化学纤维制造学.ppt

化学纤维制造学第一页，共九十二页，2022年，8月28日 化学纤维可分为长丝和短纤维（一）长丝 在化学纤维制造过程中，纺丝流体（熔体或溶液）经纺丝成形和后加工工序后，得到的长度以千米计的纤维称为长丝。 长丝包括单丝、复丝和帘线丝。第二页，共九十二页，2022年，8月28日 （二）短纤维 化学纤维的产品被切成几厘米至十几厘米的长度，这种长度的纤维称为短纤维。 根据切断长度的不同．短纤维可分为棉型、毛型、中长型短纤维。第三页，共九十二页，2022年，8月28日 棉型短纤维：长度为33～38mm，线密度为1.3～1.8dtex，纤维较细，类似棉花。主要用于与棉混纺，例如用棉型聚酯短纤维（涤纶）与棉混纺，得到的织物称“涤棉”织物。纯纺 毛型短纤维：毛型短纤维有两种：用于粗梳毛纺的毛型化纤，长度在64～76mm，线密度为3.3～5.5dtex；用于精梳毛纺的毛型化纤，长度为76～114mm，线密度为3.3～5.5dtex。毛型化纤适于在毛纺设备上加工，与羊毛混纺或纯纺织制毛型织物，类似羊毛。主要用于与羊毛混纺，例如用涤纶毛型短纤维与羊毛混纺，得到的织物称“毛涤”织物。 纯纺 中长纤维：纤维的长度一般为51～76mm，线密度为2.2～3.3dtex，介于棉型和毛型之间。主要用于织造中长纤维织物。第四页，共九十二页，2022年，8月28日 二、化学纤维的生产方法概述 化学纤维的品种繁多，原料及生产方法各异，其生产过程可概括为以下四个工序。（1）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处理和机械加工；（2）纺前准备：纺丝熔体或纺丝溶液的制备；（3）纺丝：纤维的成形；（4）后加工：纤维的后处理。第五页，共九十二页，2022年，8月28日 成纤高聚物的基本性质 用于化学纤维生产的高分子化合物，称为成纤高聚物或成纤聚合物。成纤高聚物有两大类，一类为天然高分子化合物，用于生产再生纤维；另一类为合成高分子化合物，用于生产合成纤维。 作为化学纤维生产的原料，成纤高聚物的性质不仅在一定程度上决定了纤维的性质，而且对纺丝、后加工工艺也有重大影响。第六页，共九十二页，2022年，8月28日 对成纤高聚物一般要求如下： （1）成纤高聚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； （2）高聚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； （3）高聚物应具有适当高的分子量和较窄的分子量分布； （4）高聚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。第七页，共九十二页，2022年，8月28日 化学纤维的成形普遍采用高聚物的熔体或浓溶液进行纺丝， 前者称为熔体纺丝，后者称为溶液纺丝。第八页，共九十二页，2022年，8月28日 由于聚合方法和聚合物的性质不同，合成的高聚物可能是熔体状态或溶液状态。将高聚物熔体直接送去纺丝，这种方法称为直接纺丝； 也可将聚合得到的高聚物熔体经铸带、切粒等工序制成“切片”，再以切片为原料，加热熔融形成熔体进行纺丝，这种方法称为切片纺丝。直接纺丝与切片纺丝在工业生产中都有应用。第九页，共九十二页，2022年，8月28日 对于溶液纺丝也有两种方法。将聚合后的高聚物溶液直接送去纺丝，这种方法称一步法。 另一种方法是先将聚合得到的溶液分离制成颗粒状或粉粉末状的成纤高聚物，然后再溶解制成纺丝溶液，这种方法称为二步法。第十页，共九十二页，2022年，8月28日 （1）熔体纺丝 切片在螺杆挤出机中熔融后或由连续聚合制成的熔体，送至纺丝箱体中的各纺丝部位，再经纺丝泵定量压送到纺丝组件，过滤后从喷丝板的毛细孔中压出而成为细流，并在纺丝甬道中冷却成形。初生纤维被卷绕成一定形状的卷装（对于长丝）或均匀落入盛丝桶中（对于短纤维）。第十一页，共九十二页，2022年，8月28日 第十二页，共九十二页，2022年，8月28日 第十三页，共九十二页，2022年，8月28日 第十四页，共九十二页，2022年，8月28日 （2）湿法纺丝 纺丝溶液经混合、过滤和脱泡等纺前准备后，送至纺机，通过纺丝泵计量，经烛形滤器、鹅颈管进入喷丝头（帽），从喷丝头毛细孔中挤出的溶液细流进入凝固浴，溶液细流中的溶剂向凝固浴扩散，浴中的凝固剂向细流内部扩散，于是高聚物在凝固浴中析出而形成初生纤维。第十五页，共九十二页，2022年，8月28日 第十六页，共九十二页，2022年，8月28日 第十七页，共九十二页，2022年，8月28日 （3）干法纺丝 干法纺丝时，从喷丝头毛细孔中挤出的纺丝溶液不进入凝固浴，而进入纺丝甬道。通过甬道中热空