第三章化学纤维

新溶剂法粘胶纤维（Tencel、Lyocell ）
粘胶纤维有致命的弱点：湿强极低、易皱、缩水 率高，且生产流程长，环境污染严重。英国 Courtaulds公司以溶剂法纺丝制造出来的纤维 素纤维Tencel（译名天丝），除了具有粘胶纤 维的优点外，还具有合成纤维的强伸性，加工制 造是纯物理方法，无环境污染，被誉为“二十一 世纪的绿色纤维”。
化学纤维的分类3—按形态结构▲
长丝：化学纤维加工得到的连续丝条，不经过 切断工序的称为长丝。又分为单丝、复丝、捻 丝、复捻丝与变形丝。 短纤维：化纤在后加工中切断成为各种长度规 格的短纤维。分为棉型(30-40mm)、中长型(5165mm)和毛型(70-150mm)。
化学纤维的分类4—按性能差别
组成成分 主要是纤维素。 吸湿性和染色性 Tencel纤维吸湿性强，标准回 潮率达11%，略低于粘胶，染色性能好而持久。 机械性能 Tencel的强力与合成纤维相近，干强 为4.2CN/dtex，接近涤纶纤维，湿强仅下降 15%。尺寸稳定性好，织物缩水率低。 其他性能 Tencel纤维在湿状态下，受机械力作 用，纤维表面被拉出细小原纤，能改变织物性能， 若通过酶处理，去掉较长原纤，可得到桃皮绒效果。 用途 Tencel纤维由于具有棉的吸湿性能，丝的手 感和光泽、化纤的强力、毛的挺爽等优良性能，可 用来开发高附加值的机织和针织产品。
高湿模量粘胶纤维 （富强纤维、Modal） 通过 改变普通粘胶纤维的纺丝工艺条件而开发的，其横 截面近似圆形，结构近乎全芯层，强度高于普通粘 胶纤维，湿态强度明显提高。 强力粘胶丝 强力粘胶丝结构为全皮层，是一种高 强度、耐疲劳性能良好的粘胶纤维，强度可达棉的 两倍以上，可做汽车轮胎帘子布，也可以制作运输 带、胶管、帆布等。
(三)粘胶纤维的种类和用途
普通粘胶 普通粘胶纤维有长丝和短纤维之分，粘 胶短纤维有棉型、毛型和中长型，可与棉、毛等天 然纤维混纺，也可与涤纶、腈纶等合成纤维混纺， 还可纯纺，用于织制各种服装面料和家庭装饰织物 及产业用纺织品。其特点是成本低，吸湿性好，抗 静电性能优良。长丝可以纯织，也可与蚕丝、棉纱、 合成纤维长丝等交织，用于制作服装面料、床上用 品及装饰品等。
化学纤维的分类1—按来源★
再生纤维：再生纤维素，再生蛋白质 合成纤维 无机纤维
化学纤维的分类2—按化学组成★
聚酯纤维 (PET): 涤纶
聚酰胺纤维(PA):锦纶 聚丙烯腈纤维(PAN):腈纶 聚乙烯醇缩甲醛纤维(PVA):维纶 聚丙烯纤维(PP):丙纶 聚氯乙烯纤维(PVC):氯纶 聚氨酯纤维(PU):氨纶
化学纤维的制造—第二步
纺丝流体的制备 熔体法 熔融温度＜分解温度 如：涤纶、锦纶、丙纶。
溶液法
熔融温度＞分解温度 如：粘胶纤维、腈纶、氯纶。 加入消光剂，色素、香料、抗菌、导电
化学纤维的制造—第三步
纺丝
熔体纺丝 溶液纺丝
熔体纺丝
熔体纺丝：
将高聚物加热至熔点以上的适当 温度以制备熔体，熔体经螺杆挤 压机由计量泵压出喷丝孔，使成 细流状射入空气中，经冷凝而成 为细条。 过程简单、纺丝快、孔数少、截 面多为圆形。 涤纶、锦纶、丙纶采用熔体纺丝。
七、腈纶
腈纶主要由聚丙烯腈组成，它是用85％以上的丙 烯腈和不超过15％的第二、第三单体共聚而成， 经湿法或干法纺丝制成短纤或长丝。 形态结构 截面一般为圆形或哑铃形，纵向平滑 或有1～2根沟槽，其内部存在空穴结构。
二、竹浆纤维
竹浆纤维是以竹子为原料的再生纤维素纤维，是 一种我国自行研制并成功投入生产的纺织纤维。 这种纤维强力好，耐磨性、吸湿性、悬垂性好， 有丝质感觉，手感柔和光滑。
（一） 竹浆纤维的形态结构
竹浆纤维纵向具有光滑、均一的特征，纵向表面 有多条较浅的沟槽，横截面接近圆形，边缘为不 规则锯齿形。这种表面结构使得纤维的表面具有 一定的摩擦系数，纤维具有较好的抱合力，有利 于纤维的成纱。
四、大豆纤维
大豆蛋白纤维是一种再生植物蛋白纤维，是从豆 渣中提取球蛋白、辅之以特殊添加剂制成，是人 造纤维史上第一种由中国自主开发并投入工业化 生产、应用的纤维。
（一） 大豆纤维的性能
吸湿染色性 大豆纤维吸湿性好。它可用酸性染料、 活性染料染色。尤其是活性染料染色，颜色鲜艳 而有光泽，同时耐日晒，汗渍牢度好。 机械性能 大豆纤维物理机械性能好，单纤断裂强 力为3.0CN/dtex，高于棉、毛。同时沸水收缩 率低，尺寸稳定性好，常规洗涤下不收缩，抗皱 性好，易洗快干。 其他性能 因为大豆纤维和人体皮肤亲和性好，且 含有多种人体所必须的氨基酸。在大豆纤维纺丝 过程中加入一定量的杀菌消炎作用的中草药与蛋 白质侧链以化学键相结合，药效显著而持久。
化学纤维的制造★
四个主要过程：
成纤高聚物的提纯或聚合
纺丝流体的制备 纺丝 后加工
化学纤维的制造—第一步
成纤高聚物的提纯或聚合
再生纤维：将天然高聚物原料（棉短绒、木材等） 进行提纯，去杂质，制成浆粕
合成纤维：将石油、天然气中的小分子化合物进行 人工聚合形成液态（溶液或熔体）或固态（切片） 高聚物
机械性质 涤纶的断裂强度和断裂伸长率均大于棉纤维， 但因品种和牵伸倍数而异。一般长丝较短纤强度高，牵伸 倍数高的强度高、伸长小。涤纶的模量较高，仅次于麻纤 维,弹性优良,所以织物挺括，尺寸稳定，保形性好。涤纶 的耐磨性优良，仅次于锦纶,但易起毛起球，且毛球不易 脱落。 化学稳定性 涤纶对酸较稳定，但涤纶只能耐弱碱，常温 下与浓碱或高温下与稀碱作用会使纤维破坏。对一般的有 机溶剂、氧化剂、微生物的抵抗能力较强。 热学性质 涤纶的耐热性优良，热稳定性较好。涤纶织物 遇火种易熔成小孔，重则灼伤人体。 电学性质 优良的绝缘材料，易生静电，吸附灰尘。 光学性质 涤纶的耐光性较好，仅次于腈纶。 密度 密度小于棉大于羊毛，为1.39g／cm3左右。
（二） 竹浆纤维的主要特性
吸湿性和染色性 竹浆纤维在标准状态下的回潮率 可达12%，与普通粘胶纤维的回潮率相接近。相 同条件下的其他纤维的回潮率和吸湿速度都不及竹 浆纤维。因此竹浆纤维比其他纤维更具有吸湿快干 性能。竹浆纤维染色性好且不易褪色。 竹浆纤维的天然抗菌性能 竹浆纤维具有抗菌性， 在加工过程中，可采用高新技术处理，使竹浆纤维 的天然抗菌性能得以保持，即使经过洗涤、日晒也 不会失去抗菌作用。
短纤可与棉、毛、丝、麻或其他化纤混纺，用于 衣着、装饰等。 长丝，特别是变形丝用于针织、机织制成各种仿 真型内外衣。长丝也因其良好的物理化学性能， 广泛用于轮胎帘子线、工业绳索、传动带、滤布、 绝缘材料、船帆、篷帐等工业制品。 对涤纶进行改性制得了抗静电、抗起毛起球、阳 离子可染等涤纶。
后加工
纺丝熔体或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纺丝。喷丝孔喷 出的丝条称为初生纤维。
初生纤维的内部结构不稳定，强度很低， 伸长很大，沸水收缩率很高，没有实用价 值。必须进行一系列后加工，使纤维具有 一定物理机械性能
后加工
短纤维：
集束
打包 切断
拉伸
(水洗) 热定形
上油 卷曲
第二节 常见化纤特性简述
一、粘胶纤维 粘胶纤维于1891年在英国研制成功，1905年 投入工业化生产。其原料来源广泛，成本低廉， 地位重要。
(一)粘胶纤维的结构特征
粘胶纤维的主要组成物质是纤维素，与棉相同， 聚合度低于棉，一般为250～550。粘胶纤维由 湿法纺丝制成。 形态结构： 横截面边缘为不规则的锯齿形，有皮芯结构， 纵向平直有不连续的条纹。
(二)醋酯纤维的主要性能与用途
吸湿性与染色性 吸湿性比粘胶纤维低得多。染色 性能较差，必须用分散染料染色。 机械性能 醋酯纤维强度较低，二醋酯纤维的干强 仅为1.1～1.2CN／dtex，湿强约为干强的67 ％～77％。易变形，也容易恢复，不易起皱，柔软， 具有蚕丝的风格。 热学性能 醋酯纤维具有良好的热塑性能。 其他性能 耐酸碱性都比较差。 用途 醋酯纤维表面平滑，手感柔软滑爽，有弹性， 有丝一般的光泽，适合于制作衬衣、领带、睡衣、 高级女士服装、裙子。
(二)粘胶纤维的主要性能
吸湿性和染色性 粘胶纤维的吸湿性是化学纤维中最 好的，标准回潮率约为13％。纤维吸湿后膨胀，截 面积可增加50％以上，最高可达到140％，所以粘 胶织物下水后手感发硬、收缩率大。粘胶纤维的染色 性良好，色谱全，色泽鲜艳，染色牢度较好。 机械性能 粘胶纤维的强度较低，一般在1.6～ 2.7CN／dtex，断裂伸长率为16％～22％。湿强 下降多，约为干强的40％～50％。粘胶纤维在小负 荷下容易变形，且变形后不易恢复，弹性差，织物容 易起皱，耐磨性差。 其他性能 粘胶纤维耐碱不耐酸。耐热性较好。
六、涤纶
涤纶为我国的商品名称，学名为聚对苯二甲酸乙二 酯纤维。它是聚酯纤维的一种，由熔体纺丝法制得。 有长丝和短纤；长丝又有普通长丝(包括帘子线)和 变形丝；短纤又可分棉型、毛型和中长型等。涤纶 产量居所有化学纤维之首。 形态结构 普通涤纶截面为圆形，纵向光滑平直。 吸湿性及染色性 涤纶吸湿性差，在一般大气条件 下，回潮率只有0.4％左右,穿着有闷热感，易洗快 干，具有“洗可穿”的美称。一般染料难以染色, 现多采用分散性染料高温、高压染色。阳离子染料 可染性涤纶的染色性得到了显著的改善。
差别化纤维：经过化学或物理变化从而不同于
常规纤维的化学纤维。 异形纤维：喷丝孔截面非圆形。图 复合纤维 超细纤维：单丝线密度在0.3Hale Waihona Puke Baidudtex以下 阻燃纤维
功能纤维：在某一或某些性能上表现突出的纤维。 如导电纤维、光导纤维、离子交换纤维、调温保 温纤维、防辐射纤维等。 高性能纤维：用特殊工艺加工的、具有特殊或特 别优异性能的纤维。如高模量纤维、耐高温纤维 等。
三、醋酯纤维
醋酯纤维俗称醋酸纤维，它是以纤维素与醋酯酐 等为原料，经一系列化学加工而制成的，是第二 类再生纤维（半合成纤维）。由于它是以纤维素 为骨架，具备纤维素纤维的基本特征，但它的性 能与再生纤维素纤维（如粘胶）有所不同，又具 有合成纤维的一些特性。
(一)醋酯纤维的结构特征
醋酯纤维有二醋酯纤维和三醋酯纤维。醋酯纤维 无皮芯结构，横截面形状为多瓣形叶状或耳状， 二醋酯纤维的聚合度为180～200，密度为 1.32g／cm3左右；三醋酯纤维的聚合度为 280～300。密度为1.30g／cm3左右。
Chap3 化学纤维
第一节 第二节 第三节 第四节
化纤概述 常见化纤性能简述 化学纤维性能与检验 纺织纤维的鉴别
世界各古文明纤维使用的历史
埃及 中国 印度 尼罗河流域 黄河长江流域 印度河流域 亚麻 苎麻与丝 棉花
小亚细亚
两河流域
羊毛
化学纤维
1884年，制造出世界上第一种化学纤维——硝 酸纤维 1905年，第一种工业化生产的化学纤维——粘 胶纤维 1939年，美国杜邦公司开发出第一种合成纤 维——尼龙66（nylon 66） 我国化学纤维从 50 年代开始发展迅速
（二） 大豆纤维的用途
其细度细、比重小、强伸度高的特点，使它织成 的面料具有羊绒般的手感，蚕丝般的光泽，羊毛 般的保暖、吸湿透气，悬垂感好，可做高档衬衫、 内衣。
五、牛奶纤维
牛奶蛋白纤维是以牛奶为原料，经分离、提纯出来 的蛋白质与丙烯腈接枝共聚而成的新型化学纤维， 属再生蛋白质纤维。 纤维具有良好的吸湿性和透气性。 牛奶丝酸碱度PH值为6.80，呈微酸性，与皮肤保 持一致。 牛奶蛋白纤维含有多种氨基酸。以牛奶丝织布制衣， 贴身穿着有润肤养肤的功效。其面料有质地轻盈、 柔软、穿着透气，导湿、爽身的特性，是制作儿童 服饰和女士内衣的理想面料。
溶液纺丝
溶液纺丝：湿法纺丝、干法纺丝
湿法纺丝：将纺丝溶液从喷丝孔中压出、在液体 凝固剂中固化成丝。
纺丝速度慢、孔数多，有明显的皮芯结构。 腈纶、维纶、氯纶、粘胶。
干法纺丝：将纺丝液从喷丝孔中压出，在热空气 中使溶剂挥发固化成丝。
工艺较复杂、成本高 醋酯纤维、氨纶等
化学纤维的制造—第四步