化工与健康-七第讲丰富多彩的纤维世界完整

1、12l根据瑞士纤维年公司根据瑞士纤维年公司(Fiber Year GmbH, Switzerland)与奥地利兰精公与奥地利兰精公司合作出版的司合作出版的“2012年世界纺织品年世界纺织品&非非织造布调查报告织造布调查报告”，在，在2011年全球纤年全球纤维使用总量中，化学纤维超过维使用总量中，化学纤维超过5100万万吨，天然纤维近吨，天然纤维近3000万吨。纤维总用万吨。纤维总用量创下量创下8100万吨历史新高，较万吨历史新高，较2010年年纤维用量提高纤维用量提高1%，人均消费量接近，人均消费量接近12公斤。在近三年，化学纤维用量稳定公斤。在近三年，化学纤维用量稳定增长，而天然纤维

2、用量维持基本稳定，增长，而天然纤维用量维持基本稳定，并开始下降。并开始下降。3棉花、棉花、羊毛、羊毛、蚕丝、蚕丝、麻麻人人造造纤纤维维合合成成纤纤维维45羊毛披羊毛披肩肩麻麻布布纯棉上衣真丝上真丝上衣衣6 主要成分主要成分是纤维素、水是纤维素、水分、脂肪、蜡分、脂肪、蜡质、蛋白质、质、蛋白质、果胶及灰分等。果胶及灰分等。 性质性质 强度较强度较低，延伸率低，延伸率较低，但湿较低，但湿强度较高。强度较高。7麻麻 纤纤 维维 以以和和为主。为主。“轻如蝉翼，薄如宣纸，平如水镜，细如罗绢轻如蝉翼，薄如宣纸，平如水镜，细如罗绢”8麻麻 纤纤 维维9 以羊毛纤维为主，主要成分是蛋白质。以羊毛纤维为主，主

3、要成分是蛋白质。 纺织用的羊毛是从绵羊身上剪下的，按纤维细纺织用的羊毛是从绵羊身上剪下的，按纤维细度、长度分级。度、长度分级。 羊毛一般呈圆柱形，从根部到顶梢逐渐变细，羊毛一般呈圆柱形，从根部到顶梢逐渐变细，具有螺旋卷曲。好羊毛多数呈具有螺旋卷曲。好羊毛多数呈或或。10 羊毛比棉羊毛比棉轻轻，强度比棉低，但，强度比棉低，但弹性好弹性好，即在小，即在小变形之后能恢复到原来形状，故其织物挺括或不易变形之后能恢复到原来形状，故其织物挺括或不易折皱。羊毛的湿强低于干强，折皱。羊毛的湿强低于干强，耐酸耐酸不耐碱，受碱破不耐碱，受碱破坏后强力下降而颜色发黄。坏后强力下降而颜色发黄。11 羊毛是宝贵的羊毛是

4、宝贵的纺织原料纺织原料，能制织四季衣着，所，能制织四季衣着，所织冬季织物织冬季织物质地厚实质地厚实，手感柔软手感柔软，保暖性好保暖性好；春秋；春秋季织物质地丰满，光泽柔和，挺括；夏季织物质地季织物质地丰满，光泽柔和，挺括；夏季织物质地薄细、滑爽。薄细、滑爽。 是开司米山羊换毛时脱落下来的绒毛，是开司米山羊换毛时脱落下来的绒毛，山羊绒极细，用于生产高档织物，手感柔软，悬垂山羊绒极细，用于生产高档织物，手感柔软，悬垂性好。性好。1213l优秀的品牌在真丝面料染整工艺处理中，均依赖于高优秀的品牌在真丝面料染整工艺处理中，均依赖于高科技的生产工艺流程，采用环保型染料，在让人们欣科技的生产工艺流程，采用

5、环保型染料，在让人们欣赏丝绸面料独特的色彩美感的同时，保持了丝绸面料赏丝绸面料独特的色彩美感的同时，保持了丝绸面料的营养性和自然性的营养性和自然性 。l真丝面料具有极强的亲肤力，令人感觉舒适、透气，真丝面料具有极强的亲肤力，令人感觉舒适、透气，而且有保健、润肤的功效，尤其适合过敏体质的人群。而且有保健、润肤的功效，尤其适合过敏体质的人群。14l牛仔裤的生产工艺视频牛仔裤的生产工艺视频l纺纱纺纱-织布织布-染色染色-裁剪裁剪-缝纫缝纫-水洗水洗-烘干烘干-打磨打磨-成成品品15 以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加工而以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加工而制得的纤维。制得的纤维。 由合

6、成的高分子化合物加工制成的纤维。由合成的高分子化合物加工制成的纤维。16 是以天然聚合物为原料，经过化学处理是以天然聚合物为原料，经过化学处理与机械加工而制得的化学纤维。与机械加工而制得的化学纤维。 具有与天然纤维相似的性能，有良好的具有与天然纤维相似的性能，有良好的吸湿性，透气性和染色性，手感柔软，富有吸湿性，透气性和染色性，手感柔软，富有光泽，是一类重要的纺织材料。光泽，是一类重要的纺织材料。1718(1).醋酸纤维（醋酸纤维（纤维素乙酸酯纤维素乙酸酯），不易着火，用于制胶），不易着火，用于制胶片、香烟过滤嘴材料和服装片、香烟过滤嘴材料和服装(2). 黏胶纤维（黏胶纤维（NaOH、CS2处

7、理后所得，其中的长纤维处理后所得，其中的长纤维称称人造丝人造丝，短纤维称，短纤维称人造棉人造棉）（）（粘胶特别是粘胶长丝是粘胶特别是粘胶长丝是我国化纤产品竞争力的重要品种。我国化纤产品竞争力的重要品种。 ）纤维素纤维19（C6H7O2） OHOHOHn3n CH3COOOCCH3浓硫酸浓硫酸3nH2O纤维素三醋酸酯（一酯、二酯和三酯）C6H7O2OOOCOOCH3COOCH3COOCH3n20 2122l是人造纤维的主要品种，是人造纤维的主要品种，1905年工业化生产年工业化生产l原料丰富，性能优良，特别是吸湿性和透气性好。原料丰富，性能优良，特别是吸湿性和透气性好。n粘胶长丝粘胶长丝习称人造

8、丝，直接供给丝织厂或针习称人造丝，直接供给丝织厂或针织厂使用织厂使用n粘胶短纤维粘胶短纤维棉型棉型30-40mm、毛型、毛型75-150mm和中长型和中长型51-75mmn富强纤维富强纤维高湿模量的粘胶纤维（采用优质原高湿模量的粘胶纤维（采用优质原料和稀溶液和低的纺丝速度得到，性能提高）料和稀溶液和低的纺丝速度得到，性能提高）l粘胶纤维还可制成有光、半光和消光三种。粘胶纤维还可制成有光、半光和消光三种。l目前，我国目前，我国90%的纤维素纤维产品仍然采用该法生产。的纤维素纤维产品仍然采用该法生产。23l原料原料n含天然纤维素、但不能直接纺纱的物质（木材、棉短绒，含天然纤维素、但不能直接纺纱的物

9、质（木材、棉短绒，芦苇，甘蔗渣等植物，新品种有：芦苇，甘蔗渣等植物，新品种有：Modal，Lycell(Tencel)，竹子纤维）经蒸煮、漂白等提纯过程制成浆粕。由浆粕制竹子纤维）经蒸煮、漂白等提纯过程制成浆粕。由浆粕制成粘胶纤维：成粘胶纤维：l生产过程（生产过程（）：）：24粘胶纤维生产过程说明l粘胶纺丝液的制备：粘胶纺丝液的制备：n碱浸渍：将浆粕碱浸渍：将浆粕+浓碱作用制成碱纤维素浓碱作用制成碱纤维素n化学反应：化学反应：CellOH+ NaOH CellONa+H2On变化：纤维素变化：纤维素碱纤维素碱纤维素n黄化：将碱纤维素与二硫化碳作用生成纤维素黄酸酯。黄化：将碱纤维素与二硫化碳作用

10、生成纤维素黄酸酯。 反应如下：反应如下：n化学反应：化学反应：CellONa+CS2CellOCS2Na+H2On变化：碱纤维素转变成纤维素磺酸酯，黄色，可溶解变化：碱纤维素转变成纤维素磺酸酯，黄色，可溶解n碱溶解：成粘胶溶液碱溶解：成粘胶溶液n纤维素黄酸酯溶解于稀碱液中，再经过滤、脱泡等过纤维素黄酸酯溶解于稀碱液中，再经过滤、脱泡等过程制成符合纺丝要求的粘胶纺丝液。程制成符合纺丝要求的粘胶纺丝液。25粘胶纤维生产过程说明l纺丝成形：纺丝成形：n经纺丝孔挤压出来的粘胶细流，进入含酸的凝经纺丝孔挤压出来的粘胶细流，进入含酸的凝固浴，纤维素黄酸酯分解，纤维素再生，成为固浴，纤维素黄酸酯分解，纤维素

11、再生，成为粘胶长丝。反应如下：粘胶长丝。反应如下：n化学反应：化学反应：CellOCS2- + H+ CellOH + CS2l后处理：后处理：n水洗、脱硫、漂白、上油及烘干等。短纤维是水洗、脱硫、漂白、上油及烘干等。短纤维是将成形后的纤维束切断后再进行上述处理。将成形后的纤维束切断后再进行上述处理。2627长丝称人造丝，长丝称人造丝，可织成各种平滑柔软的丝织品，如人造丝绸。可织成各种平滑柔软的丝织品，如人造丝绸。短纤维俗称人造毛短纤维俗称人造毛，是毛纺厂不可缺少的原料。棉型粘胶短纤，是毛纺厂不可缺少的原料。棉型粘胶短纤维俗称维俗称人造棉人造棉，可以织成各种色彩绚丽的人造棉布，适用于做，可以织

12、成各种色彩绚丽的人造棉布，适用于做内衣、外衣以及各种装饰织物。内衣、外衣以及各种装饰织物。粘胶人造丝粘胶人造丝的最大的特点是纤维光泽亮丽，因而最能体现丝的最大的特点是纤维光泽亮丽，因而最能体现丝绸的漂亮感，它的手感也十分柔软，吸水性能极好，穿着十分绸的漂亮感，它的手感也十分柔软，吸水性能极好，穿着十分舒适，价格也远比桑蚕丝低，它在丝绸行业中被广泛采用，人舒适，价格也远比桑蚕丝低，它在丝绸行业中被广泛采用，人造丝及其交织品占我国丝绸行业产量的一半以上。造丝及其交织品占我国丝绸行业产量的一半以上。28粘胶人造丝粘胶人造丝和桑蚕丝等强力较好的纤维交织可以获和桑蚕丝等强力较好的纤维交织可以获得比较满意

13、的效果，特别是在提花产品中，因为它的得比较满意的效果，特别是在提花产品中，因为它的光泽亮丽，染色容易，色彩丰富，可以获得十分理想光泽亮丽，染色容易，色彩丰富，可以获得十分理想的效果。象我国有名的织锦缎，用桑蚕丝做经、色人的效果。象我国有名的织锦缎，用桑蚕丝做经、色人造丝做纬，或全色人造丝做经、纬，其提出的花朵五造丝做纬，或全色人造丝做经、纬，其提出的花朵五光十色，色彩艳丽，栩栩如生，其织出的光十色，色彩艳丽，栩栩如生，其织出的“百子图百子图”等织锦台毯上的众多小孩个个生动活泼，表情各异，等织锦台毯上的众多小孩个个生动活泼，表情各异，色彩自然，形象逼真，被外国友人形容为色彩自然，形象逼真，被外国

14、友人形容为“象梦一样象梦一样神秘神秘”。29织锦缎百子图靠垫套织锦缎百子图靠垫套30 Lyocell(来色尔来色尔)纤维纤维 ： Lyocell纤维属于精制纤维素纤维，纤维属于精制纤维素纤维，其生产专利归荷兰其生产专利归荷兰Akzo Nobel公司所有，得到公司所有，得到Akzo Nobel公公司短纤生产许可证的公司有：奥地利的兰精（司短纤生产许可证的公司有：奥地利的兰精（Lazing)公司和公司和英国的考陶尔兹（英国的考陶尔兹（Caurtaulds)公司。生产时的溶液可以回收，公司。生产时的溶液可以回收，因而对环境不会造成污染，被称为因而对环境不会造成污染，被称为“环保型纤维素纤维环保型纤维

15、素纤维”，而，而且性能更加优越，是时装、西装衬衣、内衣的理想面料。且性能更加优越，是时装、西装衬衣、内衣的理想面料。生产原料：针叶树为主的木质浆柏生产原料：针叶树为主的木质浆柏溶剂：溶剂：N-甲基氧化吗啉甲基氧化吗啉 (NMMNO)，N-methylmorpholine-N-oxide31Modal(莫代尔莫代尔)纤维纤维 ：Modal纤维是奥地纤维是奥地利利Lazing公司生产的新一代纤维素纤维，被称公司生产的新一代纤维素纤维，被称为为“21世纪新一代粘胶纤维世纪新一代粘胶纤维”由山毛榉木浆由山毛榉木浆粕制成。粕制成。(我国的商品名称为富强纤维我国的商品名称为富强纤维) Modal纤维纤维具

16、有棉的柔软、丝的光泽、麻具有棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽，吸水透气性都优于棉，且染色性好，的滑爽，吸水透气性都优于棉，且染色性好，色泽鲜艳明亮。色泽鲜艳明亮。32竹纤维：竹纤维：竹浆纤维竹浆纤维：利用竹浆采用粘胶纺丝工艺制备；：利用竹浆采用粘胶纺丝工艺制备；竹原纤维竹原纤维：将竹材通过处理除去木质素等杂质，直：将竹材通过处理除去木质素等杂质，直接提取天然竹纤维。接提取天然竹纤维。竹纤维吸湿导湿性能强，透气性能好，染色性能竹纤维吸湿导湿性能强，透气性能好，染色性能比粘胶纤维好，具有功能性。适用于高档服装，比粘胶纤维好，具有功能性。适用于高档服装，具有特殊功能的面料。具有特殊功能的面料。33 优点

17、：耐穿耐用、易洗快干、抗优点：耐穿耐用、易洗快干、抗皱免烫、防霉防蛀、挺括飘逸皱免烫、防霉防蛀、挺括飘逸 缺点：吸湿耐热性差、导电防污缺点：吸湿耐热性差、导电防污性差、易起毛起球、不易染色、手性差、易起毛起球、不易染色、手感及舒适性差感及舒适性差34雪纺涤纶布雪纺涤纶布涤锦皱涤锦皱可乐瓶可乐瓶环保布环保布351938年年10月月27日杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维日杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维诞生了，并将聚酰胺诞生了，并将聚酰胺66这种合成纤维命名为尼龙这种合成纤维命名为尼龙(nylon)。尼龙的强度很高，耐污、耐腐蚀的性能也很好。因此，尼龙尼龙的强度很高，耐污、耐腐蚀的性能也很

18、好。因此，尼龙一问世就受到了全世界的瞩目。一问世就受到了全世界的瞩目。二战期间美国陆军收购了全部尼龙产品，用以制造降落伞和二战期间美国陆军收购了全部尼龙产品，用以制造降落伞和百余种军事装备。而百余种军事装备。而1940年尼龙长筒女袜刚一投放市场就年尼龙长筒女袜刚一投放市场就轰动了世界，轰动了世界，4天之内四百万双袜子一抢而空。尼龙是真正天之内四百万双袜子一抢而空。尼龙是真正投入大规模生产的第一种合成纤维。投入大规模生产的第一种合成纤维。在我国尼龙也被称为锦在我国尼龙也被称为锦纶，因为在我国是锦州化工厂最早开始生产尼龙的。纶，因为在我国是锦州化工厂最早开始生产尼龙的。1940年英国首先合成聚酯年

19、英国首先合成聚酯(PET)纤维纤维-涤纶涤纶(的确良的确良)，产量，产量在在20世纪居各种纤维之冠，聚丙烯腈纤维世纪居各种纤维之冠，聚丙烯腈纤维-腈纶腈纶、聚丙烯纤、聚丙烯纤维维-丙纶丙纶、聚乙烯醇缩甲醛纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维-维尼纶维尼纶。它们的出现，使。它们的出现，使纺织工业大为改观。纺织工业大为改观。36 饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反应制饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反应制得，其基本链节之间以酯键联结而得名。得，其基本链节之间以酯键联结而得名。产量最大的聚酯纤维为产量最大的聚酯纤维为PET纤维，我国称纤维，我国称为涤纶，熔融纺丝得到。为涤纶，熔融纺丝得到。37383940输送带输送带4

20、1绳索4243聚酰胺聚酰胺-1010-1010聚酰胺聚酰胺-6-6聚酰胺聚酰胺-66-66聚酰胺聚酰胺-11-11聚酰胺聚酰胺-12-12聚酰胺聚酰胺-610-61044具有耐磨性好、耐具有耐磨性好、耐疲劳强度和断裂强疲劳强度和断裂强度高、抗冲击负荷度高、抗冲击负荷性能优异、容易染性能优异、容易染色及与橡胶的附着色及与橡胶的附着力好等突出性能。力好等突出性能。酰胺基的存酰胺基的存在，大分子在，大分子形成氢键，形成氢键，使分子间作使分子间作用力增大用力增大1聚酰胺的结构、性能及用途聚酰胺的结构、性能及用途454647 丙烯腈：丙烯腈：分子中含有碳分子中含有碳- -碳双键碳双键和腈基，化学性质很活

21、泼和腈基，化学性质很活泼丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯等为，用量醋酸乙烯酯等为，用量5%5%10%10%，可减少，可减少 聚丙烯腈分子间聚丙烯腈分子间力，消除其脆性，从而可纺制力，消除其脆性，从而可纺制成具有适当弹性的合成纤维成具有适当弹性的合成纤维腈纶纤维。腈纶纤维。 第三单体（染色单体）：第三单体（染色单体）：用量用量很少，一般低于很少，一般低于5%5%，主要改进腈纶，主要改进腈纶的染色性能，是带有酸性基团的乙的染色性能，是带有酸性基团的乙烯基单体如乙烯基苯磺酸、甲基烯基单体如乙烯基苯磺酸、甲基丙烯酸、甲叉丁二丙烯酸、甲叉丁二 酸等；或是带酸等；或是带有碱性基团

22、的乙烯基单体如有碱性基团的乙烯基单体如2-2-乙烯基吡啶、乙烯基吡啶、2-2-甲基甲基-5-5乙烯基乙烯基吡啶等。吡啶等。48 通过共聚、混合通过共聚、混合纺丝、复合纺丝等纺丝、复合纺丝等方法可以改进聚丙方法可以改进聚丙烯腈纤维的染色性、烯腈纤维的染色性、耐热性、蓬松性与耐热性、蓬松性与提高回弹性等性能。提高回弹性等性能。 由于聚丙烯腈纤维由于聚丙烯腈纤维具有优良的耐光、具有优良的耐光、耐气候性，所以除作耐气候性，所以除作衣着及毛毯之外，最衣着及毛毯之外，最适宜作室外织物，适宜作室外织物，如帐篷、苫布等。如帐篷、苫布等。4950 将聚丙烯腈将聚丙烯腈纤维（共聚组纤维（共聚组分尽量少）经分尽量少

23、）经过高温处理可过高温处理可得到碳纤维和得到碳纤维和石墨纤维。石墨纤维。 目前已知的热目前已知的热稳定性最好的纤维稳定性最好的纤维之一，可耐之一，可耐30003000的高温。在高温下的高温。在高温下能经久不变形，并能经久不变形，并具有很高的化学稳具有很高的化学稳定性，良好的导电定性，良好的导电性和导热性。性和导热性。 是宇宙飞行是宇宙飞行、火箭、喷气技、火箭、喷气技术以及工业一耐术以及工业一耐高温、防腐蚀领高温、防腐蚀领域的良好材料。域的良好材料。在医疗上，还可在医疗上，还可以用于人工肋骨以用于人工肋骨和肌腱韧带等。和肌腱韧带等。51目前商用飞机上复合材料仅占全机重量的50%，而某些直升机早已

24、达到90%复合材料复合材料52高性能高分子材料高性能高分子材料超级跑车超级跑车车身大量应用碳纤维复合材料车身大量应用碳纤维复合材料53荷兰计划研发新型绿色环保飞机外形将酷似飞碟荷兰计划研发新型绿色环保飞机外形将酷似飞碟,另一另一个设想就是使用复合材料，如个设想就是使用复合材料，如纤维增强塑料纤维增强塑料。这种复。这种复合材料强度可与金属媲美，而重量却比金属轻得多，合材料强度可与金属媲美，而重量却比金属轻得多，因此可以节省燃油。因此可以节省燃油。54新型日光温室复合材料新型日光温室复合材料温室骨架和纵拉杆全部采用复合材料制成温室骨架和纵拉杆全部采用复合材料制成55采用高分子复合材料制作采用高分子复合材料制作浮雕和雕塑浮雕和雕塑5657聚丙烯纤维的性能聚丙烯纤维的性能 聚丙烯纤维密度小、强度高、吸湿性聚丙烯纤维密度小、强度高、吸湿性小、耐酸、耐碱、耐磨、电性能好，但染小、耐酸、耐碱、耐磨、电性能好，但染色性和耐光性差。色性和耐光性差。58 聚丙烯纤维可与棉、毛、粘胶纤维等混纺聚丙烯纤维可与棉、毛、粘胶纤维等混纺作衣料用，在工业上聚丙烯纤维主要用途绳作衣料用，在工业上聚丙烯纤维主要用途绳