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纺织与材料学院纺织工程系 * 第四章：化学纤维 返回 主菜单 第四章: 化学纤维 内容提要： 成纤高聚物特征和化学纤维制造概述。化学纤维的分类、性质及检测； 常用化纤的特性；纤维鉴别的方法简介。重点难点： 本章是纤维部分特性介绍的最后一章，在性能介绍中注意与前面章节的对比，突出特点的介绍，难点在于综合性。解决方法： 采用对比、归纳教学法，突出重点，如长度、细度、强度、形态特征等内容到此建立完整的体系，使学生的理解和思维方法进一步得到提升。 第一节：化纤概况 第二节：化纤性能检验 第三节：常见化纤特性简述（普通纤维） 第四节：纺织纤维的鉴别 一、化学纤维的诞生与应用 化学纤维的问世，结束了人类几千年来只将天然纤维作为唯一纺织原料的历史。为纺织工业提供了一个稳定的，持续发展的原料来源。使人类的穿衣状况得到了非常巨大的改善。 由于是人工产品，所以其性能不象天然纤维那样性能是天生的，有限的，而是可以人为改变和控制的，可以制得各种不同性能的纤维，因而在民用、工农业、交通运输，国防，医疗及尖端科学领域等方面具有广阔的用途。 第一节： 化纤概况 民用：大家很熟悉，强度高，比重轻，耐磨损， 不霉蛀，易洗快干等。工农业：包装材料，传送带，渔网，绳索等。交通运输：轮胎帘子线。医疗：人造器管，缝合线，消毒纱布，卫生用 品国防：炮衣，降落伞，军用帐蓬，各种防护服宇航：耐辐射，耐高低温纤维，飞行服，宇宙 飞船减速器。 长久以来，为了满足人类穿着日益增长的需要，人们一直在寻找更多的纤维材料来源。蚕丝是自然界唯一可供利用的长丝，而且它的形成独具一格——由液体状变成固体状。我国早在南宋，就有记载，周去非的《岭外代答》一书记述，广西某县枫树上有“食叶之虫”称做“丝虫”，它的外形“似蚕而呈赤黑色”，每当五月（农历）间“虫腹如蚕之熟”，当地人就捉回用醋浸渍，然后剖开虫腹取出丝素，在醋中牵引成丝，一虫可得丝长6-7尺，这种从野蚕身上抽丝的方法，堪称是人类人工制丝技术最早的事实。 到十八世纪人们想到蚕吃了桑叶能吐出丝，那为什么不能用人工方法，把桑叶制成跟蚕丝相似的纤维呢？后来人们测定了蚕丝和桑叶的组成，发现：桑叶中大量含有碳、氢、氧三元素，而蚕丝中除含有上述元素外，还含有氮。这一发现，启发人们用硝酸来处理纤维素来增加氮的部分。1884年在法国制得硝酸纤维。但因其容易燃烧，加上成本贵，又没多少纺用价值，所以问世不久便停产了，但它毕竟是人类历史上第一次人工制造的纤维。 1891年在英国有人将纤维素黄酸酯溶于稀碱中制成很粘的液体纺丝，因其很粘，故称为粘胶，制成的纤维称为粘胶纤维。它在1905年实现工业化生产。从此以后人造纤维开始走上了成功之路，发展到目前这种现状。可以说人造纤维的制造成功是仿生学的应用的成功。 二、种类和分子组成（一）人造纤维1、粘胶纤维：以木材，棉短绒，芦苇，甘蔗渣等植物纤维素为原料制成。（简介最近发展的几个新品：Modal，Tencel，竹子纤维）2、人造蛋白质纤维：大豆纤维（不是纯蛋白）。 （二）合成纤维 （按教材第170页表3-1，了解制造化纤的主要原料）1、 普通合成纤维（按教材第173页表3-2介绍类名，具体纤维名，组成单体，结构学名，商品常用名，时间约10分钟）2、 特种纤维（1）氨纶 （莱卡）。弹性纤维。（2）芳纶。耐高温、高绝缘、高强度（3）氟纶。耐腐蚀纤维（4）导电纤维。金属的，复合的。（5）碳纤维。复合材料的骨架增强材料 （三）改性纤维： 合成纤维可按我们的需要来生产，它可制成作一般用途的普通纤维，也可制成具有特殊性能的特种纤维，普通纤维制造简单方便，价格也低廉，但他们往往在吸湿性，染色性，抗静电性，抗污性及抗起毛起球等性能比较差，需要加以改善。 改性方法：1、化学改性：（1）接枝，（2）共聚，（3）纤维化学处理。改善纤维的吸湿，染色性，抗静电性，难燃性等。2、物理改性：（1）改变喷丝孔的形状——异形纤维（2）改变纤维伸直为卷曲——变形纤维（3）不同聚合物从同一喷丝孔喷出→复合纤维改善：膨松性，伸缩弹性，光泽，抗污等，增强特性或功能。 三、化学纤维的制造大体分为：纺丝液的制备，纺丝成形，后加工三个过程。（一）纺丝液的制备 要将成纤高聚加工成纤维，则必须首先把它制成一种粘稠的液体——纺丝液，但不是所有的高聚物都可加工成纤维。成纤高聚物要满足三个条件： （1）线性分子结构； （2）适当的分子量； （3）凝固后的纤维中，大分子间应该具有足够 的结合能。 纺丝液的制备方法：目前最主要的有熔体法和溶液法两种。为了使纺丝液具有均匀和良