高分子材料基本加工工艺.ppt

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1、 第三节第三节 纤维纤维纤维的定义：纤维的定义：纤维的定义：纤维的定义：纤维是一种细丝状的物质，直径一般为几微米纤维是一种细丝状的物质，直径一般为几微米到几十微米，而长度比细度大几十甚至上千倍以上。到几十微米，而长度比细度大几十甚至上千倍以上。如棉花、如棉花、叶络、肌肉、毛发等。叶络、肌肉、毛发等。一、纺织材料的历史和发展一、纺织材料的历史和发展1 1、天然纤维的发展历史、天然纤维的发展历史距今约距今约4040多万年前旧石器时期人类开始使用兽皮和树叶蔽身。多万年前旧石器时期人类开始使用兽皮和树叶蔽身。麻纤维的使用：公元前麻纤维的使用：公元前50005000年；棉花的使用：公元前年；棉花的使用：

2、公元前30003000年。年。蚕丝的使用：公元前蚕丝的使用：公元前26002600年；动物毛的使用：公元前年；动物毛的使用：公元前30003000多多年年2 2、化学纤维的发展历史、化学纤维的发展历史粘胶纤维粘胶纤维1904 1904 聚酰胺纤维（锦纶）聚酰胺纤维（锦纶）1938 1938 聚丙烯腈纤维（腈纶）聚丙烯腈纤维（腈纶）19501950聚酯纤维（涤纶）聚酯纤维（涤纶）1953 1953 聚氨基甲酸酯纤维（氨纶）聚氨基甲酸酯纤维（氨纶）19561956二、纺织纤维的分类二、纺织纤维的分类纺织纤维的种类很多纺织纤维的种类很多(1)(1)根据来源：天然纤维和化学纤维根据来源：天然纤维和化学

3、纤维天然纤维天然纤维：由自然界直接取得的纤维（植物纤维，动物纤维，矿物纤维）：由自然界直接取得的纤维（植物纤维，动物纤维，矿物纤维）特点特点:手感柔软手感柔软,吸湿性吸湿性、染色性和通透性好染色性和通透性好,容易虫蛀容易虫蛀、发霉发霉 植物纤维（纤维素类）：从植物的种子，茎，叶或果实上获得的纤维。植物纤维（纤维素类）：从植物的种子，茎，叶或果实上获得的纤维。如棉、如棉、苎麻、亚麻、苎麻、亚麻、剑麻、蕉麻、剑麻、蕉麻、椰子纤维椰子纤维 动物纤维（蛋白质类）：从动物上获得的纤维。分为毛纤维和丝纤维动物纤维（蛋白质类）：从动物上获得的纤维。分为毛纤维和丝纤维 毛纤维：羊毛，兔毛，牦牛毛，骆驼毛毛纤维

4、：羊毛，兔毛，牦牛毛，骆驼毛 驼马毛，羊驼毛等驼马毛，羊驼毛等 丝纤维：桑蚕丝，柞蚕丝丝纤维：桑蚕丝，柞蚕丝 矿物纤维（无机纤维）：从纤维状结构的矿物岩石上获得的纤维矿物纤维（无机纤维）：从纤维状结构的矿物岩石上获得的纤维 。如石棉。如石棉 化学纤维化学纤维：由天然的或合成的高分子物质为原料，经过化学处理和机械加工：由天然的或合成的高分子物质为原料，经过化学处理和机械加工 制造纤维。制造纤维。人造纤维：人造纤维素类纤维：粘胶纤维人造纤维：人造纤维素类纤维：粘胶纤维,富强纤维富强纤维,醋酯纤维醋酯纤维 人造蛋白质类纤维：大豆纤维人造蛋白质类纤维：大豆纤维,花生纤维花生纤维,牛奶纤维牛奶纤维 人造

5、无机纤维：玻璃纤维人造无机纤维：玻璃纤维,金属纤维金属纤维,碳纤维碳纤维 人造有机纤维：甲克质纤维人造有机纤维：甲克质纤维 合成纤维：涤纶（聚酯纤维）合成纤维：涤纶（聚酯纤维）PET 锦纶（聚酰胺纤维）锦纶（聚酰胺纤维）PA 腈纶（聚丙烯腈纤维）腈纶（聚丙烯腈纤维）PAN 维纶（聚乙烯醇缩甲醛纤维）维纶（聚乙烯醇缩甲醛纤维）PVA 丙纶（聚丙烯纤维）丙纶（聚丙烯纤维）PP 氯纶（聚氯乙烯纤维）氯纶（聚氯乙烯纤维）PVC 氨纶（聚氨基甲酸酯纤维）氨纶（聚氨基甲酸酯纤维）PU(2)按纤维长度分：短纤维和长丝按纤维长度分：短纤维和长丝短纤维：棉，毛，麻，化纤短纤维：棉型化纤（短纤维：棉，毛，麻，化纤

6、短纤维：棉型化纤（3338mm)毛型化纤（毛型化纤（64114mm)中长型化纤（中长型化纤（5176mm)长丝：指像蚕丝一样具有足够长度的纤维长丝：指像蚕丝一样具有足够长度的纤维 如蚕丝，化纤长丝如蚕丝，化纤长丝(涤纶丝涤纶丝,粘胶丝粘胶丝)天然纤维和化学纤维需求量变化图天然纤维和化学纤维需求量变化图三、三、化学纤维化学纤维1 1、化学纤维制造过程简介、化学纤维制造过程简介 化化学学纤纤维维的的制制造造必必须须经经过过高高分分子子物物质质的的聚聚聚聚合合合合或或或或提提提提纯纯纯纯、纺纺纺纺丝丝丝丝液液液液的制备的制备的制备的制备、纺丝纺丝纺丝纺丝和和后整理后整理后整理后整理四个步骤。四个步骤

7、。（一）（一）（一）（一）高分子物质的聚合或提纯高分子物质的聚合或提纯高分子物质的聚合或提纯高分子物质的聚合或提纯 再生纤维的原料是天然高聚物，需经提纯除去杂质。再生纤维的原料是天然高聚物，需经提纯除去杂质。（二）（二）（二）（二）纺丝流体的制备纺丝流体的制备纺丝流体的制备纺丝流体的制备 纺纺丝丝流流体体的的制制备备主主要要有有熔熔熔熔体体体体纺纺纺纺丝丝丝丝法法法法和和溶溶溶溶液液液液纺纺纺纺丝丝丝丝法法法法两两种种方方法法。凡凡高高聚聚物物的的熔熔点点低低于于其其分分解解温温度度的的，采采用用熔熔体体纺纺丝丝法法；对对于于熔熔点点高于分解温度的采用溶液纺丝法。高于分解温度的采用溶液纺丝法。

8、（三）（三）纺丝纺丝 将将纺纺丝丝流流体体从从喷喷丝丝头头的的喷喷丝丝孔孔中中压压出出，呈呈细细流流状状，再再在在适适当当的介质中固化成为细丝，这一过程称为纺丝。的介质中固化成为细丝，这一过程称为纺丝。常用的纺丝方法有熔体纺丝法和溶液纺丝法两大类。常用的纺丝方法有熔体纺丝法和溶液纺丝法两大类。（四）后整理（四）后整理（四）后整理（四）后整理 2 2、化学纤维介绍、化学纤维介绍（一）粘胶纤维（一）粘胶纤维（一）粘胶纤维（一）粘胶纤维 （viscose)viscose)viscose)viscose)1 1、纤维的主要特征纤维的主要特征纤维的主要特征纤维的主要特征 普通粘胶纤维的截面普通粘胶纤维的

9、截面 为锯齿且有皮芯结构，纵向为锯齿且有皮芯结构，纵向 平直有沟槽（见图）平直有沟槽（见图）2 2、主要用途及使用性能主要用途及使用性能主要用途及使用性能主要用途及使用性能 粘粘胶胶纤纤维维因因其其吸吸湿湿性性好好，穿穿着着舒舒适适，可可纺纺性性好好，与与棉棉、毛及其它合成纤维混纺、交织毛及其它合成纤维混纺、交织.（二）铜氨纤维（二）铜氨纤维 铜铜氨氨纤纤维维也也是是再再生生纤纤维维素素纤纤维维，它它是是将将棉棉短短绒绒等等天天然然纤纤维维素素高高聚聚物物溶溶解解在在氢氢氧氧化化铜铜溶溶液液中中，或或碱碱性性铜铜盐盐的的浓浓氨氨溶溶液液内内，制成纺丝液，再进行湿法纺丝和后加工制成铜氨纤维。制成

10、纺丝液，再进行湿法纺丝和后加工制成铜氨纤维。主要用途及使用性能主要用途及使用性能 铜铜氨氨纤纤维维柔柔软软纤纤细细，光光泽泽柔柔和和，常常用用作作高高档档丝丝织织或或针针织织物物。由于原料的限制，工艺较为复杂，产量较低。由于原料的限制，工艺较为复杂，产量较低。（三）醋酯纤维（三）醋酯纤维（三）醋酯纤维（三）醋酯纤维 1 1、纤维的主要特征纤维的主要特征纤维的主要特征纤维的主要特征 醋醋酯酯纤纤维维截截面面为为多多瓣瓣形形、片片状状或或耳耳状状，无无皮皮芯芯结结构构（见图）。（见图）。2 2、主要使用性能。、主要使用性能。醋醋酯酯纤纤维维吸吸湿湿较较低低，不不易易污污染染，洗洗涤涤容容易易，且且

11、手手感感柔柔软软，弹性好，不易起皱。弹性好，不易起皱。（四）涤纶纤维（四）涤纶纤维（四）涤纶纤维（四）涤纶纤维 涤纶为聚酯类纤维中用途最广，产量最高的一种。涤纶为聚酯类纤维中用途最广，产量最高的一种。1 1、涤纶纤维的基本特征涤纶纤维的基本特征涤纶纤维的基本特征涤纶纤维的基本特征常见纤维的截面为圆形，纵向为圆棒状（见图）。常见纤维的截面为圆形，纵向为圆棒状（见图）。聚酯纤维（聚酯纤维（Polyester Polyester）（）（涤纶）涤纶）2 2 2 2 性质性质性质性质 （1 1 1 1）机械性质）机械性质）机械性质）机械性质断裂强度较高，伸长率大；弹性回复性好；断裂强度较高，伸长率大；弹

12、性回复性好；断裂强度较高，伸长率大；弹性回复性好；断裂强度较高，伸长率大；弹性回复性好；织物挺括，耐磨性较好，尺寸稳定性较好。织物挺括，耐磨性较好，尺寸稳定性较好。织物挺括，耐磨性较好，尺寸稳定性较好。织物挺括，耐磨性较好，尺寸稳定性较好。（2 2 2 2）吸湿染色差）吸湿染色差）吸湿染色差）吸湿染色差W=0.4%W=0.4%W=0.4%W=0.4%；不能采用常温染色。易起静电，耐污不能采用常温染色。易起静电，耐污不能采用常温染色。易起静电，耐污不能采用常温染色。易起静电，耐污性差。性差。性差。性差。（3 3 3 3）热学性质）热学性质）热学性质）热学性质 熔点高，达熔点高，达熔点高，达熔点高

13、，达255-265255-265255-265255-265；耐热性和热稳定；耐热性和热稳定；耐热性和热稳定；耐热性和热稳定性好性好性好性好（4 4 4 4）光学性质）光学性质）光学性质）光学性质 耐光性好，仅次于腈纶耐光性好，仅次于腈纶耐光性好，仅次于腈纶耐光性好，仅次于腈纶（5 5 5 5）耐酸不耐强碱，不霉不蛀）耐酸不耐强碱，不霉不蛀）耐酸不耐强碱，不霉不蛀）耐酸不耐强碱，不霉不蛀 （五）锦纶纤维（五）锦纶纤维（五）锦纶纤维（五）锦纶纤维 锦锦纶纶是是合合成成纤纤维维中中工工业业化化生生产产最最早早的的品品种种，其其品品种种很很多多，常常用的主要有锦纶用的主要有锦纶6 6和锦纶和锦纶66

14、66。1 1、主要用途主要用途主要用途主要用途 锦锦纶纶的的产产量量仅仅次次于于涤涤纶纶，其其产产品品以以长长丝丝为为主主，主主要要用用于于做做民民用用的的袜袜子子、围围巾巾、长长丝丝织织物物及及刷刷子子的的丝丝，还还可可用用于于织织制制地地毯毯等等。用用于于工工业业的的可可制制造造轮轮胎胎帘帘子子线线、绳绳索索、渔渔网网等等；国国防防上上主主要要用用于于织制降落伞等。织制降落伞等。2.2.2.2.性质性质性质性质（1 1 1 1）机械性质）机械性质）机械性质）机械性质 断裂强度、屈曲强度较高，伸长大；断裂强度、屈曲强度较高，伸长大；断裂强度、屈曲强度较高，伸长大；断裂强度、屈曲强度较高，伸长

15、大；弹性好，耐磨性好，弹性好，耐磨性好，弹性好，耐磨性好，弹性好，耐磨性好，锦纶耐磨性居纺织锦纶耐磨性居纺织纤维之冠。纤维之冠。织物的保形性和挺括性较差。织物的保形性和挺括性较差。织物的保形性和挺括性较差。织物的保形性和挺括性较差。（2 2 2 2）吸湿染色性）吸湿染色性）吸湿染色性）吸湿染色性:W=4.5%W=4.5%W=4.5%W=4.5%，比涤纶好比涤纶好比涤纶好比涤纶好（3 3 3 3）热学性质）热学性质）热学性质）热学性质:耐热性差；耐热性差；耐热性差；耐热性差；安全使用温度：低于安全使用温度：低于安全使用温度：低于安全使用温度：低于93939393C C C C（锦纶锦纶锦纶锦纶6

16、 6 6 6），低于），低于），低于），低于130130130130C C C C（锦锦锦锦纶纶纶纶66666666）；熔点：）；熔点：）；熔点：）；熔点：215215215215C C C C（锦纶锦纶锦纶锦纶6 6 6 6），），），），250250250250C C C C（锦纶锦纶锦纶锦纶66666666）（4 4 4 4）耐光性差）耐光性差）耐光性差）耐光性差（5 5 5 5）耐碱不耐酸）耐碱不耐酸）耐碱不耐酸）耐碱不耐酸（6 6 6 6）密度较小）密度较小）密度较小）密度较小（六）腈纶纤维（六）腈纶纤维（六）腈纶纤维（六）腈纶纤维 1 1、腈纶纤维的主要特征腈纶纤维的主要特征腈纶纤

17、维的主要特征腈纶纤维的主要特征 （1 1）截截面面为为圆圆形形或或哑哑铃铃形形，纵纵面面平平滑滑或或有有1-21-2根根沟沟槽槽（见图）。（见图）。2 2、主要用途主要用途主要用途主要用途 腈纶蓬松柔软且外观酷似羊毛，从而有合成羊毛之称，腈纶蓬松柔软且外观酷似羊毛，从而有合成羊毛之称，故常制成短纤维与羊毛、棉或其它化纤混纺，织制毛型织物故常制成短纤维与羊毛、棉或其它化纤混纺，织制毛型织物或纺成绒线。粗旦腈纶可织制毛毯或人造毛皮。利用腈纶特或纺成绒线。粗旦腈纶可织制毛毯或人造毛皮。利用腈纶特殊的热收缩性，可纺成膨松性好、毛型感强的膨体纱。殊的热收缩性，可纺成膨松性好、毛型感强的膨体纱。3.性质性

18、质:结构疏松，强度较低，伸长较大；结构疏松，强度较低，伸长较大；弹性：比棉、麻、粘胶好，但比羊毛、弹性：比棉、麻、粘胶好，但比羊毛、涤纶、锦纶差；涤纶、锦纶差；纤维柔软，吸湿好于涤纶，低于锦纶，纤维柔软，吸湿好于涤纶，低于锦纶，染色性较好，没有明显的熔点；染色性较好，没有明显的熔点；耐光性特别好，耐光性特别好，耐日晒性是七大纶中最好的耐日晒性是七大纶中最好的；耐酸也耐碱；耐酸也耐碱；密度较小密度较小（七）氨纶纤维（七）氨纶纤维（七）氨纶纤维（七）氨纶纤维 氨氨纶纶是是一一种种与与其其他他高高聚聚物物嵌嵌段段共共聚聚时时，至至少少含含有有85%85%的的氨氨基基甲甲酸酸酯酯的的链链节节单单元元组

19、组成成的的线线型型大大分分子子构构成成的的弹弹性性纤纤维维。它它有有聚聚酯酯型型弹性纤维和聚醚型弹性纤维两类。弹性纤维和聚醚型弹性纤维两类。1 1、主要用途及使用性能。主要用途及使用性能。主要用途及使用性能。主要用途及使用性能。氯氯纶纶主主要要用用于于纺纺制制有有弹弹性性的的织织物物，作作紧紧身身衣衣、袜袜子子等等。除除了了织织造造针针织织罗罗口口外外，很很少少直直接接使使用用氨氨纶纶裸裸丝丝。一一般般将将氨氨纶纶丝丝与与其其它它纤纤维的纱线一起做成包芯纱或加捻后使用。维的纱线一起做成包芯纱或加捻后使用。（八）丙纶纤维（八）丙纶纤维1 1、主要用途及使用性能、主要用途及使用性能 丙丙纶纶短短纤

20、纤维维可可以以纯纯纺纺或或与与棉棉纤纤维维、粘粘胶胶纤纤维维混混纺纺，织织制制服服装装面面料料、地地毯毯等等。在在工工业业上上可可用用作作土土工工布布、滤滤布布、人人造造草草坪坪等等。裂膜纤维则大量用于包装材料、绳索等。裂膜纤维则大量用于包装材料、绳索等。（九）维纶纤维（九）维纶纤维（九）维纶纤维（九）维纶纤维1 1、维纶纤维的主要特征：维纶纤维的主要特征：维纶纤维的主要特征：维纶纤维的主要特征：为为湿湿法法纺纺丝丝纤纤维维。截截面面为为腰腰圆圆形形，纵纵面面平平直直，有有1-21-2根根沟槽（见图）。沟槽（见图）。2 2、主要用途及使用性能主要用途及使用性能主要用途及使用性能主要用途及使用性

21、能 维纶的性质接近于棉，有合成棉花之称。维纶织物的坚维纶的性质接近于棉，有合成棉花之称。维纶织物的坚牢度优于棉织物，但缺少毛型感。维纶主要以短纤维为主，牢度优于棉织物，但缺少毛型感。维纶主要以短纤维为主，常与棉纤维混纺。一般只制作低档的民用织物。由于维纶与常与棉纤维混纺。一般只制作低档的民用织物。由于维纶与橡胶有很好的粘合性能，被大量用于工业制品。橡胶有很好的粘合性能，被大量用于工业制品。（十）氯纶（十）氯纶（十）氯纶（十）氯纶1 1、主要用途及使用性能。主要用途及使用性能。主要用途及使用性能。主要用途及使用性能。氯氯纶纶主主要要用用于于制制作作各各种种针针织织内内衣衣、绒绒线线、毯毯子子、絮

22、絮制制品品等等；还还可可制制成成鬃鬃丝丝，用用来来编编织织窗窗纱纱、筛筛网网、绳绳子子等等；此此外外还可用于工业滤布、工作服、绝缘布等。还可用于工业滤布、工作服、绝缘布等。（一）、棉纤维（一）、棉纤维1.1.棉纤维的化学组成棉纤维的化学组成 名称名称 含量（含量（%）纤维素纤维素 93-95 93-95 蜡质与脂肪蜡质与脂肪 果胶果胶 1.0-1.5 1.0-1.5 蛋白质蛋白质 灰分灰分 多缩戊糖多缩戊糖 其它其它 四、四、天然纤维介绍天然纤维介绍 成熟成熟 未成熟未成熟 过过成熟成熟2.棉纤维的形态特征棉纤维的形态特征成熟度不同的棉纤维纵向和横截面形态成熟度不同的棉纤维纵向和横截面形态 成

23、熟成熟 未成熟未成熟 过过成熟成熟棉纤维纵向形态棉纤维纵向形态棉纤维横截面形态棉纤维横截面形态（二）、麻纤维（二）、麻纤维l1、纤维来源：由麻类植物茎杆上的韧皮加工而成。纤维来源：由麻类植物茎杆上的韧皮加工而成。l 制作服装用的麻纤维主要为亚麻和苎麻。制作服装用的麻纤维主要为亚麻和苎麻。亚麻：产于欧洲。亚麻：产于欧洲。苎麻：起源于中国，又称为苎麻：起源于中国，又称为“中国草中国草”l2 2、纤维形态：、纤维形态：纵向形态：纵向平直，有竖纹横节。纵向形态：纵向平直，有竖纹横节。横向截面：苎麻：扁圆形，有中腔，胞壁上辐射状条纹。横向截面：苎麻：扁圆形，有中腔，胞壁上辐射状条纹。亚麻：多角形。亚麻：

24、多角形。亚麻亚麻苎麻苎麻（三）、毛纤维（三）、毛纤维l毛纤维：是指动物毛发类纤维，而天然动物毛的种类很多，毛纤维：是指动物毛发类纤维，而天然动物毛的种类很多，纺织上用量多的是绵羊毛，俗称羊毛。纺织上用量多的是绵羊毛，俗称羊毛。l(1)(1)按羊毛种类分按羊毛种类分l细羊毛：纤维细，平均直径在细羊毛：纤维细，平均直径在25um25um以下，长度可达以下，长度可达120mm120mm，卷，卷曲多，品质优，光泽柔和，是精纺呢绒的最好原料。具有良曲多，品质优，光泽柔和，是精纺呢绒的最好原料。具有良好的缩绒性，也是呢面丰满紧密的粗纺呢绒的优良面料。好的缩绒性，也是呢面丰满紧密的粗纺呢绒的优良面料。l半细

25、羊毛：兼有细羊毛和粗毛的特征，平均直径半细羊毛：兼有细羊毛和粗毛的特征，平均直径25 37m25 37m，长度，长度150mm150mm，是粗纺呢绒和绒线的原料。，是粗纺呢绒和绒线的原料。l粗羊毛：纤维粗，卷曲少，光泽强。是毛毯，地毯的原料。粗羊毛：纤维粗，卷曲少，光泽强。是毛毯，地毯的原料。l长羊毛：羊毛长度在长羊毛：羊毛长度在150 300mm150 300mm，平均直径，平均直径36m36m，光泽明亮，光泽明亮，卷曲少，可制作长毛绒织物、衬里、毛毯等。卷曲少，可制作长毛绒织物、衬里、毛毯等。中国羊毛：中国羊毛：15新疆细羊毛新疆细羊毛;6.吉林细羊毛吉林细羊毛;7.内蒙改良羊毛；内蒙改良

26、羊毛；8.山东细羊毛山东细羊毛国外各种羊毛国外各种羊毛:1.美利奴羊毛；美利奴羊毛；2.林肯羊毛林肯羊毛;3.罗姆尼羊毛；罗姆尼羊毛；4.考利代羊毛考利代羊毛 （四）、丝纤维l丝纤维是蚕丝腺分泌液经吐丝结茧后得到的天然蛋白质纤丝纤维是蚕丝腺分泌液经吐丝结茧后得到的天然蛋白质纤维维,是天然纤维中唯一的长丝是天然纤维中唯一的长丝,长度一般为长度一般为100000150000 100000150000 cm,cm,细度为细度为10m.10m.l1.1.丝纤维的分类丝纤维的分类桑蚕丝桑蚕丝副产品 柞蚕丝副产品柞蚕丝2.2.蚕丝的形态特征蚕丝的形态特征l蚕丝是由两条平行的单丝组成，单丝内部为丝素，包覆在蚕丝是由两条平行的单丝组成，单丝内部为丝素，包覆在它四周的是一层非纤维状的丝胶。它四周的是一层非纤维状的丝胶。l横截面形态：桑蚕丝截面近似半椭圆形或三角形。横截面形态：桑蚕丝截面近似半椭圆形或三角形。柞蚕丝截面为钝三角形。柞蚕丝截面为钝三角形。纵向形态：桑蚕丝较平直光滑，柞蚕丝纵向有条纹。纵向形态：桑蚕丝较平直光滑，柞蚕丝纵向有条纹。作业：作业：1.1.简述化学纤维的制造过程。简述化学纤维的制造过程。2.2.简述化学纤维的种类和性能。简述化学纤维的种类和性能。（性能举两种）（性能举两种）