合成纤维模板
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和耐日光性好，但弹性较差。
合成纤维模板
3.3 高性能合成纤维
4.3.1 芳香族聚酰胺纤维
Kevlar纤维的问世，代表着 合成纤维向高强度、高楷量 和耐高温的高性能化方向达
到一个新的里程碑。
➢ 从1931年，Carothers发明PA66开始，直至60年
主要包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲 酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）、 聚萘酯（PEN）等纤维
涤纶
➢涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）经熔融纺丝制成的
纤维；
➢相对分子量15000~22000；
➢ PET纺丝温度275~295℃（PET熔点262 ℃ ，Tg80 ℃ ）；
合成纤维模板
O C
聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）纤维
O C O CH24 O n
➢ 与PET相比，PBT柔性链节更长一些，Tg（29℃）和
Tm均会低一些，结晶速度较PET快10倍，有极好的伸长 弹性回复率，且柔软易染色；
➢特别适用于制作游泳衣、体操服、长筒袜、滑雪裤等高
弹性纺织品。
合成纤维模板
聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）纤维
纤维拉伸、 热定型、 卷绕
一般纺丝速度200~500m/min；腈纶采用此法；
合成纤维模板
Biblioteka Baidu.2 通用合成纤维
3.2.1 聚酰胺（PA）
O C NH
➢PA (尼龙，nylon）：分子链含有酰胺基团的聚合物；
➢由二元胺和二元酸缩聚而成，也可由ω-氨基酸或内酰胺自聚而成；
➢PA的品种：
PA4、PA6、PA66、PA610、PA7、PA10、PA1010、PA612、PA9、 PA10、PA6T、PA9T等
的合成纤维。
➢聚合物原料的制备：
PAN均聚物：AN的自由基聚合 PAN共聚物：AN与ＭA或MAA等的自由基共聚
➢PAN相对分子量：50000~80000； ➢腈纶蓬松柔软、被誉为“人造羊毛”； ➢分子中具有氰基，具有优良的耐晒性，用于制作户外用织物，如帐
篷、窗帘等；
➢以腈纶为原料还可以制造阻燃的PAN基氧化纤维和碳纤维。
O
O
C
C O CH23 O n
➢ 1995年，Shell 公司研制成功，熔点230，Tg46； ➢其主要物理性能均优于PET，柔软性和伸长弹性回复
率介于PBT和PET之间；
➢能经受γ射线消毒，开发功能性织物。
合成纤维模板
3.2.3 腈纶
➢ 腈纶是由聚丙烯腈和或含85%以上丙烯腈的共聚物经溶液纺丝制成
➢涤纶是最挺括的纤维，易洗，快干，免烫；
➢但透气性、吸湿性较差（可通过化学接枝或离子表面处理
引入亲水基团）
合成纤维模板
PET成纤的结构：
PET纤维
直径0.5mm， 由数百个单丝组成
单丝
直径25um， 由原纤组成
原纤
直径10nm，由直径为 10nm的片晶堆砌而成， 片晶间由无定形区域连接
在拉伸过程中，堆砌的片晶沿纤维轴方向取向，而 在松弛过程中，堆砌的片晶发生扭曲
第12章 合成纤维
合成纤维模板
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的
90%
➢合成纤维：1935年Carothers 合成的尼龙（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）
合成纤维模板
3.2.4 丙纶
➢ 丙纶：等规PP经熔体纺丝而成。 ➢相对分子量：10~30万（非极性分子，提高分子量来提
高纤维强度；
➢分子量的增大导致熔体的粘度较大，纺丝温度比其熔点
要高很多 ；
➢丙纶的吸湿性、染色性、耐热性都不好； ➢主要用途是制成扁丝和无纺布。
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3.2.5 维纶
➢ 维纶：聚乙烯醇缩甲醛纤维。 ➢维纶的性能和微观近似蚕丝，可织造绸缎衣料，吸湿性
……
合成纤维模板
合成纤维的制造
聚合物制备
合 成 纤 维 制 造 纺丝
熔体纺丝 溶液纺丝
熔体纺丝：
纺丝熔体 的制备
熔体经喷丝头 形成熔体细流
细流被拉伸、 取向，并冷却
纤维卷绕
一般纺丝速度800~1000m/min，高速纺丝6000~9000m/min， 实验室可达15000m/min； 涤纶、尼龙、丙纶采用此法
超高分子量聚乙烯纤维（1979）。
合成纤维模板
3.1 概述
合成纤维
通用合成纤维
高性（功）能合 成纤维
聚酯纤维 PET（涤纶）、PBT纤维等 聚酰胺纤维（尼龙） PA6、PA66等 聚丙烯腈纤维（腈纶） 聚丙烯纤维（丙纶） 聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）
聚芳酰胺纤维（芳纶） 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维 高弹性纤维（氨纶） 芳杂环聚合物纤维
采用热空气或水蒸气很快吹 一下，使链段解取向，使纤
维具有良好的弹性
尼龙丝（未取向）的抗张强度：700-800kg/cm2； 尼龙丝（取向丝）的抗张强度： 4700-5700 kg/cm2。
合成纤维模板
合成纤维的制造
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
➢PA与蚕丝（主要成分氨基酸，也含酰胺基）结构相似，特点是耐磨性
好，有吸水性；
CH2 C N CH2
➢ PA是制作运动服和休闲服的好材料， ➢另外也用于轮胎帘子线、降落伞、绳索、渔网等。
OH H
O H O
CH2 N C CH2
合成纤维模板
H
聚酰胺6（PA6） 相对分子量控制在14000~20000； 纺丝温度控制在260~280（PA6熔点为215）；
合成纤维模板
单轴取向 材料仅沿一个方向拉伸，长度增大，厚度和宽度减
小，高分子链或链段倾向沿拉伸方向排列
纤维
............
平面
端部
侧面
合成纤维模板
合成纤维的纺丝：首先在熔融状态下进行拉伸，使得链 段、高分子链充分进行取向，达到高强度。 问题：纤维通常具有10～20％的生长率，以保持合适的弹 性，在纺丝过程中如何实现这一目的？
聚酰胺66（PA66） 相对分子量控制在20000~30000； 纺丝温度控制在280~290（PA6熔点为255~265）； H [ N H ( C H 2 ) 6 N H C O ( C H 2 ) 4 C O ]n O H
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3.2.2 聚酯纤维
O
O
C
C OCH 2C H 2 O n
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3.3 高性能合成纤维
4.3.1 芳香族聚酰胺纤维
Kevlar纤维的问世，代表着 合成纤维向高强度、高楷量 和耐高温的高性能化方向达
到一个新的里程碑。
➢ 从1931年，Carothers发明PA66开始，直至60年
主要包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲 酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）、 聚萘酯（PEN）等纤维
涤纶
➢涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）经熔融纺丝制成的
纤维；
➢相对分子量15000~22000；
➢ PET纺丝温度275~295℃（PET熔点262 ℃ ，Tg80 ℃ ）；
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O C
聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）纤维
O C O CH24 O n
➢ 与PET相比，PBT柔性链节更长一些，Tg（29℃）和
Tm均会低一些，结晶速度较PET快10倍，有极好的伸长 弹性回复率，且柔软易染色；
➢特别适用于制作游泳衣、体操服、长筒袜、滑雪裤等高
弹性纺织品。
合成纤维模板
聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）纤维
纤维拉伸、 热定型、 卷绕
一般纺丝速度200~500m/min；腈纶采用此法；
合成纤维模板
Biblioteka Baidu.2 通用合成纤维
3.2.1 聚酰胺（PA）
O C NH
➢PA (尼龙，nylon）：分子链含有酰胺基团的聚合物；
➢由二元胺和二元酸缩聚而成，也可由ω-氨基酸或内酰胺自聚而成；
➢PA的品种：
PA4、PA6、PA66、PA610、PA7、PA10、PA1010、PA612、PA9、 PA10、PA6T、PA9T等
的合成纤维。
➢聚合物原料的制备：
PAN均聚物：AN的自由基聚合 PAN共聚物：AN与ＭA或MAA等的自由基共聚
➢PAN相对分子量：50000~80000； ➢腈纶蓬松柔软、被誉为“人造羊毛”； ➢分子中具有氰基，具有优良的耐晒性，用于制作户外用织物，如帐
篷、窗帘等；
➢以腈纶为原料还可以制造阻燃的PAN基氧化纤维和碳纤维。
O
O
C
C O CH23 O n
➢ 1995年，Shell 公司研制成功，熔点230，Tg46； ➢其主要物理性能均优于PET，柔软性和伸长弹性回复
率介于PBT和PET之间；
➢能经受γ射线消毒，开发功能性织物。
合成纤维模板
3.2.3 腈纶
➢ 腈纶是由聚丙烯腈和或含85%以上丙烯腈的共聚物经溶液纺丝制成
➢涤纶是最挺括的纤维，易洗，快干，免烫；
➢但透气性、吸湿性较差（可通过化学接枝或离子表面处理
引入亲水基团）
合成纤维模板
PET成纤的结构：
PET纤维
直径0.5mm， 由数百个单丝组成
单丝
直径25um， 由原纤组成
原纤
直径10nm，由直径为 10nm的片晶堆砌而成， 片晶间由无定形区域连接
在拉伸过程中，堆砌的片晶沿纤维轴方向取向，而 在松弛过程中，堆砌的片晶发生扭曲
第12章 合成纤维
合成纤维模板
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的
90%
➢合成纤维：1935年Carothers 合成的尼龙（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）
合成纤维模板
3.2.4 丙纶
➢ 丙纶：等规PP经熔体纺丝而成。 ➢相对分子量：10~30万（非极性分子，提高分子量来提
高纤维强度；
➢分子量的增大导致熔体的粘度较大，纺丝温度比其熔点
要高很多 ；
➢丙纶的吸湿性、染色性、耐热性都不好； ➢主要用途是制成扁丝和无纺布。
合成纤维模板
3.2.5 维纶
➢ 维纶：聚乙烯醇缩甲醛纤维。 ➢维纶的性能和微观近似蚕丝，可织造绸缎衣料，吸湿性
……
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合成纤维的制造
聚合物制备
合 成 纤 维 制 造 纺丝
熔体纺丝 溶液纺丝
熔体纺丝：
纺丝熔体 的制备
熔体经喷丝头 形成熔体细流
细流被拉伸、 取向，并冷却
纤维卷绕
一般纺丝速度800~1000m/min，高速纺丝6000~9000m/min， 实验室可达15000m/min； 涤纶、尼龙、丙纶采用此法
超高分子量聚乙烯纤维（1979）。
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3.1 概述
合成纤维
通用合成纤维
高性（功）能合 成纤维
聚酯纤维 PET（涤纶）、PBT纤维等 聚酰胺纤维（尼龙） PA6、PA66等 聚丙烯腈纤维（腈纶） 聚丙烯纤维（丙纶） 聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）
聚芳酰胺纤维（芳纶） 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维 高弹性纤维（氨纶） 芳杂环聚合物纤维
采用热空气或水蒸气很快吹 一下，使链段解取向，使纤
维具有良好的弹性
尼龙丝（未取向）的抗张强度：700-800kg/cm2； 尼龙丝（取向丝）的抗张强度： 4700-5700 kg/cm2。
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合成纤维的制造
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
➢PA与蚕丝（主要成分氨基酸，也含酰胺基）结构相似，特点是耐磨性
好，有吸水性；
CH2 C N CH2
➢ PA是制作运动服和休闲服的好材料， ➢另外也用于轮胎帘子线、降落伞、绳索、渔网等。
OH H
O H O
CH2 N C CH2
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H
聚酰胺6（PA6） 相对分子量控制在14000~20000； 纺丝温度控制在260~280（PA6熔点为215）；
合成纤维模板
单轴取向 材料仅沿一个方向拉伸，长度增大，厚度和宽度减
小，高分子链或链段倾向沿拉伸方向排列
纤维
............
平面
端部
侧面
合成纤维模板
合成纤维的纺丝：首先在熔融状态下进行拉伸，使得链 段、高分子链充分进行取向，达到高强度。 问题：纤维通常具有10～20％的生长率，以保持合适的弹 性，在纺丝过程中如何实现这一目的？
聚酰胺66（PA66） 相对分子量控制在20000~30000； 纺丝温度控制在280~290（PA6熔点为255~265）； H [ N H ( C H 2 ) 6 N H C O ( C H 2 ) 4 C O ]n O H
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3.2.2 聚酯纤维
O
O
C
C OCH 2C H 2 O n