合成纤维概述课件.ppt

1、合成纤维合成纤维主讲教师：主讲教师：xx1谢谢观赏2019-8-29 能根据需要正能根据需要正确选择生产方法，确选择生产方法，并指导具体生产过并指导具体生产过程，合理确定工艺程，合理确定工艺条件。条件。2谢谢观赏2019-8-29 指柔韧、纤细，具有相指柔韧、纤细，具有相当长度、强度、弹性和吸湿当长度、强度、弹性和吸湿性的丝状物。性的丝状物。典型的纺织纤维的直径典型的纺织纤维的直径为几微米至几十微米，而长为几微米至几十微米，而长度超过度超过25mm。3谢谢观赏2019-8-29棉花、棉花、羊毛、羊毛、蚕丝、蚕丝、麻麻等等 人人造造纤纤维维合合成成纤纤维维4谢谢观赏2019-8-29再生蛋白质纤

2、维再生蛋白质纤维再生纤维素纤维再生纤维素纤维粘胶纤维粘胶纤维铜氨纤维铜氨纤维再纤维素纤维再纤维素纤维二醋酯纤维二醋酯纤维三醋酯纤维三醋酯纤维5谢谢观赏2019-8-29杂纤维杂纤维聚酰胺纤维聚酰胺纤维聚酯纤维聚酯纤维聚氨酯纤维聚氨酯纤维等等碳链纤维碳链纤维聚丙烯睛纤维聚丙烯睛纤维聚乙烯醇缩醛纤维聚乙烯醇缩醛纤维等等6谢谢观赏2019-8-29 以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加工而制得的纤维。工而制得的纤维。由合成的高分子化合物加工制成的纤维。根据由合成的高分子化合物加工制成的纤维。根据大分子主链的化学组成，又分为杂链纤维和碳链纤大分子主链的化学组

3、成，又分为杂链纤维和碳链纤维两类。维两类。7谢谢观赏2019-8-29（1 1）抗皱性、保形性、耐热性、电绝缘，织物易洗、快干、免熨。）抗皱性、保形性、耐热性、电绝缘，织物易洗、快干、免熨。（2 2）不需混纺，不起球。）不需混纺，不起球。（3 3）染色比锦纶差。）染色比锦纶差。易染色易染色 8谢谢观赏2019-8-29 具有较高的拉伸强度和适宜具有较高的拉伸强度和适宜的延伸度。的延伸度。9谢谢观赏2019-8-29 过高不易加工，过低者性能不好。过高不易加工，过低者性能不好。10谢谢观赏2019-8-29 分子间次价力越大，纤维的强度分子间次价力越大，纤维的强度越高。越高。11谢谢观赏2019

4、-8-29 将高聚物溶解或熔融成溶液或熔体，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。再经纺丝、凝固或冷却形成纤维。12谢谢观赏2019-8-2913谢谢观赏2019-8-29 主要成分主要成分是纤维素、水是纤维素、水分、脂肪、蜡分、脂肪、蜡质、蛋白质、质、蛋白质、果胶及灰分等。果胶及灰分等。性质性质 强度较强度较低，延伸率低，延伸率较低，但湿较低，但湿强度较高。强度较高。14谢谢观赏2019-8-29麻麻 纤纤 维维 以以和和为主。为主。“轻如蝉翼，薄如宣纸，平如水镜，细如罗绢轻如蝉翼，薄如宣纸，平如水镜，细如罗绢”15谢谢观赏2019-8-29麻麻 纤纤 维维16谢谢观

5、赏2019-8-29 以羊毛纤维为主，主要成分是蛋白质。以羊毛纤维为主，主要成分是蛋白质。纺织用的羊毛是从绵羊身上剪下的，按纤维细纺织用的羊毛是从绵羊身上剪下的，按纤维细度、长度分级。度、长度分级。羊毛一般呈圆柱形，从根部到顶梢逐渐变细，羊毛一般呈圆柱形，从根部到顶梢逐渐变细，具有螺旋卷曲。好羊毛多数呈具有螺旋卷曲。好羊毛多数呈或或。17谢谢观赏2019-8-29 羊毛比棉羊毛比棉轻轻，强度比棉低，但，强度比棉低，但弹性好弹性好，即在小，即在小变形之后能恢复到原来形状，故其织物挺括或不易变形之后能恢复到原来形状，故其织物挺括或不易折皱。羊毛的湿强低于干强，折皱。羊毛的湿强低于干强，耐酸耐酸不耐

6、碱，受碱破不耐碱，受碱破坏后强力下降而颜色发黄。坏后强力下降而颜色发黄。18谢谢观赏2019-8-29 羊毛是宝贵的羊毛是宝贵的纺织原料纺织原料，能制织四季衣着，所，能制织四季衣着，所织冬季织物织冬季织物质地厚实质地厚实，手感柔软手感柔软，保暖性好保暖性好；春秋；春秋季织物质地丰满，光泽柔和，挺括；夏季织物质地季织物质地丰满，光泽柔和，挺括；夏季织物质地薄细、滑爽。薄细、滑爽。是开司米山羊换毛时脱落下来的绒毛，是开司米山羊换毛时脱落下来的绒毛，山羊绒极细，用于生产高档织物，手感柔软，悬垂山羊绒极细，用于生产高档织物，手感柔软，悬垂性好。性好。19谢谢观赏2019-8-2920谢谢观赏2019-

7、8-29 是以天然聚合物为原料，经是以天然聚合物为原料，经过化学处理与机械加工而制得的过化学处理与机械加工而制得的化学纤维。化学纤维。具有与天然纤维相似的性能，有具有与天然纤维相似的性能，有良好的吸湿性，透气性和染色性，手良好的吸湿性，透气性和染色性，手感柔软，富有光泽，是一类重要的纺感柔软，富有光泽，是一类重要的纺织材料。织材料。21谢谢观赏2019-8-2922谢谢观赏2019-8-2923谢谢观赏2019-8-29纺织品：纺织品：长丝称人造丝，可织成各种平滑柔软的丝织品，如人长丝称人造丝，可织成各种平滑柔软的丝织品，如人造丝绸。短纤维俗称人造毛，是毛纺厂不可缺少的原料。棉型粘造丝绸。短纤

8、维俗称人造毛，是毛纺厂不可缺少的原料。棉型粘胶短纤维俗称人造棉，可以织成各种色彩绚丽的人造棉布，适用胶短纤维俗称人造棉，可以织成各种色彩绚丽的人造棉布，适用于做内衣、外衣以及各种装饰织物。于做内衣、外衣以及各种装饰织物。工业上：工业上：轮胎的帘子线、帘子布。轮胎的帘子线、帘子布。发展：发展：高湿模量粘胶纤维（富强纤维），干、湿强度都比普通高湿模量粘胶纤维（富强纤维），干、湿强度都比普通粘胶纤维高，同时缩水率相应降低，在坚牢度、耐水洗性、抗皱粘胶纤维高，同时缩水率相应降低，在坚牢度、耐水洗性、抗皱性和形状稳定性方面更接近优质棉。性和形状稳定性方面更接近优质棉。24谢谢观赏2019-8-2925谢

9、谢观赏2019-8-29 26谢谢观赏2019-8-29 27谢谢观赏2019-8-2928谢谢观赏2019-8-2929谢谢观赏2019-8-29 饱和的二元酸与二元醇通过缩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聚反应制得的一类线性高分子缩聚物。物。以聚酯为基础制得的纤维。以聚酯为基础制得的纤维。对苯二甲酸乙二醇酯对苯二甲酸乙二醇酯 （简称（简称PET）30谢谢观赏2019-8-29TPADMT环氧乙烷环氧乙烷乙二醇乙二醇31谢谢观赏2019-8-2932谢谢观赏2019-8-29（酯交换聚酯法）（酯交换聚酯法）是最早（是最早（19531953年）实现年）实现工业的聚酯路线

10、。工艺技术工业的聚酯路线。工艺技术成熟，所以至今在工业生产成熟，所以至今在工业生产中仍占有相当的地位。中仍占有相当的地位。33谢谢观赏2019-8-29（直接酯化聚酯法）（直接酯化聚酯法）消耗定额低，无甲醇回收，生产控消耗定额低，无甲醇回收，生产控制稳定，流程短，投资低等优点，发展制稳定，流程短，投资低等优点，发展迅速。目前国内用的比较多。迅速。目前国内用的比较多。34谢谢观赏2019-8-29（环氧乙烷法）（环氧乙烷法）该路线是该路线是19731973年开始工业化生产的。年开始工业化生产的。该路线具有成本低；产物低聚物少，该路线具有成本低；产物低聚物少，容易精制；设备利用率高，辅助设备少等容

11、易精制；设备利用率高，辅助设备少等优点。如采用高纯度的对苯二甲酸和环氧优点。如采用高纯度的对苯二甲酸和环氧乙烷进行反应，其产物可不经过精制就可乙烷进行反应，其产物可不经过精制就可以直接用于缩聚成聚酯。以直接用于缩聚成聚酯。35谢谢观赏2019-8-29 n HOCH2CH2OHHOCH2CH2COOCCOOCH2CH2OH（n1）Sb2O3HOCH2CH2COOCCOOCH2CH2COOCCOOCH2CH2OH 缩聚反应缩聚反应:使反应完全，必须采用真空及强力搅拌，以排出低分子使反应完全，必须采用真空及强力搅拌，以排出低分子副产物。副产物。一般产品的平均相对分子质量不低于一般产品的平均相对分子

12、质量不低于2000020000，用于制造纤维、薄膜，用于制造纤维、薄膜的相对分子质量约为的相对分子质量约为2500025000。36谢谢观赏2019-8-29DMT(液体)乙 二 醇 回 收TPA料仓 EG单批 DMT槽 料仓浆料混合器熔化槽 水分馏塔酯化酯交换甲醇分馏塔预缩聚 中等粘度缩聚 排出蒸汽冷凝 结晶干燥造粒 高粘度的最终反应器 熔融挤压机 结 晶 纺丝长丝加工 成型 固相缩聚中粘度切片料仓高粘度切片料仓 成型 纺丝拉伸 短纤维 织物和工业用丝 薄膜片基 瓶子 容器 塑料帘子线和高强度纱线 成型TPAEGcatDMT(固体)水废乙二醇甲醇废液37谢谢观赏2019-8-2938谢谢观赏

13、2019-8-29 酯交换法连续生产聚酯工艺包括酯交换法连续生产聚酯工艺包括酯交换、酯交换、预缩聚、缩聚预缩聚、缩聚等过程。等过程。39谢谢观赏2019-8-2912345678910111213DMTEG催化剂去甲醇贮槽回收EG接真空系统去包装141540谢谢观赏2019-8-29 41谢谢观赏2019-8-2942谢谢观赏2019-8-2943谢谢观赏2019-8-2944谢谢观赏2019-8-2945谢谢观赏2019-8-2946谢谢观赏2019-8-29第五节第五节 锦纶纤维锦纶纤维聚酰胺聚酰胺-1010-1010聚酰胺聚酰胺-6-6聚酰胺聚酰胺-66-66聚酰胺聚酰胺-11-11聚酰

14、胺聚酰胺-12-12聚酰胺聚酰胺-610-61047谢谢观赏2019-8-29第五节第五节 锦纶纤维锦纶纤维1聚酰胺聚酰胺-6（锦纶（锦纶-6）的生产）的生产 由已内酰胺或由已内酰胺或-氨基已酸经氨基已酸经缩聚反应而制得的合成纤维缩聚反应而制得的合成纤维48谢谢观赏2019-8-291聚酰胺聚酰胺-6（锦纶（锦纶-6）的生产）的生产主要原料主要原料:生产工艺生产工艺:有常压法、高压法、有常压法、高压法、常减压并用、常减压并用、固相缩聚固相缩聚等等聚酰胺聚酰胺-649谢谢观赏2019-8-291聚酰胺聚酰胺-6（锦纶（锦纶-6）的生产）的生产将常压法制备将常压法制备树脂，经苯萃树脂，经苯萃取除去

15、单体和取除去单体和低分子物，经低分子物，经回转式真空干回转式真空干燥鼓，在燥鼓，在190190200200下，下，用高纯度氮气用高纯度氮气保护进行聚合保护进行聚合。50谢谢观赏2019-8-291聚酰胺聚酰胺-6（锦纶（锦纶-6）的生产）的生产1 12 23 34 45 56 67 78 89 910101 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313已内酰胺已内酰胺纺丝或纺丝或铸带铸带去纺丝去纺丝引发剂与调节引发剂与调节剂剂已内酰胺已内酰胺助剂助剂常压法常压法51谢谢观赏2019-8-291聚酰胺聚酰胺-66（锦纶（锦纶-66）的生产）的生产 是已二酸与

16、已二胺的缩聚物，是已二酸与已二胺的缩聚物，是最早实现工业生产的聚酰胺品是最早实现工业生产的聚酰胺品种，也是产量最大。种，也是产量最大。52谢谢观赏2019-8-29主要原料主要原料:已二酸、已二胺已二酸、已二胺。生产上采用：生产上采用：缩聚反应前，缩聚反应前，先制成盐，再缩聚先制成盐，再缩聚。聚酰胺聚酰胺-661聚酰胺聚酰胺-66（锦纶（锦纶-66）的生产）的生产53谢谢观赏2019-8-291聚酰胺聚酰胺-66（锦纶（锦纶-66）的生产）的生产123456789101112131415固体固体66盐盐空气空气N2聚酰胺聚酰胺-6654谢谢观赏2019-8-291聚酰胺聚酰胺-66（锦纶（锦纶

17、-66）的生产）的生产1234567891010101112131415161718192021222366盐盐55谢谢观赏2019-8-291聚酰胺的纺丝聚酰胺的纺丝 将聚酰胺切成片状颗粒，再进行纺丝；主要包括将聚酰胺切成片状颗粒，再进行纺丝；主要包括纺丝和纤维的后加工两在基本操作过程。纺丝和纤维的后加工两在基本操作过程。纺丝过程包括熔体制备、熔体从喷丝孔挤出、丝纺丝过程包括熔体制备、熔体从喷丝孔挤出、丝条拉伸、冷却固化及丝条上油和卷绕等条拉伸、冷却固化及丝条上油和卷绕等 熔体直接纺丝，该法具有省去铸带、切片、萃熔体直接纺丝，该法具有省去铸带、切片、萃取、熔融等工序和设备，缩短生产周期，提高

18、劳动取、熔融等工序和设备，缩短生产周期，提高劳动生产率，成本低等优点。生产率，成本低等优点。56谢谢观赏2019-8-29具有耐磨性好、耐具有耐磨性好、耐疲劳强度和断裂强疲劳强度和断裂强度高、抗冲击负荷度高、抗冲击负荷性能优异、容易染性能优异、容易染色及与橡胶的附着色及与橡胶的附着力好等突出性能。力好等突出性能。酰胺基的酰胺基的存在，大存在，大分子形成分子形成氢键，使氢键，使分子间作分子间作用力增大用力增大1聚酰胺的结构、性能及用途聚酰胺的结构、性能及用途57谢谢观赏2019-8-2958谢谢观赏2019-8-29 丙烯腈：丙烯腈：分子中含有碳分子中含有碳-碳双键碳双键和腈基，化学性质很活泼和

19、腈基，化学性质很活泼丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯等为，用丙烯酸酯、醋酸乙烯酯等为，用量量5%5%10%10%，可减少，可减少 聚丙烯腈分聚丙烯腈分子间力，消除其脆性，从而可纺子间力，消除其脆性，从而可纺制成具有适当弹性的合成纤维制成具有适当弹性的合成纤维 腈纶纤维。腈纶纤维。第三单体：第三单体：用量很少，一般用量很少，一般低于低于5%5%，主要改进腈纶纤维的染色，主要改进腈纶纤维的染色性能，多是带有酸性基团的乙烯基性能，多是带有酸性基团的乙烯基单体如乙烯基苯磺酸、甲基丙烯酸单体如乙烯基苯磺酸、甲基丙烯酸、甲叉丁二、甲叉丁二 酸等；或是带有碱性基酸等；或是带有碱性基团的乙烯基

20、单体如团的乙烯基单体如2-2-乙烯基吡啶、乙烯基吡啶、2-2-甲基甲基-5-5乙烯基吡啶等。乙烯基吡啶等。59谢谢观赏2019-8-29生产原理生产原理聚合机理聚合机理引发剂引发剂工业聚合方法工业聚合方法60谢谢观赏2019-8-29生产原理生产原理61谢谢观赏2019-8-29生产工艺生产工艺123467891012511121314151515AIBNTUD溶剂及溶剂及衣康酸衣康酸丙烯腈丙烯腈丙 烯 酸 甲丙 烯 酸 甲酯酯异丙醇异丙醇聚 合 物 溶聚 合 物 溶液液62谢谢观赏2019-8-29生产工艺生产工艺聚合釜来聚合釜来去单体喷去单体喷淋冷凝器淋冷凝器进料进料出料出料冷水冷水冷水冷

21、水热水热水热水热水排污排污热水热水热水热水排污排污夹套夹套视镜视镜视镜视镜伞伞搅拌器搅拌器电动机电动机进料温度控制器进料温度控制器夹套用蒸汽夹套用蒸汽盘管加热盘管加热去浆液混合贮槽去浆液混合贮槽聚合釜聚合釜63谢谢观赏2019-8-29生产工艺生产工艺1234567891011洗涤水洗涤水聚合体聚合体低压蒸汽低压蒸汽聚合体淤浆聚合体淤浆回收单体回收单体NaOH水溶液水溶液含单体的含单体的聚合物浆液聚合物浆液64谢谢观赏2019-8-29生产工艺生产工艺 可以采用水溶性氧化可以采用水溶性氧化-还原引发体系引发，使聚合在还原引发体系引发，使聚合在30305050之间甚至更低温度下进行，所得产物色泽

22、较白；之间甚至更低温度下进行，所得产物色泽较白；反应热容易移出，便于控制聚合温度，产物相对分子质量反应热容易移出，便于控制聚合温度，产物相对分子质量分布较窄；聚合速度快，粒子大小均一，聚合转化率比较分布较窄；聚合速度快，粒子大小均一，聚合转化率比较高，聚合物含水率低，浆液好处理，对纺丝溶剂高，聚合物含水率低，浆液好处理，对纺丝溶剂-硫氰酸硫氰酸钠浓水溶液纯度的要求低于一步法，回收工序简单。钠浓水溶液纯度的要求低于一步法，回收工序简单。65谢谢观赏2019-8-29纺丝纺丝共聚物纺丝共聚物纺丝湿法纺丝湿法纺丝干法纺丝干法纺丝生产长丝生产长丝生产短丝生产短丝66谢谢观赏2019-8-29 通过共聚

23、、混合通过共聚、混合纺丝、复合纺丝等纺丝、复合纺丝等方法可以改进聚丙方法可以改进聚丙烯腈纤维的染色性、烯腈纤维的染色性、耐热性、蓬松性与耐热性、蓬松性与提高回弹性等性能。提高回弹性等性能。由于聚丙烯纤维由于聚丙烯纤维具有优良的耐光、具有优良的耐光、耐气候性，所以除作耐气候性，所以除作衣着及毛毯之外，最衣着及毛毯之外，最适宜作室外织物，适宜作室外织物，如帐篷、苫布等。如帐篷、苫布等。67谢谢观赏2019-8-29 将聚丙烯腈将聚丙烯腈纤维（共聚组分纤维（共聚组分尽量少）经过高尽量少）经过高温处理可得到碳温处理可得到碳纤维和石墨纤维纤维和石墨纤维。目前已知的目前已知的热稳定性最好的热稳定性最好的纤

24、维之一，可耐纤维之一，可耐30003000的高温。的高温。在高温下能经久在高温下能经久不变形，并具有不变形，并具有很高的化学稳定很高的化学稳定性，良好的导电性，良好的导电性和导热性。性和导热性。是宇宙飞行是宇宙飞行、火箭、喷气技、火箭、喷气技术以及工业一耐术以及工业一耐高温、防腐蚀领高温、防腐蚀领域的良好材料。域的良好材料。在医疗上，还可在医疗上，还可以用于人工肋骨以用于人工肋骨和肌腱韧带等。和肌腱韧带等。68谢谢观赏2019-8-2969谢谢观赏2019-8-2970谢谢观赏2019-8-29聚合机理：配位聚合聚合机理：配位聚合引发剂：齐格勒引发剂：齐格勒-纳塔引发剂纳塔引发剂溶剂：烷烃化合

25、物，已烷、庚烷及混合物等溶剂：烷烃化合物，已烷、庚烷及混合物等相对分子质量调节剂：氢或甲烷相对分子质量调节剂：氢或甲烷71谢谢观赏2019-8-29气相聚合气相聚合淤浆法淤浆法聚丙烯的生产方法聚丙烯的生产方法液相聚合法液相聚合法引引发发剂剂配配制制淤淤浆浆聚聚合合引引发发剂剂的的洗洗除除干干燥燥72谢谢观赏2019-8-291234678910111213141517161819202122水废引发剂醇不挥发物溶剂溶剂溶剂循环引发剂循环丙烯573谢谢观赏2019-8-29熔融纺丝熔融纺丝纺丝方法纺丝方法74谢谢观赏2019-8-29间同立规聚丙烯间同立规聚丙烯全同立构聚丙烯全同立构聚丙烯无规立

26、构聚丙烯无规立构聚丙烯75谢谢观赏2019-8-29聚丙烯纤维的性能聚丙烯纤维的性能 聚丙烯纤维密度小、强聚丙烯纤维密度小、强度高、吸湿性小、耐酸、耐度高、吸湿性小、耐酸、耐碱、耐磨、电性能好，但染碱、耐磨、电性能好，但染色性和耐光性差。色性和耐光性差。76谢谢观赏2019-8-29 聚丙烯纤维可与棉、毛、粘胶纤维等混纺聚丙烯纤维可与棉、毛、粘胶纤维等混纺作衣料用，在工业上聚丙烯纤维主要用途绳索、作衣料用，在工业上聚丙烯纤维主要用途绳索、网具、滤布、帆布等；在医疗上用作纱，作外网具、滤布、帆布等；在医疗上用作纱，作外科手术衣服而耐高温高压消毒。科手术衣服而耐高温高压消毒。聚丙烯纤维的用途聚丙烯纤维的用途77谢谢观赏2019-8-2978谢谢观赏2019-8-2979谢谢观赏2019-8-29