第二章紡織纖維(1)

1、 紡織纖維紡織纖維2.1 合成纖維合成纖維2.2 纖維素纖維纖維素纖維2.3 蛋白質(zhì)纖維蛋白質(zhì)纖維第一節(jié)第一節(jié) 合成纖維合成纖維 合成纖維概述（合成纖維概述（成纖聚合物的基本特征、紡絲方法成纖聚合物的基本特征、紡絲方法） 聚酯纖維（聚酯纖維（滌綸滌綸） 聚酰胺纖維（聚酰胺纖維（錦綸錦綸） 聚丙烯腈纖維（聚丙烯腈纖維（腈綸腈綸） 聚丙烯纖維（聚丙烯纖維（丙綸丙綸） 聚氨酯彈性纖維（聚氨酯彈性纖維（氨綸氨綸） 聚乙烯醇縮醛纖維（聚乙烯醇縮醛纖維（維綸維綸） 聚氯乙烯纖維（聚氯乙烯纖維（氯綸氯綸） 高性能纖維（高性能纖維（碳纖維、芳綸、碳纖維、芳綸、 維克特綸、氟綸維克特綸、氟綸等）合成合成結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)

2、性質(zhì)性質(zhì)應(yīng)用應(yīng)用改性改性一、一、 合成纖維概述合成纖維概述 化學(xué)纖維可分為再生纖維和合成纖維兩大類化學(xué)纖維可分為再生纖維和合成纖維兩大類 再生纖維是用再生纖維是用天然天然高分子化合物高分子化合物纖維素或蛋白質(zhì)纖維素或蛋白質(zhì)為為原料經(jīng)化學(xué)處理和機(jī)械加工而制得的纖維。原料經(jīng)化學(xué)處理和機(jī)械加工而制得的纖維。 合成纖維是以合成纖維是以有機(jī)化合物有機(jī)化合物為原料，經(jīng)一系列的化學(xué)為原料，經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)合成合成為高分子化合物，再經(jīng)紡絲后加工而制得為高分子化合物，再經(jīng)紡絲后加工而制得的纖維。的纖維。 合成纖維分為長(zhǎng)絲、短纖維、強(qiáng)力絲。合成纖維分為長(zhǎng)絲、短纖維、強(qiáng)力絲。（一）成纖聚合物的基本特征（一）成

3、纖聚合物的基本特征1. 主鏈分子結(jié)構(gòu)：大分子鏈一般是線形的或支化度很低，沒有主鏈分子結(jié)構(gòu)：大分子鏈一般是線形的或支化度很低，沒有龐大側(cè)基的聚合物。龐大側(cè)基的聚合物。大分子鏈在纖維軸向形成有序排列，增大分子鏈在纖維軸向形成有序排列，增強(qiáng)大分子間作用力，強(qiáng)大分子間作用力， 能形成纖維內(nèi)部的晶區(qū)，有較好的物理能形成纖維內(nèi)部的晶區(qū)，有較好的物理機(jī)械性能。機(jī)械性能。 成纖聚合物成纖聚合物：指能通過機(jī)械加工而制成纖維的聚合物。：指能通過機(jī)械加工而制成纖維的聚合物。成纖聚合物應(yīng)具有下列成纖聚合物應(yīng)具有下列基本特征基本特征： 2. 側(cè)鏈結(jié)構(gòu)：大分子中含有極性基團(tuán)側(cè)鏈結(jié)構(gòu)：大分子中含有極性基團(tuán) 。所有的天然纖維

4、和大多數(shù)成纖聚合物的分子都含有極性基團(tuán)。所有的天然纖維和大多數(shù)成纖聚合物的分子都含有極性基團(tuán)。w分子間作用力大，容易結(jié)晶、強(qiáng)度大分子間作用力大，容易結(jié)晶、強(qiáng)度大Why?w影響溶解性、吸濕性、熱性能、染色性影響溶解性、吸濕性、熱性能、染色性聚丙烯聚丙烯聚乙烯聚乙烯4. 適當(dāng)高的分子量和較窄的分子量分布適當(dāng)高的分子量和較窄的分子量分布 。分子量過低，不能分子量過低，不能成纖或成纖后物理機(jī)械維能很差；但過高時(shí)，使熔體或溶液成纖或成纖后物理機(jī)械維能很差；但過高時(shí)，使熔體或溶液粘度太高，導(dǎo)致紡絲困難。分子量分布不能太寬粘度太高，導(dǎo)致紡絲困難。分子量分布不能太寬 。3. 能形成半結(jié)晶結(jié)構(gòu)。能形成半結(jié)晶結(jié)構(gòu)

5、。 部分晶區(qū)的存在使纖維具有一定的強(qiáng)度和模量，而部分非部分晶區(qū)的存在使纖維具有一定的強(qiáng)度和模量，而部分非晶區(qū)的存在使纖維具有一定的彈性、耐疲勞性和染色性。晶區(qū)的存在使纖維具有一定的彈性、耐疲勞性和染色性。 聚合物的半結(jié)晶結(jié)構(gòu)聚合物的半結(jié)晶結(jié)構(gòu)(包括結(jié)晶度、取向度等包括結(jié)晶度、取向度等)對(duì)纖維強(qiáng)度的對(duì)纖維強(qiáng)度的影響比分子量的影響要大得多。影響比分子量的影響要大得多。 （二）聚合物的紡絲方法（二）聚合物的紡絲方法干法紡絲干法紡絲濕法紡絲：濕法紡絲：熔點(diǎn)相近或高于熱分解溫度或熔點(diǎn)相近或高于熱分解溫度或 不能熔融的高聚物不能熔融的高聚物熔體紡絲熔體紡絲：熔點(diǎn)低于熱分解溫度的高聚物熔點(diǎn)低于熱分解溫度的高

6、聚物 溶液紡絲溶液紡絲熔體法紡絲裝置熔體法紡絲裝置 1螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī) 2噴絲板噴絲板 3吹風(fēng)窗吹風(fēng)窗4紡絲甬道紡絲甬道 5給油盤給油盤 6導(dǎo)絲盤導(dǎo)絲盤 7卷繞裝置卷繞裝置 凡能熔融或轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)而不凡能熔融或轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)而不發(fā)生顯著分解的成纖聚合物都發(fā)生顯著分解的成纖聚合物都可采用熔體紡絲?？刹捎萌垠w紡絲。 直接紡絲法、切片紡絲直接紡絲法、切片紡絲 熔體紡絲不用溶劑，工藝簡(jiǎn)單，熔體紡絲不用溶劑，工藝簡(jiǎn)單，成本低，而且紡絲速度快，高成本低，而且紡絲速度快，高達(dá)幾千達(dá)幾千mmin，生產(chǎn)能力大生產(chǎn)能力大。1熔體紡絲熔體紡絲 雜鏈高聚物雜鏈高聚物：聚酯、聚酰胺：聚酯、聚酰胺聚烯烴聚烯烴：聚丙烯：

7、聚丙烯2、濕法紡絲、濕法紡絲 濕法紡絲的成形過程比濕法紡絲的成形過程比較復(fù)雜，紡絲速度受溶較復(fù)雜，紡絲速度受溶劑和凝固劑雙擴(kuò)散速度，劑和凝固劑雙擴(kuò)散速度，以及凝固液浴對(duì)流體的以及凝固液浴對(duì)流體的阻力等因素的限制，因阻力等因素的限制，因此濕法紡絲速度比熔體此濕法紡絲速度比熔體法紡絲速度低得多，一法紡絲速度低得多，一般約為般約為1060m/min。采用濕法紡絲時(shí)，必須采用濕法紡絲時(shí)，必須配備凝固浴的配制、循配備凝固浴的配制、循環(huán)及回收設(shè)備。環(huán)及回收設(shè)備。ll紡絲液紡絲液 2 2導(dǎo)絲輥導(dǎo)絲輥3 3導(dǎo)絲漏斗導(dǎo)絲漏斗 4 4絲餅絲餅 5 5紡絲罐紡絲罐6 6紡絲浴紡絲浴 7 7噴絲頭噴絲頭紡絲溶液的溶劑

8、必須能很好地紡絲溶液的溶劑必須能很好地溶解成纖高聚物，形成真溶液。溶解成纖高聚物，形成真溶液。3、干法紡絲、干法紡絲 利用熱空氣使細(xì)流中的溶利用熱空氣使細(xì)流中的溶 劑揮發(fā)掉而凝固成纖維。劑揮發(fā)掉而凝固成纖維。1 1紡絲液紡絲液 2 2噴絲頭噴絲頭3 3卷繞簡(jiǎn)管卷繞簡(jiǎn)管4 4熱空氣入口熱空氣入口5 5熱空氣出口熱空氣出口前段過程同濕法紡絲前段過程同濕法紡絲后段過程同熔體紡絲后段過程同熔體紡絲膜裂解法膜裂解法幾種非圓形噴絲孔形狀及相應(yīng)纖維橫截面形狀幾種非圓形噴絲孔形狀及相應(yīng)纖維橫截面形狀復(fù)合纖維的幾種主要形狀復(fù)合纖維的幾種主要形狀形形變變玻璃態(tài)玻璃態(tài)柔韌態(tài)柔韌態(tài)粘流態(tài)粘流態(tài)TgTs Tm 為為晶化

9、溫度晶化溫度：由結(jié)晶態(tài)由結(jié)晶態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。Tm軟化態(tài)軟化態(tài)（三）（三） 成纖聚合物的力學(xué)狀態(tài)成纖聚合物的力學(xué)狀態(tài) Ts為為軟化溫度軟化溫度：由非晶區(qū)由非晶區(qū)的高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的的高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。溫度。二、聚酯纖維二、聚酯纖維 聚酯纖維：是指大分子鏈通過聚酯纖維：是指大分子鏈通過酯鍵酯鍵(CO-O-)連接起來連接起來 的一類合成纖維。的一類合成纖維。 主要為滌綸（主要為滌綸（Dacron） ：聚對(duì)苯二甲酸乙二（醇）酯：聚對(duì)苯二甲酸乙二（醇）酯 n為為80150，分子量為，分子量為18000-25000左右左右 相對(duì)分子質(zhì)量分布指數(shù)（相對(duì)分子質(zhì)量分布指數(shù)（d

10、2 ） （一）聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的合成（一）聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的合成 a 酯交換法酯交換法 (EG) O C H2CH2COOOCH2CH2OHHn nOCH2CH2OHOOCO CH2C H2OCHOC聚對(duì)苯二甲酸乙二（醇）酯聚對(duì)苯二甲酸乙二（醇）酯對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯(對(duì)苯二甲酸乙二酯，對(duì)苯二甲酸乙二酯，BHET) （一）聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的合成（一）聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的合成 a 酯交換法酯交換法 (TPA) (DMT) 對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯(對(duì)苯二甲酸乙二酯對(duì)苯二甲酸乙二酯) O C H2CH2COOOCH2CH2OHHn nOCH2CH2OHOOCO C

11、H2C H2OCHOCC O OHHOOCCH3OH+2H2SO4OOCCH3OCOCH3+ H2O (EG) 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯b 直接酯化法直接酯化法 c 環(huán)氧乙烷加成酯化環(huán)氧乙烷加成酯化縮聚法是用縮聚法是用EO代替代替EG，直接，直接與與TPA進(jìn)行加成酯化。進(jìn)行加成酯化。 酯交換縮聚法生產(chǎn)技術(shù)最成熟酯交換縮聚法生產(chǎn)技術(shù)最成熟 直接酯化縮聚法工藝過程簡(jiǎn)單，但必須采用高純直接酯化縮聚法工藝過程簡(jiǎn)單，但必須采用高純度的度的TPA （二）聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的結(jié)構(gòu)（二）聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的結(jié)構(gòu) 含有含有剛性基因剛性基因( ) 柔性基團(tuán)柔性基團(tuán)（CH2-CH2-） 分子鏈中分子

12、鏈中酯基酯基(CO-O-) (極性很弱，屬疏水性纖維極性很弱，屬疏水性纖維) 。 酯基與苯環(huán)間形成酯基與苯環(huán)間形成共軛體系共軛體系，成為剛性基團(tuán)的整體，穩(wěn)定性好。，成為剛性基團(tuán)的整體，穩(wěn)定性好。 大分子為線型分子，沒有大的側(cè)基和支鏈分子鏈沿纖維軸拉伸大分子為線型分子，沒有大的側(cè)基和支鏈分子鏈沿纖維軸拉伸方向平行排列、緊密堆砌，形成結(jié)晶。方向平行排列、緊密堆砌，形成結(jié)晶。 順式順式構(gòu)象：構(gòu)象：非晶非晶態(tài)態(tài) 反式反式構(gòu)象：構(gòu)象：結(jié)晶結(jié)晶態(tài)態(tài) （三）滌綸的性能和用途（三）滌綸的性能和用途1、物理性能、物理性能（1）斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng) （斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)）（斷裂強(qiáng)力、斷裂

13、強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)） 纖度纖度(旦旦)：9000m長(zhǎng)的纖維所含有的重量。長(zhǎng)的纖維所含有的重量。 斷裂強(qiáng)力斷裂強(qiáng)力(gf)：纖維斷裂時(shí)所能承受的最大負(fù)荷。：纖維斷裂時(shí)所能承受的最大負(fù)荷。 斷裂伸長(zhǎng)斷裂伸長(zhǎng)(%)：纖維斷裂時(shí)的長(zhǎng)度比原來長(zhǎng)度增加的百分?jǐn)?shù)。：纖維斷裂時(shí)的長(zhǎng)度比原來長(zhǎng)度增加的百分?jǐn)?shù)。強(qiáng)度高強(qiáng)度高（結(jié)晶度、取向度高（結(jié)晶度、取向度高 ）干濕態(tài)強(qiáng)度完全相等干濕態(tài)強(qiáng)度完全相等聚酯纖維聚酯纖維彈性好彈性好，挺爽挺爽（因?yàn)橛泻芏啾江h(huán)，分子不易旋轉(zhuǎn)，（因?yàn)橛泻芏啾江h(huán)，分子不易旋轉(zhuǎn)，能立即回復(fù)變形能立即回復(fù)變形 ；滌綸兩相結(jié)構(gòu)的存在。；滌綸兩相結(jié)構(gòu)的存在。P28）聚酯纖維的聚酯纖維的耐磨性好耐磨性好，僅

14、次于聚酰胺纖維（因?yàn)閺?qiáng)度、延伸，僅次于聚酰胺纖維（因?yàn)閺?qiáng)度、延伸度、彈性都好度、彈性都好 ）耐沖擊性好耐沖擊性好 (2) 吸濕性能吸濕性能 滌綸的吸濕性在合成纖維中滌綸的吸濕性在合成纖維中較差較差，公定回潮率僅為，公定回潮率僅為0.4% 。 在相對(duì)濕度為在相對(duì)濕度為 95% 的條件下，的條件下，最高吸濕率為最高吸濕率為 0.7% 。 因?yàn)榇蠓肿渔溨胁缓H水性基團(tuán)，且滌綸的結(jié)晶因?yàn)榇蠓肿渔溨胁缓H水性基團(tuán)，且滌綸的結(jié)晶 度高。度高。 織物易洗快干，容易積聚靜電而吸附灰塵?？椢镆紫纯旄桑菀追e聚靜電而吸附灰塵。 (3)密度密度：由于分子鏈緊密斂集，結(jié)晶度和取向度高，：由于分子鏈緊密斂集，結(jié)晶度和取

15、向度高， 密度最大。密度最大。 平均密度為平均密度為1.36g/cm3 (4)起毛起球起毛起球 一是聚酯纖維一是聚酯纖維圓滑、光潔圓滑、光潔，很容易從紡好的紗線中滑出，經(jīng)，很容易從紡好的紗線中滑出，經(jīng)摩擦后纖維互相纏結(jié)而成球。摩擦后纖維互相纏結(jié)而成球。 二是聚酯纖維容易產(chǎn)生二是聚酯纖維容易產(chǎn)生靜電靜電，吸附灰塵污物附著在球粒上，吸附灰塵污物附著在球粒上，更助長(zhǎng)了起球。更助長(zhǎng)了起球。 三是聚酯纖維三是聚酯纖維強(qiáng)度高強(qiáng)度高，起毛起球后的球粒不容易從織物上斷，起毛起球后的球粒不容易從織物上斷裂脫落。裂脫落。 加強(qiáng)燒毛、熱定型，進(jìn)行樹脂整理加強(qiáng)燒毛、熱定型，進(jìn)行樹脂整理 (5) 電性能電性能 ：易產(chǎn)生

16、靜電：易產(chǎn)生靜電 滌綸的比電阻在滌綸的比電阻在 1014cm 以上，摩擦電壓在以上，摩擦電壓在 1000V 以上，半以上，半衰期可達(dá)數(shù)小時(shí)。衰期可達(dá)數(shù)小時(shí)。 需用抗靜電劑來消去靜電需用抗靜電劑來消去靜電 （6）滌綸的熱性質(zhì)滌綸的熱性質(zhì) A 滌綸的熱性能常數(shù)滌綸的熱性能常數(shù)：Tm=265 Tg=67-81 Ts=238-240 (Ts為軟化溫度為軟化溫度 ) 合成纖維中，滌綸的耐熱性最好合成纖維中，滌綸的耐熱性最好 ?？稍?70170之間使用 B 滌綸的熱收縮和熱定型滌綸的熱收縮和熱定型 熱收縮熱收縮:熱處理過程中發(fā)生的明顯收縮現(xiàn)象熱處理過程中發(fā)生的明顯收縮現(xiàn)象 熱收縮現(xiàn)象熱收縮現(xiàn)象 100熱空

17、氣，熱空氣，30min，收縮，收縮8% 100沸水中，沸水中，5min ，收縮，收縮14% 130-135熱空氣，熱空氣， 5min ，收縮，收縮14%，達(dá)到穩(wěn)定長(zhǎng)度，達(dá)到穩(wěn)定長(zhǎng)度纖維熱收縮分為兩個(gè)階段纖維熱收縮分為兩個(gè)階段：（1）無定形區(qū)分子鏈的解取向，纖維迅速收縮。）無定形區(qū)分子鏈的解取向，纖維迅速收縮。（2）當(dāng)纖維明顯收縮后，分子鏈卷縮而發(fā)生折疊結(jié)晶。）當(dāng)纖維明顯收縮后，分子鏈卷縮而發(fā)生折疊結(jié)晶。 滌綸纖維在出廠前一定要滌綸纖維在出廠前一定要熱定型熱定型，消除纖維的內(nèi)應(yīng)，消除纖維的內(nèi)應(yīng)力，使織物有較好的形態(tài)穩(wěn)定性。力，使織物有較好的形態(tài)穩(wěn)定性。 熱收縮現(xiàn)象的原因熱收縮現(xiàn)象的原因 ： 強(qiáng)制

18、拉伸定向，松弛時(shí)間強(qiáng)制拉伸定向，松弛時(shí)間 成纖時(shí)間，內(nèi)部應(yīng)力不成纖時(shí)間，內(nèi)部應(yīng)力不均勻均勻 ，聚集態(tài)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，加熱到，聚集態(tài)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，加熱到 Tg以上，鏈段運(yùn)以上，鏈段運(yùn)動(dòng)調(diào)整結(jié)構(gòu)。動(dòng)調(diào)整結(jié)構(gòu)。 熱定型熱定型：在一定張力和：在一定張力和溫度溫度下，使纖維或織物加熱下，使纖維或織物加熱 一定時(shí)間的過程。一定時(shí)間的過程。2、聚酯纖維的化學(xué)性質(zhì)、聚酯纖維的化學(xué)性質(zhì) 酯鍵是唯一的反應(yīng)性基團(tuán)，可以被酸堿等催化水解酯鍵是唯一的反應(yīng)性基團(tuán)，可以被酸堿等催化水解 有較高的結(jié)晶度和定向度，因此，化學(xué)試劑不易擴(kuò)有較高的結(jié)晶度和定向度，因此，化學(xué)試劑不易擴(kuò)散入內(nèi)，所以仍有相當(dāng)好的化學(xué)穩(wěn)定性散入內(nèi)，所以仍有相當(dāng)好

19、的化學(xué)穩(wěn)定性熱裂解（熱氧化裂解）熱裂解（熱氧化裂解）酸酸堿堿氨氨氧化劑氧化劑 還原劑還原劑染色性染色性化學(xué)改性化學(xué)改性 熱裂解熱裂解過程過程熱氧化裂解熱氧化裂解：氧存在時(shí)，分子中乙二醇基部分形成過氧化物，：氧存在時(shí)，分子中乙二醇基部分形成過氧化物， 加快分解，使加快分解，使酯基斷裂酯基斷裂。水解也能使酯鍵斷裂水解也能使酯鍵斷裂 水解、熱裂解、熱氧化裂解的異同：水解、熱裂解、熱氧化裂解的異同： 相同點(diǎn)相同點(diǎn)：均為酯鍵斷裂，使：均為酯鍵斷裂，使-COOH含量增加，根據(jù)酸性增強(qiáng)，含量增加，根據(jù)酸性增強(qiáng)， 可判斷損傷程度。可判斷損傷程度。不同點(diǎn)不同點(diǎn)：不同溫度下，三者反應(yīng)速度相差很大。：不同溫度下，三

20、者反應(yīng)速度相差很大。 室溫下，均不明顯。室溫下，均不明顯。 50-100，水解、熱裂解和熱氧化裂解；，水解、熱裂解和熱氧化裂解； 100-120，V水解水解=10000V熱裂解熱裂解=5000V熱氧化裂解熱氧化裂解 高溫下，熱氧化裂解高溫下，熱氧化裂解水解水解熱裂解熱裂解（1）熱裂解和熱氧化裂解）熱裂解和熱氧化裂解（2）酸對(duì)聚酯纖維的作用）酸對(duì)聚酯纖維的作用 滌綸耐酸性較好，反應(yīng)方程式：滌綸耐酸性較好，反應(yīng)方程式： 耐硫酸，鹽酸損壞的織物在干燥后發(fā)脆。耐硫酸，鹽酸損壞的織物在干燥后發(fā)脆。 (3)堿對(duì)聚酯纖維的作用堿對(duì)聚酯纖維的作用耐堿性稍差，發(fā)生水解。耐堿性稍差，發(fā)生水解。 堿減量加工堿減量加

21、工：燒堿對(duì)滌綸的損傷：燒堿對(duì)滌綸的損傷是由表及里，逐步進(jìn)行的，使纖是由表及里，逐步進(jìn)行的，使纖維直徑變細(xì)，重量減輕。維直徑變細(xì)，重量減輕。 有有“剝剝皮皮”現(xiàn)象，也成為聚酯纖維的剝現(xiàn)象，也成為聚酯纖維的剝皮反應(yīng)。高濃度短時(shí)間處理，損皮反應(yīng)。高濃度短時(shí)間處理，損傷較小。傷較小。 (4)氨對(duì)聚酯纖維的作用氨對(duì)聚酯纖維的作用 發(fā)生氨解發(fā)生氨解 氨解可以深入到纖維內(nèi)部，使纖維無定形區(qū)和晶區(qū)氨解可以深入到纖維內(nèi)部，使纖維無定形區(qū)和晶區(qū)表面分子中酯鍵同時(shí)受到作用，遭到破壞，表面分子中酯鍵同時(shí)受到作用，遭到破壞，纖維強(qiáng)纖維強(qiáng)力下降力下降 。 滌綸對(duì)氧化劑、還原劑比較穩(wěn)定滌綸對(duì)氧化劑、還原劑比較穩(wěn)定 由于氧化

22、裂解，產(chǎn)生老化由于氧化裂解，產(chǎn)生老化(5)氧化劑、還原劑對(duì)聚酯纖維的作用氧化劑、還原劑對(duì)聚酯纖維的作用 染色較困難，一般染料不易著色。染色較困難，一般染料不易著色。 滌綸為疏水性纖維，結(jié)構(gòu)緊密，除端羥基外無強(qiáng)極滌綸為疏水性纖維，結(jié)構(gòu)緊密，除端羥基外無強(qiáng)極性基團(tuán)，吸濕性差。性基團(tuán)，吸濕性差。 常用分散染料染色，并需在高溫、高壓或膨化劑的常用分散染料染色，并需在高溫、高壓或膨化劑的幫助下進(jìn)行。幫助下進(jìn)行。 要求染料分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積較小。要求染料分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積較小。 高溫染色法、載體染色法。高溫染色法、載體染色法。(6)染色性染色性 堿減量處理堿減量處理 易染改性易染改性：?jiǎn)误w對(duì)苯二甲酸改用間

23、苯二甲酸：?jiǎn)误w對(duì)苯二甲酸改用間苯二甲酸 仿真絲改性仿真絲改性(改變二元醇改變二元醇)： 引進(jìn)引進(jìn)醚鍵代替部分酯鍵醚鍵代替部分酯鍵，增加分子鏈的柔順性。，增加分子鏈的柔順性。 PBT (改變二元醇改變二元醇) ：丁二醇代替：丁二醇代替PET的乙二醇制備的聚的乙二醇制備的聚酯纖維，具有優(yōu)越的回彈性，手感柔軟，染色鮮艷。酯纖維，具有優(yōu)越的回彈性，手感柔軟，染色鮮艷。對(duì)羥基苯甲酸對(duì)羥基苯甲酸環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷（6）對(duì)于滌綸的化學(xué)改性）對(duì)于滌綸的化學(xué)改性三、聚酰胺纖維三、聚酰胺纖維聚酰胺纖維（聚酰胺纖維（nylon）：是指大分子鏈通過）：是指大分子鏈通過酰胺鍵酰胺鍵（ CO-NH-）連接起來的一類合成纖維

24、。）連接起來的一類合成纖維。錦綸錦綸錦綸錦綸6 6錦綸錦綸6666錦綸錦綸9 9錦綸錦綸1111（一）聚酰胺（一）聚酰胺6和和66的合成的合成由己由己內(nèi)酰胺內(nèi)酰胺作原料水解開環(huán)聚合得到的，其通式為：作原料水解開環(huán)聚合得到的，其通式為： H NH(CH2)xCOn OH1、聚酰胺、聚酰胺6的合成的合成氨基己酸氨基己酸加聚加聚加聚加聚 聚合體進(jìn)入平衡階段，同時(shí)發(fā)生鏈交換、縮聚和水聚合體進(jìn)入平衡階段，同時(shí)發(fā)生鏈交換、縮聚和水解等反應(yīng)，使分子量重新分布解等反應(yīng)，使分子量重新分布 。最后根據(jù)反應(yīng)條件。最后根據(jù)反應(yīng)條件而達(dá)到一定的動(dòng)態(tài)平衡，不能完全變成聚合物。而達(dá)到一定的動(dòng)態(tài)平衡，不能完全變成聚合物。 聚

25、己內(nèi)酰胺的分子量為聚己內(nèi)酰胺的分子量為1600022000。 一般采用抽真空的方法或?qū)⒕酆象w制成切片用熱水一般采用抽真空的方法或?qū)⒕酆象w制成切片用熱水萃取的方法除去小分子（單體、低聚物，約為萃取的方法除去小分子（單體、低聚物，約為10左右左右 ）。 是由二元胺和二元酸縮聚而成的，其通式為：是由二元胺和二元酸縮聚而成的，其通式為： H NH(CH2)xNHCO(CH2)yCO n OH 先制得己二酸與己二胺的先制得己二酸與己二胺的中性鹽中性鹽(66鹽鹽) 聚酰胺聚酰胺66的分子量為的分子量為2000030000。 不需要脫小分子（小于不需要脫小分子（小于1 ）2、聚酰胺、聚酰胺66的合成的合成（

26、二）聚酰胺的結(jié)構(gòu)（二）聚酰胺的結(jié)構(gòu)聚酰胺是沒有龐大側(cè)鏈的線形高分子。聚酰胺是沒有龐大側(cè)鏈的線形高分子。 大分子由大分子由-(CH2)n-短鏈通過酰胺鍵連接而成，短鏈通過酰胺鍵連接而成，C-C單鍵易內(nèi)旋轉(zhuǎn)，單鍵易內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使大分子鏈柔順性較好。使大分子鏈柔順性較好。大分子呈平面鋸齒狀，酰胺鍵之間容易形成氫鍵，分之間作大分子呈平面鋸齒狀，酰胺鍵之間容易形成氫鍵，分之間作用力大，容易取向和結(jié)晶。用力大，容易取向和結(jié)晶。分子內(nèi)的羰基和亞氨基也易形成氫鍵，分子結(jié)構(gòu)規(guī)整緊密，分子內(nèi)的羰基和亞氨基也易形成氫鍵，分子結(jié)構(gòu)規(guī)整緊密，形成結(jié)晶形成結(jié)晶酰胺鍵易發(fā)生酸堿性和高溫水解。酰胺鍵易發(fā)生酸堿性和高溫水解。1、錦

27、綸的化學(xué)結(jié)構(gòu)、錦綸的化學(xué)結(jié)構(gòu)2、錦綸的形態(tài)結(jié)構(gòu)、錦綸的形態(tài)結(jié)構(gòu) 熔融紡絲得到橫截面為圓形熔融紡絲得到橫截面為圓形 ，容易形成皮芯層結(jié)構(gòu)。，容易形成皮芯層結(jié)構(gòu)。？ 原因原因：錦綸玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，：錦綸玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，50，在冷卻固化和牽伸時(shí)，在冷卻固化和牽伸時(shí)，大分子鏈段凍結(jié)速度較慢，外層纖維先固化，取向度高，結(jié)晶大分子鏈段凍結(jié)速度較慢，外層纖維先固化，取向度高，結(jié)晶度低，形成皮層；而內(nèi)層纖維固化速度慢，取向度低，結(jié)晶度度低，形成皮層；而內(nèi)層纖維固化速度慢，取向度低，結(jié)晶度高，形成芯層。高，形成芯層。 分子間可通過分子間可通過C=O和和-NH-（亞胺基）形成大量的（亞胺基）形成大量的氫鍵氫鍵

28、。聚酰胺聚酰胺66 聚酰胺聚酰胺6晶區(qū)的分子鏈構(gòu)象晶區(qū)的分子鏈構(gòu)象3、錦綸的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、錦綸的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) （二）聚酰胺的結(jié)構(gòu)（二）聚酰胺的結(jié)構(gòu)錦綸錦綸6：由于單體兩端基團(tuán)不同，使分子具有方向性，：由于單體兩端基團(tuán)不同，使分子具有方向性，逆平行排列時(shí)所形成的氫鍵數(shù)目是順平行排列時(shí)所形成氫鍵數(shù)逆平行排列時(shí)所形成的氫鍵數(shù)目是順平行排列時(shí)所形成氫鍵數(shù)目的兩倍。目的兩倍。 w錦綸錦綸66，由于單體兩端基團(tuán)相同，使分子沒有方向性。，由于單體兩端基團(tuán)相同，使分子沒有方向性。不論分子間怎樣排列，都能最大限度形成氫鍵。不論分子間怎樣排列，都能最大限度形成氫鍵。w因此錦綸因此錦綸66中氫鍵數(shù)目比錦綸中氫鍵數(shù)目比錦

29、綸6中多，錦綸中多，錦綸66大分子間大分子間作用力大于錦綸作用力大于錦綸6的大分子間作用力。的大分子間作用力。（三）聚酰胺纖維的性能和用途（三）聚酰胺纖維的性能和用途(1)密度密度: 大分子鏈中亞甲基多，密度較小，大分子鏈中亞甲基多，密度較小，1.041.14 g/cm3 (2)吸濕性吸濕性: 吸濕性較高，僅次于維綸吸濕性較高，僅次于維綸 錦綸66 3.55.0 1、聚酰胺纖維的物理性質(zhì)、聚酰胺纖維的物理性質(zhì)(3)機(jī)械性能機(jī)械性能 : 斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng): 高。結(jié)晶度和取向度比較高高。結(jié)晶度和取向度比較高 ，分子間，分子間作用力大。作用力大。 受外力易變形受外力易變形,強(qiáng)力、

30、耐磨性好強(qiáng)力、耐磨性好 回彈率回彈率:伸長(zhǎng)伸長(zhǎng)10的回彈率達(dá)到的回彈率達(dá)到99，高。，高。 挺刮性差挺刮性差 。 耐磨性耐磨性:聚酰胺纖維的耐磨性最好。聚酰胺纖維的耐磨性最好。 聚酰胺聚酰胺6纖維比聚酰胺纖維比聚酰胺66纖維性能（強(qiáng)力、耐磨性、熔點(diǎn)）纖維性能（強(qiáng)力、耐磨性、熔點(diǎn)）差一些。差一些。 (4)電性能電性能:電導(dǎo)率很低電導(dǎo)率很低,隨著濕度的增加導(dǎo)電性能提高。隨著濕度的增加導(dǎo)電性能提高。(5)錦綸的熱性質(zhì)錦綸的熱性質(zhì)錦綸的耐熱性不好，當(dāng)溫度上升時(shí)，錦綸的耐熱性不好，當(dāng)溫度上升時(shí)，強(qiáng)度和延伸度均降低，收縮率增加。強(qiáng)度和延伸度均降低，收縮率增加。錦綸錦綸6錦綸錦綸66滌綸滌綸Tg()35-5

31、047-5067-81Ts()170-180235238-240Tm()215-220250-265255-2602、聚酰胺纖維的化學(xué)性質(zhì)、聚酰胺纖維的化學(xué)性質(zhì)（1）酸、堿）酸、堿對(duì)聚酰胺纖維的作用對(duì)聚酰胺纖維的作用 酰胺鍵的水解在通常情況下進(jìn)行很慢。酰胺鍵的水解在通常情況下進(jìn)行很慢。 錦綸的錦綸的耐堿性比較好耐堿性比較好,50%NaOH溶液幾乎沒有影響。溶液幾乎沒有影響。 錦綸對(duì)錦綸對(duì)酸酸的作用較為的作用較為敏感敏感，7HCl、20H2SO4，10HNO3緩緩慢水解。慢水解。（2）氧化劑）氧化劑對(duì)聚酰胺纖維的作用對(duì)聚酰胺纖維的作用 錦綸的錦綸的耐氧化性較差耐氧化性較差，可被如，可被如KMnO

32、4、H2O2、NaClO（次）等氧（次）等氧化劑破壞?；瘎┢茐?。 可采用可采用NaClO2（亞）或過醋酸進(jìn)行漂白。（亞）或過醋酸進(jìn)行漂白。 分散性染料分散性染料; 酸性染料酸性染料:氨端基接受質(zhì)子成為陽(yáng)離子氨端基接受質(zhì)子成為陽(yáng)離子 陽(yáng)離子染料：羧端基可失去質(zhì)子成為陰離子陽(yáng)離子染料：羧端基可失去質(zhì)子成為陰離子(水洗和耐曬牢度差水洗和耐曬牢度差) （3）染色性較好）染色性較好 高溫下，纖維發(fā)生裂解，即高溫下，纖維發(fā)生裂解，即 加熱加熱分解分解： 與端與端-NH2縮合，生成黃色吡咯結(jié)構(gòu)縮合，生成黃色吡咯結(jié)構(gòu) -R-NHCO-（CH2）4COOH-R-NHCO- CHCH2CH2CH2CO光和氧光和氧

33、（4）熱裂解）熱裂解 鏈長(zhǎng)變短；鏈長(zhǎng)變短； -COOH下降，下降，-NH2增加；增加； 吡咯結(jié)構(gòu)導(dǎo)致泛黃。吡咯結(jié)構(gòu)導(dǎo)致泛黃。熱降解結(jié)果熱降解結(jié)果： 錦綸錦綸66比錦綸比錦綸6耐熱，允許使用溫度分別為耐熱，允許使用溫度分別為135和和93。加入熱穩(wěn)定劑加入熱穩(wěn)定劑(如三溴化磷如三溴化磷)，提高其耐熱性能。，提高其耐熱性能。 為什么錦綸為什么錦綸6與錦綸與錦綸66軟化溫度和熔點(diǎn)相差近軟化溫度和熔點(diǎn)相差近50？用芳香環(huán)或脂肪環(huán)取代脂肪鏈，提高聚酰胺纖維用芳香環(huán)或脂肪環(huán)取代脂肪鏈，提高聚酰胺纖維的熱穩(wěn)定的熱穩(wěn)定 。如脂環(huán)族聚酰胺纖維。如脂環(huán)族聚酰胺纖維(奎阿鈉奎阿鈉) （5）耐光性較差）耐光性較差聚酰

34、胺纖維的聚酰胺纖維的 酰胺鍵光敏感酰胺鍵光敏感, 泛黃泛黃, 吡咯吡咯類雜環(huán)類雜環(huán) 3 3、聚酰胺纖維的改性、聚酰胺纖維的改性 （1）改變二元酸或者二元胺）改變二元酸或者二元胺 （2）交聯(lián)和接技）交聯(lián)和接技提高其熔點(diǎn)、耐熱性、防縮、防皺和吸溫性等。提高其熔點(diǎn)、耐熱性、防縮、防皺和吸溫性等。 可以利用甲醛進(jìn)行交聯(lián)。（亞氨基和氨基端基）可以利用甲醛進(jìn)行交聯(lián)。（亞氨基和氨基端基） 羥甲基衍生物、二異氰酸酯、三聚氯氰酸等交聯(lián)。羥甲基衍生物、二異氰酸酯、三聚氯氰酸等交聯(lián)。 引進(jìn)二硫鍵，制造卷曲纖維。引進(jìn)二硫鍵，制造卷曲纖維。 接枝：環(huán)氧乙烷接枝：環(huán)氧乙烷 、丙烯酸。、丙烯酸。 環(huán)氧乙烷接枝聚合后，使纖維

35、具有很好的環(huán)氧乙烷接枝聚合后，使纖維具有很好的柔韌性和親柔韌性和親水性水性。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、彈性好、密度小、耐磨性、耐疲勞性：強(qiáng)度高、彈性好、密度小、耐磨性、耐疲勞性 好、耐微生物作用。好、耐微生物作用。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：易變形、耐光性、耐熱性、抗靜電性較差等。：易變形、耐光性、耐熱性、抗靜電性較差等。4、用途 各種機(jī)織、針織品，工業(yè)用途廣泛。各種機(jī)織、針織品，工業(yè)用途廣泛。 錦綸的彈性高、耐磨性好，最適宜于襪類錦綸的彈性高、耐磨性好，最適宜于襪類制品的生產(chǎn)。制品的生產(chǎn)。 四、聚丙烯腈纖維四、聚丙烯腈纖維 聚丙烯腈纖維聚丙烯腈纖維(腈綸腈綸PAN)： 是由以丙烯腈為主體的共聚物紡得的纖維。是由以丙

36、烯腈為主體的共聚物紡得的纖維。 CH2=CH (CH2-CH) n | | CN CN 共聚丙烯腈纖維共聚丙烯腈纖維：是指由是指由丙烯腈重量占丙烯腈重量占85以上以上的共聚物的共聚物制得的一類碳鏈纖維，其他的乙烯基系共聚單體的重量不超過制得的一類碳鏈纖維，其他的乙烯基系共聚單體的重量不超過15。 第一單體：丙烯腈第一單體：丙烯腈，(CH2-CHCN) 85% 第二單體第二單體 ：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯等：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯等 5-10% 作用作用：減弱聚丙烯腈大分子間的作用力，：減弱聚丙烯腈大分子間的作用力，提高纖維的柔順性。提高纖維的柔順性。 第三單體第三

37、單體 ：具有親染料基團(tuán)：具有親染料基團(tuán) 1-3% 作用作用：改善纖維的染色性能改善纖維的染色性能，使離子型染料能對(duì)纖維染色。，使離子型染料能對(duì)纖維染色。 共聚丙烯腈纖維的商品名和化學(xué)組分共聚丙烯腈纖維的商品名和化學(xué)組分 商商 品品 名名 稱稱化化 學(xué)學(xué) 組組 分分腈綸、考旦爾腈綸、考旦爾腈綸腈綸腈綸、愛克斯綸腈綸、愛克斯綸DKDK奧綸奧綸4242奧綸奧綸8181阿克利綸阿克利綸開士米綸開士米綸特拉綸特拉綸阿克利別爾阿克利別爾丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸鈉鹽丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸鈉鹽丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯磺酸鈉丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯磺酸鈉丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉丙烯腈、丙烯酸甲酯

38、、甲基丙烯磺酸鈉丙烯腈、丙烯酸甲酯、苯乙烯磺酸鈉丙烯腈、丙烯酸甲酯、苯乙烯磺酸鈉丙烯腈丙烯腈丙烯腈、醋酸乙烯酯、乙烯吡啶丙烯腈、醋酸乙烯酯、乙烯吡啶丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉酸鈉丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、酸性第三單丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、酸性第三單體體（一）丙烯腈共聚物的合成（一）丙烯腈共聚物的合成1、第一單體的合成：丙烯氨氧化法、第一單體的合成：丙烯氨氧化法 丙烯在氨、空氣與水的存在下，用鉬酸鉍與銻酸雙丙烯在氨、空氣與水的存在下，用鉬酸鉍與銻酸雙氧鈾作催化劑，在沸騰床上于溫度為氧鈾

39、作催化劑，在沸騰床上于溫度為 450 、壓力、壓力為為 150kPa下反應(yīng)：下反應(yīng)： CH2=CHCH3+NH3 +3/2O2CH2=CHCNH2O+ 3丙烯腈共聚物合成機(jī)理丙烯腈共聚物合成機(jī)理：丙烯腈的聚合反應(yīng)系丙烯腈的聚合反應(yīng)系自由自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 引發(fā)劑引發(fā)劑：偶氮二異丁腈：偶氮二異丁腈 2、共聚物的合成、共聚物的合成第三單體為丙烯磺酸鈉第三單體為丙烯磺酸鈉第三單體為第三單體為甲基丙烯磺酸鈉甲基丙烯磺酸鈉第三單體為第三單體為2乙烯基吡啶乙烯基吡啶 第二單體第二單體第一單體第一單體（二）丙烯腈共聚物的結(jié)構(gòu)（二）丙烯腈共聚物的結(jié)構(gòu)類氫鍵類氫鍵：氰基強(qiáng)極性使氰基所連接的：氰基強(qiáng)極性

40、使氰基所連接的C原子的原子的H-C鍵極化，因鍵極化，因而形成強(qiáng)的類氫鍵作用。而形成強(qiáng)的類氫鍵作用。HCNCNCN氫鍵氫鍵偶極鍵偶極鍵 聚丙稀腈具有較大剛性（聚丙稀腈具有較大剛性（Tg=104）難于溶解，難于染色，纖）難于溶解，難于染色，纖維很脆。維很脆。 三類單體組成的共聚物的三類單體組成的共聚物的Tg為為85,柔性增大。柔性增大。 聚丙烯腈的超分子結(jié)構(gòu)聚丙烯腈的超分子結(jié)構(gòu) 腈綸大分子為腈綸大分子為側(cè)向二維有序側(cè)向二維有序（分子鏈間排列緊密，（分子鏈間排列緊密，-CN極性相極性相反而相吸）而反而相吸）而縱向無序縱向無序（一條大分子鏈內(nèi)，（一條大分子鏈內(nèi)，-CN極性相同而相極性相同而相斥）的結(jié)構(gòu)

41、，又稱為斥）的結(jié)構(gòu)，又稱為準(zhǔn)晶態(tài)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)晶態(tài)結(jié)構(gòu), 用用側(cè)序度側(cè)序度的概念來描述的概念來描述 。 側(cè)序度側(cè)序度: 超分子結(jié)構(gòu)中大分子排列的規(guī)整度。超分子結(jié)構(gòu)中大分子排列的規(guī)整度。 高側(cè)序度、中側(cè)序度和低側(cè)序度高側(cè)序度、中側(cè)序度和低側(cè)序度 聚丙烯腈分子鏈的構(gòu)象不是像聚丙烯腈分子鏈的構(gòu)象不是像 聚乙烯那樣的平面鋸齒形，聚乙烯那樣的平面鋸齒形， 也不是像等規(guī)聚丙烯那樣也不是像等規(guī)聚丙烯那樣 有規(guī)則的螺旋狀，而是一種有規(guī)則的螺旋狀，而是一種 具有不規(guī)則曲折和扭轉(zhuǎn)的螺旋狀具有不規(guī)則曲折和扭轉(zhuǎn)的螺旋狀 。P41CH2CH2CHCNCH2CHCN 濕法紡絲所得纖維截面是圓形的，干法紡絲所得纖維截面是濕法紡絲所

42、得纖維截面是圓形的，干法紡絲所得纖維截面是花生果形?？v向粗糙，象樹皮狀，有溝槽?；ㄉ??？v向粗糙，象樹皮狀，有溝槽。 均相溶液聚合，非均相聚合均相溶液聚合，非均相聚合（三）聚丙烯腈纖維的性能和用途（三）聚丙烯腈纖維的性能和用途1、聚丙烯腈纖維的物理性質(zhì)、聚丙烯腈纖維的物理性質(zhì)（1）密度）密度 :與錦綸相近與錦綸相近（2）吸濕性）吸濕性 ：1.02.5，低于錦綸而略高于滌綸。，低于錦綸而略高于滌綸。 （3）斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)）斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng) 強(qiáng)度不高強(qiáng)度不高,不如滌綸和錦綸不如滌綸和錦綸,比羊毛高，濕態(tài)有所降低比羊毛高，濕態(tài)有所降低 腈綸的伸長(zhǎng)率很高，干態(tài)斷裂伸長(zhǎng)一般為腈綸的伸長(zhǎng)率很高，干

43、態(tài)斷裂伸長(zhǎng)一般為2546。 （4）回彈率）回彈率：腈綸的拉伸彈性不如聚酰胺纖維、聚酯：腈綸的拉伸彈性不如聚酰胺纖維、聚酯纖維和羊毛，但比其他天然纖維和化學(xué)纖維都好。由纖維和羊毛，但比其他天然纖維和化學(xué)纖維都好。由于沒有結(jié)晶，易產(chǎn)生塑性形變，穿著易變形。于沒有結(jié)晶，易產(chǎn)生塑性形變，穿著易變形。 （5）耐磨性）耐磨性：腈綸的耐磨性高于天然纖維，但比聚酰：腈綸的耐磨性高于天然纖維，但比聚酰胺纖維、聚酯纖維差得多。胺纖維、聚酯纖維差得多。低側(cè)序度區(qū)鏈段運(yùn)動(dòng)溫度為：低側(cè)序度區(qū)鏈段運(yùn)動(dòng)溫度為：Tg1=80-100中側(cè)序度區(qū)鏈段運(yùn)動(dòng)溫度為：中側(cè)序度區(qū)鏈段運(yùn)動(dòng)溫度為：Tg2=140-150高側(cè)序度區(qū)鏈段運(yùn)動(dòng)溫

44、度為：高側(cè)序度區(qū)鏈段運(yùn)動(dòng)溫度為：Tg3=327（即熔點(diǎn)（即熔點(diǎn)Tm） （3）熱性能）熱性能 (泛黃，熱彈性泛黃，熱彈性) 150下，沒有損傷；下，沒有損傷； 150200加熱加熱24h色澤顯著泛黃，強(qiáng)度下降色澤顯著泛黃，強(qiáng)度下降2030%； 腈綸的熱穩(wěn)定性較好，隨著第二、腈綸的熱穩(wěn)定性較好，隨著第二、三單體的增加，耐熱性會(huì)下降。三單體的增加，耐熱性會(huì)下降。 200以上：隨著熱處以上：隨著熱處理的時(shí)間延長(zhǎng)從黃到理的時(shí)間延長(zhǎng)從黃到棕色，最后成為黑色。棕色，最后成為黑色。 因?yàn)榇蠓肿渔溕闲纬梢驗(yàn)榇蠓肿渔溕闲纬闪肆溯^長(zhǎng)的共軛體系較長(zhǎng)的共軛體系，即纖維分子的長(zhǎng)鏈發(fā)即纖維分子的長(zhǎng)鏈發(fā)生重排和環(huán)化：生重排和

45、環(huán)化：（1）先）先200300的熱空氣介質(zhì)中加熱氧化，可得的熱空氣介質(zhì)中加熱氧化，可得 含碳量含碳量70的耐火聚丙烯腈纖維。的耐火聚丙烯腈纖維。（2）在惰性氣體介質(zhì)中于）在惰性氣體介質(zhì)中于8001600熱處理得含熱處理得含 碳量為碳量為90的碳纖維。的碳纖維。（3）于）于25003000熱處理得含碳量達(dá)熱處理得含碳量達(dá)99.9的石的石 墨纖維。墨纖維。 聚丙烯腈纖維可制備耐高溫的碳纖維和石墨纖維聚丙烯腈纖維可制備耐高溫的碳纖維和石墨纖維 （耐（耐3000高溫，強(qiáng)度是普通滌綸和錦綸的高溫，強(qiáng)度是普通滌綸和錦綸的2倍倍 ）腈綸耐熱性能應(yīng)用腈綸耐熱性能應(yīng)用腈綸纖維的熱彈性模量：腈綸纖維的熱彈性模量：

46、 Tg以上模量急劇下降以上模量急劇下降 ，容易被拉伸，容易被拉伸 ，降低溫度，保持拉伸，降低溫度，保持拉伸，然后再升溫到然后再升溫到Tg以上，大分子恢復(fù)成彎曲狀態(tài)，纖維長(zhǎng)度大以上，大分子恢復(fù)成彎曲狀態(tài)，纖維長(zhǎng)度大大回縮大回縮 。為高收縮纖維。為高收縮纖維。 原因？原因？ 只有只有Tg，沒有，沒有Tm！ 準(zhǔn)晶態(tài)結(jié)構(gòu)造成熱收縮，制作準(zhǔn)晶態(tài)結(jié)構(gòu)造成熱收縮，制作膨體紗膨體紗。 與普通纖維混紡，然后與普通纖維混紡，然后100 以上蒸汽或沸水中進(jìn)行熱松弛以上蒸汽或沸水中進(jìn)行熱松弛處理，腈綸強(qiáng)烈收縮，普通纖維彎曲。處理，腈綸強(qiáng)烈收縮，普通纖維彎曲。 錦綸、滌綸彈力纖維是通過加捻、定形得到的。錦綸、滌綸彈力纖

47、維是通過加捻、定形得到的。 腈綸纖維的熱彈性腈綸纖維的熱彈性 2 2、聚丙烯腈纖維的化學(xué)性質(zhì)、聚丙烯腈纖維的化學(xué)性質(zhì)腈綸分子中除腈綸分子中除-CN可發(fā)生水解外，無反應(yīng)性的基團(tuán)，可發(fā)生水解外，無反應(yīng)性的基團(tuán)，化學(xué)穩(wěn)定性良好化學(xué)穩(wěn)定性良好，能耐一定濃度的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。，能耐一定濃度的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。(1) 堿堿對(duì)聚丙烯腈纖維的作用：對(duì)聚丙烯腈纖維的作用：水解水解 適當(dāng)控制氰基的水解反應(yīng)適當(dāng)控制氰基的水解反應(yīng) ，能改善纖維的親水性、染色性，能改善纖維的親水性、染色性。 氨氨與未水解的氰基反應(yīng)，生與未水解的氰基反應(yīng)，生成脒基成脒基(發(fā)色基團(tuán)發(fā)色基團(tuán))而產(chǎn)生黃色而產(chǎn)生黃色(2)氧化劑、還原劑氧化劑、還原劑對(duì)聚

48、丙烯腈纖維的作用微弱，可使用對(duì)聚丙烯腈纖維的作用微弱，可使用亞氯酸鈉、過氧化氫進(jìn)行漂白亞氯酸鈉、過氧化氫進(jìn)行漂白 。(3)有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑的作用：溶與乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基的作用：溶與乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜等強(qiáng)乙酰胺、二甲基亞砜等強(qiáng)極性有機(jī)溶劑極性有機(jī)溶劑，耐一般有機(jī)，耐一般有機(jī)溶劑。溶劑。(4)染色性染色性：陽(yáng)離子染料是基本染料：陽(yáng)離子染料是基本染料 (5)耐光性耐光性：最好，日光下曝曬：最好，日光下曝曬80h纖維強(qiáng)度毫不減退纖維強(qiáng)度毫不減退 。 腈基的碳氮三鍵能吸收能量較高的紫外線，并把它轉(zhuǎn)腈基的碳氮三鍵能吸收能量較高的紫外線，并把它轉(zhuǎn)化為熱能，從而保護(hù)了碳鏈?；?/p>

49、為熱能，從而保護(hù)了碳鏈。 五、聚丙烯纖維五、聚丙烯纖維 聚丙烯纖維聚丙烯纖維(丙綸，丙綸，PPPP)：是以丙烯聚合得到的等規(guī)：是以丙烯聚合得到的等規(guī)聚丙烯為原料紡制而成的合成纖維。聚丙烯為原料紡制而成的合成纖維。CH2CH CH2CH3CH CH2CHCH3CH3 通過定向聚合反應(yīng)而獲得。通過定向聚合反應(yīng)而獲得。 一般采用多相齊格勒一般采用多相齊格勒納塔納塔ZieglerNatta（ZN）催化劑催化劑 含有鈦氯化物的結(jié)晶固態(tài)組分和助催化劑烷基鋁兩部分組成含有鈦氯化物的結(jié)晶固態(tài)組分和助催化劑烷基鋁兩部分組成的復(fù)合催化劑，起催化效果的是的復(fù)合催化劑，起催化效果的是 TiC鍵鍵 。 茂金屬催化劑茂金

50、屬催化劑 ：環(huán)戊二烯過渡金屬化合物類：環(huán)戊二烯過渡金屬化合物類 ，助催化劑是甲，助催化劑是甲基鋁氧烷基鋁氧烷 。（一）聚丙烯的合成（一）聚丙烯的合成（二）聚丙烯纖維的結(jié)構(gòu)（二）聚丙烯纖維的結(jié)構(gòu) 丙綸為丙綸為全同立構(gòu)聚合物全同立構(gòu)聚合物，等規(guī)度一般為等規(guī)度一般為 85%85%97%97%，結(jié)構(gòu)規(guī)結(jié)構(gòu)規(guī)整，容易結(jié)晶。分子鏈呈立體螺旋構(gòu)型。整，容易結(jié)晶。分子鏈呈立體螺旋構(gòu)型。 分子量：分子量： 80000 80000120000 120000 丙綸的最佳丙綸的最佳結(jié)晶溫度結(jié)晶溫度為為 125125135135。 溫度過高，不易形成晶核，結(jié)晶緩慢；溫度過低，由于分溫度過高，不易形成晶核，結(jié)晶緩慢；溫度

51、過低，由于分子鏈擴(kuò)散困難，結(jié)晶難于進(jìn)行。子鏈擴(kuò)散困難，結(jié)晶難于進(jìn)行。 經(jīng)熱處理，結(jié)晶度可達(dá)經(jīng)熱處理，結(jié)晶度可達(dá)65%65%75%75%。 CH2CH CH2CH3CH CH2CHCH3CH3（三）聚丙烯纖維的性質(zhì)（三）聚丙烯纖維的性質(zhì)（1）機(jī)械性能）機(jī)械性能 結(jié)晶度高，結(jié)晶度高，強(qiáng)度高強(qiáng)度高，35 53cN /tex， 斷裂伸長(zhǎng)率高斷裂伸長(zhǎng)率高，在，在 15% 35%， 干、濕強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)度完全相等。干、濕強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)度完全相等。 彈性好彈性好，伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng) 3% ，回復(fù)率可達(dá)，回復(fù)率可達(dá) 96%100% 耐磨性好耐磨性好，尤其是耐反復(fù)彎曲的壽命長(zhǎng)，尤其是耐反復(fù)彎曲的壽命長(zhǎng) ，可經(jīng)受反復(fù)撓曲

52、，可經(jīng)受反復(fù)撓曲 20 萬次。萬次。1、聚丙烯纖維的物理性質(zhì)、聚丙烯纖維的物理性質(zhì)（3）吸濕性）吸濕性 長(zhǎng)鏈分子中無極性基團(tuán)，長(zhǎng)鏈分子中無極性基團(tuán)，吸水性幾乎等于零吸水性幾乎等于零。（2）密度）密度 最輕的合成纖維最輕的合成纖維 聚丙烯纖維的密度為聚丙烯纖維的密度為 0.90 0.92g/cm3。 （4）電性能）電性能 電阻率高電阻率高（7 1019cm），導(dǎo)熱），導(dǎo)熱 系數(shù)小系數(shù)小 （5）熱性能）熱性能 耐熱性差耐熱性差 熔點(diǎn)低（熔點(diǎn)低（170 ），軟化點(diǎn)比熔點(diǎn)低），軟化點(diǎn)比熔點(diǎn)低 1015。 高溫有氧存在時(shí)，氧化裂解加快。高溫有氧存在時(shí)，氧化裂解加快。2 2、聚丙烯纖維的化學(xué)性質(zhì)、聚丙烯纖

53、維的化學(xué)性質(zhì) 主鏈為主鏈為CC鍵，鍵，而且側(cè)鏈上無而且側(cè)鏈上無活性基團(tuán)，所活性基團(tuán)，所以對(duì)酸堿等化以對(duì)酸堿等化學(xué)試劑的穩(wěn)定學(xué)試劑的穩(wěn)定性都好。性都好。 染色性能和染染色性能和染色牢度很差色牢度很差 耐光性較差耐光性較差試劑試劑濃度濃度/ /4 4個(gè)月后保個(gè)月后保留強(qiáng)度留強(qiáng)度/%/%酸酸鹽酸鹽酸硝酸硝酸硫酸硫酸蟻酸蟻酸冰醋酸冰醋酸3434666694947575100100100100100100100100100100堿堿氫氧化鉀氫氧化鉀氫氧化鈉氫氧化鈉4040404090909090溶劑溶劑三氯乙烯三氯乙烯四氯乙烯四氯乙烯甲苯甲苯苯苯8080808085858080氧化劑氧化劑次氯酸鈉次氯酸

54、鈉過氧化氫過氧化氫有效氯有效氯5 51212體積體積85859090 六、聚乙烯醇（縮醛）纖維（六、聚乙烯醇（縮醛）纖維（PVAPVA） 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱維綸：維綸：以短纖維為主以短纖維為主 ，其形狀很像棉，其形狀很像棉 ，主要，主要用于與棉的混紡，織成各種棉紡織物用于與棉的混紡，織成各種棉紡織物 。 主要有日本、朝鮮等少數(shù)國(guó)家主要有日本、朝鮮等少數(shù)國(guó)家 耐熱水性，收縮率低，但染色性差、彈性低耐熱水性，收縮率低，但染色性差、彈性低 （一）聚乙烯醇的合成（一）聚乙烯醇的合成 以以醋酸乙烯為單體進(jìn)行聚合醋酸乙烯為單體進(jìn)行聚合，進(jìn)而醇解或水解，進(jìn)而醇解或水解制成聚乙烯醇。制成聚乙烯醇。 聚醋酸乙烯聚醋酸乙烯

55、 （二）聚乙烯醇縮醛的結(jié)構(gòu)（二）聚乙烯醇縮醛的結(jié)構(gòu) 維綸的基本組成物質(zhì)是維綸的基本組成物質(zhì)是聚乙烯醇聚乙烯醇 w縮醛化處理縮醛化處理，不溶于水，防皺防縮不溶于水，防皺防縮：w甲醛、丁醛縮醛化，甲醛、丁醛縮醛化，反應(yīng)主要反應(yīng)主要 發(fā)生在非結(jié)晶區(qū)，纖維分子中未發(fā)生發(fā)生在非結(jié)晶區(qū)，纖維分子中未發(fā)生結(jié)晶的自由羥基上結(jié)晶的自由羥基上亞甲醚鍵亞甲醚鍵 （三）聚乙烯醇縮甲醛纖維的性質(zhì)（三）聚乙烯醇縮甲醛纖維的性質(zhì) （2）強(qiáng)度低，彈性低強(qiáng)度低，彈性低 （3）有大量的羥基存在，使聚乙烯醇縮甲醛纖維具有）有大量的羥基存在，使聚乙烯醇縮甲醛纖維具有良好的吸良好的吸 濕性能濕性能。1 1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)2 2、化

56、學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)（1）聚乙烯醇的玻）聚乙烯醇的玻璃化溫度約璃化溫度約80，耐熱性差耐熱性差，高溫，高溫發(fā)黃。發(fā)黃。 熱裂解熱裂解：空氣中，：空氣中，分子中未縮醛化分子中未縮醛化部分被部分被氧化或脫氧化或脫水水；大分子主鏈；大分子主鏈斷裂斷裂 濕法紡絲成形濕法紡絲成形,有皮芯層結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)緊密且厚的有皮芯層結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)緊密且厚的皮層的皮層的“保護(hù)保護(hù)”下，化學(xué)藥品難以進(jìn)入纖維內(nèi)部下，化學(xué)藥品難以進(jìn)入纖維內(nèi)部發(fā)生充分反應(yīng)，使之發(fā)生充分反應(yīng)，使之耐酸堿性強(qiáng)耐酸堿性強(qiáng)。 由于皮層的結(jié)構(gòu)，使染料難以擴(kuò)散入內(nèi)。皮層色由于皮層的結(jié)構(gòu)，使染料難以擴(kuò)散入內(nèi)。皮層色澤較芯層淺，造成澤較芯層淺，造成不易染色和色澤不

57、鮮艷不易染色和色澤不鮮艷等缺點(diǎn)。等缺點(diǎn)。 （一）聚氯乙烯的合成及其結(jié)構(gòu)（一）聚氯乙烯的合成及其結(jié)構(gòu) 定向聚合定向聚合反應(yīng)反應(yīng) ，等規(guī)等規(guī)聚氯乙烯聚氯乙烯 結(jié)晶度較低，隨著立體規(guī)整度提高，纖維的結(jié)晶結(jié)晶度較低，隨著立體規(guī)整度提高，纖維的結(jié)晶度也可以提高。度也可以提高。(CH2CH)nClCHClnCH2七、聚氯乙烯纖維七、聚氯乙烯纖維 （二）聚氯乙烯的性能（二）聚氯乙烯的性能 聚氯乙烯纖維較硬，聚氯乙烯纖維較硬，強(qiáng)力強(qiáng)力在合成纖維中在合成纖維中較低較低，與棉花，與棉花相似相似 。 耐熱性較低耐熱性較低，當(dāng)溫度達(dá)到，當(dāng)溫度達(dá)到 6570時(shí)即發(fā)生明顯的時(shí)即發(fā)生明顯的熱收縮；分解溫度為熱收縮；分解溫度

58、為150155，HCl氣體。氣體。 對(duì)無機(jī)試劑的穩(wěn)定性好，耐有機(jī)溶劑性差。對(duì)無機(jī)試劑的穩(wěn)定性好，耐有機(jī)溶劑性差。 染色性差染色性差 ，多數(shù)采用原液著色，多數(shù)采用原液著色 。 耐燃性好耐燃性好：難燃，難燃，極限氧指數(shù)極限氧指數(shù) LOI高達(dá)高達(dá)37%；主要用；主要用作難燃纖維作難燃纖維，其產(chǎn)品適用于易燃場(chǎng)所；明火中發(fā)生收，其產(chǎn)品適用于易燃場(chǎng)所；明火中發(fā)生收縮并碳化，離開火源便縮并碳化，離開火源便自行熄滅自行熄滅。（三）改性聚氯乙烯纖維（三）改性聚氯乙烯纖維 使用溫度最高可達(dá)使用溫度最高可達(dá) 93100 ，較聚氯乙烯大大提高，較聚氯乙烯大大提高，具有很好的耐熱性。在丙酮中具有良好的溶解性具有很好的耐熱性。在丙酮中具有良好的溶解性 。1、過氯綸、過氯綸 熱穩(wěn)定性及難燃性優(yōu)于聚氯乙烯纖維。熱穩(wěn)定性及難燃性優(yōu)于聚氯乙烯纖維。 2、偏氯綸：薩綸（、偏氯綸：薩綸（Saran）八、聚氨酯彈性纖維八、聚氨酯彈性纖維 以以聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯為為主要成分主要成分的一種嵌段共的一種嵌段共聚物制成的纖維，簡(jiǎn)稱聚物制成的纖維，簡(jiǎn)稱氨綸氨綸 （PU）。）。 分分 子子 式通式式通式： -O-CONH-n- 特點(diǎn)：具有像膠那樣的特點(diǎn)：具有像膠那樣的彈性彈性。 主要制作各種主要制作各種針織品針織品。 （一）聚氨酯嵌段共聚物的合成（一）聚氨酯嵌段共