第十章合成纤维 Synthetic fiber 学习目的要求 掌握纤维的分类与特征;初步掌握聚 酯纤维、锦纶纤维、腈纶纤维、聚丙烯 纤维的生产技术、结构、性能及应用
第十章 合成纤维 Synthetic Fiber 学习目的要求 掌握纤维的分类与特征；初步掌握聚 酯纤维、锦纶纤维、腈纶纤维、聚丙烯 纤维的生产技术、结构、性能及应用
89-1纤维的分类与特征 纤维是指柔韧、纤细,具有相当长度、强度、弹性和吸湿性的丝状物。大多 数是不溶于水的有机高分子化合物,少数是无机物。根据来源可以分为天然纤维 和化学纤维两大类 纤维的分类 胶黏纤维 纤维素纤维铜氨纤维 天然纤维 醋酸纤维 蛋白质纤维 纤维 锦纶系列纤维 涤纶系列纤维 腈纶系列纤维 化学纤维〈聚乙烯醇系列纤维 聚烯烃纤维 含氯纤维 耐高温纤维 其他纤维
§9-1 纤维的分类与特征 纤维是指柔韧、纤细，具有相当长度、强度、弹性和吸湿性的丝状物。大多 数是不溶于水的有机高分子化合物，少数是无机物。根据来源可以分为天然纤维 和化学纤维两大类。 一、纤维的分类 纤维 天然纤维 化学纤维 胶黏纤维 铜氨纤维 醋酸纤维 纤维素纤维 锦纶系列纤维 蛋白质纤维 涤纶系列纤维 腈纶系列纤维 聚乙烯醇系列纤维 聚烯烃纤维 含氯纤维 耐高温纤维 其他纤维
§91纤维的分类与特征 、成纤高聚物的特征 高聚物的品种很多,但并不是所有高聚物都能用于纺丝,而是具有如下特征 的高聚物都能进行纺丝。 成纤高聚物均为线型高分子用这类高分子纺制的纤维能沿纤维纵轴方向拉 伸而有序排列。当纤维受到拉力时,大分子能同时承受作用力,使纤维具有较高 的拉伸强度和适宜的延伸度及其他物理一力学性能。 成纤维高聚物具有适宜的相对分子质量线型高聚物分子链的长度对纤维的 物理-力学性能影响很大,尤其是对纤维的机械强度、耐热性和溶解性的影响更 大。相对分子质量的高低均不好,高者不易加工,低者性能不好。常见的主要成 纤高聚物的相对分子质量如下表所示 主要成纤高聚物的相对分子质量 高聚物相对分子质量 高聚物 相对分子质量 聚酰胺-6或-66 16000-22000 聚乙烯醇 60000-80000 聚酯 16000-20000 全同聚丙烯 180000-300000 聚丙烯腈 50000-80000
§9-1 纤维的分类与特征 二、成纤高聚物的特征 高聚物的品种很多，但并不是所有高聚物都能用于纺丝，而是具有如下特征 的高聚物都能进行纺丝。 成纤高聚物均为线型高分子 用这类高分子纺制的纤维能沿纤维纵轴方向拉 伸而有序排列。当纤维受到拉力时，大分子能同时承受作用力，使纤维具有较高 的拉伸强度和适宜的延伸度及其他物理-力学性能。 成纤维高聚物具有适宜的相对分子质量 线型高聚物分子链的长度对纤维的 物理-力学性能影响很大，尤其是对纤维的机械强度、耐热性和溶解性的影响更 大。相对分子质量的高低均不好，高者不易加工，低者性能不好。常见的主要成 纤高聚物的相对分子质量如下表所示。 主要成纤高聚物的相对分子质量 高聚物 相对分子质量 高聚物 相对分子质量 聚酰胺-6或-66 聚酯 聚丙烯腈 16000-22000 16000-20000 50000-80000 聚乙烯醇 全同聚丙烯 60000-80000 180000-300000
891纤维的分类与特征 成纤高聚物的分子链间必须有足够的次价力高聚物的物理力学性能与次 价力有密切关系。分子间次价力越大,纤维的强度越高,次价力大于20.92kJmo 的高聚物适宜作纤维材料 成纤高聚物应具有可溶性和融性只有这样才能将高聚物溶解或熔融成溶 液或熔体,再经纺丝、凝固或冷却形成纤维,否则就不能进行纺丝
§9-1 纤维的分类与特征 成纤高聚物的分子链间必须有足够的次价力 高聚物的物理-力学性能与次 价力有密切关系。分子间次价力越大，纤维的强度越高，次价力大于20.92kJ/mol 的高聚物适宜作纤维材料。 成纤高聚物应具有可溶性和熔融性 只有这样才能将高聚物溶解或熔融成溶 液或熔体，再经纺丝、凝固或冷却形成纤维，否则就不能进行纺丝
§92聚酯纤维 聚酯是制造聚酯纤维、涂料、薄膜及工程塑料的原料,是由饱和的二元酸与 二元醇通过缩聚反应制得的一类线性高分子缩聚物。这类缩聚物的品种因随使用 原料或中间体而异,故品种繁多数不胜数。但所有品种均有一个共同特点,就是 其大分子的各个链节间都是以酯基“-C00-”相联,所以把这类缩聚物通称为 聚 酯。以聚酯为基础制得的纤维称为涤纶,是三大合成纤维(涤纶、锦纶、腈纶) 之一,是最主要的合成纤维。下面主要介绍对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)生 主要原料 1.对苯二甲酸(TPA) 对苯二甲酸是芳香族二元羧酸的一种,它在常温下,外观为白色晶体,无毒, 易燃。稍溶于热乙醇,微溶于水,不溶于氯仿、ξ醚、醋酸,能溶于碱。物性常 数如下: 相对分子质量 166.13 相对密度 熔点 384~421℃升华点 402℃ 自燃点 680℃ 升华热 98.4kI/mol
§9-2 聚酯纤维 聚酯是制造聚酯纤维、涂料、薄膜及工程塑料的原料，是由饱和的二元酸与 二元醇通过缩聚反应制得的一类线性高分子缩聚物。这类缩聚物的品种因随使用 原料或中间体而异，故品种繁多数不胜数。但所有品种均有一个共同特点，就是 其大分子的各个链节间都是以酯基“－COO－”相联，所以把这类缩聚物通称为 聚 酯。以聚酯为基础制得的纤维称为涤纶，是三大合成纤维（涤纶、锦纶、腈纶） 之一，是最主要的合成纤维。下面主要介绍对苯二甲酸乙二醇酯（简称PET）生 产工艺。 一、主要原料 1．对苯二甲酸（TPA） 对苯二甲酸是芳香族二元羧酸的一种，它在常温下，外观为白色晶体，无毒， 易燃。稍溶于热乙醇，微溶于水，不溶于氯仿、乙醚、醋酸，能溶于碱。物性常 数如下： 相对分子质量 166.13 相对密度 1.55 熔点 384～421℃ 升华点 402℃ 自燃点 680℃ 升华热 98.4kJ/mol 燃烧热 3227.8kJ/mol