第四章 纤维课件

第四章纤维

4.1纤维的分类

4.2粘胶纤维

4.3聚酯纤维

4.4聚酰胺纤维

4.5聚丙烯腈纤维

4.6其他纤维品种

4.7高性能纤维

思考题第四章纤维4.1纤维的分类第四章纤维4.1.3纤维的主要性能指标线密度：断裂强度：断裂所能承受的最大负荷和纤维的线密度之比，单位牛[顿]/特[克斯]断裂伸长率：纤维伸长至断裂时的长度比原来长度增加的百分数Y%=L－L0*100%L0初始模量回弹率：可回复的弹性伸长和总伸长之比线密度支数第四章纤维1.线密度第四章纤维4.1.4化学纤维的生产方法原料的制备纺前的准备纺丝后加工生产过程的四个工序：第四章纤维化学纤维纺丝成型熔体纺丝湿法纺丝干法纺丝主要方法第四章纤维熔体纺丝第四章纤维第四章纤维湿法纺丝第四章纤维干法纺丝

第四章纤维第四章纤维4.2粘胶纤维第四章纤维4.2.2生产工艺过程第四章纤维4.3聚酯纤维聚酯纤维是由大分子链中的各链节通过脂基(C=O)相连的成纤聚合物纺制而成的

C合成纤维，主要品种是聚对苯二甲酸乙二脂纤维PET，含量大于85％的合成纤维称为“涤纶”俗称“的确良”第四章纤维4.3.2生产工艺过程第四章纤维涤纶长丝生产线第四章纤维涤纶短丝生产线第四章纤维4.3.3性能与应用弹性好弹性接近羊毛，耐皱性超过其他一切纤维强度大冲击强度比聚酰胺纤维高4倍，比粘胶纤维高20倍模量高初始模量最高吸湿性低回潮率仅为0.4％～0.5％耐热性好优点：缺点：染色性不良、吸湿性差、织物易起毛起球、易产生静电等，与橡胶的粘合性差应用：理想的民用纺织材料，可纯纺或其他纤维混纺制作各种服装及针织品。工业上，作为电绝缘材料、运输带，渔网、人造血管等第四章纤维缝纫线第四章纤维4.4聚酰胺纤维聚酰胺纤维是指分子主链由酰胺键O[C－NH]连接起来的一类合成纤维，我国称“锦纶”，美国称“尼龙”第四章纤维第四章纤维4.4.2生产工艺过程聚合熔融缩聚法开环聚合法低温聚合法纺丝纤维后加工第四章纤维广东新会美达锦纶股份有限公司

第四章纤维4.4.3性能与应用耐磨性好在所有纺织纤维中耐磨性最好强度高，耐冲击性好弹性高，耐疲劳性好密度小还有耐腐蚀。不发霉染色好优点：缺点：模量低，耐光性，耐热性，抗静电性，染色性以及吸湿性较差应用：可纯纺或其他纤维混纺制作各种服装及针织品。工业上，作为轮胎帘子线，渔网，降落伞等军用物品第四章纤维尼龙网特点及性能：

使用塑料材料加工而成。应用于制药、化工、印花染料、酿造、味精、淀粉造网、打井、水产养殖、食品加工等工业筛滤用第四章纤维第四章纤维第四章纤维第四章纤维尼龙编织管第四章纤维可降解尼龙搭扣拉链第四章纤维绢丝尼龙女衫

第四章纤维4.5聚丙烯腈纤维聚丙烯腈PAN（polyacrylonitrilefibre)通常指含丙烯腈(CH2=CH)CN在85％以上的丙稀腈共聚物或均聚物，国内称腈纶第四章纤维4.5.2生产工艺过程聚丙烯腈的制备纺丝成型聚丙烯腈纤维的后加工第四章纤维腈纶湿法(二步法)纺丝工艺技术第四章纤维第四章纤维分类第四章纤维第四章纤维4.5.3性能与应用柔软性和保暖性好，有“合成羊毛”之称耐光性和耐辐射性优异弹性模量高很高的化学稳定性和较好的耐热性优良的耐霉菌和耐虫蛀性优点：缺点：强度不高，耐磨性和抗疲劳性较差应用：可代替羊毛或羊毛混纺制成毛织类如：船帆，帐篷等，也可用于军用器具、人工器官，超纯水制造等第四章纤维采用DMF二步法干法纺丝工艺生产的腈纶具有以下几个特点：弯曲模量低，手感柔软

蓬松，覆盖性好光泽优雅，亮度好疏水性好，穿着舒适

染色性能良好抗起球性能较好

抗倒伏，弹性好第四章纤维第四章纤维腈纶毯产品柔软，手感滑爽，非常柔和。防霉，防蛀，散湿透气。

第四章纤维-++地毯++--)

第四章纤维第四章纤维4.6其他纤维品种聚丙烯纤维PP又称丙纶电阻率很高，导热系数很小，可与棉，毛等混纺制成地毯，虑布和纸的增强材料等聚乙烯醇纤维PVA又称维纶或合成棉花很好的耐腐蚀和耐日光性，耐水性和染色性差最大的用途是与棉混纺制成棉混纺布和针织品聚氯乙稀纤维又称氯纶优点：耐化学腐蚀性、保暖性和难燃性好，极限氧指数居各种纤维之首吸水性小，电绝缘性强缺点：耐热性差制造各种针织品，毛毯和地毯，防腐蚀的虑布，工作服等第四章纤维第四章纤维4.7高性能纤维概述耐高温纤维高强度高模量纤维弹性纤维第四章纤维4.7.2聚四氯乙烯纤维由聚四氯乙烯乳液直接进行纺丝，经高温烧结而成，我国名为氯纶第四章纤维聚四氯乙烯纤维又名氯纶聚间苯二甲酰间苯二胺纤维PMIA(polymetaphenylenisophethlamede)

又名芳纶1313聚对苯二甲酰对苯二胺纤维又名芳纶1414聚苯并咪唑纤维PBI(Polybenzimidazoi)超高相对分子质量聚乙烯纤维聚胺酯弹性纤维碳纤维第四章纤维高科技合成纤维

人们常用“纤度”来表征纤维的细度与密度，其单位是“旦”，被定义为9000米纤维长度的克重数。比方说，某种纤维的纤度为10旦，就是指这种纤维长为9000米时，重量为10克。普通纤维的纤度一般为1～10旦。高支数的纤维，纤度在0.4～1旦。而利用当今高科技对纤维进行超微细化，可使其纤度低于0.3旦。纤度的大幅度降低，使纤维发生了质的变化。用低纤度纤维制成的仿麂皮织物、仿真丝织物、人造革，达到了以假乱真的地步。用它们制成的各种高密度织物，如高性能清洁布等，深受市场欢迎。第四章纤维日本自知国土小，人口密集，多地震，在多年之前就开展了特种纤维用于建筑的研究。他们以高强碳纤维、芳香族聚酰胺纤维和普通的沥青纤维为原料，用特定方法制成了强度非常高的建筑材料，并用这种材料成功地建造了两幢高达42层的建筑物。日本大成建设公司更是设计了面向21世纪的超高层建筑，称之为“X—SEED400”，其建筑高度达4000米，甚至超过了富士山。这样高的建筑物，其稳固性就是由特种纤维来保证的。第四章纤维不仅建筑行业要用到新型纤维，军事、航空、航天这些尖端科技领域，都需要新型纤维材料。拿海湾战争来说，多国部队使用的高性能歼击机、主战坦克、军用直升飞机、导弹、弹道导弹发射装置、防弹背心、头盔、降落伞等，无一不是用特种纤维加工制成的。第四章纤维

据报道，用芳纶织物制成的复合钢板，抗穿甲弹的能力比相同厚度的普通钢板强10～20倍。最新的波音777客机，大量采用了高强中空的聚丙烯腈碳纤维。而“哥伦比亚”号航天飞机共采用了10多种特种合成纤维，总重量达1吨多。这些特种纤维质轻而强度高，在—70～120℃温度范围内，尺寸的稳定性很好，热胀冷缩效应微乎其微。第四章纤维第四章纤维除了以上强度特别大的合成纤维外，高科技合成纤维研究的另一重点是功能型合成纤维。在各种纤维的分子上连接上特殊的基团，这些基团都带有一定功能，再把纤维制成中空形式，就制成了功能纤维。它在能源、环境保护、医学等领域已初露锋芒。第四章纤维

例如在“海水提铀”方面，用某种球形离子交换纤维提取铀元素已获成功。日本建成的世界上第一座海水提铀工厂，用的便是这种纤维。又如，人们发现活性碳纤维可以处理含酚废水，还能吸附、浓缩、回收废水中有害的有机溶剂。在医学上，人们已开始试验用中空纤维分离膜来制造人工肾、人工肺、人工肝等人造器官。相信在不久的将来，肾功能衰竭、肝癌、肝硬化等疾病不会再像如今这样可怕。第四章纤维号称“合成的钢丝”的芳纶（芳香族聚酰胺）在60年代就打入航空和航天领域，是目前有机合成纤维中强度最大、产量最高的纤维。比强度（同样重量材料得到的强度）是钢丝的五倍，用手指粗的芳纶绳就可以吊起两辆大卡车！有的品种可以在260℃高温下连续使用上百小时。第四章纤维在飞机上，芳纶被制成降落伞、机轮帘布、电绝缘和过滤结构，或作为增强纤维用于复合材料框架、桁条和舱门等；在航天飞机上，芳纶毡毯用于再返大气层时的热防护；宇航员穿的宇航服中有氟纶防火保暖层和芳纶防辐射及防流星层。美国1980年在航空和航天结构上使用了45万公斤的芳纶纤维。第四章纤维芳纶坚韧耐磨，刚柔兼备，现在又发展成最有希望的防弹材料。过去的防弹材料主要是防弹铝板和钢板，都比较笨重，使用起来不灵活。现在用芳纶编织的防弹背心重量轻、结构紧凑、层数多、防护力强，适合于警察和公安人员日常穿用。士兵在战场上感到威胁最大的是弹片和散弹，穿上一种内衬陶瓷板的芳纶避弹衣，就可以保证肺、胸、脊骨等重要部位的安全。第四章纤维芳纶编织层能吸收弹丸60％的能量，陶瓷板能使弹丸偏离或碰掉。由80％芳纶纤维和20％树脂制成的“钢”盔，在与真正钢盔重量大致相等的情况下，安全性提高了两倍以上。据统计，芳纶防弹衣和钢盔最少能防护人的60～70％关键部位，使伤亡人数至少降低三分之一。第四章纤维第四章纤维芳纶陶瓷装甲还普遍应用于坦克、装甲车和直升机，可作为主防护装甲和辅助防护装甲。这些装甲有的单独使用芳纶层压板，有的与铝板复合使用，大大轻于传统的装甲钢板。这种新型复合装甲还可用于民航机上，作为防爆的防护板。此外，芳纶增强塑料还可制造鱼雷发射管、雷达天线罩等。第四章纤维在康复医学中，使用各种人造合成纤维的数量越来越大。氟纶、涤纶和碳纤维是最常用的，如氟纶人造血等，尼龙中空纤维人工肾、碳纤维人工心脏瓣膜等，都具有良好的生物相容性。人工肺的主要部分是数万根空心丙纶纤维管，每根长30厘米，直径250微米，这样小的孔，连血液也不能渗透进去，但却可以让氧气和二氧化碳进行交换，保障人的正常呼吸。可见，合