殊加工，如将纤维卷曲或变形、 加捻等，以提高纤维的摩擦系数、弹性、柔 软性、蓬松性，或使纤维具有特殊的用途及 纺织加工性能。