高分子材料的纤维化技术及成形纤维结构控制
材料科学中的纤维材料研究
材料科学中的纤维材料研究随着现代工业的不断发展，纤维材料作为一种特殊的材料，逐渐成为了人们生产生活中不可或缺的重要组成部分。
然而现在的纤维材料仍存在着一些缺陷，如易断、耐热性差等问题，这些问题严重制约了纤维材料的应用范围和性能表现。
为了解决这些问题，材料科学家们对纤维材料进行了深入研究，并取得了一定的成果，其中最为重要的是纤维材料的制备和性能的改进。
一、纤维材料制备的研究纤维材料制备是纤维材料研究的关键。
目前，纤维材料的制备主要有两种方式：传统的拉伸、沉淀、热处理法和近年来兴起的聚合物材料纤维化技术。
1.传统的拉伸、沉淀、热处理法这种方法是基于传统的材料制备技术，通过拉伸和热处理使材料分子有序排列，从而形成纤维材料。
这种方法主要适用于纤维材料的制备。
2.聚合物材料纤维化技术近年来，随着聚合物反应技术的不断发展，聚合物材料纤维化技术逐渐成为了制备高性能纤维材料的主要方法。
这种方法主要是通过纤维化剂将聚合物材料转化为纤维材料。
二、纤维材料性能的改进研究纤维材料的性能改进是纤维材料研究的另一个方向。
纤维材料的性能与其材料特性直接相关。
目前，纤维材料的性能改进主要有以下几种方法：1.改进纤维材料的机械性能机械性能是纤维材料的最基本性能之一。
为了提高纤维材料的机械性能，可以采取改变纤维材料的物理结构或制备工艺等方法。
2.改变纤维材料的表面性质纤维材料的表面性质直接影响其应用效果，如抗菌、防水、防火、耐磨等。
因此，改变纤维材料的表面性质是提高纤维材料性能的有效途径。
3.改变纤维材料的化学性质纤维材料的化学性质对其性能影响巨大。
例如，纤维材料的化学稳定性可以提高其耐热性，化学反应可以改变其物理结构。
因此，改变纤维材料的化学性质也是提高其性能的有效途径。
三、纤维材料的应用经过多年的研究和改进，纤维材料的性能已经得到了很大的提高，并在传统的工业中得到了广泛的应用。
然而，纤维材料的应用领域已经不仅局限于传统工业，也逐渐进入了人们的日常生活。
腈纶工艺技术
腈纶工艺技术腈纶是一种合成纤维，也被称为聚丙烯腈纤维。
它具有高强度、耐磨性和耐化学腐蚀性等优点，被广泛应用于纺织、工业和军事等领域。
本文将介绍腈纶的工艺技术。
腈纶的制造过程包括纤维化、聚合、纺丝、拉伸和织造等环节。
首先是纤维化，通过将原料腈纶聚合物经过筛选、切片和干燥等步骤，使其变成适合纺丝的形态。
纤维化过程中需要控制温度、湿度和拉伸力等参数，以确保腈纶聚合物的质量和形状。
接下来是聚合，将纤维化的腈纶聚合物放入聚合器中，加入引发剂和催化剂，通过高温和反应时间的控制，使腈纶聚合物发生聚合反应，形成高分子链结构。
聚合过程中需要注意控制反应温度和聚合时间，以确保得到具有良好性能的聚丙烯腈纤维。
经过聚合反应后，腈纶聚合物需要通过纺丝工艺将其形成纤维。
纺丝工艺主要包括熔融纺丝和湿法纺丝两种方法。
熔融纺丝是将聚合后的腈纶聚合物加热熔化，通过旋转孔板或喷丝装置将其挤出，形成连续的纤维。
湿法纺丝则是将聚合后的腈纶聚合物溶解在溶剂中，通过旋转盘或旋转嘴，将溶液均匀地滴下，溶剂逐渐蒸发，形成纤维。
拉伸是指将纺丝后的纤维进行拉伸和定形处理。
拉伸可以使纤维的强度、延伸性和线密度得到进一步的提高，并调节其表观密度和外观。
定形处理则是通过热空气或热辊将纤维加热和冷却，使其保持所需的形态。
最后是织造环节，将拉伸和定形处理后的腈纶纤维进行织造。
织造工艺有很多种，包括传统的手工织造和现代化的机织。
根据需要可以选择不同的织物结构和纺织方式，使腈纶纤维的性能得到发挥。
腈纶工艺技术的不断发展，使得腈纶纤维的性能和品质越来越好。
腈纶纤维具有较强的耐热性和耐磨性，因此广泛用于工业防护服装，如防火服和防化服。
此外，腈纶纤维还可用于户外运动服装、内衣和袜子等服饰领域。
同时，腈纶纤维也被应用于汽车座椅、沙发面料和床上用品等家居领域。
总之，腈纶工艺技术的不断创新和提升，为腈纶纤维的广泛应用提供了坚实的基础。
C-IL-004-高分子材料加工中形态控制-李忠明
高分子材料加工中形态控制李忠明*，钟淦基，许向彬，权慧四川大学高分子科学与工程学院，高分子材料工程国家重点实验室，成都610065 关键词：形态控制，熔体振动，超声振动，混沌混合，原位微纤化 高分子材料的性能不仅依赖于大分子的化学和链结构，而且在很大程度上依赖于其的形态。
聚合物形态主要包括结晶、取向等，多相聚合物还包括相形态(如球、片、棒、纤维及共连续相等)。
聚合物制品形态主要是在加工过程中复杂的温度场与外力场作用下原位形成的。
因此，研究高分子材料在加工过程中外场作用下形态形成、演化、调控及最终“定构”(structuring)对发展高分子成型加工基础理论、开发高性能化、复合化、多功能化、低成本化及清洁化高分子材料有重要意义。
本文主要介绍了国内外几种形态控制新技术，包括熔体振动成型、超声振动、混沌混合以及原位微纤化等。
熔体振动成型技术的原理为：对聚合物熔体施加周期性的剪切应力或者拉伸应力，使聚合物分子链高度取向，最终达到聚合物制品性能提高的目的。
其装置有Bevis等开发的剪切控制取向注塑成型(SCORIM)[1]和剪切控制取向挤出成型(SCOREX)[2]、申开智等研制的动态保压注塑成型(OPIM)（如Fig 1)、华南理工大学瞿金平教授研制的振动挤出等。
该技术已应用于制备高性能的聚烯烃材料以及生物可降解材料，例如，制备的高密度聚乙烯（HDPE）试样的拉伸弹性模量和拉伸强度分别从原来的1GPa、23MPa提高到5GPa、93MPa[3]；成型的聚丙烯（PP）拉伸弹性模量和拉伸强度由 1.4 GPa、32 MPa提高到3.0GPa和57.8MPa[4]。
进一步研究表明，自增强的原因在于在应力场作用下聚合物普遍形成了串晶互锁结构，这种结构有利于聚合物力学性能的提高。
Fig 1 the schematic of dynamic packing injectionmolding (DPIM)超声振动技术实质上也属于熔体振动技术的一个方面。
纤维的分子结构和化学性质要点
第一节纤维的分子结构和化学性质成纤高分子：1）线性、长链的分子结构，即使有侧基或支链，也比较短、小。
2）以碳原子为主链的构成元素，因此大多数纤维高分子是有机高分子，即有机纤维。
3）分子链有一定长度，分子间可以达到高的相互作用而有强度。
染整关注：纤维高分子与水有无结合基团、与染料分子有无作用点、与整理剂等有无结合点，是共价键结合、离子键结合、氢键结合还是范得华作用力结合。
例如：棉纤维麻纤维聚乙烯纤维聚丙烯纤维：分子结构差异大，左者所用染料和整理剂右者就无法使用。
一、纤维分类二、纤维素纤维的分子结构和化学性质纤维素分子结构式结构特点：1) 环上三个—OH，反应活性点2) 环间—O—，酸分解之，碱稳3) 链端：有一隐-CHO，M低还原性4) 链刚性，H-键多，强度高5）聚合度（二）纤维素分子化学性质1、与酸作用酸促使苷键水解:(反应式)酸作用情况酸使纤维素纤维织物初始手感变硬,然后强度严重下降。
纤维结构、酸的种类、作用时间、温度、纤维结构影响水解反应速率。
生产上应用：含氯漂白剂漂白后，稀酸处理，起进一步漂白作用；中和过剩碱；烂花、蝉翼等新颖印花处理。
用酸注意：稀酸、低温、洗净，避免带酸干燥。
2、与氧化剂作用纤维素氧化后分子断裂，基团氧化变化，织物强度损伤。
纤维素分子对不同氧化剂作用有不同的敏感程度。
强氧化剂完全分解纤维素。
中、低强度氧化剂在一定条件下氧化分解纤维素能力弱，可用来漂白织物。
注意：空气中O2在强碱、高温条件易氧化、脆损纤维素织物，应避免。
氧化反应：Cell-OH + [O] Cell-CHO, Cell-C=O, Cell-COOH氧化纤维素：还原型— -CHO，=C=O，潜在损伤酸型— -COOH注：纤维素分子对还原剂稳定。
常温稀碱中稳定，浓碱溶胀，高温稀碱有氧气易氧化、断裂苷键，强力下降。
浓碱溶胀：各向异性、不可逆。
径向溶胀大，纵向小反应:(酸性)纤维素分子与碱拟醇钠反应C2H5OH + NaOH=C2H5ONa + H2OCell-OH + NaOH=Cell-ONa+ H2O ;orCell-OH﹡NaOH反应可逆，水洗除碱，恢复纤维素分子，但纤维素纤维高层次结构被变化、不可逆---是棉织物丝光、碱缩处理理论根据。
纤维的分子结构和化学性质要点
纤维的分⼦结构和化学性质要点第⼀节纤维的分⼦结构和化学性质成纤⾼分⼦：1）线性、长链的分⼦结构，即使有侧基或⽀链，也⽐较短、⼩。
2）以碳原⼦为主链的构成元素，因此⼤多数纤维⾼分⼦是有机⾼分⼦，即有机纤维。
3）分⼦链有⼀定长度，分⼦间可以达到⾼的相互作⽤⽽有强度。
染整关注：纤维⾼分⼦与⽔有⽆结合基团、与染料分⼦有⽆作⽤点、与整理剂等有⽆结合点，是共价键结合、离⼦键结合、氢键结合还是范得华作⽤⼒结合。
例如：棉纤维⿇纤维聚⼄烯纤维聚丙烯纤维：分⼦结构差异⼤，左者所⽤染料和整理剂右者就⽆法使⽤。
⼀、纤维分类⼆、纤维素纤维的分⼦结构和化学性质纤维素分⼦结构式结构特点：1) 环上三个—OH，反应活性点2) 环间—O—，酸分解之，碱稳3) 链端：有⼀隐-CHO，M低还原性4) 链刚性，H-键多，强度⾼5）聚合度（⼆）纤维素分⼦化学性质1、与酸作⽤酸促使苷键⽔解:(反应式)酸作⽤情况酸使纤维素纤维织物初始⼿感变硬,然后强度严重下降。
纤维结构、酸的种类、作⽤时间、温度、纤维结构影响⽔解反应速率。
⽣产上应⽤：含氯漂⽩剂漂⽩后，稀酸处理，起进⼀步漂⽩作⽤；中和过剩碱；烂花、蝉翼等新颖印花处理。
⽤酸注意：稀酸、低温、洗净，避免带酸⼲燥。
2、与氧化剂作⽤纤维素氧化后分⼦断裂，基团氧化变化，织物强度损伤。
纤维素分⼦对不同氧化剂作⽤有不同的敏感程度。
强氧化剂完全分解纤维素。
中、低强度氧化剂在⼀定条件下氧化分解纤维素能⼒弱，可⽤来漂⽩织物。
注意：空⽓中O2在强碱、⾼温条件易氧化、脆损纤维素织物，应避免。
氧化反应：Cell-OH + [O] Cell-CHO, Cell-C=O, Cell-COOH氧化纤维素：还原型— -CHO，=C=O，潜在损伤酸型— -COOH注：纤维素分⼦对还原剂稳定。
常温稀碱中稳定，浓碱溶胀，⾼温稀碱有氧⽓易氧化、断裂苷键，强⼒下降。
浓碱溶胀：各向异性、不可逆。
径向溶胀⼤，纵向⼩反应:(酸性)纤维素分⼦与碱拟醇钠反应C2H5OH + NaOH=C2H5ONa + H2OCell-OH + NaOH=Cell-ONa+ H2O ;orCell-OH﹡NaOH反应可逆，⽔洗除碱，恢复纤维素分⼦，但纤维素纤维⾼层次结构被变化、不可逆---是棉织物丝光、碱缩处理理论根据。
微纤化纤维素的制备与结构控制
微纤化纤维素的制备与结构控制微纤化纤维素是由纤维素酶催化反应后产生的纤维素水解产物，是一种具有高度纤维化特性的纤维素产物。
通过微生物发酵技术，在合适的条件下，利用高效纤维素酶催化反应，将天然纤维素水解成为微纤维化的纤维素，具有高效的应用价值。
微纤化纤维素的制备主要是通过纤维素酶对纤维素进行水解反应，将纤维素水解为微米级的纤维素产物。
目前，微生物、真菌和植物等都可以用来制备微纤化纤维素，其中以微生物发酵法制备的微纤化纤维素较为常见。
微生物发酵法生产微纤化纤维素需要选择适宜的微生物菌株，培养条件与生长环境等。
通常利用厌氧发酵或反渗透浓缩等技术，使微纤化纤维素浓缩程度较高，纯度较高，并且具有一定的稳定性。
微纤化纤维素结构与其制备方法和环境参数有关。
通过优化发酵条件和控制培养环境等，可以对微纤化纤维素的结构进行调控。
1. 酶种类：选择高效的纤维素酶种，如金黄色木霉菌(Aureobasidum pullulans)A-1，能够有效催化纤维素的水解反应。
2. 反应条件：通过调整水解反应的酶量、反应时间、反应温度、pH值等参数，可以改变微纤化纤维素的结构和形态。
3. 细胞壁酸解法：在微纤化纤维素制备过程中，利用细胞壁酸解法可以有效控制微纤化纤维素的形态和大小。
过程中，需要将纤维素酶处理后的微纤化纤维素与一定浓度的盐酸混合，控制pH值在酸性范围内，并通过温度和时间控制进行反应。
4. 水热法：通过利用高温高压条件下的水热反应，可以制备出纤维素纤维凝胶状微纤化纤维素。
在此过程中，纤维素酶产生的微纤化纤维素经加热后会发生交联，在一定条件下形成稳定的凝胶状体。
总结微纤化纤维素具有高效的生物分解性和分散性，且具有良好的生物相容性，因此在医学、食品、化工及环境等领域有着广泛的应用前景。
在制备微纤化纤维素的过程中，对其结构进行控制是实现其高效利用的重要手段。
因此，未来制备和应用微纤化纤维素的过程中，需要进一步研究其结构控制方法，以实现更高效、可控和可定制的微纤化纤维素制备。
高分子材料的电纺技术与纤维制备研究
高分子材料的电纺技术与纤维制备研究近年来，高分子材料的电纺技术在纤维制备领域中得到广泛应用。
电纺技术是一种利用高电压将高分子液体经过电荷作用拉伸成纤维的方法。
通过电纺技术，可以制备出具有特殊性能的纤维材料，应用于各个领域。
本文将从电纺技术的原理、纤维制备方法和研究进展等方面进行探讨和介绍。
首先，我们先来了解一下电纺技术的基本原理。
电纺技术是通过静电作用将高分子液体拉伸成纤维。
高电压作用下，高分子液体中的带电粒子会受到电场力的作用而产生运动。
当电场力超过表面张力时，液体开始形成一根带电纤维。
随着电场力的增加，纤维被不断拉伸并逐渐形成直径较细的纤维。
最终，高分子液体完全干燥之后，留下的是一根高分子纤维。
这种纤维制备方法具有操作简单、成本低廉、纤维直径可调控等优点。
在纤维制备过程中，高分子材料的选择至关重要。
常见的高分子材料包括聚酯、聚酰胺、聚丙烯等。
这些材料具有较好的拉伸性能和耐热性能，适合用于电纺技术制备纤维。
此外，可以通过设计材料配方和添加剂等手段，增加纤维的特殊功能。
例如，掺入导电性材料可以制备出具有导电性能的纤维，这在电子器件领域有着广泛的应用。
在进行纤维制备时，电纺技术提供了多种方法。
最常见的制备方式是直接电纺法。
在该方法中，高分子液体经过螺旋形喷丝孔喷射到集电极上，在电场作用下逐渐成纤维。
此外，还可以通过三角形喷丝孔、方形喷丝孔等不同形状的孔口来调整纤维的形貌和性质。
此外，还有间接电纺法、电纺-热拉伸法等不同的纤维制备方法，可以根据不同的需求选择合适的工艺。
近年来，高分子材料的电纺技术研究取得了一系列的突破和进展。
首先，在纤维的制备方面，研究人员不断改进电纺技术的工艺参数，如电压、喷丝孔尺寸、电场作用时间等，以获得更好的纤维性能。
其次，针对不同应用领域的需求，研究人员提出了一些创新的方法。
例如，可以利用模板法在纤维表面形成特殊结构，从而赋予纤维独特的表面特性。
此外，还可以将电纺技术与其他制备方法相结合，如电纺-成型、电纺-化学修饰等，进一步扩展纤维的应用范围。
高分子材料纤维材料PPT课件
• 粘胶纤维应用广泛，其长丝称为人造丝， 可织成各种平滑柔软的丝织品，毛型短 纤维俗称人造毛，是毛纺厂重要的原料， 棉型粘胶短纤维俗称人造棉，可织成各 种色彩绚丽的人造棉布。
三、聚酯纤维
• 聚酯纤维通常是指聚对苯二甲酸乙二酯 （PET），为目前发展速度最快、产量 最大的合成纤维品种。
• 聚酯纤维又称涤纶，的确良，特丽纶、 达克纶、帝特纶等，是以对本二甲酸二 甲酯、乙二醇为原料，经酯交换、缩聚、 纺丝和纤维后加工等四个步骤而得。
也是高强高模量的重要条件。
PBI
• PBI纤维是一种金黄色纤维，相对密度1.32 • 强度433~512mN/tex，伸长19%~24%，初始模量
9.3~12.4N/tex。 • 分解温度为660℃ • 具有好的热稳定性(在250℃下剩余强力75%) • 较低的热收缩性(在450℃收缩8%)，在550℃下仍保持
• 2．相对强度： 它的单位用（gf/den）、 （N/tex）或（N/dtex）表示。即每旦、每特或 分特纤维被拉断时所能承受的最大力称为相 对强度。纤维的相对强度在干燥条件下测定 者叫干强度，在湿润条件下测定者叫湿强度。
• 3． 回弹率： 把纤维拉伸到一定的伸长率 （一般为2~5%），当外力除去后，松弛一段 时间后（30～60秒内）测定形变恢复的程度 称回弹率，以百分数（%）表示。回弹率越 高，纤维的耐疲劳性能越好。
• ①取向态由结晶结构维持―――若解取向必须破坏结 晶和再生结晶（必须在熔点以下）
• ②结晶结构内部的缺陷、无序结构―――弹性 • 稳定取向与弹性的统一
三、纤维的主要性能指标
• 1. 线密度（纤度）： • 线密度为表示纤维粗细程度的指标。 • 线密度—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—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。
PPPET皮芯型热熔单丝纺丝成型工艺研究
PPPET 皮芯型热熔单丝纺丝成型工艺研究一、引言随着科技的不断发展，纤维材料的种类也越来越多。
在纤维材料中，单丝纺丝技术是一种非常常用的制备方法。
传统的单丝纺丝技术主要是靠拉伸方式来使纤维变细，但是这种方法存在很多的问题，比如不能解决多组分混纺的问题，对于高分子材料的纤维化改性也存在一定的局限性，同时在生产过程中也存在很多的不稳定性。
因此本文介绍了PPPET皮芯型热熔单丝纺丝成型工艺，该方法不仅可以解决以上问题，而且在生产过程中稳定性也比较高。
二、PPPET 皮芯型热熔单丝纺丝成型工艺1.原理纤维化的本质是高分子材料的聚集，因此想要制备纤维材料就需要将高分子材料转换成熔融状态。
PPPET 皮芯型热熔单丝纺丝成型工艺就是利用高分子材料的热熔性来制备纤维材料的。
这种技术的原理是：将两种不同材料的高分子混合在一起并且热熔混合，使其变成的熔融态。
然后将混合熔融的高分子通过加热和拉伸的方式使其成纤维状。
其中，PPPET 指的是聚丙烯（PP）与聚酯（PET）混合，并混入了防坠硬峰（nucleating agent），来增加物质分子熔解的速率。
皮芯型指的是纤维中心的材料经热熔之后形成的管状结构，外层的材料则是覆盖在管状结构外。
2.工艺流程该工艺的流程比较简单，主要分为以下几个步骤：（1）混合：将PP 和PET 混合在一起，并加入适当的助剂（如防坠硬助剂）。
（2）加热：将混合物加热至熔化状态。
温度一般为210~240℃。
（3）挤出：将混合熔融的高分子经由挤出成型机器从小孔状模头挤出，并通过拉伸成纤维状。
（4）冷却：将纤维状淋水冷却，使其快速固化，形成纤维。
3.特点相比于传统单丝纺丝工艺，PPPET 皮芯型热熔单丝纺丝成型工艺具有以下特点：（1）可适用于多组分混纺，可以加入防坠硬助剂、色素、抗紫外线剂、反射剂等多种添加剂来制备不同性能的纤维。
（2）纤维形态稳定性好，可以制备出较为粗大和较为细小的纤维。
（3）生产效率高，可以实现连续制备，比较适用于大规模生产。
第十六章 纤维增强高分子复合材料的制备与加工 第一节 概述
第十六章纤维增强高分子复合材料的制备与加工第一节概述聚合物基复合材料成形通常有一步法与二步法之分。
一、“一步法”（湿法）内容及特点1．内容：有纤维、树脂等原材料直接混合浸渍，一步固化成形形成复合材料。
2．特点：（1）优点：工艺简单，设备简单。
（2）缺点：溶剂、水分等挥发物不易去除，裹入制品形成孔洞，树脂不易分布均匀，在制品中形成富胶区和贫胶区，严重时会因纤维浸渍不好而出现“白丝”现象，生产效率低，环境恶劣。
二、“二步法”（干法）内容及特点1．内容：预先将纤维浸渍树脂，或纤维树脂预先混合，经过一定处理，使浸渍物或混合物成为一种干态或稍有粘性的材料，即半成品材料，再用它形成复合材料制品。
2．特点：将浸渍过程提前，很好的控制含胶量和解决纤维树脂均匀分布问题。
在半成品制备过程中烘去溶剂、水分和低分子组分，降低了制品的空隙率，也改善了复合材料成型作业的环境。
通过半成品的质量控制，确保复合材料制品的质量。
第二节高分子复合材料成形用半成品的制备一、纤维增强热塑性塑料粒料的制造1．长纤维型粒料的制造工艺一般采用电缆包覆法制造。
其工艺流程如下：2．短纤维型粒料的制造工艺树脂干燥+纤维短切→初混合→挤出→切粒→粒料干燥→包装二、短纤维增强热固性模塑料的制造方法1．组成（1）树脂：酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、有机硅树脂等。
（2）纤维：玻璃纤维、石棉、有机纤维、碳纤维等。
2．制造方法（1）预混合制造短纤维模塑料生产工艺：配胶+纤维预处理+添加剂→浸渍与混合→撕松→烘干→并批。
（2）预浸渍法制造短纤维模塑料生产工艺：连续纤维束→胶槽、浸渍→刮胶辊→烘干→切割（3）挤出法制造短纤维模塑料生产工艺：配料→混合→单螺杆挤出机（加热熔融）三、片状模塑料SMC的制造方法四、复合材料成形用连续纤维预浸料的制造方法按树脂浸渍纤维方法不同，将预浸料制造方法分为：1．溶液浸渍法：（湿法工艺）与浸渍法制备短纤维模塑料一样。
生产工艺：各组分溶解到溶剂+纤维→烘干（除溶剂）→按需切割2．热熔浸渍法和胶膜辗压法（干法工艺）（1）熔融法：熔融树脂(加隔离纸)→涂于纤维上→纤维另一面附一层隔离纸→压实辊→收卷。
高分子材料-第4章-纤维
4. 3 高性能合成纤维
4. 3. 1 超高分子量聚乙烯纤维 4. 3. 2 高性能合成纤维
聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）纤维。 4. 3. 3 芳杂环纤维
4. 3. 3. 1 聚苯并咪唑（PBI）纤维。 是间苯二甲酸二苯酯和四氨联苯的缩聚物。 4. 3. 3. 2 聚酰亚胺（PI）纤维
4. 4 功能合成纤维
○○ 凝固方式 干法和湿法。
○○○ 湿法纺丝成型方式 浅浴成型、深浴成型、漏斗浴成型和管
浴成型。 ○○○ 湿法纺丝过程
纺丝液的制备；纺丝液经过纺丝泵计量进 入喷丝头的毛细孔压出形成原液细流；原液 细流中的溶剂向凝固浴扩散，浴中的沉淀剂 向细流扩散，聚合物在凝固浴中析出形成初 生纤维；纤维拉伸和定型，上油和卷绕。
龙）、 聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚丙烯纤维（丙纶）； 聚乙烯醇纤维（维纶）、聚氯乙烯纤维（氯纶） 等。
△ 高性能合成纤维 聚对苯二甲酰对苯二胺（芳纶）等。
△ 功能合成纤维 合成纤维的制造 成纤聚合物的制备和纺丝。
纺丝工艺可分为熔体纺丝和溶液纺丝。 ○ 熔体纺丝四个过程 （1）纺丝熔体的制备； （2）熔体经喷丝板孔眼压出形成熔体细流； （3）熔体细流被拉长变细并冷却凝固； （4）固态纤维上油和卷绕。 ○ 溶液纺丝 一步法：直接将聚合后得到的聚合物溶液作为纺 丝液进行纺丝。 二步法：将固体聚合物配制成纺丝液，再进行溶Байду номын сангаас液纺丝。
熔体直接纺丝
切片纺丝
熔体纺丝 高速纺丝
双组分纺丝
熔喷纺丝 干法
一步法
湿法
纺
干湿法 干法
丝 工 艺
溶液纺丝
两步法 湿法 干湿法
乳液纺丝
液晶纺丝
凝胶纺丝
电纺丝
东华大学高分子材料成型原理-第五章-化学纤维成型加工原理
有的形变能力。
伸至断裂时外力所做的功。
大小可由应力应变曲线下的面积求得：
������������
=
������ ������������∙������
(N/tex)
������������为线密度（tex），L 为试样长度（mm）
6、决定最大丝条长度������∗的断裂机理 （1）内聚破坏机理：对于粘弹性流体的拉伸流
是否出现“溶体破裂”取决于纺丝流体的弹
性性质（������）及其在喷丝孔道中的流动状态������̇ 。
○1 提高纺丝细流温度⇒ ������ ↓；
○2 减小泵供量⇒ ������̇ ↓。
区域，因此是纺丝成型过程最重要的区域。 其中：IIa 区是拉伸流动的主要区域，对纤维的均
匀性影响较大； IIb 区是纤维结构形成的主要区域。 （3） III 区：固化丝条运动区：丝条已经固化， 无明显流动；纤维的初生结构在此继续形成。 2、 熔体纺丝线上的力平衡 （1） 距离喷丝头 X 处的力平衡方程式：
（3）
推导表面摩擦系数：������������
=
∆������������������������ ������������������������������∙������������������∙∆������
取纺丝线固化区������1处与������2处，则：
东华大学材料科学与工程学院 2011 级 程扬 整理 chengyang1128@
（2） 两个重要结论：
○1 只有横向吹风（������������ = 0，������������ ≠ 0）时的传热系
数是只有纵向吹风（������������ ≠ 0，������������ = 0）时的
ptfe纤维化原理
ptfe纤维化原理PTFE纤维化原理PTFE（聚四氟乙烯）纤维是一种具有优异性能的高分子材料，被广泛应用于纺织、化工、电子等众多领域。
PTFE纤维化的原理主要包括物理加工和化学处理两个方面。
物理加工方面，PTFE纤维化的首要步骤是将PTFE树脂加热熔融，然后通过拉伸和旋转的方式形成纤维。
这一过程中，PTFE树脂的结晶结构发生了改变，使得纤维具有了更好的机械性能和耐高温性能。
在加热熔融的过程中，PTFE分子链会发生无规卷曲，而通过拉伸和旋转，这些分子链得以排列成为有序的结构，形成了纤维化的PTFE 材料。
化学处理方面，PTFE纤维化还需要进行表面处理以提高其润滑性和抗粘附性。
一种常用的表面处理方法是使用氧气等离子体处理。
在氧气等离子体的作用下，PTFE纤维表面的氟原子和氧气发生反应，形成含氧官能团，使得纤维表面变得亲水。
这种表面处理可以增加PTFE纤维的润滑性，降低表面粘附物的附着，提高纤维的耐磨性和耐化学腐蚀性。
PTFE纤维化原理的关键在于PTFE分子链的结构调整和纤维表面的化学改性。
结晶结构的调整使得PTFE纤维具有了出色的物理性能，包括高强度、耐磨性、耐高温性等；表面化学处理则赋予了PTFE纤维良好的润滑性和抗粘附性能。
这些性能使得PTFE纤维成为一种理想的材料，广泛应用于各种领域。
在纺织领域，PTFE纤维被用于制作高温过滤布、高温输送带等产品。
其高强度和耐磨性使得过滤布具有较长的使用寿命和较好的过滤效果；其耐高温性能使得输送带能够在高温环境下稳定运行。
此外，PTFE纤维还可以用于制作防火服装、高温电缆等产品。
在化工领域，PTFE纤维被广泛应用于密封材料。
其良好的耐化学腐蚀性能使得PTFE纤维适用于各种酸碱介质的密封，能够有效防止介质泄漏。
同时，PTFE纤维的润滑性能也使得其在密封件中具有较低的摩擦系数和较好的密封效果。
在电子领域，PTFE纤维被用于制作高频电缆和微波介质等产品。
其低介电常数和低损耗角正切使得高频电缆具有较低的信号衰减和较好的传输性能；其高耐高温性能使得微波介质能够在高温环境下稳定工作。
高分子材料基本加工工艺
化学纤维介绍 粘胶纤维 （viscose) 纤维的主要特征 普通粘胶纤维的截面 为锯齿且有皮芯结构，纵向 平直有沟槽（见图）
粘胶纤维因其吸湿性好，穿着舒适，可纺性好，与棉、毛及其它合成纤维混纺、交织.
主要用途及使用性能
1
铜氨纤维
铜氨纤维也是再生纤维素纤维，它是将棉短绒等天然纤维素高聚物溶解在氢氧化铜溶液中，或碱性铜盐的浓氨溶液内，制成纺丝液，再进行湿法纺丝和后加工制成铜氨纤维。 主要用途及使用性能 铜氨纤维柔软纤细，光泽柔和，常用作高档丝织或针织物。由于原料的限制，工艺较为复杂，产量较低。
3.性质:
结构疏松，强度较低，伸长较大； 弹性：比棉、麻、粘胶好，但比羊毛、 涤纶、锦纶差； 纤维柔软，吸湿好于涤纶，低于锦纶， 染色性较好，没有明显的熔点； 耐光性特别好，耐日晒性是七大纶中最好的； 耐酸也耐碱； 密度较小
（七）氨纶纤维 氨纶是一种与其他高聚物嵌段共聚时，至少含有85%的氨基甲酸酯的链节单元组成的线型大分子构成的弹性纤维。它有聚酯型弹性纤维和聚醚型弹性纤维两类。 1、主要用途及使用性能。 氯纶主要用于纺制有弹性的织物，作紧身衣、袜子等。除了织造针织罗口外，很少直接使用氨纶裸丝。一般将氨纶丝与其它纤维的纱线一起做成包芯纱或加捻后使用。 （八）丙纶纤维 1、主要用途及使用性能 丙纶短纤维可以纯纺或与棉纤维、粘胶纤维混纺，织制服装面料、地毯等。在工业上可用作土工布、滤布、人造草坪等。裂膜纤维则大量用于包装材料、绳索等。
2
醋酯纤维 纤维的主要特征 醋酯纤维截面为多瓣形、片状或耳状，无皮芯结构（见图）。 主要使用性能。 醋酯纤维吸湿较低，不易污染，洗涤容易，且手感柔软，弹性好，不易起皱。
涤纶纤维 涤纶为聚酯类纤维中用途最广，产量最高的一种。 涤纶纤维的基本特征 常见纤维的截面为圆形，纵向为圆棒状（见图）。
高分子材料加工原理--化学纤维成型加工原理 ppt课件
不发生 结晶时
ρx ≈ K
① 高速摄影法
dx： ②取样器取样法确定
③ 激光衍射法
Vx
έ(x) = dVx dx
Test stand for temperature and velocity measurement:
Infrared Camera and Laser Doppler Anemometer
同 一时间不同位置V 、 T 、 Ci 、 P 等连续变化.
4.纺丝动力学包括几个同时进行并相互联系的单元过程 动能传递、传热、传质、结构参数变化等.
(四)纺丝流体的可纺性
可纺性：流体在拉伸作用下形成连续细长丝条的能力.
实质上是一个单轴拉伸流动的流变学问题.
有良好的可纺性是保证纺丝过程持续不断的先决条件 可纺性的评定：
❖ α/η ↓(α↓ ，η↑ 或T ↓)
❖ R0 ↑、 V0 ↑ 液滴型
漫流型
例：纯壳聚糖溶液，很难通过增加溶液浓度（实际提高粘度)而使α/η ↓ ,因 此很难进行静电纺丝.
以乙酸/水为溶剂，添加表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS),通过静电纺丝
制得了纯壳聚糖纳米纤维.
❖ 表 SDS对壳聚糖(3 wt%)纺丝溶液性质的影响
根据έ的不同，纺丝线可分成三个区域 :
挤出胀大区:沿纺程Vx减小,
dv x 0 dx
d=dmax时，
dv x dx
0
形变（细化）区：
Ⅱa ： Ⅱb：
dvx dx
0,
d2vx dx2
0
dvx 0,d2vx 0 dx dx2
固化丝条运动区：Vx=K，d=K
图 纺丝过程中拉伸应变速率分布的示意图
图 聚合物在等温纺丝条件下的平均轴向速度
高分子材料之纤维
1．聚酯纤维的结构 聚酯纤维的结构为高度对称芳环的线性聚合物， 易于取向和结晶，具有较高的强度和良好的成 纤性及成膜性，结晶度为40%～60%，结晶速 度慢。
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2．聚酯纤维的性能 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。在纺织时，容易 产生静电，其纺织品在使用过程中易积累静电荷而 吸灰尘。 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，离火后自息。 聚酯纤维在承受外力时不易发生变形，纺织品尺寸 稳定性好，使用过程中褶裥持久。耐磨性仅次于聚 酰胺纤维。 在室温下，聚酯纤维能耐弱酸、弱碱和强酸，但不 耐强碱；对丙酮、苯、卤代烃等有机溶剂较稳定， 但在酚类及酚类与卤代烃的混合溶剂中能溶胀。
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。
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2 涤纶纤维
涤纶纤维是以聚酯为基础制得的纤维。聚酯是由 饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反应制得的一类 线性高分子缩聚物。这类缩聚物的品种因随使用 原料或中间体而异，故品种繁多数不胜数。但所 有品种均有一个共同特点，就是其大分子的各个 链节间都是以酯基“－COO－”相联，所以把这 类缩聚物通称为聚酯。涤纶是三大合成纤维（涤 纶、锦纶、腈纶）之一，是最主要的合成纤维。
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聚丙烯的纺丝
聚丙烯的纺丝方法主要是熔融纺丝。熔融纺丝的 温度控制在220～280℃（Mn120000左右，200000左右） 纺丝时，将粒状聚丙烯先在螺杆挤出机的进料段预热 软化（要用惰性气体将粒间空气排除），在压缩段熔 融、压缩、混炼、脱泡，再经计量段进一步熔化，建 立熔体压力并将熔体挤出，然后到机头过滤、均化。 从挤出机出来的聚丙烯熔体用计量泵加压计量送至喷 丝头纺丝。由喷丝头喷出的细丝经过冷却套筒，穿过 上油盘，最后卷绕在丝筒上，其他与聚酯、取酰胺加 工过程相同。
高分子材料的纤维化技术及成形纤维结构控制
高分子材料的纤维化技术及成纤结构控制薛元（嘉兴学院材料与纺织工程学院）1. 前言纤维的定义是沿长度方向的尺寸远远大于粗度方向尺寸的物体。
更进一步的说，作为高分子材料的特征，材料的性质还将依赖于高次构造的变化而有着显著的变化。
（此处高次构造是指结晶与非结晶，微元纤化，纤维的皮芯，异型变等）因此，高分子的纤维化技术的本质包含了两方面的内容：制做细而长的物体以及如何控制其高次结构。
从制作细而长的物体的视点出发，着重变形和温度变化等材料的宏观行为，为此要求移动现象论的思维方法。
与此相对高次构造的控制，则着重研究材料的微观行为特性，为此，材料科学的观点是重要的。
即为了理解纤维化技术，有必要从宏观向微观，从外部现象到内部本质，从材料的不同组合到物质分子结构的组合与分子链排列顺序的控制进行转换。
本论文着重要叙述的是在熔融纺丝工艺中在高数米的装臵内，调整纤维的制造工艺进行纳米水平（10 -9）的高次构造控制。
2 •高分子材料的纤维化技术作为化学纤维制造工序的纺丝有熔融纺丝和溶液纺丝，即通过溶解，赋予材料足够的流动性。
在由融解而获得流动性的场合，一般采用熔融纺丝，使用溶媒进行融解的场合优势法纺丝和干法纺丝。
在此，有时也会出现由于熔融仍不能获得充分的流动性，而在材料升温时在熔解前及产生了热分解，或者即使融解由于分子量高仍不能获得充分的流动性。
熔融纺丝的装臵如图1。
由于螺杆纺丝机一边挤出一边加热熔融的材料，由计量泵计量后经纺丝喷嘴挤出纺丝。
经设臵在下方的卷曲装臵卷曲而得到纤维。
在纺丝线上设臵了保温筒、冷却筒、卷曲罗拉等装臵。
一般经此种工艺纤维的高次构造还没有发展到能作为纤维使用的微细构造。
为控制其纤维构造，必须经如图2所示的装臵经牵伸和热处理工序，也可将后加工工序直接相连，称为纺丝直接牵伸一步法。
此处被纤维所要求的的高次构造可充分发挥分子内的共有结合力，使分子链沿纤维轴向高度取向，并经热处理，使其形成充分发达的结晶构造。
新型结构材料1a超高分子量聚乙烯纤维专论
杨氏模量(GPa)
< 0.1 2–4 0.1 – 0.3 15 20 70 70 200 500 500 – 800 1200 100 – 250 80 – 130 300?
一些高分子纤维的力学性能
Polymer cross section /nm2 ultimate strength /Gpa actual fiber /GPa ultimate modulus /Gpa actual fiber /GPa
按Peterlin形态结构模型，在常规纺丝法纺制得的
纤维中，微原纤由厚约10nm折叠链中片晶和非晶
区交替排列呈串联的连接方式，要提高纤维的强 度和模量就必须增加非晶区的缚结分子数。 冻胶纺时，在拉伸力的作用下，非晶区大分子被 拉直形成缚结分子，晶区的折叠链逐渐伸展成伸 直链，从而使纤维的强度和模量向理论值发展。
PE
PA PVA PET PP PAN PPTA PBO HSHMPE
0.193
0.192 0.228 0.217 0.348 0.304 0.202 0.194 0.193
32
32 27 28 18 20 30 59 32
0.77 (2.4%)
0.81 (2.5%) 0.81 (3.0%) 0.81 (2.9%) 0.77 (4.3%) 0.43 (2.2%) 2.90 (10.0%) 5.50 (9.0%) 3.1 (9.7%)
要使柔性链高聚物纤维达到高性能化 必须考虑如下四个方面:
①尽量提高聚合物大分子的分子量；
②尽量提高非晶区缚结分子的含量；
③尽量减少晶区折叠链含量，增加伸直链
的含量；
④尽量将非晶区均匀分散于连续的伸直链
结晶基质中。
(二) 冻胶纺丝原理
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１高分子材料的纤维化技术及成纤结构控制薛元（嘉兴学院 材料与纺织工程学院）1. 前言纤维的定义是沿长度方向的尺寸远远大于粗度方向尺寸的物体。
更进一步的说，作为高分子材料的特征，材料的性质还将依赖于高次构造的变化而有着显著的变化。
（此处高次构造是指结晶与非结晶,微元纤化，纤维的皮芯，异型变等）因此，高分子的纤维化技术的本质包含了两方面的内容：制做细而长的物体以及如何控制其高次结构。
从制作细而长的物体的视点出发，着重变形和温度变化等材料的宏观行为，为此要求移动现象论的思维方法。
与此相对高次构造的控制，则着重研究材料的微观行为特性，为此，材料科学的观点是重要的。
即为了理解纤维化技术，有必要从宏观向微观，从外部现象到内部本质，从材料的不同组合到物质分子结构的组合与分子链排列顺序的控制进行转换。
本论文着重要叙述的是在熔融纺丝工艺中在高数米的装臵内，调整纤维的制造工艺进行纳米水平（１０-9）的高次构造控制。
2．高分子材料的纤维化技术作为化学纤维制造工序的纺丝有熔融纺丝和溶液纺丝，即通过溶解，赋予材料足够的流动性。
在由融解而获得流动性的场合，一般采用熔融纺丝，使用溶媒进行融解的场合优势法纺丝和干法纺丝。
在此，有时也会出现由于熔融仍不能获得充分的流动性，而在材料升温时在熔解前及产生了热分解，或者即使融解由于分子量高仍不能获得充分的流动性。
熔融纺丝的装臵如图１。
由于螺杆纺丝机一边挤出一边加热熔融的材料，由计量泵计量后经纺丝喷嘴挤出纺丝。
经设臵在下方的卷曲装臵卷曲而得到纤维。
在纺丝线上设臵了保温筒、冷却筒、卷曲罗拉等装臵。
一般经此种工艺纤维的高次构造还没有发展到能作为纤维使用的微细构造。
为控制其纤维构造，必须经如图２所示的装臵经牵伸和热处理工序，也可将后加工工序直接相连，称为纺丝直接牵伸一步法。
此处被纤维所要求的的高次构造可充分发挥分子内的共有结合力，使分子链沿纤维轴向高度取向，并经热处理，使其形成充分发达的结晶构造。
可是由于访粘法、循环上浆法等无纺制造工艺及其纤维化机理与熔融纺丝法大致相同。
此时与后面叙述的超高速纺丝法相同都是经纺丝直接得到纤维二不需经牵伸和热处理工序而直接得到构成制品的纤维。
所以熔融纺丝法是重要的。
３．熔融纺丝过程的动力学不限于熔融纺丝，为了使高分子材料的熔融会、流动化，对其施加力使其边变形边冷却，使其具有某种形态。
为了解析熔融成形工艺，必须连立求解：物质守恒方程；运动量守恒方程；热平衡方程；本构方程。
图3为表达熔融纺丝工艺的模型。
下面给出上述方程式。
此外，假定纤维非常细，纤维断面内的所有参数是常数。
离纺丝喷嘴的距离为X ，时间t 为独立变量，由此可导出如下的平衡方程式：物质守恒方程式：从纺丝板喷出的流体在沿纺丝线移动的过程中高聚物的质量不变，A 、V 分别为纺丝线的截面积和某时刻其移动的速度，则：0)(=∂∂+∂∂XAV t A （1） 力平衡方程：纺丝线上的张力F 的平衡式。
式中第一项为材料的移动速度变化时产生的惯２性力，第二项为重力，第三项为空气阻力。
此处ρ为密度，g 为重力加速度，R 为纤维半径，f τ为空气阻力应力。
f R Ag XV V A V A X F τπρρ2)(+-∂∂+∂∂=∂∂ （2）热平衡方程：纺丝线上温度T 的变化是由于从纺丝线的侧面向四周的热移动造成的。
热传递系数为h,比热为C 。
则：)(2a P T T RC h X T V t T -=∂∂+∂∂ρ （3）本构方程：力与材料的应力和变形的关系。
此处用单纯的粘度η（T ）的牛顿粘性式表示。
ηA F X V =∂∂ （4）在稳定的纺丝条件下，各项参数不随时间而变化，称为定常状态。
在定常状态下，不存在时间微分的项。
此时式（1）变为AV=cons t,与（2）（3）（4）联立求解可得到张力，速度，温度随纺丝线上的位臵变化而变化。
即可求出F(X)、V （X ）、T （X ）。
同时在非常条件下可解析求解与加在纺丝线上的外干扰相对应的响应及安定性和纺丝线上固有的不安定性。
根据上述方程，为了求解可靠性更高的解析结果，有必要对与空气阻力、冷却、应力相对应的材料变形特性等，求解具有较高精度的各种实验式和材料的参数。
为此必须测定很多在实际纺丝过程中的参数。
关于这一点进行了很多各种各样的试验。
图4～图６为利用上述式子具体进行数值解析的实例。
4.纺丝过程中的纤维构造形成4.1分子取向形成在纺丝过程中形成的分子取向与加在材料上的伸长应力密切相关.衡量分子取向的尺使用双折射系数△n 。
在分子取向还不是很大的范围内，双折射系数与伸长应力存在如下对应的关系：σc n =∆ （5）即纺丝过程中，为了使纤维获得较大的分子取向，可使用在材料固化时施加达的应力来达到上述目的。
此时C 称为应力光学系数。
由高斯链理论推导出的分子链形态分布的2次矩，对应的应力及光学异方性的关系，可求出C.３ )()2(4522122ααπ-+=nn KT C (6) 此处n 为平均折射率，（21αα-）为自由结合链的构造要素的分极率异方性，K 为波尔兹曼常数。
4．2结晶化: 可使用下述式子来表达非等温结晶化过程。
{}⎰--=∞t n c c Kdt X t X 0/)(exp 1)( （7）此处K 表示结晶化速度。
结晶化速度由于温度的变化而发生显著的变化。
一般在玻璃化转变温度以下或融点温度以上时，结晶化速度为零。
温度在熔点温度与结晶化温度之间的中点附近时取最大值。
同时结晶化速度与分子取向也存在较大的依存性。
分子取向越大结晶化速度越快。
定性地说就是当分子取向增加时，结晶和融体之间的熵差越来越小，其结果导致平衡融点温度上升。
图7表示了温度与结晶化速度的关系。
式（7）表明指数函数中结晶化速度的时间积分越大结晶化速度越大。
所以在实际的放丝过程中，为了使纤维充分地结晶化，重要地是调节纺丝工艺条件，控制加工工艺，使材料尽可能地处于结晶化速度最大的温度，应力领域。
表1给出了基于上述考虑，相对于主要的方丝条件，其分子取向度和结晶化度的变化方向。
表1 取向度结晶度与纺丝工艺的关系5.超分子结构的形成与纺丝工艺的关系过去是分别考虑纺丝工艺过程的移动现象论和纤维构造形成机理。
实际上这两个要素是互相影响的。
首先，伴随着结晶化而有潜热放出，这将会对纺丝线的冷却过程产生影响。
如果考虑结晶化发热的影响，式（3）所示的热平衡方程可改写为：tX C H T T C h X T V t T c p a p ∂∂∆+--=∂∂+∂∂)(2ρ （8） 式中，ΔΗ是单位质量的结晶化热。
上式表明由于结晶热的放出而导致纺丝线丝条冷却过程的延迟。
一般结晶化速度相对较大的高分子材料的结晶化随着冷却速度的增大结晶化向低温侧移动。
同时在结晶化过程中，由于结晶化每单位时间放出的热量也增大，与急冷条件下吸收的热量正好取得平衡。
其次，考虑一下纺丝线上的固化现象，纺丝线上的温度由于放热而逐渐降低，材料的流动性也逐渐下降，直至到达某位臵不能产生变形。
该点称为纺丝线上的固化点。
当在纺丝线上不产生材料的结晶化时，固化是由于玻璃化转移而产生的。
高分子的玻璃状态在热的方面是非平衡的。
其玻璃化转移温度、状态，从本质上说是受热及应力的履历的影响。
可是在一般的纺丝工艺条件下，其玻璃化转移温度可以是认为不变的。
另一方面在材料产生结晶化时，则由于结晶化而在纺丝线上产生固化点。
如前所述，高分子材料的结晶化行为，受温度、应力的影响，而且其结晶化温度也变化。
对纺丝线的细化轮廓和固化温度产生明显地影响。
如果考虑这些因素，为了正确地把握纺丝行为，在对方丝过程的移动现象进行考察的同时，还必须考虑纺丝过程中构造形成因素的影响，将上述公式同时进行求解。
6.先进纤维化技术:用于熔融纺丝的初期纤维化技术只是简单地将高分子材料从圆形的纺丝喷嘴中吐出，用较低的速度进行卷曲，更进一步地进行牵伸和热处理工艺。
近年来以材料的差别化和纺丝工艺的合理化为目标，开发了很多特殊的纤维化技术。
这些新技术最基本的仍然以高分子材料自身的差别化，加工条件的扩展、极端化，纤维形态构造的多样化复杂化，以及它们的组合而构成。
此处以“熔融纺丝的移动现象论与构造形成的关系及其重要型”这样一个视点出发，介绍若干具有深刻意义的纤维化技术。
6．1超高速纺丝随着熔融纺丝的纤维卷曲速度的高速化，纺丝应力增大。
随着纺丝应力增大分子取向增大的同时，结晶化速度也增大。
当由于高速化而导致结晶化的速度超过由于冷却而导致的结晶化时，在纺丝线上就会产生结晶化。
我们把这种现象称为取向结晶化。
所谓超高速纺丝，就是利用取向结晶化，使纤维的高次结构充分发展，提供可共实用的纤维，即直经纺丝工序的直接制造方法。
PET纤维的双折射系数、密度与纺丝速度的依存性见图9。
此处双折射系数代表了材料分子取向、密度的结晶化度的物理参数。
随着纺丝速度的增大，双折射系数的变化呈S形曲线增长，与此相对密度从纺速4～5km/min开始剧增，如图所示的广角X纤衍射图可以看出，以此速度为界，纤维开始产生取向结晶化。
进一步测定纺丝线上纤维细化过程的结果，如图10所式。
纺丝线在纺丝速度3m/min时，光滑地细化，而在6k/min时，在150cm附近可观测到纤维直径的急剧细化现象。
这个现象称为细颈状变形。
也只有在产生取向结晶化时可观测到上述现象。
吐出量一定提高纺速时，在没有产生取向结晶化时，PET的玻璃化转移温度的70℃附近，纺丝线固化。
在高速纺丝时，当产生细颈变形时，固化点位臵随着速度的增加向纺丝板喷嘴侧移动。
说明此时纺丝线上材料的结晶化温度上升。
可是如前所述，当使卷曲速度增大时，在纺丝线上将产生高的伸长应力。
但产生导致取向结晶化的应力的机制比想象的要复杂。
低速纺丝时作用在纺丝线上的张力可认为大致相同。
但在高速纺速时，由于空气阻力和惯性力的影响变大，纺丝线的张力随着纺丝线向下移动，纤维直径变小温度降低而增大。
惯性力和空气阻力的影响可由纺丝过程的数值解析进行分析。
其结果如图11所式。
由该图可知，如果忽略了空气阻力和惯性力，即使纺丝速度达到高速化，也不会给予纺丝线大的伸长应力。
即超高速纺丝的本质是利用惯性力和空气阻力来进行纺丝线上的张力控制技术。
由此在超高速纺丝时材料分子量的变化，冷却条件的变化，对得到的纤维材料的构造的影响相对变小。
４6.2异形截面纤维：合成纤维的异形截面化，以1960年以产生丝般光泽为目的的三角形截面的制造为起端。
之后以提高挠曲性、吸水性、外观等功能行为目标，进行了各种各样异形截面纤维的开发。
纤维截面形状的异形化，从本质上来说是解决与表面张力的矛盾。
熔融纺丝在纺丝喷嘴截面形状异形化后，纺丝得到的纤维截面形状与喷嘴的形状有差异。
在一般的熔融纺丝的条件下，支配截面形状变化的是表面张力，并由于表面张力的作用而使截面形状钝化，并向表面积较小的圆形靠近。