1、化学纤维的基本知识化学纤维的基本知识一、化学纤维的发展历史一、化学纤维的发展历史二、化学纤维的主要品种二、化学纤维的主要品种四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标主要内容主要内容五、化学纤维的制备过程五、化学纤维的制备过程六、化学纤维的结构与性能六、化学纤维的结构与性能三、化学纤维的基本概念三、化学纤维的基本概念 一、化学纤维的发展历史一、化学纤维的发展历史1884年年 第一根化学纤维第一根化学纤维硝酸酯纤维素纤维问世硝酸酯纤维素纤维问世法国，法国，Chardonnet干法纺丝示意图干法纺丝示意图一、化学纤维的发展历史一、化学纤维的发展历史1901年年 纤维素的铜氨经化学处理和机械加工制
2、得纤维素的铜氨经化学处理和机械加工制得 铜氨纤维铜氨纤维1905年年 采用二硫化碳和碱对纤维素处理，得到溶采用二硫化碳和碱对纤维素处理，得到溶 解性纤维素黄酸酯，经纺丝及后加工制成解性纤维素黄酸酯，经纺丝及后加工制成 粘胶纤维粘胶纤维醋酸纤维，再生蛋白质纤维醋酸纤维，再生蛋白质纤维湿法纺丝示意图湿法纺丝示意图一、化学纤维的发展历史一、化学纤维的发展历史1935年年 首次合成了首次合成了PA66，经熔融纺丝制成了尼龙，经熔融纺丝制成了尼龙66美国，美国，Carothers1941年年 首次合成了首次合成了PA6，并实现了尼龙，并实现了尼龙6的工业化生产的工业化生产德国，德国，Schlack一、化
3、学纤维的发展历史一、化学纤维的发展历史熔融纺丝示意图熔融纺丝示意图1946年年 聚氯乙稀纤维实现了工业化聚氯乙稀纤维实现了工业化50年代中期年代中期 聚丙烯腈纤维，聚乙烯醇聚丙烯腈纤维，聚乙烯醇 缩甲醛纤维，聚酯等相继问世缩甲醛纤维，聚酯等相继问世1960年年 聚丙烯纤维实现了工业化聚丙烯纤维实现了工业化1962年年 合成纤维超过羊毛合成纤维超过羊毛1967年年 合成纤维超过再生纤维，合成纤维超过再生纤维，与棉花持平与棉花持平一、化学纤维的发展历史一、化学纤维的发展历史70年代年代 第二代化学纤维第二代化学纤维“差别化纤维差别化纤维”问世问世第三代化学纤维也相继问世第三代化学纤维也相继问世芳纶
4、芳纶1414聚四氟乙烯纤维聚四氟乙烯纤维PU，TPU芳纶芳纶1413光导纤维光导纤维碳纤维碳纤维纤维家族的成员基本均已亮相纤维家族的成员基本均已亮相大豆蛋白纤维大豆蛋白纤维 李观齐！李观齐！二、化学纤维的主要品种二、化学纤维的主要品种1.纤维纤维 是一种细长形状的物体，其长度与直径之比至是一种细长形状的物体，其长度与直径之比至少为少为10：1，其截面积小于，其截面积小于0.05mm2。纺织应用的纤。纺织应用的纤维，其长度与直径之比至少为维，其长度与直径之比至少为1000：1。2.纤维分类纤维分类植物纤维：棉，麻植物纤维：棉，麻动物纤维：羊毛，蚕丝，蜘蛛丝动物纤维：羊毛，蚕丝，蜘蛛丝矿物纤维：石
5、棉矿物纤维：石棉天然纤维天然纤维化学纤维化学纤维二、化学纤维的主要品种二、化学纤维的主要品种组成分类组成分类再生纤维：再生纤维：天然聚合物经化学和机械加工制得天然聚合物经化学和机械加工制得合成纤维：合成纤维：合成聚合物经化学和机械加工制得合成聚合物经化学和机械加工制得无机纤维：无机纤维：无机物经化学和机械加工制得无机物经化学和机械加工制得3.化学纤维分类化学纤维分类制造方法分类制造方法分类湿法纺丝纤维湿法纺丝纤维干法纺丝纤维干法纺丝纤维熔体纺丝纤维熔体纺丝纤维干湿法纺丝、液晶纺丝、冻胶纺丝、干湿法纺丝、液晶纺丝、冻胶纺丝、静电纺丝静电纺丝二、化学纤维的主要品种二、化学纤维的主要品种原料来源分类
6、原料来源分类再生再生纤维纤维合成合成纤维纤维再生蛋白质纤维再生蛋白质纤维酪酪盶盶，丝，丝盶盶纤维纤维大豆，花生，玉米蛋白纤维大豆，花生，玉米蛋白纤维杂链纤维杂链纤维纤维素酯纤维：纤维素酯纤维：二醋酯纤维，纤维素硝酸酯纤维二醋酯纤维，纤维素硝酸酯纤维溶剂纺纤维素纤维：溶剂纺纤维素纤维：Lyocell其他：甲壳质纤维，海藻纤维其他：甲壳质纤维，海藻纤维再生纤维素纤维：粘胶纤维，铜氨纤维再生纤维素纤维：粘胶纤维，铜氨纤维碳链纤维碳链纤维聚酰胺纤维聚酰胺纤维聚酯纤维聚酯纤维聚氨酯弹性纤维聚氨酯弹性纤维聚酰亚胺、聚甲醛、聚脲纤维等聚酰亚胺、聚甲醛、聚脲纤维等聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维聚烯烃纤维聚烯烃纤维含
7、氟纤维，聚乙烯醇纤维等含氟纤维，聚乙烯醇纤维等含氯纤维含氯纤维二、化学纤维的主要品种二、化学纤维的主要品种4.化学纤维的主要品种化学纤维的主要品种4.1聚酯纤维聚酯纤维聚对苯二甲酸乙二酯纤维（涤纶，聚对苯二甲酸乙二酯纤维（涤纶，PET）阳离子染料可染共聚酯纤维（阳离子染料可染共聚酯纤维（CDPET）聚对苯二甲酸丙二酯纤维（聚对苯二甲酸丙二酯纤维（PTT）聚对苯二甲酸丁二酯纤维（聚对苯二甲酸丁二酯纤维（PBT）聚萘二甲酸乙二酯纤维（聚萘二甲酸乙二酯纤维（PEN）聚乳酸（聚乳酸（PLA）二、化学纤维的主要品种二、化学纤维的主要品种PETPBTCDPPENPTT二、化学纤维的主要品种二、化学纤维的主
8、要品种4.2脂肪族聚酰胺纤维脂肪族聚酰胺纤维聚己内酰胺纤维（尼龙聚己内酰胺纤维（尼龙6，PA6）聚己二酰己二胺纤维（尼龙聚己二酰己二胺纤维（尼龙66，PA66）聚己二酰丁二胺纤维（尼龙聚己二酰丁二胺纤维（尼龙46，PA46）4.3芳香族聚酰胺纤维芳香族聚酰胺纤维聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（芳纶聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（芳纶1313，Nomex）聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（芳纶聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（芳纶1414，Kevlar）PA6芳纶芳纶1313PA46PA66芳纶芳纶1414二、化学纤维的主要品种二、化学纤维的主要品种4.4聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维（其他单体含量聚丙烯腈纤维（其他
9、单体含量15%）腈氯纶腈氯纶改性聚丙烯腈纤维改性聚丙烯腈纤维4.5聚烯烃纤维聚烯烃纤维聚丙烯纤维（丙纶，聚丙烯纤维（丙纶，PP）聚乙烯纤维（乙纶，聚乙烯纤维（乙纶，PE）超高分子量聚乙烯纤维（超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）二、化学纤维的主要品种二、化学纤维的主要品种PAN腈氯纶腈氯纶改性腈纶改性腈纶PPPE二、化学纤维的主要品种二、化学纤维的主要品种4.6聚乙烯醇纤维聚乙烯醇纤维聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶，维尼纶）聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶，维尼纶）聚乙烯醇氯乙烯接枝共聚物纤维（维氯纶）聚乙烯醇氯乙烯接枝共聚物纤维（维氯纶）4.7聚氯乙烯纤维聚氯乙烯纤维聚氯乙烯纤维（氯纶）聚氯乙烯纤维（氯纶
10、）氯化聚氯乙烯纤维（过氯纶）氯化聚氯乙烯纤维（过氯纶）氯乙烯与偏二氯乙烯共聚纤维（偏氯纶）氯乙烯与偏二氯乙烯共聚纤维（偏氯纶）4.8弹性纤维弹性纤维聚氨酯纤维（氨纶，聚氨酯纤维（氨纶，PU，TPU）二、化学纤维的主要品种二、化学纤维的主要品种聚乙烯醇聚乙烯醇氯纶氯纶过氯纶过氯纶偏氯纶偏氯纶二、化学纤维的主要品种二、化学纤维的主要品种4.9纤维素纤维纤维素纤维粘胶纤维粘胶纤维溶剂纺纤维素纤维（溶剂纺纤维素纤维（Tencel，Newcell，Lyocell）三、化学纤维的基本概念三、化学纤维的基本概念1.1长丝长丝长度以长度以千米千米计量的计量的连续连续的化学纤维丝条。的化学纤维丝条。1.化学纤维
11、的一般名称化学纤维的一般名称单丝，少于单丝，少于6根单纤维组成的连续丝条，直径根单纤维组成的连续丝条，直径在在0.082mm的单丝称为的单丝称为鬃丝鬃丝。复丝，几十根几百根单纤维组成的连续丝条。复丝，几十根几百根单纤维组成的连续丝条。帘线丝，一百多根几百根单纤维组成的连续帘线丝，一百多根几百根单纤维组成的连续丝条，用于制造轮胎帘子线。丝条，用于制造轮胎帘子线。三、化学纤维的基本概念三、化学纤维的基本概念1.2短纤维短纤维化学纤维丝束经切断而成的一定规格长度的化学纤维丝束经切断而成的一定规格长度的短段纤维，也称短段纤维，也称切段纤维切段纤维。棉型纤维，长度：棉型纤维，长度：2538mm，纤度：，
12、纤度：1.31.7dtex。毛型纤维，长度：毛型纤维，长度：70150mm，纤度：，纤度：3.37.7dtex。中长型纤维，长度：中长型纤维，长度：5176mm，纤度：，纤度：2.23.3dtex。三、化学纤维的基本概念三、化学纤维的基本概念1.3牵切纤维牵切纤维化学纤维丝束经拉伸纵向断裂而成的长度不化学纤维丝束经拉伸纵向断裂而成的长度不相等（而有一定比例）的短纤维，也称不等相等（而有一定比例）的短纤维，也称不等长短纤维。长短纤维。1.4预取向丝（预取向丝（POY）经高速纺丝制得的取向度在未取向丝和拉伸经高速纺丝制得的取向度在未取向丝和拉伸丝之间的长丝。丝之间的长丝。1.5变形丝（变形纱）变形
13、丝（变形纱）具有（或潜在的具有）卷曲、螺旋、环圈等具有（或潜在的具有）卷曲、螺旋、环圈等外观特性而呈现蓬松性、伸缩性的长丝纱。外观特性而呈现蓬松性、伸缩性的长丝纱。三、化学纤维的基本概念三、化学纤维的基本概念方法：假捻法（方法：假捻法（DTY）、空气喷射法（）、空气喷射法（ATY）、）、热气流喷射法、填塞箱法和赋形法。热气流喷射法、填塞箱法和赋形法。2.化学纤维的特殊名称化学纤维的特殊名称2.1差别化纤维差别化纤维泛指对常规化纤品种有所创新或赋予某些特泛指对常规化纤品种有所创新或赋予某些特性的化学纤维，指在现有化学纤维基础上经性的化学纤维，指在现有化学纤维基础上经过化学改性或物理改性的化学纤维
14、。过化学改性或物理改性的化学纤维。化学改性：化学改性：CDP，高收缩，高收缩PAN物理改性：异形，超细物理改性：异形，超细三、化学纤维的基本概念三、化学纤维的基本概念2.2高性能纤维高性能纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐化学药品、具有高强度、高模量、耐高温、耐化学药品、耐气候等性能的纤维。耐气候等性能的纤维。芳纶、碳纤维、超高强聚乙烯纤维、聚苯并咪唑纤维（芳纶、碳纤维、超高强聚乙烯纤维、聚苯并咪唑纤维（PBO）、）、聚四氟乙烯纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维。聚四氟乙烯纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维。2.3功能纤维功能纤维泛指在一般纤维具有的物理机械性能基础泛指在一般纤维具有的物理机械性能基础上，
15、具有某种特殊功能的纤维。上，具有某种特殊功能的纤维。抗菌、变色、芳香、磁性、储能、发光、防辐射、抗紫外、远红抗菌、变色、芳香、磁性、储能、发光、防辐射、抗紫外、远红外、负氧离子发生纤维。外、负氧离子发生纤维。三、化学纤维的基本概念三、化学纤维的基本概念2.4异形纤维异形纤维经一定的几何形状（非圆形）经一定的几何形状（非圆形）的喷丝孔纺制的具有特殊横截的喷丝孔纺制的具有特殊横截面形状的化学纤维。面形状的化学纤维。五叶形仿真丝五叶形仿真丝扁平形仿麻扁平形仿麻带状仿羚羊毛带状仿羚羊毛哑铃形仿兔毛哑铃形仿兔毛三、化学纤维的基本概念三、化学纤维的基本概念2.5复合纤维复合纤维亦称亦称“双组分纤维双组分纤
16、维”“”“多组分纤维多组分纤维”，由两，由两种或两种以上聚合物用复合纺丝法纺制而成。种或两种以上聚合物用复合纺丝法纺制而成。2.6共混纤维共混纤维即聚合物共混纤维，亦称即聚合物共混纤维，亦称“双组分纤双组分纤维维”“”“多组分纤维多组分纤维”，指通过两种或多种聚，指通过两种或多种聚合物熔体混合后纺成的化学纤维。合物熔体混合后纺成的化学纤维。三、化学纤维的基本概念三、化学纤维的基本概念三、化学纤维的基本概念三、化学纤维的基本概念2.7超细纤维超细纤维0.31.02.4纤度纤度(dtex)0.55细旦丝细旦丝细旦丝细旦丝微细丝微细丝超细丝超细丝欧洲欧洲超细丝超细丝日本日本dpf0.55dtex 超
17、细纤维超细纤维四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标1.纤维长度纤维长度评定化学短纤维的特有指标。评定化学短纤维的特有指标。1.1名义长度名义长度亦称切断。棉型纤维超过名义长度亦称切断。棉型纤维超过名义长度5mm并小并小于名义长度的于名义长度的2倍者，中长型及毛型纤维超过倍者，中长型及毛型纤维超过名义长度名义长度10mm并小于名义长度并小于名义长度2倍者称为超倍者称为超长纤维，纤维长度超过名义长度长纤维，纤维长度超过名义长度2倍及以上者倍及以上者称为倍长纤维。称为倍长纤维。1.2长度偏差率长度偏差率四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标2.细度和线密度细度和线密度线密度（纤度）：单
18、位长度的纤维质量，线密度（纤度）：单位长度的纤维质量，法定单位为特克斯（法定单位为特克斯（tex），其十分之一为），其十分之一为分特（分特（dtex）。分特：分特：10000米长的纤维重米长的纤维重1克，其纤度为克，其纤度为1分特（分特（dtex）。旦尼尔（旦）：旦尼尔（旦）：9000米长的纤维重米长的纤维重1克，其克，其纤度为纤度为1旦。旦。分特分特1.1旦尼尔数旦尼尔数四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标公制支数（公支）：公制支数（公支）：1克重的纤维长克重的纤维长1米，其米，其纤维支数为纤维支数为1公支。公支。公支数公支数分特数分特数100003.吸湿性吸湿性通常将纤维吸收或放出
19、气态水的能力称为吸湿性；通常将纤维吸收或放出气态水的能力称为吸湿性；将其吸收或放出液态水的能力称为吸水性。将其吸收或放出液态水的能力称为吸水性。四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标4.密度密度5.热收缩热收缩指受热条件下纤维形态尺寸的收缩，温度降低指受热条件下纤维形态尺寸的收缩，温度降低后不可逆。后不可逆。四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标6.拉伸性能拉伸性能反应纤维拉伸过程中受反应纤维拉伸过程中受力与变形之间的关系。力与变形之间的关系。四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标6.1断裂强力和断裂强度断裂强力和断裂强度断裂强力：
20、绝对强力或断裂负荷。断裂强力：绝对强力或断裂负荷。断裂强度：绝对强力对纤度或截面积的断裂强度：绝对强力对纤度或截面积的相对值。相对值。四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标打结强度（结节强度）：将一根纤维在中央打结后测得的断裂打结强度（结节强度）：将一根纤维在中央打结后测得的断裂强度，反映纤维耐受弯曲、扭转的能力。强度，反映纤维耐受弯曲、扭转的能力。钩接强度（对拉强度）：指两根纤维互套成环状后测得的断裂钩接强度（对拉强度）：指两根纤维互套成环状后测得的断裂强度，与纤维抗弯性能有关。强度，与纤维抗弯性能有关。6.2断裂伸长和断脱伸长断裂伸长和断脱
21、伸长四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标绝对伸长：拉伸至断裂时的试样长度与试样绝对伸长：拉伸至断裂时的试样长度与试样原长度之差。原长度之差。相对伸长：亦称断裂伸长率（延伸度）。指相对伸长：亦称断裂伸长率（延伸度）。指绝对伸长与试样长度之比绝对伸长与试样长度之比，以百分率表示。，以百分率表示。断脱伸长率：拉伸至完断脱伸长率：拉伸至完全断脱的伸长率全断脱的伸长率四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标亦称弹性模量或杨氏模量，表示试样在小负荷亦称弹性模量或杨氏模量，表示试样在小负荷下变形的难易程度，反映了材料的刚性。一般下变形的难易程度，反映了材料的刚性。一般通过测量其伸长通过测量其伸长
22、1时的负荷求出。时的负荷求出。6.3初始模量初始模量6.4断裂功断裂功拉伸至断裂时外力所拉伸至断裂时外力所做之功。反映了纤维做之功。反映了纤维的韧性。的韧性。四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标6.5回弹性回弹性一次负荷回弹性质一次负荷回弹性质多次循环负荷回弹性质多次循环负荷回弹性质定负荷回弹率，测定时对每定负荷回弹率，测定时对每个试样施加一定的负荷个试样施加一定的负荷定伸长回弹率，测定时固定定伸长回弹率，测定时固定给予一定的伸长给予一定的伸长四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标7.耐疲劳性耐疲劳性亦称耐多次变形性或疲劳强度。亦称耐多次变形性或疲劳强度。疲劳是在较小的外力长时间
23、作用或反复多次作用下疲劳是在较小的外力长时间作用或反复多次作用下材料被破坏的现象。如拉伸疲劳、弯曲疲劳等。材料被破坏的现象。如拉伸疲劳、弯曲疲劳等。纤维的疲劳强度通常用一定的循环应力的次数，即纤维的疲劳强度通常用一定的循环应力的次数，即坚牢度表示。次数愈多，纤维的耐疲劳性愈好。坚牢度表示。次数愈多，纤维的耐疲劳性愈好。一般说来，回弹性较好的纤维，其耐疲劳性就较高。一般说来，回弹性较好的纤维，其耐疲劳性就较高。化学纤维主要品种中，锦纶的耐疲劳性最好。化学纤维主要品种中，锦纶的耐疲劳性最好。四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标8.耐磨性耐磨性是纤维抵抗磨损能力的量度。所谓磨损，一般指材料是
24、纤维抵抗磨损能力的量度。所谓磨损，一般指材料由于机械作用从固体表面不断失去少量物质的现象，由于机械作用从固体表面不断失去少量物质的现象，即两个固体表面接触作相对运动时，伴随着摩擦引起即两个固体表面接触作相对运动时，伴随着摩擦引起的减量过程。的减量过程。纤维耐磨性的测试仪器有许多。一般是以纤维在耐磨纤维耐磨性的测试仪器有许多。一般是以纤维在耐磨试验仪器上所测得的断裂强度的降低或质量的损失程试验仪器上所测得的断裂强度的降低或质量的损失程度来表征纤维、纱线或织物耐磨性的好坏。度来表征纤维、纱线或织物耐磨性的好坏。锦纶在主要化学纤维品种中耐磨性最好，因此在袜类、锦纶在主要化学纤维品种中耐磨性最好，因此
25、在袜类、绳索等方面占有稳定的市场。绳索等方面占有稳定的市场。四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标9.变形丝的卷缩性能变形丝的卷缩性能表示变形丝的弹性及卷缩程度的指标，为变形丝加重表示变形丝的弹性及卷缩程度的指标，为变形丝加重负荷时的长度与加轻负荷时长度之差，与轻负荷时的负荷时的长度与加轻负荷时长度之差，与轻负荷时的长度之比。长度之比。四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标10.对高温作用的稳定性对高温作用的稳定性耐热性：表征纤维在升高温度下测得的机械性能耐热性：表征纤维在升高温度下测得的机械性能的变化，这种变化在回复至常温时往往能够恢复的变化，这种变化在回复至常温时往往能够恢复（
26、属于可复变化），因此亦称物理耐热性。（属于可复变化），因此亦称物理耐热性。热稳定性：表征纤维受热后，机械性能的不可复热稳定性：表征纤维受热后，机械性能的不可复变化，这种变化是将纤维加热并冷却至常温后测得变化，这种变化是将纤维加热并冷却至常温后测得的，系聚合物发生了降解或化学变化所致，因此亦的，系聚合物发生了降解或化学变化所致，因此亦称化学耐热性。称化学耐热性。主要化学纤维品种中，粘胶纤维耐热性最好，而主要化学纤维品种中，粘胶纤维耐热性最好，而涤纶的热稳定性最好。涤纶的热稳定性最好。四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标11.对化学试剂作用的稳定性对化学试剂作用的稳定性是纤维抵抗化学试剂作
27、用的能力的量度。是纤维抵抗化学试剂作用的能力的量度。化学纤维对化学试剂作用的稳定性主要决定于其聚合物的化学纤维对化学试剂作用的稳定性主要决定于其聚合物的结构。一般碳链化学纤维比杂链化学纤维对酸碱的稳定性好。结构。一般碳链化学纤维比杂链化学纤维对酸碱的稳定性好。但与侧基也有关系，例如腈纶的大分子链上有氰基，因此不但与侧基也有关系，例如腈纶的大分子链上有氰基，因此不耐强碱。耐强碱。12.对日光和大气作用的稳定性对日光和大气作用的稳定性是纤维抵抗气候条件引起的性能变化能力的量度。是纤维抵抗气候条件引起的性能变化能力的量度。主要是由于日光和空气中的氧引起的，因此提高纤维的耐主要是由于日光和空气中的氧引
28、起的，因此提高纤维的耐气候性是提高其光稳定性和氧化稳定性。腈纶的大分子中有氰气候性是提高其光稳定性和氧化稳定性。腈纶的大分子中有氰基，能吸收紫外线并把光能转化为热能，保护聚合物不受破坏，基，能吸收紫外线并把光能转化为热能，保护聚合物不受破坏，因此其耐候性最好。因此其耐候性最好。四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标13.阻燃性阻燃性材料所具有的减、终止材料所具有的减、终止 或防止有焰燃烧的特性。或防止有焰燃烧的特性。限氧指数，亦称极限氧指数或氧指数，符号为限氧指数，亦称极限氧指数或氧指数，符号为LOI，即在，即在规定的试验条件下，氮氧混合物中，材料刚好能保持燃烧状规定的试验条件下，氮氧混
29、合物中，材料刚好能保持燃烧状态所需的最低氧浓度。态所需的最低氧浓度。四、化学纤维的品质指标四、化学纤维的品质指标垂直法是燃烧试验法中的一种。其特点是火焰的位置与试垂直法是燃烧试验法中的一种。其特点是火焰的位置与试样垂直。这是测定燃烧蔓延的程度（炭化面积及炭化距样垂直。这是测定燃烧蔓延的程度（炭化面积及炭化距离）、残焰时间、残烬时间及余烬时间的方法。按照这种离）、残焰时间、残烬时间及余烬时间的方法。按照这种方法评定的材料，方法评定的材料，A级的为完全不燃材料；级的为完全不燃材料；B1级的为难燃级的为难燃材料；材料；B2 级的为可燃材料；级的为可燃材料；B3级的为易燃材料。级的为易燃材料。14.染
30、色性染色性包含内容包含内容可采用的合适染料可采用的合适染料可染得色谱是否齐可染得色谱是否齐全及深浅程度全及深浅程度染色工艺实施得难易染色工艺实施得难易染色均匀性及染色染色均匀性及染色后的各项染色牢度后的各项染色牢度影响因素影响因素染料纤维复合物的性质染料纤维复合物的性质染色速度染色速度染色亲和力染色亲和力五、化学纤维的制备过程五、化学纤维的制备过程 原料制备。高分子化合物的合成（聚合）或天然原料制备。高分子化合物的合成（聚合）或天然高分子化合物的化学、物理处理和机械加工。高分子化合物的化学、物理处理和机械加工。纺前准备。纺丝熔体或纺丝溶液的制备。纺前准备。纺丝熔体或纺丝溶液的制备。纺丝。纤维的
31、成型。纺丝。纤维的成型。后加工。纤维的后处理。后加工。纤维的后处理。1.原料制备原料制备1.1成纤聚合物的基本性质成纤聚合物的基本性质五、化学纤维的制备过程五、化学纤维的制备过程对成纤聚合物的一般要求：聚合物大分子必须是线型的、能对成纤聚合物的一般要求：聚合物大分子必须是线型的、能伸直的分子，支链尽可能少，没有庞大侧基；伸直的分子，支链尽可能少，没有庞大侧基；聚合物分子之间有适当的相互作用力，或具有一定规律性的聚合物分子之间有适当的相互作用力，或具有一定规律性的化学结构和空间结构；化学结构和空间结构；聚合物应具有适当高的平均分子量和较窄的分子量分布；聚合物应具有适当高的平均分子量和较窄的分子量
32、分布；聚合物应具有一定的热稳定性，其熔点或软化点应比允许使聚合物应具有一定的热稳定性，其熔点或软化点应比允许使用温度高得多。用温度高得多。成纤聚合物必须在熔融时不分解，或能在普通的溶剂中溶解成纤聚合物必须在熔融时不分解，或能在普通的溶剂中溶解而形成浓溶液，并具有充分的成纤能力和随后使纤维性能强化而形成浓溶液，并具有充分的成纤能力和随后使纤维性能强化的能力，保证最终所得纤维具有一定的良好综合性能的能力，保证最终所得纤维具有一定的良好综合性能五、化学纤维的制备过程五、化学纤维的制备过程1.2原料制备原料制备再生纤维素纤维和纤维素酯纤维的原料制备过程，是将天然再生纤维素纤维和纤维素酯纤维的原料制备过
33、程，是将天然高分子化合物经一系列的化学处理和机械加工，除去杂质，并高分子化合物经一系列的化学处理和机械加工，除去杂质，并使其具有能满足纤维生产的物理和化学性能。使其具有能满足纤维生产的物理和化学性能。五、化学纤维的制备过程五、化学纤维的制备过程合成纤维的原料制备过程，是将有关单体通过一系列化学反合成纤维的原料制备过程，是将有关单体通过一系列化学反应，聚合而成具有一定官能团、一定平均分子量和分子量分应，聚合而成具有一定官能团、一定平均分子量和分子量分布的线型聚合物。布的线型聚合物。2.纺丝流体的制备纺丝流体的制备2.1纺丝熔体的制备纺丝熔体的制备2.1.1切片干燥切片干燥2.1.2切片的熔融切片
34、的熔融切片干燥的目的是除去水分，提高聚合物的结晶度与软化点。切片干燥的目的是除去水分，提高聚合物的结晶度与软化点。在高温下易发生热裂解、热氧化裂解和水解等反应；熔体中的水分气化，会在高温下易发生热裂解、热氧化裂解和水解等反应；熔体中的水分气化，会使纺丝断头率增加。使纺丝断头率增加。聚合物的结晶度和软化点提高，这样的切片在输送过程中不易因碎裂而产生聚合物的结晶度和软化点提高，这样的切片在输送过程中不易因碎裂而产生粉末，同时也避免在螺杆挤出机中过早地软化粘结而产生粉末，同时也避免在螺杆挤出机中过早地软化粘结而产生“环结阻料环结阻料”现象。现象。五、化学纤维的制备过程五、化学纤维的制备过程3.化学纤
35、维的纺丝成形化学纤维的纺丝成形五、化学纤维的制备过程五、化学纤维的制备过程4.化学纤维的后加工化学纤维的后加工拉伸，定型，变形拉伸，定型，变形.六、涤纶的结构、性能与用途六、涤纶的结构、性能与用途1.涤纶的结构涤纶的结构1.1分子内结构分子内结构两端有两个相同的羟乙基，中间一个苯环，每个重复单元是由两端有两个相同的羟乙基，中间一个苯环，每个重复单元是由酯基连接成为对称苯环结构酯基连接成为对称苯环结构线型大分子线型大分子。这种结构有利于相邻大。这种结构有利于相邻大分子彼此镶嵌堆砌，也就是说分子彼此镶嵌堆砌，也就是说PET大分子有紧密的敛集能力。大分子有紧密的敛集能力。重复单元中含有柔软的链段和移
36、动困难的苯环。酯基和苯环形重复单元中含有柔软的链段和移动困难的苯环。酯基和苯环形成共扼的整体，链统刚性基团自由旋转时，柔软的链段不能单独成共扼的整体，链统刚性基团自由旋转时，柔软的链段不能单独转动，只能和苯环作一个共同的整体一起扳动。因此转动，只能和苯环作一个共同的整体一起扳动。因此PET大分子大分子链表现链表现很大的刚性很大的刚性，使，使PET纤维表现出一些固有的特征，如熔点纤维表现出一些固有的特征，如熔点较高、纤维的刚性较大、强度较高等。较高、纤维的刚性较大、强度较高等。六、涤纶的结构、性能与用途六、涤纶的结构、性能与用途（1）分子量和分子量分布）分子量和分子量分布成纤成纤PET的平均分子
37、量不能低于的平均分子量不能低于13000，纤维级，纤维级PET的聚合度的聚合度应在应在100左右，分子链长度约为左右，分子链长度约为I07.5nm，分子量约，分子量约20000。制造高强度产业用绍的聚酯，平均聚合度应更高制造高强度产业用绍的聚酯，平均聚合度应更高些，平均分些，平均分于量约为于量约为30000，分子链长度，分子链长度150200 M M较为合适。较为合适。（2）端基结构）端基结构从理论上讲，从理论上讲，PET分子中只应有一个端羟基。但由于水解、热分子中只应有一个端羟基。但由于水解、热降解及杂质的存在，聚酯中有羧基及其盐和醛基，用降解及杂质的存在，聚酯中有羧基及其盐和醛基，用DMT
38、法法生产的聚酯可能有甲羟基存在。聚酯中总端基数与相对粘度有生产的聚酯可能有甲羟基存在。聚酯中总端基数与相对粘度有一定的关系，即随着相对粘度的提高，总端基数量下降。一定的关系，即随着相对粘度的提高，总端基数量下降。六、涤纶的结构、性能与用途六、涤纶的结构、性能与用途（3）老化结构和凝胶）老化结构和凝胶由于杂质的存在和副反应的原因，聚酯中可能存在着支链结构。由于杂质的存在和副反应的原因，聚酯中可能存在着支链结构。老化导致分干量分布变宽，从纤维加工过程中裁留在过滤介质老化导致分干量分布变宽，从纤维加工过程中裁留在过滤介质上的物质分析结果得知，聚酯中含有不熔的凝胶上的物质分析结果得知，聚酯中含有不熔的
39、凝胶交联网状交联网状结构的物质，其形成原因可能是原料中含有或副反应中生成三结构的物质，其形成原因可能是原料中含有或副反应中生成三官能团以上的化告物所致。官能团以上的化告物所致。（4）醚链节和环状齐聚物）醚链节和环状齐聚物醚链节的存在主要是因为醚链节的存在主要是因为EG脱水生成脱水生成DEG(二甘酵二甘酵)与对苯二与对苯二甲酸反应，结合到大分子的主链中。醚链节的存在有利于改甲酸反应，结合到大分子的主链中。醚链节的存在有利于改善善PET染色性能。故有些厂家如美田杜邦公司在缩聚之前，染色性能。故有些厂家如美田杜邦公司在缩聚之前，加入少量的加入少量的DEG，以保证聚合物中，以保证聚合物中DEG含量稳定
40、，以提高聚含量稳定，以提高聚酯的染色性能。酯的染色性能。六、涤纶的结构、性能与用途六、涤纶的结构、性能与用途1.2构象构象相同的聚酯大分子的构象可以相互转变，在不同的环境和加工相同的聚酯大分子的构象可以相互转变，在不同的环境和加工条件下两种构象的比例不同。在低位能态时，旁式构象的浓度条件下两种构象的比例不同。在低位能态时，旁式构象的浓度较大；高位能态时，反式构象的浓度较大。无序态时，旁式构较大；高位能态时，反式构象的浓度较大。无序态时，旁式构象的浓度较大；有序态时，反式构象的浓度较大。象的浓度较大；有序态时，反式构象的浓度较大。PET纤维的纤维的很多特性及其加工过程皆可以通过构象浓度予以解释。
41、很多特性及其加工过程皆可以通过构象浓度予以解释。六、涤纶的结构、性能与用途六、涤纶的结构、性能与用途1.3超分子结构超分子结构超分子结构又称物理结构、聚集态结构、超分子结构又称物理结构、聚集态结构、分子外结构，也有人称为凝聚结构。分子外结构，也有人称为凝聚结构。（1）非晶结构）非晶结构处于熔融态或从熔体迅速冷却得到的玻璃体，是完全的非晶状处于熔融态或从熔体迅速冷却得到的玻璃体，是完全的非晶状态，非晶态结构为无规线团模型。也就是说，态，非晶态结构为无规线团模型。也就是说，PET分子链在其分子链在其本体的非晶态结构中是无干扰的，呈无规构象。大分子呈旁式本体的非晶态结构中是无干扰的，呈无规构象。大分
42、子呈旁式构象。无定形聚酯保留原液体特征，通常外观是透明的。构象。无定形聚酯保留原液体特征，通常外观是透明的。（2）结晶结构）结晶结构PET在玻璃化转变温度以上至熔点的温度范围内，或从溶液中在玻璃化转变温度以上至熔点的温度范围内，或从溶液中析出时，分子链相互作用就会按严格的次序规整的排列起来，析出时，分子链相互作用就会按严格的次序规整的排列起来，形成结晶结构。形成结晶结构。六、涤纶的结构、性能与用途六、涤纶的结构、性能与用途（1）取向结构）取向结构半结晶性半结晶性PET，分子链在外界条件的影响下，其反式构象浓度，分子链在外界条件的影响下，其反式构象浓度增加，大分子沿一定方向有序排列，这种现象称为
43、取向。增加，大分子沿一定方向有序排列，这种现象称为取向。2.涤纶的性能涤纶的性能2.1化学性质化学性质（1）水解）水解水存在时，高温高压下很容易进行水解反应。水存在时，高温高压下很容易进行水解反应。六、涤纶的结构、性能与用途六、涤纶的结构、性能与用途（2）热降解）热降解聚酯的分子结构是具有对称苯环结构的线型大分子分子链聚酯的分子结构是具有对称苯环结构的线型大分子分子链上官能团排列整齐，故其耐热性能极佳，其软化点和熔点较上官能团排列整齐，故其耐热性能极佳，其软化点和熔点较其它纤维级树脂高。加入磷酸酯可以提高其热稳定性。其它纤维级树脂高。加入磷酸酯可以提高其热稳定性。六、涤纶的结构、性能与用途六、
44、涤纶的结构、性能与用途（3）热氧化降解）热氧化降解对漂白剂、亚硫酸钠、过氧化氢等氧化剂有相应的稳定性。对漂白剂、亚硫酸钠、过氧化氢等氧化剂有相应的稳定性。（4）醇解）醇解聚酯的醇解可看作酯交换的逆反应，甲醇醇解生成聚酯的醇解可看作酯交换的逆反应，甲醇醇解生成DMT，乙，乙二醇醇解能生成二醇醇解能生成BHET。六、涤纶的结构、性能与用途六、涤纶的结构、性能与用途（5）氨解）氨解在低分子伯氨作用下，会发生氨解反应。在低分子伯氨作用下，会发生氨解反应。（6）与碱作用）与碱作用在高温下和促进剂的作用下，与在高温下和促进剂的作用下，与NaoH发生反应，最终生成发生反应，最终生成对苯二甲酸钠和乙二醇。这一
45、技术被用在聚酯织物的后处理对苯二甲酸钠和乙二醇。这一技术被用在聚酯织物的后处理上俗称碱减量。上俗称碱减量。六、涤纶的结构、性能与用途六、涤纶的结构、性能与用途（7）与脂肪酶作用）与脂肪酶作用脂肪酶可以水解脂肪酶可以水解PET的酯链，产生极性的羧基和羟基，使的酯链，产生极性的羧基和羟基，使PET降解。此方法已用于降解。此方法已用于PET纤维的表面改性工艺，对纤维的表面改性工艺，对PET织物表织物表面润湿性和吸附性的改善效果可以与碱减量法相比，但不损伤面润湿性和吸附性的改善效果可以与碱减量法相比，但不损伤织物内纤维的强度。织物内纤维的强度。六、涤纶的结构、性能与用途六、涤纶的结构、性能与用途（8）
46、高能射线和等离子的作用）高能射线和等离子的作用射线、紫外线、电子束等高能射线和等离子体皆能与聚射线、紫外线、电子束等高能射线和等离子体皆能与聚酯作用。即使在惰性气体中，紫外线也能使聚酯及其制品酯作用。即使在惰性气体中，紫外线也能使聚酯及其制品表面发生链断裂、交联和氧化；紫外线照射使聚酯表面产表面发生链断裂、交联和氧化；紫外线照射使聚酯表面产生对位和间位末端酚基。生对位和间位末端酚基。射线、电子柬及等离子体皆可射线、电子柬及等离子体皆可用于聚酯的接技共聚及表面改性，其反应原理与紫外线对用于聚酯的接技共聚及表面改性，其反应原理与紫外线对聚酯的作用相近。聚酯的作用相近。（9）老化）老化在光、热、氧、
47、水等环境因素的作用下，聚酯及其织物可在光、热、氧、水等环境因素的作用下，聚酯及其织物可以老化。光照老化，主要是聚酯在紫外线以老化。光照老化，主要是聚酯在紫外线(波长波长253.7nm，313nm)作用下降解，水也会促使聚酯老化。含醚键越多的作用下降解，水也会促使聚酯老化。含醚键越多的聚酯越易产生光老化。聚酯越易产生光老化。2.2物理性质物理性质六、涤纶的结构、性能与用途六、涤纶的结构、性能与用途（1）热性能）热性能（a）熔点：）熔点：255265（b）玻璃化转变温度：）玻璃化转变温度：76（c）结晶的热效应）结晶的热效应 过冷度过冷度 凝固点和结晶点凝固点和结晶点六、涤纶的结构、性能与用途六、
48、涤纶的结构、性能与用途（2）机械性能）机械性能（a）静态力学性能）静态力学性能（3）吸湿性和透气性）吸湿性和透气性吸湿性较差，透气性和渗水性较好。吸湿性较差，透气性和渗水性较好。六、涤纶的结构、性能与用途六、涤纶的结构、性能与用途（4）电性能）电性能PET的体积电阻率大于的体积电阻率大于1013m，相对介电常数，相对介电常数2.9-3.4，有较高的电场强度，是一种优良的绝缘材料。有较高的电场强度，是一种优良的绝缘材料。（5）光学性能）光学性能3.用途用途规格范围断裂强度规格范围断裂强度29cNdtex，断裂伸长率，断裂伸长率20一一25，线密度，线密度1900dtex，中空或实芯截面，分散性染
49、料、，中空或实芯截面，分散性染料、阳离子染料可染等品种。阳离子染料可染等品种。外观与手感十分近似棉、毛或丝的产品、以及仿鹅绒填絮品。外观与手感十分近似棉、毛或丝的产品、以及仿鹅绒填絮品。高强产品，如绳索、轮胎子午线、汽车安全带、船帆等。高强产品，如绳索、轮胎子午线、汽车安全带、船帆等。短纤维可以纯纺，也特别适于与其它纤维混纺；既可与天短纤维可以纯纺，也特别适于与其它纤维混纺；既可与天然纤维如棉、庶、羊毛混纺，也可与其它化学短纤维如粘胶然纤维如棉、庶、羊毛混纺，也可与其它化学短纤维如粘胶纤维、醋酯、腈纶等短纤维混纺。纤维、醋酯、腈纶等短纤维混纺。加捻长丝加捻长丝(DT)主要用于织造各种仿真丝绸织
50、物，也可与天然主要用于织造各种仿真丝绸织物，也可与天然纤维或化学短纤维纱交织，亦可与蚕丝或其它化纤长丝交织。纤维或化学短纤维纱交织，亦可与蚕丝或其它化纤长丝交织。低弹丝低弹丝DTY高膨松、大卷曲度、毛型感强、柔软，且具有高高膨松、大卷曲度、毛型感强、柔软，且具有高度的弹性伸长率度的弹性伸长率(达达400)。用其织造的织物具有保暖性好、。用其织造的织物具有保暖性好、遮覆性和悬垂性优良、光泽柔和等特点，特别适于织造仿毛呢、遮覆性和悬垂性优良、光泽柔和等特点，特别适于织造仿毛呢、哗巩等西装、外衣、外套面料以及各种装饰织物如窗帘、台布、哗巩等西装、外衣、外套面料以及各种装饰织物如窗帘、台布、沙发面料等
