化纤工艺学概述课件

1、26 七月 20221化纤工艺学概述第一章 总 论化纤工艺学一、纤维的定义：纤维（Fiber） 一般认为，纤维是一种细长形状的物体，其长度与直径之比至少为10：1，其截面积小于0.05mm2。对于供纺织应用的纤维，其长度与直径之比一般大于1000：1。二、化学纤维的一般名称：1、长丝（Continuous filament ） 长度（一般以千米计）很长的单根或多根连续的化学纤维丝条，包括单丝（Monofils）和复丝（Multi-filament)。 第一节 纤维的基本概念化纤工艺学2、丝束（Tow）丝束是由几万根直到百万根单丝汇成一束，用来切断成短纤维，或经牵切而制成条子（Top），后者又称

2、做牵切纤维（相当于棉纺上的粗纱条子）。3、短纤维（Staple fiber）化学纤维丝束经切断而成的一定规格长度的短段纤维，通常称为“短纤维”或“切断纤维”（Cut fiber）。根据切断长度的不同，短纤维可分为棉型、毛型、中长型短纤维。棉型短纤维：长度为25-38mm，纤维较细，类似棉花。主要用于与棉混纺，如：棉型聚酯短纤维(涤纶)与棉混纺，得到织物为“涤棉”织物。化纤工艺学毛型短纤维：长度为70-150mm，纤维较粗，类似羊毛，与羊毛混纺，得到的织物称为“毛涤”织物。中长纤维：介于棉型和毛型之间，主要用于织造中长纤维织物。 4、牵切纤维（Strech-broken tow）化学纤维丝束经拉

3、伸纵向断裂而成的长度不相等的短纤维，也称不等长短纤维化纤工艺学纺织纤维 1、天然纤维：棉花、羊毛、蚕丝、麻等。 2、化学纤维：天然或合成高分子化合物经化学加工制得的纤维。 a) 再生纤维 再生纤维素纤维：粘胶纤维(粘胶法)、铜氨纤维（溶剂法）。 纤维素酯纤维 ：醋酯纤维、三醋酯纤维。 b)合成纤维 聚酯纤维（涤纶） 聚酰胺纤维（锦纶、尼龙） 聚丙烯腈纤维（腈纶） 聚烯烃纤维（丙纶、乙纶） 聚乙烯醇纤维（维尼纶、维纶） 聚氯乙烯纤维（氯纶） 其它：聚氨酯纤维、芳香族聚酰胺纤维、含氟纤维、碳纤维三、化学纤维的分类化纤工艺学一、线密度（纤度） 单位名称为特（克斯），单位符号为tex，其1/10称分特

4、（克斯），单位符号为dtex 1000m长纤维重量的克数即为该纤维的特数。 单纤越细手感越柔软，光泽柔和易变形加工。二断裂强度 常用相对强度表示化学纤维的断裂强度。即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。单位为N/tex，cN/tex,断裂强度高，纤维在加工过程中不易断头，绕辊，最终制成的纱线和织物牢度也高。第二节 化学纤维的主要质量指标化纤工艺学三、断裂伸长率式中：L0 纤维原长 L纤维伸长至断裂的长度 Y大的纤维手感比较柔软，在纺织加工时，可以缓冲所受的力。 毛丝断头较少，但断裂伸长也不宜过大，否则织物易变形。 化纤工艺学四、初始模量 初始模量表征纤维对

5、小变形的抵抗能力，以小形变时应力和应变的比值或拉伸曲线初始一段直线部分的斜率表示。在衣着上反映纤维对小的拉伸作用或弯曲作用所表现的硬挺度。纤维的初始模量越大，越不易变形，亦即在纤维制品的使用过程中形状的改变越小。后加工主要工序 拉伸 使断裂强度高，伸长率降低，耐磨性，疲劳强度提高。 热定型 消除纤维内应力，提高纤维的尺寸稳定性。进一步改善物理机械性能。化纤工艺学 合成纤维的成型普遍采用高聚物的熔体或浓溶液进行纺丝，前者称为熔体纺丝法，后者称为溶液纺丝法。 一、纺丝熔体的制备 两种实施方法：一种是直接纺丝； 另一种是切片纺丝 直接纺丝：工序少，生产流程短，节省投资，有利于提高劳动生产率、降低成本

6、，工艺控制复杂。切片纺丝：工序较多，但灵活性强，产品质量高 切片纺丝中熔体的制备过程：第三节 合成纤维生产方法概述化纤工艺学1、切片干燥 聚合物切片在再熔融之前，必须先进行干燥，主要目的：（1）除去高聚物中的水分，减少发生热裂解、热氧化裂解、水解等反应的可能。（2）提高结晶度（软化点），避免切片在输送过程中因碎裂而产生粉末以及在螺杆挤出机中过早软化粘结造成“环结阻料”现象。2、切片熔融 化纤工艺学二、纺丝溶液的制备 溶液纺丝法纺丝液的制备也有两种方法：一是直接利用聚合后得到的聚合物溶液作为纺丝原液，称为一步法；二是将聚合物溶液先制成颗粒状或粉末状的成纤聚合物，然后再溶解，以获得纺丝液，称为二步

7、法。采用二步法时，聚合物先溶解， 所得溶液经过： 混合、过滤、脱泡等纺前准备工序。化纤工艺学化纤工艺学三、化学纤维的纺丝成型 化学纤维的纺丝方法主要有熔体纺丝、湿法纺丝和干法纺丝，着重介绍这三种常用方法。1、熔体纺丝 熔体从纺丝箱体的各纺丝部位 纺丝泵 纺丝组件（过滤） 喷丝板压出（形成细流） 纺丝甬道（冷却成型） 卷绕化纤工艺学化纤工艺学熔体纺丝的纺丝速度比湿法纺丝高得多，目前一般纺速为1000- 2000m/min, 高速纺丝可达3000-6000m/min或更高。为加速冷却固化过程，一般在熔体细流离开喷丝板后于丝条垂直方向进行冷却吹风。化纤工艺学2、湿法纺丝 纺前准备 纺丝泵计量 烛形滤

8、器 鹅颈管 喷丝头（挤出溶液细流） 凝固浴 目前腈（jing)纶、维纶、氯纶、粘胶纤维以及某些由刚性大分子构成的成纤聚合物都需要采用湿法纺丝。化纤工艺学表1-1 制备纺丝原液常用溶剂及浓度 纤维名称成纤高聚物溶剂纺丝液浓度（%）腈纶丙烯腈与少量其它共聚物DMF17-25NaSCN水溶液（硫氰酸钠）12-13DMSO20-22DMF（干法）26-30维纶水15-16氯纶丙酮（湿法）20-22丙酮（干法）30-32化纤工艺学化纤工艺学3、干法纺丝 干法纺丝时，从喷丝头毛细孔中挤出的纺丝液不进入凝固浴，而进入纺丝甬道。通过甬道中热空气的作用，使溶液细流中的溶剂快速挥发，并被热气流带走。溶液细流在逐渐

9、脱去溶剂的同时发生浓缩和固化，并在卷绕张力的作用下伸长变细而成为初生纤维。 目前干法纺丝速度一般为200-500m/min,高者可达1000-1500m/min。干法纺丝一般适宜纺制化学纤维长丝，主要生产品种有腈纶、醋酯纤维、氯纶、氨纶等。化纤工艺学化纤工艺学第四节 化学纤维的后加工初生纤维: 结构不完善、物理机械性能差，不能直接用于纺织加工，必须经过一系列后加工，其中主要的工序是拉伸和热定型。后加工主要工序 拉伸 使断裂强度高，伸长率降低，耐磨性，疲劳强度提高。 热定型 消除纤维内应力，提高纤维的尺寸稳定性。进一步改善物理机械性能。化纤工艺学上油 提高纤维的平滑性、柔软性、抱合力、减小摩擦和

10、静电 生产长丝时，需加捻，络筒 生产弹力丝时，需进行变形加工。 加捻 使复丝中各根单纤维紧密抱合，避免在纺织加工时发生断头或紊乱现象，使纤维的断裂强度提高。 络筒 将丝筒或丝饼退绕至锥形纸管上，形成双斜面宝塔型筒装，以便运输和纺织加工。化纤工艺学第二章 熔体纺丝工艺原理 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。从这种意义上来说，熔体纺丝是最简单的纺丝过程。化纤工艺学 第一节 挤出细流的类型 化学纤维的成型首先要求把纺丝流体从喷丝孔道中挤出，使之形成细流。因此正常细流的形成是熔体纺丝及溶液纺丝必不可少的先决条件。随纺丝流体粘弹性和挤出条件不同，挤出细流

11、可分为以下四种 化纤工艺学一、液滴型液滴型不能成为连续细流，无法形成纤维。流体表面张力越大，细流缩小其表面积成为液滴的倾向也越大。此外粘度的下降也促使液滴的生成。用 来量度液滴型细流出现的可能性。在10-2CM/s以上时，形成液滴型细流的可能性随 增大而增大 化纤工艺学在实际纺丝，常通过T使 ，或增大泵供量V0，而避免液滴型细流出现。 二、漫流型纺丝液体在挤出喷丝孔后即沿喷丝板表面漫流，从而细流间易相互粘连，引起丝条的周期性断裂成毛丝，仍属不正常细流。 从漫流型转变成胀大型所需要最低临界挤出速度Vcr和漫流半径RC有关，也与孔径R0和粘度有关。实际纺丝时通常于喷丝头（板）表面涂硅树脂，降低流体

12、与喷丝头（板）界面张力或降低纺丝流体温度及增大泵供量。 化纤工艺学三、胀大型 胀大型纺丝流体在孔口发生胀大，但不流附于喷丝头（板）表面。只要胀大比B0（细流最大直径与喷丝孔直径之比）控制在适当的范围之内，细流就连续而稳定，是纺丝中正常的细流类型。一般纺丝流体的B0约在1-2.5范围内。 纺丝流体出现孔口胀大现象的根源是纺丝流体的弹性。第一和第二法向应力差的大小决定了B0的大小化纤工艺学附：第一、第二法向应力差高分子液体在剪切流动中，除表现有粘性外，还表现出奇异的弹性行为，存在法向应力差效应。第一、第二法向应力差函数 N1、N2可定义为：N1=11-22 N2=22-33 在许多高分子材料加工过

13、程中，如挤出、压延、注射等，材料在机器和模具内的流动中存在简单剪切流场，其流场形式示于图 中，材料只在一个方向流动，且流速只沿另一个垂直方向有变化。一般约定，凡处理简单剪切流场，一律取x1方向为流动方向，x2方向为速度梯度方向，第三个方向x3为中性方向。化纤工艺学化纤工艺学法向应力差效应在牛顿流体中并不出现，它是粘弹性流体流动时弹性行为的主要表现，一般为剪切速率的函数。主要特征为：第一法向应力差N1一般为正值，且随剪切速率的增大而增大，第二法向应力差N2为负值，其绝对值远小于N1化纤工艺学化纤工艺学四、破裂型在胀大型的基础上如继续提高切变速率，挤出细流会因均匀性的破坏而转化为破裂型。对纺丝来说

14、，破裂型细流属于不正常类型，它限制纺速提高，使纺丝过程不时中断。使初生纤维表面形成宏观缺陷，并降低纤维的断裂强度和耐疲劳性能。化纤工艺学第二节熔体纺丝的运动学和动力学一、熔体纺丝线上的速度分布 对于熔体的等温稳态纺丝，如果不考虑速度在丝条截面上的分布，可以作单轴拉伸处理。连续性方程可写为： 常数式中分别为丝条的密度、纵向速度和横截面积化纤工艺学化纤工艺学从速度分布Vx，可进一步求出拉伸应变速率（即轴向速度梯度） 丝条的加速运动并不是均匀的，在出口胀大直径最大的截面之前，运动是减速的，经过最大直径后又逐步加速到固化后速度基本上维持恒定， 是一个有极大值的函数。化纤工艺学化纤工艺学化纤工艺学纺丝速

15、度为4000m/min时，丝条直径及拉伸形变速率的趋势与常规纺丝基本相同，即丝条直径随距喷丝板的距离单一地减少至达到卷绕直径，但纺速在6000m/min以上时，存在着一处丝条直径急剧减小的位置。这种急剧细化过程称为颈缩（Necking）现象，在常规纺丝中，只有在拉伸过程中才出现。化纤工艺学化纤工艺学根据拉伸应变速率 的不同，可将整个纺丝线分成三个区域： I区（挤出胀大区）熔体弹性能在熔体流出孔口处发生回弹 ，在细流上显现出体积膨化的现象，故V x沿纺程减小，轴向速度梯度为负值，即在细流最大直径处，轴向速度梯度为零，即在改变喷丝头拉伸比的情况下，当拉伸比vL/v0(vL为卷绕速度即纺丝速度, v

16、0为细流挤出速度)增至一定值时，挤出胀大区可完全消失。 区（形变细化区）可分为两区：化纤工艺学区 a ,此区中 ，区 b ,此区中 ，此区是熔体细流向初生纤维转化的重要阶段，是发生拉伸流动和形成纤维最初结构的区域，大分子取向度增加,若卷绕速度很高,还可能发生大分子的结晶,该区的终点即为固化点。在这一区域中拉伸速度梯度出现极大值，一般为1050s-1 区 （固化丝条运动区） 熔体细流已固化为初生纤维，纤维不再细化，Vx保持不变，纤维的初生结构在此继续形成。此区的结晶发生在取向状态化纤工艺学高速纺不存在挤出胀大区,粘流形变细化区后熔体细流已固化.但纺速较高导致纺程上丝条表面与空气介质的摩擦强烈，导

17、致丝条承受的力较大，因此可发生塑性流动形变而进入塑性形变细化区。若高速纺纺速很高时，纺程某处应力可能超过固化丝条屈服应力，此时纺丝线可能出现细颈现象，丝条直径突然急剧减小，纺速和拉伸速率都突然剧增。化纤工艺学纤维结构的形成和发展主要指纺丝线上高聚物的取向和结晶 ，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。一、熔体纺丝过程中的取向作用 1、纺丝过程中的取向机理两种取向机理 ：a、熔体状态下的流动取向机理 喷丝孔中切变流场中的流动取向和出喷丝孔后熔体细流在拉伸流场中的流动取向 b、纤维固化之后的塑性形变取向机理 第三节 熔体纺丝过程中

18、纤维结构的形成化纤工艺学可分为不发生细颈的均匀塑性形变取向机理和发生细颈的非均匀塑性形变取向机理两种情况。 熔体在喷丝孔中流动时温度高，松弛时间短，同时流动产生的取向在挤出胀大区即被松弛殆尽，故喷丝孔中切变流场中的流动取向机理对卷绕丝取向基本没有贡献。控制取向的速度场是拉伸流动中的轴向速度梯度。实验表明，这是熔体纺丝中所应考虑的最重要的取向机理，卷绕丝的取向度主要是纺丝线上拉伸流动的贡献。 取向因数f 取决于和，对于非稳态流动取向，还取决于取向时间t。可导出化纤工艺学当 和的值恒定时，取向因数与时间的关系可用下图表示，由图可知，f逐渐增加而趋于稳定值，在停止流动后（ =0 ），又逐渐松弛为零。

19、化纤工艺学当松弛时间很短（0），有表明f在流动过程中不随时间变化。这个过程称为稳态流动。化纤工艺学化纤工艺学拉伸形变取向发生在纺丝线上的固化区，是一种橡胶状网络取向拉伸，对卷绕丝的取向度也有贡献。该取向可视为松弛时间无穷大时的拉伸流动取向。fst()可表示为:拉伸形变取向的大小仅取决于形变比，而与拉伸形变速率和时间无关。化纤工艺学2、熔体纺丝线上分子取向的发展 （1）结晶能力强的成纤聚合物的取向 熔体纺丝线上取向度的变化规律，因成纤聚合物而异。对于聚丙烯（ PP）这类纺程上易结晶的聚合物，一方面，这类结晶能力强的成纤聚合物在纺程上的结晶度发展很快，卷绕丝除发生液态的分子取向外，还发生微晶取向，

20、丝条拉伸模量高，屈服应力较高。其高速纺纺丝线上的应力引起的均匀塑性形变取向很少，更难以启动非均匀塑性形变取向机理。也即双折射很快达到饱和值，纺程上应力水平不足以使结晶聚合物进一步取向。这些也是PP等结晶能力强的成纤聚合物不能通过高速纺而获得高取向度卷绕丝的原因。 化纤工艺学化纤工艺学（2）结晶能力弱的成纤聚合物的取向对于PET、PA等在纺程上基本不发生结晶的成纤聚合物，常规纺纺速下在纺程上通常难以结晶，因此丝条温度需要冷至玻璃化温度才能冻结拉伸流动取向，解取向时间长，通过拉伸流动取向机理获得的有效取向较小。同时，常规纺时引起的均匀塑性形变取向较少卷绕丝的取向度通常较小。其取向度沿纺程的分布如下

21、图 化纤工艺学化纤工艺学化纤工艺学 III区丝条已几乎固化，大分子的活动性较小，形变困难，纺程上的拉伸应力已不足以使大分子取向，因此 达到了饱和值。 可知，纺丝应力综合反映 和 的作用。因此纺丝应力在纺程上的分布与 的变化十分一致。 化纤工艺学附:双折射的概念 当一条普通光线射入纤维后，会产生两条折射光，一条称为非常光，振动方向与纤维轴向平行，折射率为n（平行），另一条为寻常光，振动方向与纤维轴向垂直，两条光的折射率之差称为该纤维的双折射。化纤工艺学当聚合物在纺程上结晶时(指结晶能力弱的成纤聚合物)，其取向度沿纺程的分布除取决于应力历史外，还取决于热历史，可以将双折射沿纺程的分布划分为三个区：

22、 （1）流动形变区：该区在喷丝板以下0-70cm范围内，此处大部分细化形变已基本完成，但双折射仍然很小，形变速率较低，聚合物处于高温，大分子迅速地发生解取向作用,此区双折射仅和纺丝应力有关。 （2） 结晶取向区：在喷丝板下80-130cm范围内，某些分子排列形成密集相，这对晶核的形成起着重要的作用。取向迅速增加主要是由于结晶，无定形区取向的增加是非常小的。化纤工艺学化纤工艺学（3）塑性形变区始于接近固化的末端，距离喷丝板大约130cm左右，由于空气阻力的存在，拉伸应力随之不断增加，使大分子屈服，出现初生纤维的“冷拉”。冷拉使卷绕丝出现细颈，细颈处纺丝应力急剧增大引起大分子取向，急剧增大的分子取

23、向又促进了结晶。这种过程称为取向诱导结晶或取向结晶。化纤工艺学化纤工艺学二、熔体纺丝过程中的结晶1、纺丝线上的取向结晶 取向结晶具有如下特点: a、结晶聚合物的形态随分子取向程度的不同而变化 聚合物在高延伸下有可能快速或逐渐从折叠链转变为链束状形态。 链束是相互聚集在一起的伸展的分子链，比分子链长得多，分子链规整排列的链束，本来是构成高聚物结晶的基本结构单元。 b、结晶温度和结晶速率升高“整体均匀成核”。 1）大分子取向规整区域越大，生成晶核的临界温度也越高。 2）稳定亚稳晶核，增大晶核生成速率。 化纤工艺学c、结晶机理有可能完全不同链形变和链段的取向，通常有利于取向良好的束状晶体的形成。在垂

24、直于流动的方向，束状晶体的形成被强烈抑制，而折叠链晶束所受到的影响要小得多。化纤工艺学第三章 湿法纺丝工艺原理湿法纺丝可分为；1、液晶法 （液晶溶液通过在溶液中固体结晶区的形成而固化）2、冻胶法 （聚合物溶液通过在溶液中分子间键的形成而固化）3、相分离法 (聚合物浓相和聚合物稀相)纺丝溶液转变为初生纤维(冻胶体,亦称凝胶体)化纤工艺学第一节 湿法纺丝中的传质和相转变一、湿法成型中的扩散过程 扩散是支配湿法成型的基本过程之一。 原液细流中的溶剂 凝固浴 凝固浴中的沉淀剂 原液细流 溶剂和沉淀剂两者之间的相对扩散速度是相分离的驱动力,决定着相分离速度。两者的扩散速度及相对扩散速度直接影响原液细流的

25、凝固动力学和初生结构的形成。 扩散缓慢有利于提高纤维结构的均匀性 研究表明，扩散系数的值与湿法成型中的许多变量有关：化纤工艺学溶剂和沉淀剂沿纤维径向的分子扩散可以用Fick扩散第一定律描述。式中，Ds、DN分别为溶剂和沉淀剂的扩散系数，JSJN分别为溶剂和沉淀剂的传质通量，CS、CN分别为溶剂和沉淀剂的质量浓度。扩散系数受到凝固浴浓度、种类和温度等多因素的影响。（注意： 凝固浴浓度是指）凝固浴中溶剂的浓度。化纤工艺学温度 溶剂和沉淀剂的扩散系数随温度升高而增大，但温度对各组份扩散速率的影响不同。凝固浴浓度 随着凝固浴浓度的增加，溶剂和沉淀剂的扩散系数均下降。但随凝固浴中溶剂含量的变化有极小值。

26、聚合物含量 提高纺丝溶液中聚合物的含量，增加了纺丝线的边界层阻力，从而限制了溶剂和非溶剂的扩散。化纤工艺学二 湿法成型中的相分离 相分离是湿法纺丝的成形机理。Ziabicki利用三元相图，定性地描述了湿法成型中的相分离过程。在聚合物（P）溶剂（S）凝固剂（N）的三元体系中，将聚合物溶剂二元体系与凝固剂相混合，如果在摇匀后体系出现浑浊，即表示发生了相分离。把开始出现浑浊的各点相连，即可获得相分离曲线图。圆弧线为相分离曲线，相分离曲线以下的阴影部分为两相体系，相分离曲线以上的空白区域为均相体系。化纤工艺学化纤工艺学图中D点的组成代表纺丝原液的组成，可用不同传质通量比来代表纺丝线组成变化的路径，图3

27、1中的圆弧线为相分离线，相分离线下的阴影部分为两相体系，空白区域为均相体系，组成变化线与S-P线间的夹角为。 当夹角 0时，SD沿S-P线向S靠近，相应的传质通量比JS /JN ，即沉淀剂往原液细流扩散的传质通量接近于零，纺丝原液不断地被纯溶剂所稀释（ JS为负值）；当 时， SD向P靠近，传质通量比JS /JN ，即纺丝原液中的溶剂不断蒸发，原液细流中聚合物浓度不断上升相当于干法纺丝。化纤工艺学图31中大致可分为如下四个区域：在 区中， JS /JN * ，此区域的下限为，上限为第一临界切线* 。对于纺程上的原液细流来说，传质净通量始终为正值，原液细流中聚合物浓度将不断下降,且沉淀剂浓度始终

28、低于临界值(凝固值)原液细流不会发生相变，始终处于均相状态而不固化。在 区中， * JS /JN 1,此区切割相分离线，对原液细流来说,传质净通量仍为正值,原液细流组成变化过程中,仍然是聚合物浓度不断下降,但当沉淀剂浓度增加到及超过临界值(凝固值)时,原液细流将发生相分离而固化。其上限为JS /JN =1，即溶剂与凝固剂的扩散速度相等，此路径称为等固凝固。化纤工艺学在 区中， 1 JS /JN * * ，此区为第二临界切线* * 所限制。传质净通量为负值，原液细流变化过程中聚合物浓度不断增加。因此，该区的固化是由于聚合物浓度增加和相分离的共同结果，称为浓缩凝固。在 区中， * * JS /JN

29、 ，此区在两相区的外缘，其上限为干法纺丝。该区中， JS 、JN 均为正值且前者大的多，传质净通量为较大的负值，聚合物浓度增加较快，沉淀剂浓度在没有达到临界值时，原液细流由于粘度升高而固化成为冻胶。该区的凝固称为冻胶凝固。冻胶凝固形成的纤维结构致密而均匀。化纤工艺学在区是不能纺制成纤维的，在 、和区的原液细流能够固化。从纤维结构的均匀性和机械性能看，以区成型的纤维最为优良。通常的湿法纺丝以区为多。化纤工艺学第二节 湿法纺丝中纤维结构的形成形态结构宏观形态结构微观形态结构横截面形状大空洞和毛细孔皮芯结构微纤微孔化纤工艺学一、形态结构 1、横截面形状 影响因素：传质通量比（ JS /JN ）、固化

30、表面层硬度和喷丝孔形状 JS /JN1时，取决于固化层的力学行为 柔软可变形，形成圆形横截面 具有坚硬的皮层时，形成非圆的狗骨形状。化纤工艺学化纤工艺学传质通量比和固化表面层硬度取决于纺丝工艺条件化纤工艺学2、皮芯结构湿纺初生纤维形态结构的另一特点是径向结构的差异化纤工艺学化学纤维沿径向由外至内结构依次为：皮膜、皮层、芯层结构特点：皮层：一般含有较小而均匀的微晶并具有较高的取向度，因此其断裂强度和断裂延伸度较高，抗疲劳强度和耐磨性能都较优越芯层：结构较为松散，微晶较粗大。导致湿纺纤维皮芯结构的主要原因：1）纺丝原液细流表层大分子链在喷丝孔内产生的取向，进入凝固浴快速冻结而部分保留，内层凝固速度

31、较慢，基本上被解取向。化纤工艺学2）双扩散过程必然导致沉淀剂在纤维内部存在分布，以致纺丝原液细流表层和内部的凝固有先有后3）纺丝细流进入凝固浴的初始阶段，由于皮层已经凝固而芯层尚处于粘流状态，纺丝张力主要作用在纺丝线表面的皮层，从而使丝条径向各层具有不同的取向度。3、空隙湿纺初生纤维的结构为由空隙分隔、相互连接的聚合物冻胶网络。尺寸几十微米的空隙为大空洞或毛细孔尺寸10nm左右的称为微孔化纤工艺学初生纤维经拉伸后，微孔被拉长呈梭子形，聚合物冻胶网络取向而成微纤结构。具有大空洞的成品纤维易发生纵向开裂，即原纤化，而微纤微孔结构，初生纤维最大拉伸倍数增加，原纤化倾向减小。干燥致密化条件温和。化纤工

32、艺学二、超分子结构 聚合物溶液所得未拉伸纤维取向小。 化纤工艺学第三章 化学纤维拉伸原理化纤工艺学第一节 概述一、拉伸过程的作用及特征 拉伸过程中，纤维的大分子链或聚集态结构单元发生舒展，并沿纤维轴向排列取向。纤维的低序区的大分子沿纤维轴向的取向度大大提高，同时伴有密度、结晶度等其他结构方面的变化。纤维承受外加张力的分子链数目增加，从而使纤维的断裂强度显著提高，延伸度下降，耐磨性和疲劳强度明显提高。化纤工艺学二、拉伸特征未拉伸丝（Undraw yarn ,简称UDY）在拉伸时，发生细颈现象，显示了绝热变形的特征，细颈点有显著的发热升温现象。 拉伸温度的影响： 过低：纤维脆断，无法连续拉伸 过高

33、: 细颈现象消失，称为均匀拉伸，其极端为超拉伸现象，纤维虽细化，但未伴随取向度的增加。 细颈点处的局部变形（延伸）倍数称为自然拉伸比。 化纤工艺学三、拉伸的实施方法为获得高强纤维，有时采用两段或多段拉伸的方法。通常第一段拉伸为细颈拉伸，后段拉伸是均匀拉伸，两段或多段拉伸可以进一步促进高取向化。 按拉伸时纤维所处的介质来分，拉伸方式有干拉伸、蒸汽浴拉伸和湿拉伸三种 。干拉伸指拉伸时初生纤维处于空气包围之中，干拉伸可分为室温拉伸和热拉伸。蒸汽浴拉伸是指拉伸时纤维被包围在饱和水蒸汽或过热水蒸汽之中。湿拉伸是指拉伸时纤维被液体介质所包围，不仅有热量传递，还可能有传质过程甚至有化学反应。湿拉伸有液浴法和

34、喷淋法。化纤工艺学第二节 拉伸流变学一、经典拉伸流变学理论 纤维的拉伸形变可借用描述小形变线性粘弹行为的蠕变方程来近似处理：拉伸过程的形变是时间的函数，并由普弹形变、高弹形变和塑性形变组成。1、普弹形变化纤工艺学形变瞬间发生，应力去除，形变马上回复，形变值很小。2、高弹形变模量小，形变大，形变有明显时间依赖性，外力去除后，形变需要一定时间方能回复。如同时考虑增塑及应力对松弛时间的影响，则：化纤工艺学3、塑性形变是一种流动变形，外力作用下随时间沿长而连续增大，这种形变不可回复。是拉伸总形变中的有效部分，拉伸过程应设法发展塑性形变。 化纤工艺学第三节 连续拉伸的运动学和动力学一、拉伸线上的速度和速

35、度梯度分布 纤维在拉伸时，沿拉伸线所发生的形变或拉伸本身是不均匀的。速度分布曲线呈S形。化纤工艺学连续拉伸取向过程可分成三个区 区：准备拉伸区。此区纤维发生塑化，速度恒定（丝条的喂入速度），速度梯度等于零。纤维温度超过玻璃化温度的瞬间，准备区告结束。区：形变区或真正拉伸区。此区由于机械力的作用，纤维发生取向。速度发生增大，而速度梯度为正值：dv/dt0, 在速度曲线的拐点之前，可称为a区，此区内速度梯度有所增加；在达到最大值以后，速度梯度又开始下降。 区：拉伸纤维松驰区。此区内纤维不再发生形变，但内应力逐步发生松弛。在松驰区内，丝条的运动速度大致恒定。化纤工艺学实际生产中应注意选择适合的拉伸条

36、件，以使形变区大致位于拉伸设备中丝条行程的中部。化纤工艺学第四节 拉伸过程中应力-应变性质的变化一、应力-应变曲线 各种初生纤维的应力-应变曲线（简称S-S曲线）可归纳为如图3-2所示的三种基本类型。化纤工艺学1、a型 a型曲线呈凸形 模量E=d /d 随着的发展而减小，其数学表达式为：当纤维克服了屈服应力而开始塑性变形时，就立即断裂，这种类型的初生纤维是不可拉伸的，应避免初生纤维出现这种应力-应变行为。2、b型 b型曲线呈凹形，模量与应变关系可用下式表示：化纤工艺学表明初生纤维在拉伸时，模量不断增加，不出现细化点，属于均匀拉伸，拉伸曲线呈这种类型的初生纤维，其拉伸性是好的，湿纺凝固丝的S-S

37、曲线基本上属于b型曲线，拉伸时不会出现细颈现象。3、C型 先凸后凹形 1时，形变是均匀且可逆的 1 2时，形变又是均匀的，拉伸应力随形变增大而增大，具有这类曲线的拉伸过程又称冷拉过程。化纤工艺学本体聚合物熔纺卷绕丝拉伸时的力学行为化纤工艺学二、初生纤维结构对拉伸性能的影响1、熔纺成型的本体聚合物卷绕丝 (1)结晶度的影响 随着初生纤维结晶度的增大，使应力-应变曲线沿着b、c、a型的方向转化，导致屈服应力的提高，并增大了自然拉伸比。 (2)预取向的影响 随着初生纤维预取向度的增大，形变特性沿着c、b型的方向转化，即自然拉伸比有所减小，并转变为均匀拉伸，化纤工艺学屈服应力和初始模量都有所增大。化纤

38、工艺学（3）初生纤维平均分子量的影响 随着初生纤维分子量的增大，拉伸时的屈服应力有所提高，然而分子量过大，分子间作用力过强，分子间相对滑移困难，难以实现塑性形变。化纤工艺学 高度溶胀的立体网络状的冻胶体，立体网络的骨架由大分子或大分子链束构成，大分子之间的缠结是这个骨架的物理交联点，在没有交联的地方，链段仍保持一定的溶剂化层，在网络骨架的空隙充满着溶剂与沉淀剂的混合物。2、湿法成型冻胶体凝固丝化纤工艺学湿纺初生纤维的拉伸应力-应变特性属于均匀拉伸，一般没有明显的屈服应力，也不产生细颈现象，而凝固丝的形成条件对冻胶体的可拉伸性影响很大。化纤工艺学三、拉伸条件对拉伸性能的影响1、拉伸温度 （1）应

39、力应变曲线在Tg附近，变化十分敏感 （2）Tg具有拉伸速率依赖性 （3）初生纤维在拉伸时，适当地提高拉伸温度到Tg以上是必要的。低于此温度达到一定程度进行拉伸时，则发生脆性断裂。 但是拉伸温度应低于非结晶高聚物的粘流温度或结晶高聚物的熔点。2、拉伸速度化纤工艺学拉伸速度增大时，对应力应变曲线的影响与降低温度的影响，在C型形变范围内，随着拉伸速度的提高，屈服应力和自然拉伸比增大。如果原来属于b型形变，则随着拉伸速度的增大逐渐由b型向c型转化。 断裂强度随变形速度的增加而增大，而断裂伸长稍有增加。化纤工艺学总结：在满足下列条件的情况下，初生纤维的应力应变曲线的形状会发生如下的变化：b、c、a型。而

40、在c型形变范围内，则变化方向为屈服应力* 和自然拉伸比N增大。这些条件是：1、降低温度；2、增大拉伸速度；3、初生纤维的结晶度增大；4、初生纤维的预取向度降低。化纤工艺学第五节 拉伸中纤维结构与性能的变化一、拉伸过程中纤维结构的变化1、分子取向和结晶取向非晶态高聚物初生纤维：拉伸时大分子链发生取向并同时伴随发生结晶。拉伸取向结晶化过程的实质是在应力下诱导形成晶核，而后迅速发生结晶化。部分结晶的初生纤维：晶区拉伸取向与非晶区拉伸取向同时进行，结晶区取向速度快，非晶区的取向速度慢对于结晶度高且具有球晶结构的初生纤维：拉伸取向过程实质上是球晶的形变过程。化纤工艺学聚酯纤维拉伸取向结晶化的过程： 应力

41、下形成晶核 急速结晶 球晶（弹性形变，低倍拉伸）被拉成椭圆状 带状结构（不可逆形变阶段）球晶形变过程中，组成球晶的片晶之间发生倾斜、晶面滑移和转动，甚至破裂，部分折叠链被拉伸，称为伸直链，取向的折叠链片晶与在取向方向上贯穿于片晶之间的伸直的分子链段组成的结构成为微纤结构 在拉伸取向过程中，以形成在拉伸方向的微纤为主，同时原有的折叠链片晶也有可能部分地转变成为分子链沿拉伸方向有规则排列的完全伸直链晶体。化纤工艺学化纤工艺学化纤工艺学2、结晶的变化（1）拉伸过程中相态结构不发生变化。 对非结晶性高聚物如PS、PMMA等，拉伸只涉及非晶区取向而不结晶，对部分结晶的高聚物，非晶区分子活动度大，防止了张

42、力下晶粒发生熔化或破坏，可能晶粒或微晶发生转动并沿纤维轴取向。结晶性的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸具备这一特点。未拉伸丝处于非晶态却能够结晶的纤维，若拉伸条件排除结晶速度高的可能性，则拉伸过程中仍能保持其非晶态结构（2）拉伸过程中试样原有结构发生部分破坏，结晶度有所降低 高度结晶的试样拉伸中，在分子活动性低的条件下，原有的晶态结构就发生破坏，原有结构破坏并成为一种新的、缺陷较多的结构，不发生重建。形成非晶区和高度破坏的晶体共存的结构。（3）拉伸过程中发生进一步结晶，结晶度有所增大。 两种因素所诱发：一种是增加分子的活动性，纤维温度升高，结晶速度增大另一因素是分子取向和应力作用，它会影响共聚物的结晶

43、动力学和平衡结晶度。 化纤工艺学二、拉伸对纤维物理-机械性质的影响因取向而导致的各种物理性质的各向异性：力学性质、光学性质（双折射、吸收光谱二向色性）、热传导、溶胀等性质的各向异性。拉伸所引起的结构变化主要是大分子、晶粒和其他结构单元沿纤维轴取向以及伴随着发生的相变、结晶、晶体破坏和晶型变化，取向导致各种物理性质的各向异性，而与结晶度有关的物理性质主要有密度、熔化热、介电性和透气性等。拉伸比（拉伸倍数）是影响拉伸纤维力学性质的主要因素。拉伸模量、拉伸强度和屈服应力随拉伸比而单调增大，断裂伸长率和总变形功随拉伸比而单调减小。化纤工艺学第四章 化学纤维的热定型化纤工艺学纤维在经过拉伸之后，有些分子

44、链处于松弛状态，而另一些链段处于紧张状态，使纤维内部存在不均匀的应力。若长时间放置，内部结构会逐渐变化而趋于某种平衡。在纤维成型加工过程中，有两个阶段要完成这种平衡：第一阶段：未拉伸丝在纺丝加工后需平衡若干小时再去拉伸第二阶段：拉伸后的湿热平衡过程。拉伸加工会使纤维产生新的应力不均和新的结构缺陷，这种纤维在一般实际应用温度下表现极强的形状不稳定，故需经过热处理，这种热处理工序通常称为热定型。第一节 概述化纤工艺学热处理过程将引起纤维超分子结构和形态结构的改变，结构上的变化，有三个方面：1、提高纤维的形状稳定性（尺寸稳定性）2、进一步改善纤维的物理-机械性能。3、改善纤维的染色性能。化纤工艺学第

45、二节 纤维在热定型中的力学松弛一、纤维在热定型中的形变化纤工艺学上图曲线1表示初生纤维在拉伸过程中形变对时间的依赖关系。若令初生纤维的拉伸过程在恒定应力0 作用下进行，拉伸时间为t0, 蠕变方程为：纤维拉伸t0时间后解除负荷，此时拉伸形变开始发生松弛回复。令在拉伸时普弹形变、高弹形变和塑性形变贡献为，它们的表达式为：化纤工艺学负荷解除后，形变发生松弛回复也具有时间依赖性，此时的形变可用下式表示：1.松弛状态下热定型松弛拉伸过程中产生的高弹形变化纤工艺学2、定长热定型纤维在固定长度下的热定型，形变保持不变，而应力是时间的函数定长热定型的实质是在纤维长度及细度不变的情况下，把内应力松弛掉，而让高弹

46、形变转变为塑性形变3、在恒张力下的紧张热定型化纤工艺学第三节 热定型过程中纤维结构和性能的变化一、纤维结构的变化热定型时纤维结构的变化比拉伸时更为明显，热处理促进分子链段运动，使内应力得到松弛，同时使纤维结构更趋于完善和稳定。1、结晶度的变化无张力状态下热处理，结晶度有所增大，如进行定长热定型或在张力下热定型，则所得纤维的结晶度保持不变或比松弛热定型时增加得缓慢。2、微晶尺寸在松弛状态下进行热定型，一般会增大微晶尺寸，特别是垂直化纤工艺学于纤维取向方向的尺寸，这是由于热处理有利于分子链运动而发生链折叠，在张力下热定型时，平行于纤维取向轴的微晶尺寸会大为增大。微晶尺寸的增大，晶区缺陷减少，晶区完

47、整度得到改善。3、纤维的长周期和链折叠纤维的长周期（所谓长周期是指拉伸纤维形成的微纤结构中晶区与非晶区平均尺寸之和）随着热定型温度的升高而增大。长周期增大表明晶片厚度增加，反映晶区与非晶区电子密度加大，亦间接反映折叠链的数目增加。化纤工艺学二、热定型对纤维物理-机械性质的影响化纤工艺学1、热定型的温度、张力对纤维应力-应变行为的影响化纤工艺学随定型温度提高，纤维力学性能的变化断裂伸长率断裂强度屈服应力初始模量断裂功松弛热定型增大减小减小减小增大紧张热定型下降增大增大下降化纤工艺学第四节 热定型机理从热定型过程中纤维大分子作用力的变化，热定型与分子运动等方面探讨一、热定型过程中大分子间作用能的变

48、化从分子间的结合能的观点出发，热定型过程包括以下三个阶段:第一阶段；使存在于纤维中的分子间作用力减少，使纤维达到高于Tg的温度。 此阶段又称“松懈”阶段。“松懈”阶段分子间结合能的降低仅发生在最松散的无定型区。化纤工艺学第二阶段：由于“松懈”和热振动的结果，大分子个别活性基团与其他大分子的同样基团相遇，达到原子间相互作用的距离，形成新键，并且数目不断增加，同时分子间作用力也增大。结晶聚合物中会发生进一步结晶。非晶聚合物纤维热定型仅发生无定型结构的紧密化。第三阶段：再此阶段使纤维冷却除去增塑剂（水洗、干燥），并降低温度至Tg以下，此时在第二阶段产生的新键及大分子的位置得到固定。化纤工艺学化纤工艺

49、学第五章 聚酯纤维的纺丝化纤工艺学第一节 概述一、聚酯纤维纺丝通论 1、纺丝机的基本结构 聚酯纤维熔体纺丝机通常包括：熔融装置、熔体输送装置、纺丝装置、丝条冷却装置、上油装置和丝条收集装置等部分。 熔融装置：采用螺杆挤出机 熔体输送装置：弯管和熔体分配管 纺丝装置：计量泵、纺丝头组件和纺丝箱体 丝条冷却装置：纺丝窗、纺丝甬道 上油装置：上油部件、油浴分配循环机构 丝条收集装置：卷绕机或受丝机构化纤工艺学二、纺丝过程中的主要工艺参数1、熔融条件（1）螺杆各区温度 进料段：物料有较大升温 50-265 压缩段：温度基本上等于或略高于熔点 计量段：温度高于熔点（2）熔体输送过程的温度 法兰区：相同或

50、略低于计量段温度 弯管区：接近或略低于纺丝熔体温度 化纤工艺学箱体温度：通常为285-288 2、喷丝条件3、丝条冷却固化条件4、卷绕工艺条件（1）纺丝速度（2）上油、给湿 目的：增加丝束的集束性、抗静电和平滑性 纺丝油剂包括：润滑剂、抗静电剂、集束剂、乳化剂和调整剂等（3）卷绕车间的温湿度化纤工艺学化纤工艺学三、聚酯短纤维的纺丝工艺1、纺丝温度 螺杆各区温度控制在290-300 ，纺丝箱体温度控制在285-310 2、纺丝压力低压纺丝；0.5-0.9MPa高压纺丝：15MPa以上3、冷却固化条件 环形吹风温度为30 2 ，风的湿度为70-80% ,风速为0.3-0.4m/s化纤工艺学(4)纺

51、丝速度:常规纺短纤维的纺丝速度控制在低于2000m/min四、聚酯长丝的纺丝工艺1、聚酯长丝纺丝工艺特点（1）对原材料的质量要求高：常规纺长丝切片的含水率不大于80ppm(短纤维要求为200ppm)。粉末和粘结粒子少。（2）工艺控制要求严格（3）高速度、大卷装 2、常规纺丝工艺特点 纺速低，生产变形丝时，拉伸和变形分两步进行，工艺流程长。化纤工艺学3、常规纺丝工艺（1）纺丝温度：熔体纺丝温度一般控制在280-290 范围内（2）螺杆挤出压力：生产中螺杆挤出压力控制为6.5-7.5MPa,纺丝组件的压力控制在9.8-24.5MPa范围内 (3)冷却条件：一般采用测吹风的冷却形式，风温控制在20-

52、30 ，风速采用0.3-0.5m/min（4）卷绕速度：常规纺聚酯长丝的最佳纺丝速度为900-1200m/min化纤工艺学第二节 聚酯纤维的高速纺丝一、聚酯预取向丝（POY）生产工艺 预取向丝（POY）的结构稳定性好，随放置时间和条件变化，性质变化小。纺丝中抗外界干扰性强：纺速增加、纺丝张力增大，受外来的干扰相对减小。 预取向丝（POY）适合用内拉伸法生产拉伸变形丝（DTY）, 可以在拉伸变形机中一步完成得到DTY1、预取向丝的性能POY的双折射率（n）在0.025以上，但不大于0.06。 n过高会导致大分子间的超分子结构加强，使后加工过程变得困难。结晶度越低越好，一般认为1% 2%较为适中。

53、化纤工艺学2、生产工艺特征 纺丝速度 30004000m/min，高取向、低结晶结构的卷绕丝 纤维中的大分子链收到高拉伸张力的作用，其形变不仅发生在熔体未凝固的流动状态区域，而且在固化后还发生细颈拉伸现象，从而大大提高卷绕丝的取向度，并使其结构稳定。 3、生产工艺控制 要求切片特性粘数在0.65dL/g以上，含水率一般应控制在50ppm以下。纺丝温度比常规纺丝高5 10 ，一般为290 300 。POY纺丝时的冷却吹风速度比常规纺丝要高。化纤工艺学二、聚酯全拉伸丝（FDY）生产工艺FDY是在POY高速纺丝过程中引入有效拉伸，当卷绕速度达到5000m/min以上时获得的具有全取向结构的拉伸丝，是

54、纺丝-拉伸-卷绕一步法连续工艺。在纺丝线上建立有效的拉伸阶段，即先以一定速度纺出预取向丝（ 如3000m/min ），随后即对此固化丝条再进行一次热拉伸，便可获得拉伸取向效果。化纤工艺学三、聚酯全取向丝（FOY）生产工艺全取向丝（FOY）是采用6000m/min以上的纺丝速度而获得的具有高取向结构的长丝。其生产技术称为超高速纺技术，纺速在7000m/min得到的POY结构与FDY基本相同，高拉伸应力的作用会使大分子链产生取向和热结晶而形成微原纤结构。化纤工艺学一、聚酯长丝的后加工以UDY和POY为原丝经拉伸加捻制得普通长丝，以POY为原丝经变形加工得到变形丝，最常见的为假捻变形丝。1、普通长丝

55、后加工以UDY或POY为原丝的拉伸加捻工艺无本质区别，只是拉伸倍数不同，前者称UDY-DT工艺，后者称POY-DT工艺，拉伸的同时给予少量的捻度第三节 聚酯纤维的后加工后加工包括拉伸、热定型、加捻、变形加工和成品包装等。化纤工艺学（1）拉伸加捻工艺过程 卷绕丝在拉伸盘上被预热，在喂入辊和第一导丝盘间进行第一段拉伸，在第一和第二拉伸盘间进行第二段拉伸拉伸的同时，经加热器进行初步热定型 从第二拉伸盘引出的拉伸丝，经卷绕系统上部中心处的导丝器和上下移动着的钢领上的钢丝圈后，被卷绕在旋转的筒管上。丝条的加捻是由回转锭子和在钢领上滑动的钢丝圈相互作用来实现的。钢丝圈转一圈，丝条就得到一个捻回。 （2）拉

56、伸加捻工艺条件（以POY为原丝） 通常采取双区热拉伸，两段拉伸比分别为1.01和1.60左右，总拉伸比为1.61.8.第一段拉伸主要是使丝条形成一定张力化纤工艺学2、假捻变形丝的加工 假捻变形是对长丝进行假捻变形后再热定型而制得的高度卷曲蓬松的丝或纱。是重要的弹力丝品种现代假捻的握持方法多采用摩擦式假捻器，常用三轴重叠盘，把丝直接压在数组圆盘的外表面上。由于圆盘的高速旋转，借助其摩擦力使丝条加捻。在假捻器上方，丝被加捻 ；而在假捻器下方，丝被解捻化纤工艺学聚酯低弹丝的生产采用装有两段加热器的假捻变形机。原丝POY在喂入辊和传送辊之间借助第一段热板加热进行拉伸，同时穿过高速旋转的假捻器，原丝在喂

57、入辊和假捻器之间被加捻变形，而在假捻器和传送器之间被解捻，再在局部松弛下进入第二加热器定型，从而获得所要求的卷缩弹性和蓬松性。称为内拉伸变形工艺。第一加热器之后一般装有冷却板，使加捻热定型后的变形丝冷却至玻璃化温度以下，再进行解捻，以保证解捻后的丝条呈卷曲状态。第二加热器的作用是使变形丝进一步热定型，使变形时产生的部分内应力松弛，同时消除非常弱的卷曲，降低热收缩率，以得到弹性回复率较低的低弹丝。化纤工艺学二、聚酯短纤维的后加工1、工艺流程简介聚酯短纤维后加工主要由集束、拉伸、定型、卷曲、上油、切断和打包等工序组成。（1）拉伸温度 第一级拉伸温度控制在7090 ，第二级拉伸温度控制在150（棉型

58、）90（毛型）之间。 （2）拉伸速度化纤工艺学二级拉伸工艺中，丝束的拉伸通过三台拉伸机完成，一般用第三机台的出丝速度V3为拉伸速度。目前涤纶短纤维生产中拉伸时丝束喂入速度一般为3045m/min，出丝速度V3为140180 m/min（3）拉伸倍数及其分配：拉伸倍数应选择在自然拉伸倍数和最大拉伸倍数之间。第一级拉伸倍数控制在总拉伸倍数的85左右为好。化纤工艺学化纤工艺学2、工艺描述（1）初生纤维的集束 将存放平衡后的丝条在恒温、恒湿条件下进行集束。所谓集束是把若干个盛丝桶的丝条合并，集中成工艺规定粗度的大股丝束，以便进行后处理。 （2）拉伸 采用集束拉伸，常用的集束拉伸机为三道七辊拉伸机。为保

59、证丝束加热均匀，短纤维的拉伸一般采用湿热拉伸工艺，因此在各道拉伸机之间常设置加热器，目前多用油浴和水浴加热 （3）卷曲 涤纶的截面近似圆形，表面光滑，因此纤维间抱合力小，不易与其他纤维抱合在一起，对纺织加工不利。必须进行卷曲加工，使其具有天然纤维相似的卷曲性。化纤工艺学（4）热定型 用于热定型的设备有链板式松弛热定型机、圆网式松弛热定型机、九辊紧张热定型机等 （5）切断和打包 纺织加工对纤维长度有一定要求，为使涤纶能很好地与棉、羊毛及其他品种化学短纤维混纺，需将纤维切断成相应的长度，如棉型、毛型、中长纤维等。化纤工艺学第五章 聚丙烯腈纤维的纺丝化纤工艺学 聚丙烯腈（PAN）纤维是指由聚丙烯腈或

60、丙烯腈含量占85以上和其他第二、第三单体的共聚物纺制而成的纤维。具有羊毛的特征：蓬松性和保暖性好，手感柔软，防霉、防蛀。由于大分子上含有氰基，这种结构可吸收能量较多的（紫外光）光子，并能转化为热能，从而保护主键，使其不易发生降解，故有非常优越的耐光性和耐辐射性。二元共聚的聚丙烯腈纤维可作为生产碳纤维的原丝，经预氧化、炭化和石墨化处理，可分别制成耐高温的预氧化纤维，碳纤维及石墨纤维。 聚丙烯腈湿法纺丝时，聚丙烯腈溶液从浸于凝固浴中的喷丝板小孔喷出，通过双扩散作用最终成型得到聚丙烯腈初生纤维。凝固浴通常采用制备聚丙烯腈纺丝原液所用溶剂的水溶液，这里水即是沉淀剂。化纤工艺学第一节 聚丙烯腈的湿法成形