纤维材料
一、概述
? 1,纤维的分类
? 纤维,长径比很大，并具有一定柔韧性
的纤细物质。
? 纺织纤维包括 天然纤维 （如羊毛、蚕丝、
棉花、麻等）和 化学纤维 （由聚合物等
材料制成）。
? 人造纤维,是以天然聚合物如纤维素和蛋白
质等改性而成，如粘胶纤维、醋酸纤维、蛋
白质纤维等；
? 合成纤维,是由合成的聚合物经纺丝而成，
如聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维（涤纶）、聚
酰胺（锦纶）、聚乙烯醇缩甲醛（维纶）、
聚丙烯（丙纶）、聚丙烯腈（腈纶）、聚氯
乙稀（氯纶）、聚氨酯弹性体纤维（氨纶）、
芳香族聚酰胺纤维（ Kevlar） 等。
化学纤维是 人造纤维 和 合成纤维 的总称
2,成纤聚合物的基本性质
? 通常，成纤聚合物具有以下一些特性,
? a.成纤聚合物的分子为线性结构，具有
好的结晶性；
? b.用于溶液纺丝的聚合物可溶于溶剂中
制成聚合物溶液，聚合物溶液或熔体具
有适当的粘度；
? c.聚合物应具有适当高的相对分子质量
和较窄的相对分子质量分布；
? d.聚合物分子链间具有较强的相互作用；
? e.成纤聚合物的玻璃化温度高于其使用
温度，熔化温度应超过洗涤和烫熨温度
（ 100℃ 以上）。
3,纤维的主要性能指标
? a.线密度（纤度）,
? 线密度为表示纤维粗细程度的指标。
? 线密度 — 指一定长度纤维所具有的重量，
其单位名称为, tex”— 特（克斯）, 1/10
称为 分特（克斯）,单位符号 dtex 。
1000m长纤维重量的克数称为, 特, 。
? 支数 — 单位重量的纤维所具有的长度。对
于同一种纤维，支数越高，纤维越细。
? 断裂强度 — 纤维在连续增加负荷的作用
下，直至断裂所能承受的最大负荷与纤
维的线密度之比。
? 断裂强度高，纤维在加工过程中不易断
头、绕辊，纱线和织物牢度高；断裂强
度太高，纤维刚性增加，手感变硬。
b,断裂强度及断裂伸长率,
? 断裂伸长率 — 纤维在伸长至断裂时的长
度比原来长度增加的百分数。
? 断裂伸长率大，纤维的手感柔软，在纺
织加工时，毛丝、断头少；断裂伸长率
过大，织物易变形。
? 模量 — 抵抗外力作用下形变能力的量度。
? 纤维的初始模量为纤维受拉伸而当伸长
为原长的 1％时所需的应力。它表征纤
维对小形变的抵抗能力。
? 纤维的初始模量越大，越不易变形，在
合成纤维中，涤纶的初始模量最大，腈
纶次之，锦纶较小，故涤纶织物挺括，
不易起皱，锦纶织物易起皱，保形性差。
c.初始模量（弹性模量）
? （ 1） 长丝,长度以千米计的丝 。
? （ 2） 短纤维,被切成几厘米或十几厘
米长的纤维。混纺织物不可能用长丝制
造，只有用短纤维与天然纤维或其它化
学纤维的短纤维进行混纺，才能得到混
合良好的混纺织物。如用涤纶与棉花混
纺得到的织物即, 涤棉,,与羊毛混纺
的织物叫, 毛涤, 。
? （ 3） 异形截面纤维,在合成纤维成型
过程中，采用非圆形孔眼的喷丝板，可
得不同截面形状的纤维，用以改善纤维
的手感、回弹性等。如三角形截面的维
纶光泽良好，不易沾尘土，其织物耐穿；
五叶形截面的涤纶长丝有类似真丝的光
泽，手感良好等。
? （ 4） 变形纱,经过变形加工处理的丝和纱，
如弹力丝和膨体纱。
六大合成纤维,
? 氯纶（聚氯乙烯）
? 锦纶（尼龙 6）
? 涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯）
? 腈纶（聚丙烯睛）
? 维纶（聚乙烯醇）
? 丙纶（聚丙烯）
4,化学纤维的生产方法
? 化学纤维的生产工艺流程主要包括纺丝
熔体和溶液的制备、纺丝及初生纤维的
后加工。
? 目前，合成纤维的纺丝方法主要有两大
类,熔体纺丝法和溶液纺丝法,在溶液
纺丝法中，根据凝固方式的不同，又可
分为 湿法纺丝和干法纺丝 两种。
二,粘胶纤维
? 粘胶纤维 — 以天然纤维如木质纤维、棉
纤维、禾本科植物纤维（如甘蔗渣、芦
苇、麦杆等）为原料，经纤维素黄酸酯
溶液以湿法纺丝制成的。
? 粘胶纤维的生产包括以下四个过程,
? （ 1）粘胶的制备：即浆粕的准备、碱
纤维素的制备及老成、纤维素黄酸酯的
制备（磺化）和溶解等。
? 浆粕 是将原料经蒸煮、精选、漂白等预
处理而得到的；
? 老成 是借空气的氧化作用，使碱纤维素
分子链断裂，聚合度下降，以达到适当
调整粘胶粘度的目的；
? 磺化 是使难溶解的纤维素变成可溶性的
纤维素黄酸酯，以便进行湿法纺丝；
? （ 2）粘胶的纺前准备：包括粘胶的混
合、过滤、熟成、脱泡等。
? 熟成 是将粘胶在一定温度下放置约 18～
30h,以降低纤维素黄酸酯的酯化度。
? （ 3）纺丝：粘胶经过计量和纺前过滤
后，通过喷丝孔形成多根粘胶细流，进
入凝固浴而固化成丝条，再经塑化拉伸
和受丝卷取等过程。
? （ 4）纤维的后处理：包括纤维的水洗、
脱硫、漂白、酸洗、上油、干燥等，长
丝要进行加捻、络丝、分级、包装等加
工过程，短纤维则需经切断、开松、打
包等。
? 上油,使纤维表面覆上一层油膜, 赋予纤
维平滑柔软的手感, 降低纤维间或纤维与
金属间的摩擦, 使加工过程顺利进行, 并
使其湿度增加, 改善纤维的抗静电性能 。
? 加捻 的目的主要是使复丝中各根单纤维紧
密地抱合，避免在纺织加工时发生断头或
紊乱现象，并使纤维的断裂强度提高。
? 络丝,将经过压洗、定型后的纤维在络
丝机上由有孔的丝筒退绕至锥形筒管，
形成双斜面宝塔形式，以便运输和纺织
加工。
? 切断,将纤维切割成规定长度的短段，
以使合成纤维在纺丝加工过程中适应混
纺的棉、毛等天然纤维的长度和纺丝加
工设备的特殊需要。
? 粘胶纤维的性质与棉极为相似，吸湿、
透气、易染色、抗静电、易于纺织加工，
制成的织物花色鲜艳，穿着舒适。
? 但粘胶纤维的的湿态强度大大低于干态
强度，且缩水性较大，纤维吸水后膨化，
织物在水中易变硬。
? 粘胶纤维应用广泛，其长丝称为人造丝，
可织成各种平滑柔软的丝织品，毛型短
纤维俗称人造毛，是毛纺厂重要的原料，
棉型粘胶短纤维俗称人造棉，可织成各
种色彩绚丽的人造棉布。
三、聚酯纤维
? 聚酯纤维通常是指聚对苯二甲酸乙二酯
（ PET）,为目前发展速度最快、产量
最大的合成纤维品种。
? 聚酯纤维又称涤纶，的确良，特丽纶、
达克纶、帝特纶等，是以对本二甲酸二
甲酯、乙二醇为原料，经酯交换、缩聚、
纺丝和纤维后加工等四个步骤而得。
? 聚酯纤维常采用熔体纺丝法，可分为切
片纺丝和直接纺丝。
? 目前，聚酯短纤维大多采用直接纺丝法，
即将聚合釜中的熔体直接送入纺丝机；
而聚酯长丝多采用切片纺丝法。
? PET的软化点 230～ 240℃,熔点范围
255～ 264℃,纤维级 PET树脂的相对分
子质量为 15000～ 2000，特性粘度通常
为 0.62～ 0.68dL/g。
? PET分子中含有酯基，易发生水解，故
在纺丝时应严格控制水分含量。
? 弹性好：其弹性接近于羊毛，耐皱性超
过其它纤维；
? 强度大：干态强度和湿态强度接近；
? 模量高：其初始模量为大规模生产的合
成纤维中最高者，故其织物的尺寸稳定、
不变形；
? 吸湿性低：湿强度下降少，织物易洗快
干；
? 耐热性好。
聚酯纤维的性能
三、聚酰胺纤维
? 聚酰胺及锦纶、尼龙、卡普龙，是世界
上最早投入工业化生产的合成纤维。
? 聚酰胺的品种很多，目前工业化生产及
应用最广泛的是 PA6和 PA66,PA1010
是我国的特有品种。
? PA6在大规模工业生产中大多采用以己
内酰胺为原料，经开环水解聚合制得。
PA66是将己二胺和己二酸反应生成 66盐，
然后进行缩聚而得。
? 聚酰胺纤维目前大多采用切片熔融纺丝
法，纺丝前，切片应充分干燥。
? 耐磨性好：为所有纺织纤维中耐磨性最
好的品种；
? 强度高，耐冲击性能好；
? 弹性高，耐疲劳性好，耐低温性能良好；
? 吸湿率较低。
?聚酰胺纤维的性能
四、聚丙烯腈纤维
? 聚丙烯腈（ PAN） 简称腈纶，为目前世
界上产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维
的第三大品种的纤维材料。
? 聚丙烯腈在加热下既不软化又不熔融，
在 280～ 300℃ 下分解，一次一般不能采
用熔体纺丝，而是采用溶液纺丝法。
? 柔软性和保暖性好，外观和手感像羊毛；
? 耐光性和耐辐射性优异；
? 弹性模量高，保型性好；
? 化学稳定性和耐热性好；
? 优良的耐霉菌和耐虫蛀性。
聚丙烯腈的特性
五、聚乙烯醇纤维
? 聚乙烯醇（ PVA） 又称维纶、维尼纶。
? 工业上成纤用聚乙烯醇是以醋酸乙烯为
单体，经缩聚生成聚醋酸乙烯，然后进
行醇解反应而得。
? 聚乙烯醇的熔融温度为 220～ 240℃,在
250℃ 以上完全分解变色，且没有明显
的稳定熔融态，故不能采用熔融法纺丝，
而是采用溶液纺丝法生产纤维。湿法纺
丝法主要生产短纤维，干法纺丝主要生
产长丝。
? 维纶短纤维的外观形状接近棉花，因此
有“合成棉花”之称，其长丝则似蚕丝。
维纶的强度和耐磨性优于棉花，吸湿率
大，与棉花接近，导热性差，具有良好
的保暖性。
? 维纶的主要缺点是染色性差，色泽不鲜
艳；耐水性较差，易收缩和变形；弹性
较差，其织物不够挺括，易发生折皱。
六、聚对苯二甲酸对苯二胺纤维
? 聚对苯二甲酸对苯二胺纤维商品名为
Kevlar,又称芳纶 1414，是目前国外产
量最大、应用最广的高强度、高模量、
耐高温的纤维。
? Kevlar纤维具有极好的力学性能。
一、概述
? 1,纤维的分类
? 纤维,长径比很大，并具有一定柔韧性
的纤细物质。
? 纺织纤维包括 天然纤维 （如羊毛、蚕丝、
棉花、麻等）和 化学纤维 （由聚合物等
材料制成）。
? 人造纤维,是以天然聚合物如纤维素和蛋白
质等改性而成，如粘胶纤维、醋酸纤维、蛋
白质纤维等；
? 合成纤维,是由合成的聚合物经纺丝而成，
如聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维（涤纶）、聚
酰胺（锦纶）、聚乙烯醇缩甲醛（维纶）、
聚丙烯（丙纶）、聚丙烯腈（腈纶）、聚氯
乙稀（氯纶）、聚氨酯弹性体纤维（氨纶）、
芳香族聚酰胺纤维（ Kevlar） 等。
化学纤维是 人造纤维 和 合成纤维 的总称
2,成纤聚合物的基本性质
? 通常，成纤聚合物具有以下一些特性,
? a.成纤聚合物的分子为线性结构，具有
好的结晶性；
? b.用于溶液纺丝的聚合物可溶于溶剂中
制成聚合物溶液，聚合物溶液或熔体具
有适当的粘度；
? c.聚合物应具有适当高的相对分子质量
和较窄的相对分子质量分布；
? d.聚合物分子链间具有较强的相互作用；
? e.成纤聚合物的玻璃化温度高于其使用
温度，熔化温度应超过洗涤和烫熨温度
（ 100℃ 以上）。
3,纤维的主要性能指标
? a.线密度（纤度）,
? 线密度为表示纤维粗细程度的指标。
? 线密度 — 指一定长度纤维所具有的重量，
其单位名称为, tex”— 特（克斯）, 1/10
称为 分特（克斯）,单位符号 dtex 。
1000m长纤维重量的克数称为, 特, 。
? 支数 — 单位重量的纤维所具有的长度。对
于同一种纤维，支数越高，纤维越细。
? 断裂强度 — 纤维在连续增加负荷的作用
下，直至断裂所能承受的最大负荷与纤
维的线密度之比。
? 断裂强度高，纤维在加工过程中不易断
头、绕辊，纱线和织物牢度高；断裂强
度太高，纤维刚性增加，手感变硬。
b,断裂强度及断裂伸长率,
? 断裂伸长率 — 纤维在伸长至断裂时的长
度比原来长度增加的百分数。
? 断裂伸长率大，纤维的手感柔软，在纺
织加工时，毛丝、断头少；断裂伸长率
过大，织物易变形。
? 模量 — 抵抗外力作用下形变能力的量度。
? 纤维的初始模量为纤维受拉伸而当伸长
为原长的 1％时所需的应力。它表征纤
维对小形变的抵抗能力。
? 纤维的初始模量越大，越不易变形，在
合成纤维中，涤纶的初始模量最大，腈
纶次之，锦纶较小，故涤纶织物挺括，
不易起皱，锦纶织物易起皱，保形性差。
c.初始模量（弹性模量）
? （ 1） 长丝,长度以千米计的丝 。
? （ 2） 短纤维,被切成几厘米或十几厘
米长的纤维。混纺织物不可能用长丝制
造，只有用短纤维与天然纤维或其它化
学纤维的短纤维进行混纺，才能得到混
合良好的混纺织物。如用涤纶与棉花混
纺得到的织物即, 涤棉,,与羊毛混纺
的织物叫, 毛涤, 。
? （ 3） 异形截面纤维,在合成纤维成型
过程中，采用非圆形孔眼的喷丝板，可
得不同截面形状的纤维，用以改善纤维
的手感、回弹性等。如三角形截面的维
纶光泽良好，不易沾尘土，其织物耐穿；
五叶形截面的涤纶长丝有类似真丝的光
泽，手感良好等。
? （ 4） 变形纱,经过变形加工处理的丝和纱，
如弹力丝和膨体纱。
六大合成纤维,
? 氯纶（聚氯乙烯）
? 锦纶（尼龙 6）
? 涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯）
? 腈纶（聚丙烯睛）
? 维纶（聚乙烯醇）
? 丙纶（聚丙烯）
4,化学纤维的生产方法
? 化学纤维的生产工艺流程主要包括纺丝
熔体和溶液的制备、纺丝及初生纤维的
后加工。
? 目前，合成纤维的纺丝方法主要有两大
类,熔体纺丝法和溶液纺丝法,在溶液
纺丝法中，根据凝固方式的不同，又可
分为 湿法纺丝和干法纺丝 两种。
二,粘胶纤维
? 粘胶纤维 — 以天然纤维如木质纤维、棉
纤维、禾本科植物纤维（如甘蔗渣、芦
苇、麦杆等）为原料，经纤维素黄酸酯
溶液以湿法纺丝制成的。
? 粘胶纤维的生产包括以下四个过程,
? （ 1）粘胶的制备：即浆粕的准备、碱
纤维素的制备及老成、纤维素黄酸酯的
制备（磺化）和溶解等。
? 浆粕 是将原料经蒸煮、精选、漂白等预
处理而得到的；
? 老成 是借空气的氧化作用，使碱纤维素
分子链断裂，聚合度下降，以达到适当
调整粘胶粘度的目的；
? 磺化 是使难溶解的纤维素变成可溶性的
纤维素黄酸酯，以便进行湿法纺丝；
? （ 2）粘胶的纺前准备：包括粘胶的混
合、过滤、熟成、脱泡等。
? 熟成 是将粘胶在一定温度下放置约 18～
30h,以降低纤维素黄酸酯的酯化度。
? （ 3）纺丝：粘胶经过计量和纺前过滤
后，通过喷丝孔形成多根粘胶细流，进
入凝固浴而固化成丝条，再经塑化拉伸
和受丝卷取等过程。
? （ 4）纤维的后处理：包括纤维的水洗、
脱硫、漂白、酸洗、上油、干燥等，长
丝要进行加捻、络丝、分级、包装等加
工过程，短纤维则需经切断、开松、打
包等。
? 上油,使纤维表面覆上一层油膜, 赋予纤
维平滑柔软的手感, 降低纤维间或纤维与
金属间的摩擦, 使加工过程顺利进行, 并
使其湿度增加, 改善纤维的抗静电性能 。
? 加捻 的目的主要是使复丝中各根单纤维紧
密地抱合，避免在纺织加工时发生断头或
紊乱现象，并使纤维的断裂强度提高。
? 络丝,将经过压洗、定型后的纤维在络
丝机上由有孔的丝筒退绕至锥形筒管，
形成双斜面宝塔形式，以便运输和纺织
加工。
? 切断,将纤维切割成规定长度的短段，
以使合成纤维在纺丝加工过程中适应混
纺的棉、毛等天然纤维的长度和纺丝加
工设备的特殊需要。
? 粘胶纤维的性质与棉极为相似，吸湿、
透气、易染色、抗静电、易于纺织加工，
制成的织物花色鲜艳，穿着舒适。
? 但粘胶纤维的的湿态强度大大低于干态
强度，且缩水性较大，纤维吸水后膨化，
织物在水中易变硬。
? 粘胶纤维应用广泛，其长丝称为人造丝，
可织成各种平滑柔软的丝织品，毛型短
纤维俗称人造毛，是毛纺厂重要的原料，
棉型粘胶短纤维俗称人造棉，可织成各
种色彩绚丽的人造棉布。
三、聚酯纤维
? 聚酯纤维通常是指聚对苯二甲酸乙二酯
（ PET）,为目前发展速度最快、产量
最大的合成纤维品种。
? 聚酯纤维又称涤纶，的确良，特丽纶、
达克纶、帝特纶等，是以对本二甲酸二
甲酯、乙二醇为原料，经酯交换、缩聚、
纺丝和纤维后加工等四个步骤而得。
? 聚酯纤维常采用熔体纺丝法，可分为切
片纺丝和直接纺丝。
? 目前，聚酯短纤维大多采用直接纺丝法，
即将聚合釜中的熔体直接送入纺丝机；
而聚酯长丝多采用切片纺丝法。
? PET的软化点 230～ 240℃,熔点范围
255～ 264℃,纤维级 PET树脂的相对分
子质量为 15000～ 2000，特性粘度通常
为 0.62～ 0.68dL/g。
? PET分子中含有酯基，易发生水解，故
在纺丝时应严格控制水分含量。
? 弹性好：其弹性接近于羊毛，耐皱性超
过其它纤维；
? 强度大：干态强度和湿态强度接近；
? 模量高：其初始模量为大规模生产的合
成纤维中最高者，故其织物的尺寸稳定、
不变形；
? 吸湿性低：湿强度下降少，织物易洗快
干；
? 耐热性好。
聚酯纤维的性能
三、聚酰胺纤维
? 聚酰胺及锦纶、尼龙、卡普龙，是世界
上最早投入工业化生产的合成纤维。
? 聚酰胺的品种很多，目前工业化生产及
应用最广泛的是 PA6和 PA66,PA1010
是我国的特有品种。
? PA6在大规模工业生产中大多采用以己
内酰胺为原料，经开环水解聚合制得。
PA66是将己二胺和己二酸反应生成 66盐，
然后进行缩聚而得。
? 聚酰胺纤维目前大多采用切片熔融纺丝
法，纺丝前，切片应充分干燥。
? 耐磨性好：为所有纺织纤维中耐磨性最
好的品种；
? 强度高，耐冲击性能好；
? 弹性高，耐疲劳性好，耐低温性能良好；
? 吸湿率较低。
?聚酰胺纤维的性能
四、聚丙烯腈纤维
? 聚丙烯腈（ PAN） 简称腈纶，为目前世
界上产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维
的第三大品种的纤维材料。
? 聚丙烯腈在加热下既不软化又不熔融，
在 280～ 300℃ 下分解，一次一般不能采
用熔体纺丝，而是采用溶液纺丝法。
? 柔软性和保暖性好，外观和手感像羊毛；
? 耐光性和耐辐射性优异；
? 弹性模量高，保型性好；
? 化学稳定性和耐热性好；
? 优良的耐霉菌和耐虫蛀性。
聚丙烯腈的特性
五、聚乙烯醇纤维
? 聚乙烯醇（ PVA） 又称维纶、维尼纶。
? 工业上成纤用聚乙烯醇是以醋酸乙烯为
单体，经缩聚生成聚醋酸乙烯，然后进
行醇解反应而得。
? 聚乙烯醇的熔融温度为 220～ 240℃,在
250℃ 以上完全分解变色，且没有明显
的稳定熔融态，故不能采用熔融法纺丝，
而是采用溶液纺丝法生产纤维。湿法纺
丝法主要生产短纤维，干法纺丝主要生
产长丝。
? 维纶短纤维的外观形状接近棉花，因此
有“合成棉花”之称，其长丝则似蚕丝。
维纶的强度和耐磨性优于棉花，吸湿率
大，与棉花接近，导热性差，具有良好
的保暖性。
? 维纶的主要缺点是染色性差，色泽不鲜
艳；耐水性较差，易收缩和变形；弹性
较差，其织物不够挺括，易发生折皱。
六、聚对苯二甲酸对苯二胺纤维
? 聚对苯二甲酸对苯二胺纤维商品名为
Kevlar,又称芳纶 1414，是目前国外产
量最大、应用最广的高强度、高模量、
耐高温的纤维。
? Kevlar纤维具有极好的力学性能。
