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文档简介

1、纤维分类与粘胶纤维常识第一部分:纤维分类纤维(Fiber): 一般是指细而长的材料。纤维具有弹性模量大,塑性形变小, 强度高等特点,有很高的结品能力,分子量小,一般为几万。纤维分类一、天然纤维天然纤维是自然界存在的,可以直接取得纤维,根据其来源分成植物纤维、动物纤维和矿物纤维三类。(一)植物纤维植物纤维是由植物的种籽、果实、茎、叶等处得到的纤维,是天然纤维素纤维。从植物韧皮得到的纤维如亚麻、黄麻、罗布麻等;从植物叶上得到的纤维如剑麻、蕉 麻等。植物纤维的主要化学成分是纤维素,故也称纤维素纤维。植物纤维包括:种子纤维、韧皮纤维、叶纤维、果实纤维。种子纤维:是指一些植物种子表皮细胞生长成的单细胞纤

2、维。如棉、木棉。韧皮纤维:是从一些植物韧皮部取得的单纤维或工艺纤维。如:亚麻、苎麻、黄 麻、竹纤维叶纤维:是从一些植物的叶子或叶鞘取得的工艺纤维。如:剑麻、 蕉麻果实纤维:是从一些植物的果实取得的纤维。如:椰子纤维。(二)动物纤维动物纤维是由动物的毛或昆虫的腺分泌物中得到的纤维。从动物毛发得到的纤维有羊毛、兔毛、骆驼毛、山羊毛、耗牛绒等;从动物腺分泌物得到的纤维有蚕丝等。 动物纤维的主要化学成分是 蛋白质,故也称蛋白质纤维动物纤维(天然蛋白质纤维)包括:毛发纤维和腺体纤维。毛发纤维:动物毛囊生长具有多细胞结构由角蛋白组成的纤维。如:绵羊毛、山羊绒、骆驼毛、兔毛、马海毛。丝纤维:由一些昆虫丝腺所

3、分泌的,特别是由鳞翅目幼虫所分泌的物质形成的纤 维,此外还有由一些软体动物的分泌物形成的纤维。如:蚕丝(三)矿物纤维矿物纤维是从纤维状结构的矿物岩石中获得的纤维,主要组成物质为各种氧化 物,如二氧化硅、氧化铝、氧化镁等,其主要来源为各类石棉,如温石棉,青石棉等。二、化学纤维化学纤维是经过化学处理加工而制成的纤维。可分为人造纤维(再生纤维)和合 成纤维两类。(一)人造纤维(再生纤维)人造纤维也称再生纤维人造纤维是用含有天然纤维或蛋白纤维的物质,如木材、甘蔗、芦苇、大豆蛋白 质纤维等及其他失去纺织加工价值的纤维原料,经过 化学加工后制成的纺织纤维。主 要的用于纺织的人造纤维有:黏胶纤维、醋酸纤维、

4、铜氨纤维。再生纤维是指将天然高聚物制成的浆液高度纯净化后制成的纤维,如再生纤维素 纤维、再生蛋白质纤维、再生 淀粉纤维以及再生合成纤维。(二)合成纤维合成纤维的化学组成和天然纤维完全不同,是从一些本身并不含有纤维素或蛋白质的物质如石油、煤、天然气、石灰石或 农副产品,先合成单位,再用化学合成与机 械加工的方法制成纤维。如 聚酯纤维(涤纶)、聚酰胺纤维(锦纶或尼龙)、聚乙烯醇 纤维(维纶)、聚丙烯月青纤维(月青纶)、聚丙烯纤维(丙纶)、聚氯乙烯纤维(氯纶) 等。三、其他分类度与细度有棉型(38 51mm )、毛型(64 114mm )、丝型(长丝)、中长型(51 76mm )、超细型(0.9dt

5、ex )之分。面形态有普通圆形、中空和 异形纤维以及环状或形芯纤维。曲有高卷曲、低卷曲、异卷曲、无卷曲之分。化纤维;高性能纤维:功能或智能纤维工方式对天然纤维有不同初加工和改性的纤维。纤维有高谏纺丝、牵伸丝(DTY )、预或全取向丝(POY或FOY)、变形丝等。维资源状态可分为大宗纤维和特种纤维纤维在各行各业中纤维在纺织业纤维是天然或人工合成的细丝状物质.在现代生活中,纤维的应用无处不在,而 且其中蕴含的高科技还不少呢。导弹需要防高温,江堤需要防垮塌,水泥需要防开裂, 血管和神经需要修补,这些都离不开纤维这个小身材的“神奇小子”。穿得舒服,御寒防晒,是我们对衣服的最初要求,如今这个要求已很容易

6、达到。海藻碳纤维做成衣服后,穿着时能长期使人体分子摩擦产生热反应,促进身体血液循环,因此能蓄热保温,而防紫外线辐射的纤维制成衣服便可减少我们夏日撑伞的麻烦。不过现在人们不仅要求穿得暖和,还增加了许多新要求,纤维都能一一满足:过 去的年代曾经流行过 “涤盖棉”、“丙盖棉”,面料外涤里棉,是因为棉和肌肤的亲和 性好,而涤与丙纶结实耐磨,方便洗涤。现在的新材料有了颠覆性的转变,可以“棉盖涤”、“棉盖丙”,新型的抗菌导湿纤维,比通常的纤维直径?穴10gm 一 100gm?雪要 小,织成的面料可以使汗液透过,却不附着,这样汗液便被排到外层的棉布层,衣服贴身面便可随时保持干爽.千变万化,只为了帮我们穿着更

7、舒适。纤维在军事而纤维更大的作用早已不仅停留在日常穿着了,粘胶而碳纤维帮导弹穿上“防热衣”,可以耐几万丝绸纤维度的高温;无机 陶瓷纤维耐氧化性好,且 化学稳定性高,还有耐腐蚀性和电绝缘性, 航空航天、军工领域都用得着; 聚酰亚胺纤维可以做高温防火保护服、赛车防燃服、 装甲部队的防护服和飞行服;碳纳米管可用作电磁波吸收材料,用于制作 隐形材料 电磁屏蔽材料、电磁波辐射污染防护材料和“暗室”(吸波)材料。纤维在环保聚乳酸作为可完全生物降解性塑料,越来越受到人们重视。可将聚乳酸制成农用 薄膜、纸代用品、纸张塑膜、包装薄膜、食品容器、生活垃圾袋、农药化肥缓释材料、 化妆品的添加成分等。纤维在医药方面的

8、应用已非常广泛。甲壳素纤维做成医用纺织品,具有抑菌除臭、消炎止痒纤维织物、保湿防燥、护理肌肤等功能,因此可以制成各种止血棉、绷带和纱布,废弃后还会 自然降解,不污染环境;聚丙烯酰胺类水凝胶可能控制药物释放;聚乳酸或者脱乙酰 甲壳素纤维制成的外科 缝会线,在伤口愈合后自动降解并吸收,病人就不用再动手术 拆线了。纤维在建筑领域防渗防裂纤维可以增强混凝土的强度和防渗性能,纤维技术与混凝土技术相结合,可研制出能改善混凝土性能,提高土建工程质量的 钢纤维以及合成纤维,前者对 于大坝、机场、高速公路等工程可起到防裂、抗渗、抗冲击和抗折性能,后者可以起 到预防混凝土早期开裂,在混凝土材料制造初期起到表面保护

9、。在公路、水电、桥梁、 国家大剧院、上海市公安局指挥中心屋顶停机坪、 上海虹口足球场 等大型工程中已露 了一手。纤维在生物科技随着生物科技的发展,一些纤维的特性可以派上用场。类似肌肉的纤维可制成“人 工肌肉”、“人体器官”。聚丙烯酰胺具有生物相容性,一直是人体组织良好的替代材 料,聚丙烯酰胺水凝胶高吸水吸湿纤维能够有规律地收缩和溶胀,这些特性正可以模拟人体肌肉的运动。胶原是人体中最多的蛋白质,人体心脏、眼球、血管、皮肤、软骨及骨路中都有它的存在,并为这些人体组织提供强度支撑。合成纳米纤维能在骨折处形成一种类似 胶质的凝胶,引导骨骼矿质在 胶原纤维周围生成一个类似于天然骨骼的结构排列,修 补骨骼

10、于无形之中。蜘蛛丝一直是人类想要模仿制造的,天然蜘蛛丝的直径为 4微米左右,而它的牵 引强度相当于钢的5倍,还具有卓越的防水和伸缩功能。如果制造出一种具有天然蜘 蛛丝特点的人造蜘蛛丝,将会具有广泛的用途。它不仅可以成为 降落伞和汽车安全带 的理想材料,而且可以用作易于被人体吸收的外科手术缝合线。纤维在塑料纤维的充填能有效地提高塑料的强度和刚度。纤维增强塑料属刚性结构材料。纤维增强塑料主要有两个组分。基体是 热固性塑料或热塑性塑料,用纤维材料充 填。通聚丙烯晴纤维常基体的强度较低,而纤维 填料具有较高的刚性但呈脆性。两者复合得到的增强塑料 中,纤维承受很大的载荷应力,基体 树脂通过与纤维界面上的

11、剪切应力,支撑了纤维 传递了外载荷。热固性塑料纤维增强塑料略写成 FRP(fiber reinforced plastics),热塑性纤维增强 塑料略写成FRTP (fiber reinforced thermoplastics).若用玻璃纤维增强则前缀G,如 GFRP、GFRTP ;如用碳纤维增强前缀 C;用硼纤维则前缀B;用芳纶聚酰胺纤维 (Kevlar)增强则前缀K。增强塑料以玻璃纤维使用占优势,其品种很多,无碱玻璃(E-glass)为常用普通 纤维,碱金属氧化物含量很低,具有优良的化学稳定性和电绝缘性。高强度玻璃纤维(S-glass)含有镁铝硅酸盐等成分,具有比E-glass纤维高10

12、%-50%的强度。由于化学成分和生产工艺的不同,还有高模量、中碱和高碱等各种玻璃纤维。碳纤维具有较 大的刚性和优良的耐腐性,常用于增强热固性塑料。硼纤维本身是钨丝和硼的复合材料,具有较高的弹性模量,但纤维较粗且制造成本高。常用环氧树脂作基体。低密度的芳纶纤维国内已经躬行并使用,它用于承受拉应力的缆绳和承力构件。表面处理是在纤维表面涂覆表面处理剂,表面处理剂包括浸润剂及一系列偶联剂 和助剂。偶联剂能在纤维与基体树脂间形成一个良好黏合界面,从而有效提高两者的 黏结强度,也提纤维特性高了增强塑料的防水、绝缘和耐磨等性能。注记:在数学里也有类似的“纤维”的概念,详见词条“曲面纤维化”。实际上,这 一概

13、念与日常生活中的“纤维”概念完全一致。纤维实验纤维:21或22号切片胶原纤维被伊红染成粉红色,为粗细不等的束状结构,交叉排列,有的较直或呈 波浪形,其中的原纤维大多看不清。弹性纤维染成蓝紫色,单条分布而不成束,纤维粗细不等,有分支,并交织成网。高倍镜下绘图,显示部分疏松结缔组织注解:胶原纤维、弹性纤维、成纤维细胞、巨噬细胞、肥大细胞和浆细胞。纤维鉴别各种纤维织品的燃烧特性:1、 棉、麻、竹等植物纤维和黏胶纤维(主要成分是纤维素):容易燃烧,产生 黄色及蓝色火焰,有烧纸或草的气味。灰烬呈灰色,易飞扬。2、羊毛、蚕丝(蛋白质):燃烧缓慢,徐徐冒烟;燃烧时缩成一团,有特殊的焦 臭味;灰烬呈小球状,一

14、压即碎。3、合成纤维: 尼龙:边燃烧边熔化,无烟或略有白烟。火焰小,呈蓝色。有烧焦的芹菜味, 灰烬为浅褐色小硬珠,不易捻碎。涤纶:燃烧时边卷缩边熔化边冒烟,火焰为黄白色,有芳香味,灰烬为褐色 小珠,可以用手捻碎。 腈纶:一边缓慢燃烧,一边熔化,火焰为亮白色,有时略有黑烟,有鱼腥味,灰烬为黑色小珠,脆而易碎。 维尼纶:缓慢燃烧并迅速收缩,火焰小,呈红色,有黑烟和特殊气味,灰烬 为褐色小珠,可用手捻碎。 氯纶:难于燃烧,当接近火焰时边收缩边燃烧,离火即灭,有氯气的气味, 灰烬为黑色硬块。 因纶:燃烧时边卷缩边熔化,火焰明亮,呈蓝色,有燃烧蜡质的气味,灰烬 为硬块,但可以捻碎。 玻璃纤维:不燃烧,熔

15、融不变色,灰烬为本色,小玻璃珠状。第二部分:粘胶纤维常识粘胶纤维是指从木材和植物藁杆等纤维素原料中提取的a一纤维素,或以棉短 绒为原料,经加工成纺丝原液,再经湿法纺丝制成的人造纤维。简介粘胶纤维(viscose fibre ),是粘纤的全称。它又分为粘胶长丝和 粘 胶短纤。粘胶纤维粘纤一一又叫人造丝、冰丝、粘胶长丝。近年,粘纤又出现了一种名为天 丝、竹纤维的高档新品种。粘纤是以棉或其它 天然纤维为原料生产的纤维 素纤维。在12种主要纺织纤维中,粘纤的含湿率最符合人体皮肤的生理要 求,具有光滑凉爽、透气、抗静电、染色绚丽等特性。粘胶纤维属再生纤维素纤维。它是以天然纤维素为原料,经碱化、老 化、磺

16、化等工序制成可溶性纤维素磺酸酯,再溶于稀碱液制成粘胶,经湿 法纺丝而制成。采用不同的原料和 纺丝工艺,可以分别得到普通粘胶纤维, 高湿模量粘胶纤维和高强力粘胶纤维等。普通粘胶纤维具有一般的物理机 械性能和化学性能,又分棉型、毛型和 长丝型,俗称人造棉、人造毛和人 造丝。高湿模量粘胶纤维具有较高的聚合度、强力和湿模量。这种纤维在 湿态下单位线密度每特可承受22.0cN的负荷,且在此负荷下的湿伸长率不 超过15%,主要有富强纤维。高强力粘胶纤维具有较高的强力和耐疲劳性能。历史粘纤是古老的纤维品种之一。在1891年,克罗斯(Cross )、贝文(Bevan ) 和比德尔(Beadle )等首先以棉为

17、原料制成了纤维素磺酸钠溶液,由于这 种溶液的粘度很大,因而命名为“粘胶”。粘胶遇酸后,纤维素又重新析 出。根据这一原理,1893年发展成为一种制造纤维素纤维的方法,这种纤 维就叫做“粘胶纤维”。到1905年,米勒尔(Muller)等发明了一种稀硫 酸和硫酸盐组成的 凝固浴,实现了粘胶纤维的工业化生产。分类粘胶纤维可分为普通型、强力型和高性能型。强力型粘胶纤维中,十态强度超过30.0cN/dtex的长丝称强力丝;超过38.0cN/dtex的称超强力丝; 超过44.1cN/dtex的称二超强力丝;超过48.5cN/dtex的称三超强力丝;超 过53.0cN / dtex的称四超强力丝。高性能粘胶纤

18、维中,在湿态下弹性模量 较高的纤维,称波里诺西克纤维,也称高湿模量纤维,中国称富强纤维,简称富纤。湿模量介于普通型纤维和波里诺西克纤维之间,但具有较高勾 结强度、脆性较小的纤维,称改良型高湿模量纤维。特点粘胶纤维的基本组成是纤维素(C6H10O5)n o普通粘胶纤维的截面呈锯齿形皮芯结构,纵向平直有沟横。而富纤无皮芯结构,截面呈圆形。粘胶纤维具有良好的吸湿性,在一般大气条件下,回潮率在13%左右。 吸湿后显著膨胀,直径增加可达50%,所以织物下水后手感发硬,收缩率大。普通粘胶纤维的断裂强度比棉小,约为1.62.7cN/dtex ;断裂伸长率大于棉,为16%22% ;湿强下降多,约为十强的50%

19、,湿态伸长增加约50%。 其模量比棉低,在小负荷下容易变形,而弹性回复性能差,因此织物容易 伸长,尺寸稳定性差。富纤的强度特别是湿强比普通粘胶高,断裂伸长率 较小,尺寸稳定性良好。普通粘胶的耐磨性较差,而富纤则有所改善。粘胶纤维的化学组成与棉相似,所以较耐碱而不耐酸,但耐碱耐酸性 均较棉差。富纤则具有良好的耐碱耐酸性。同样粘胶纤维的染色性与棉相 似,染色色谱全,染色性能良好。此外粘胶纤维的热学性质也与棉相似, 密度接近棉为1.501.52g/cm3。纤维素的大分子的羟基易于发生多种化学反应,因此,可通过接枝等 方法,对粘胶纤维进行改性,提高粘胶纤维性能,并生产出各种特殊用途 的纤维。制备方法由

20、纤维素原料提取出纯净的a 一纤维素(称为浆粕),用 烧碱、二硫化碳处理,得到橙黄色的纤维素 黄原酸钠,再溶解在稀氢氧化钠溶液中, 成为粘稠的纺丝原液,称为粘胶。粘胶经过滤、熟成(在一定温度下放置约1830h,以降低纤维素黄原酸酯的酯化度)、脱泡后,进行湿法纺丝, 凝固浴由硫酸、硫酸钠和硫酸锌组成。粘胶中的纤维素黄原酸钠与凝固浴 中的硫酸作用而分解,纤维素再生而析出,所得纤维素纤维经水洗、脱硫、 漂白、干燥后成为粘胶纤维。由于生产中的二硫化碳有毒,与空气混合后 易着火、爆炸,因而需对三废(废气、废水和废渣)进行处理,并要注意 劳动保护和安全。目前,正的探索无毒的纤维素溶剂。应用范围粘胶纤维是最早

21、投入工业化生产的 化学纤维之一。由于吸湿性好,穿 着舒适,可纺性优良,常与棉、毛或各种 合成纤维混纺、交织、用于各类 服装及装饰用纺织品。高强力粘胶纤维还可用于轮胎 帘子线、运输带等工 业用品。粘胶纤维是一种应用较广泛的化学纤维。主要品种1、普通粘胶纤维:粘胶棉型短纤维切断长度3540mm,纤度1.12.8dtex(1.02.5 旦)与棉混纺可做细布、凡立丁、华达呢等。粘胶毛型短纤维,切断长度5176mm,纤度3.36.6dtex(3.06.0 旦),可纯纺,也可与 羊毛混纺,可做花呢,大衣呢等。2、富强纤维:是粘胶纤维的改良品种。(2 )纯纺可做细布、府绸等。(3 )与棉、涤等混纺,生产各种服装。(4 )耐碱性好,织成织物挺括,洗涤后不会收缩和变形,较为耐穿耐 用。3、粘胶丝:(1 )可做服装、被面、床上用品和装饰品。粘胶丝与棉纱交织,可做羽纱,线绨被面。粘胶丝与蚕丝交织,可做乔其纱,织锦缎等。 粘胶线与涤、锦长丝交织,可做晶彩缎、古香缎等。

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