第六章 合成纤维非纤维性材料低分子化合物（单体）
化学聚合纺丝成形后加工合成纤维第一节 合成纤维的基础知识一、合成纤维的特点
1,密度低
2,机械性能
强度较高
断裂伸长较大
强韧性好，耐磨
3,光学性能腈纶 >涤纶 >锦纶、丙纶、氯纶
4,电学性能比电阻比天然纤维和再生纤维高，易起静电。
5,耐热性和热收缩热塑性纤维
6,染色性能锦纶、腈纶较易染色,涤纶、氯纶等较难染色。
5,耐热性和热收缩合纤是热塑性纤维。
T↑，断裂强度 ↓，断裂伸长率 ↑。
合纤的 热收缩 ——因受热的作用而产生的收缩。
包括湿热收缩和干热收缩。
吸湿性较好（锦纶）,湿热收缩 >干热收缩吸湿性较差（涤纶）：干热收缩 >湿热收缩纤维成形时的拉伸倍数影响纤维的热收缩率：
长丝拉伸倍数高，热收缩率大；短纤拉伸倍数低，
热收缩率小。
通过热定型来降低热收缩率。
二、常见术语
1.长丝,长度以千米计（包括单丝、复丝、
帘线丝）
2.短纤维化纤被切成几厘米至十几厘米的长度，
根据切断长度不同，分为：棉型短纤，
毛型短纤和中长短纤。
二、常见术语
1.长丝：长度以千米计（包括单丝、复丝、
帘线丝）
（ 1）单丝：原指单孔喷丝头纺制而成的一根连续单纤维，也指 3-6孔喷丝头纺制的 3-6根单纤维组成的少孔丝。
（ 2）复丝：由数十根单纤维组成。
一般 8-100根，复丝比同样直径的单丝柔顺性好。
（ 3）帘线丝：由 100~数百根单纤维组成，
用于制造轮胎帘子布的丝条。
二、常见术语
1.长丝：长度以千米计（包括单丝、复丝、
帘线丝）
2.短纤维
（ 1）棉型短纤,25-38mm，与棉混纺。
（ 2）毛型短纤,70-150mm，与羊毛混纺。
（ 3）中长短纤,51-76mm，织造中长纤维织物。
短纤也可纯纺。
3.粗细节丝（ T&T丝）
外观：交替出现粗节和细节部分，丝条染色后又能看到交替出现的深浅色变化。
形成：纺丝成形后不均匀牵伸。粗节部分强力低，
断裂伸长大，热收缩性强，染色性好，易于碱减量加工。
4.变形纱
（ 1）弹力丝（变形长丝）：高弹丝和低弹丝
（ 2）膨体纱：将两种收缩性能不同的合纤毛条混合，经热处理后，高收缩性毛条迫使低收缩性毛条卷曲，使混合毛条具有伸缩性和蓬松性，
成为类似毛线的变形纱。
5.差别化纤维：经物理变形和化学改性得到
6.异形纤维纺丝成形加工中，采用 异形喷丝孔 纺制的纤维 ;
具有非圆形截面或中空纤维。
性能特点：
光泽性和手感
机械性能、吸水性和染色性
抗起球性、蓬松性和透气性
中空纤维的特异性
7.复合纤维（双组分纤维）
纤维横截面上存在两种或两种以上不相混合的高聚物。
双层型：并列型、皮芯型（具有高卷曲性）
多层型：并列多层型、放射型、多芯型、木纹型、嵌入型、海岛型复合纤维 vs 变形纱？
8.超细纤维按单纤维的粗细（线密度）分为：
常规纤维 细旦纤维 超细纤维 极细纤维
1.5-4dtex 0.55-1.4dtex 0.11-0.55 0.11 以下
9.新合纤采用全新的改性和复合化技术制备的纤维材料 ——从聚合、纺丝、织造、染整及缝制等各个步骤。
按商品形式分为：超蓬松型、超细型、超悬垂型按手感可分为：蚕丝手感、桃皮手感、超微细粉末手感、新羊毛手感等
10.易染性合纤阳离子可染聚酯、阳离子深染聚酰胺、
酸性可染的聚丙烯腈与聚丙烯
11.高性能（高技术）纤维具有特殊的物理化学结构，性能指标高于普通纤维；多用于产业纺织品
12.纳米纤维直径小于 100nm；或添加了纳米级粉末填充物的纤维。
三、合成纤维与纺织品四、合纤生产方法
生产过程：
（ 1）原料制备：合成和机械处理
（ 2）纺前准备：制备纺丝熔体或纺丝溶液
（ 3）纺丝：纤维成形
（ 4）后加工
成纤高分子基本要求
(1)线型、能伸直，支链尽可能少，无大侧基
(2)分子间有适当的相互作用力，具有规律性的化学结构和空间结构
(3)合适的分子量，窄分子量分布
(4) 热稳定，熔点或软化点高于允许使用温度纺丝方法：熔体纺丝和溶液纺丝
1,熔体纺丝将高聚物熔融流体从喷丝头的喷丝孔中压出,
经空气 （ 或水 ） 冷却凝固成丝 。
2,溶液纺丝湿法纺丝和干法纺丝 （ 凝固方法不同 ）
（ 1） 湿法：将纺丝液从喷丝孔中压出,在 凝固液 中固化成丝 。
（ 2） 干法：将纺丝液从喷丝孔中压出,形成细流,
在 空气中 迅速挥发而凝固成丝 。
后加工,主要为拉伸和热定型拉伸,使纤维的断裂强度 ↑,断裂伸长率 ↓
热定型,消除内应力,提高尺寸稳定性,改善物理机械性能。
第二节 聚酯纤维一、概述
聚酯：二元酸和二元醇缩聚而得，基本链节 间以酯键连结。
品种,PET,PBT,PPT等。
优点：断裂强度、弹性模量高，回弹性适中，耐热、耐光性好，热定型优异，洗可穿，耐腐蚀。
缺点：染色性差，吸湿性低，易起静电，易起毛起球。
改性 聚酯：化学改性：共聚、表面处理物理改性：共混纺丝、变更纤维加工条件、改变纤维形态、混纤、交织
聚酯加捻长丝、聚酯变形纱（ DTY）、聚酯空气变形纱（ ATY）
二,涤沦（的确良、达克纶、特丽纶，帝特纶等）
聚对苯二甲酸乙二酯含量大于 85%的纤维。
1,生产原理
基本组成物质,PET
PET的合成 酯交换法直接酯化法
纺丝：熔纺（熔体温度 285-290℃ ） 切片纺丝直接纺丝
H CH 2 CH 2
O
CC
O
OO[ O OCH 2CH 2] Hn
2.涤纶的结构特征
（ 1）分子结构
线性大分子，无大的支链
分子链中的刚性基团使熔点较高
分子链结构高度立体规整（所有苯环几乎处在一个平面上），分子间排列紧密，易形成结晶
不含亲水基，是疏水纤维
由于分子内旋转使分子存在两种空间构象：
无定形 PET为顺式构象结晶时为反式构象
（ 2）形态结构和聚集态结构形态结构 纵向：表面光滑，均匀而无条痕横截面：基本上是圆形实体聚集态结构,初生纤维完全无定形，取向度也差。经拉伸和热定型后，出现结晶（结晶度 40-60%），并且有一定的取向度。
3.涤纶的性能
（ 1）吸湿性
标准状态 R=0.4%
（ 2）热性能
① 受热性能
是热塑性纤维
热收缩与纺丝后处理有关（拉伸、热定型）
耐热性和热稳定性是合成纤维中最好的（强度损伤和变色）
② 玻璃化温度（ Tg）
完全无定型 67℃
部分结晶 81℃
取向且结晶 125 ℃
Tg与结晶度的关系：当结晶度＜ 30%时，随结晶度升高,Tg增大当结晶度＞ 30%时，随结晶度升高,Tg降低原因,结晶度低时，产生众多的小结晶，晶区起着物理交联点的作 用，阻碍着无定型区链段的运动；
结晶度升高时，结晶少而大，无定型区的链段更能自由运动
（ 3）物理机械性能
①强度与延伸度：强度较高，干、湿强度相近，干、湿延伸度相近。
按实际需要可制成为（纺丝过程中控制拉伸程度）：
高模量型（强度高、延伸度低）、低模量型（强度低、延伸度高）、中模量型（两者之间）
② 弹性和耐磨性
弹性：比其他合纤高，接近羊毛
耐磨性：仅次于锦纶，比其他合纤高。干、湿耐磨性相近。
③洗可穿性优异的抗皱性和保形性（强度高，弹性模量高，刚性大，受力不易变形，弹性回复率高，变形后易回复，且吸湿低 ）。
（ 4）化学稳定性：较高，酯基是唯一可反应的化学基团。
①对酸和碱的稳定性：酸、碱可催化酯键水解，对碱的稳定性比对 酸差。
耐酸性较好，可用酸侵蚀涤棉包芯纱织物制成烂花产品。
+..,CH 2 CH 2OC
O
..,H +H
2 O
O
C O..,H O CH 2CH 2H,..
+..,CH 2 CH 2OC
O
..,H
2 O
O
C O..,O CH 2CH 2H,..NaOH Na
图中实例为涤棉混纺、色织条格花布，再用烂花工艺去掉花纹中的棉纤维，使剩下的涤纤维部分显得透明轻薄。
第六节 聚氨酯弹性纤维一、概述
我国“氨纶”，美国“莱卡（ Lycra,Spandex）
等
主要成分：聚氨基甲酸酯
品种
（ 1）裸丝
（ 2）包芯纱
（ 3）包覆（缠）纱：以聚氨酯弹性纤维为芯，用合成纤维长丝或纱线（短纤维）以螺旋形的方式对其予以包覆而形成的 弹力纱。
手感硬挺，纱线粗，面料厚实，比包芯纱强度高。
（ 4）合捻（股）纱二、生产原理
合成：二元醇 +二元酸 → 聚醚（或聚酯）
→ +芳香二异氰酸酯 → 预聚物 → +扩链剂 → 嵌段共聚物
纺丝：可干纺、湿纺、熔融纺三、聚氨酯弹性纤维的结构与性能
1.氨纶的结构：软硬链嵌段共聚物
2.氨纶的弹性结构模型四、聚氨酯弹性纤维的性能
1.密度和线密度
2.吸湿性较差,20℃,RH=65%下回潮率为 1%左右
3.机械性能,干态和湿态断裂强度是橡胶丝的 2-4倍、弹性和橡胶丝类似，比高弹锦纶大、良好的耐磨性
4.耐热性：比橡胶丝好，化学纤维中属于较耐热
5.化学稳定性：对 NaClO稳定性差，使用含氧型漂白剂
6.染色性尚可，染锦纶的染料都可用，分散、酸性为常用五,日本旭化成 高吸放湿聚氨酯纤维 ——“能呼吸的纤维”,
吸湿量大，放湿速度快（ 100%放湿）
第七节 聚乙烯醇缩醛化纤维一、概述
主要是聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）
短纤维居多，形状类似棉，常与棉混纺长丝类似蚕丝，但弹性差，不易染色
服用较少，产业用：纤维增强材料、渔网、
绳揽、帆布二、聚乙烯醇缩醛化纤维的生产原理
1.聚乙烯醇的制备醋酸乙烯聚合 →醇解 →聚乙烯醇（ PVA）
2.聚乙烯醇缩醛化纤维的制备
缩醛化处理降低亲水性，提高耐热水性，使水中的软化点提高（ 90℃ →110℃ ）
缩醛化度：参与反应的羟基占全部羟基的比例，一般 30-36%。
三、聚乙烯醇缩醛化纤维的结构
截面：腰子形，明显的皮芯结构，
皮层结构紧密，芯层有空隙
大分子链大部分是头 -头结构
晶胞为单斜晶系
缩醛化主要发生在无定形区和晶区表面四、聚乙烯醇缩醛化纤维的性能
1.密度：比棉纤维小 20%
2.回潮率,4.5%-5.0%。
导热性差，保暖性好
3.机械性能
弹性不够好，易折皱
强度和耐磨性比棉好
4.耐热水性缩醛化度高，耐热水性能明显提高
5.耐干热性较好，高温处理时发黄，可能是发生氧化脱水后分子链上形成双键：
6.化学稳定性：耐酸、碱性较好
7.染色性能：介于纤维素纤维和合成纤维之间：上染速度慢，染料吸收量低，色泽不鲜艳（皮芯结构，热处理使结晶度提高，
缩醛化处理封闭了羟基）
8.耐日晒性能较好，适合制作帐篷、运输用帆布
9.耐溶剂性不溶于一般的有机溶剂
10.耐海水性能较好，适合制作渔网第八节 聚氯乙烯纤维（氯纶）
一、概述
最早的合成纤维
产品有长丝、短纤维、鬃丝等
用途：服用：保暖性好，阻燃产业用：滤布、绝缘布，防尘口罩鬃丝：筛网、绳索、窗纱二、聚氯乙烯的结构
头 -尾连接、无规立构、少有结晶三、聚氯乙烯纤维的性能
1.密度
2.机械性能
3.耐热性,较差，只适合 40-50℃ 使用,65-70℃ 软化；流动温度 175℃,分解温度 150-155℃
4.燃烧性,LOI=37.1，难燃
5.保暖性
6.化学稳定
7.耐溶剂性差
8.染色性,难染色，一般原液着色第九节 其他有机纤维一、超高分子量聚乙烯（ UHMWPE）
是强度最高的纤维之一，钢丝的 15倍，比芳纶高
密度小，制品质轻
能量吸收强，可作防弹材料等
疏水、耐化学品、抗紫外、抗老化、耐磨
低温性能好,-150℃ 不发脆
但是,耐热性差,150℃ 左右就熔化，强度、
模量随温度升高而下降第九节 其他有机纤维二、聚苯并双唑（ PBO）纤维
是有机纤维中性能最好的
高强、高模、高耐热性（可在 350℃ 以下长期使用）、高阻燃性（ LOI=68）
有柔韧性，手感似涤纶，尺寸稳定性好
化学稳定性极佳
但是,耐酸性差，耐光性差三、聚苯并咪唑（ PBI）纤维
耐热性好（可在 350℃ 以下长期使用），
LOI=41
对化学药品和有机溶剂稳定性好
吸湿性好，回潮率 15%，具有优良的纺织加工性能四、聚四氟乙烯（ PTFE）纤维
是最耐腐蚀的纤维
优异的化学稳定性
良好的耐气候性
LOI=95
良好的电性能和抗辐射性能
纤维本身没毒，但 200℃ 以上使用时，有少量有毒气体 HF释放五、聚乳酸（ PLA）纤维 ——玉米纤维
可生物降解
物理性能与涤纶类似
真丝般光泽，手感柔软，可分散染料染色
良好的耐热性、热稳定性
有长丝、短纤维、单丝、复丝、非织造布多种产品第十节 碳纤维二、碳纤维的制备纺丝 → 在空气中加热至 200-300℃ 氧化 → 在惰性气体中于 1000-1800℃ 处理，使纤维碳素化 → 得碳纤维 → 经更高温度 2000-3000℃ 处理 → 石墨纤维
1.聚丙烯腈（ PAN）基碳纤维
特点：强度高，弹性模量高
制备,将 PAN纤维用磷酸进行处理，使碳纤维的强度提高 → 在空气中热处理 → 难燃纤维 → 在 1000-
1800℃ 下烧结 → 碳纤维 → 在 2000-3000℃ 高温下烧结 → 石墨纤维 → 经表面处理和上浆处理 → 成品三、碳纤维的性能
1.碳纤维的物理性能
密度,1.5-20g/cm3
比热容,712J/(kg.K)，热导率随温度升高而下降。
比电阻,25℃
高模量 775/cm，高强度 1500/cm
热膨胀系数：有各向异性，平行纤维方向 -
0.72× 10-6~-0.90× 10-6/K；垂直纤维方向 22× 10-
6~32× 10-6/K
2.碳纤维的力学性能
应力 -应变曲线为 直线,断裂前是弹性体，断裂瞬间开始和完成；弹性回复 100%
3.碳纤维的难燃性和导电性
200-350℃,难燃，可作电气绝缘体
500-1500℃,电气传导性材料
2000℃ 以上，耐热性和导电性极强
4.碳纤维的化学性能
化学惰性
在空气中温度高于 400℃ 时氧化
无氧气氛中温度高于 1500℃ 时强度才下降
良好的耐低温性，在液氮温度下不脆化
耐油、抗放射、抗辐射、吸收有毒气体、
减速中子
化学聚合纺丝成形后加工合成纤维第一节 合成纤维的基础知识一、合成纤维的特点
1,密度低
2,机械性能
强度较高
断裂伸长较大
强韧性好，耐磨
3,光学性能腈纶 >涤纶 >锦纶、丙纶、氯纶
4,电学性能比电阻比天然纤维和再生纤维高，易起静电。
5,耐热性和热收缩热塑性纤维
6,染色性能锦纶、腈纶较易染色,涤纶、氯纶等较难染色。
5,耐热性和热收缩合纤是热塑性纤维。
T↑，断裂强度 ↓，断裂伸长率 ↑。
合纤的 热收缩 ——因受热的作用而产生的收缩。
包括湿热收缩和干热收缩。
吸湿性较好（锦纶）,湿热收缩 >干热收缩吸湿性较差（涤纶）：干热收缩 >湿热收缩纤维成形时的拉伸倍数影响纤维的热收缩率：
长丝拉伸倍数高，热收缩率大；短纤拉伸倍数低，
热收缩率小。
通过热定型来降低热收缩率。
二、常见术语
1.长丝,长度以千米计（包括单丝、复丝、
帘线丝）
2.短纤维化纤被切成几厘米至十几厘米的长度，
根据切断长度不同，分为：棉型短纤，
毛型短纤和中长短纤。
二、常见术语
1.长丝：长度以千米计（包括单丝、复丝、
帘线丝）
（ 1）单丝：原指单孔喷丝头纺制而成的一根连续单纤维，也指 3-6孔喷丝头纺制的 3-6根单纤维组成的少孔丝。
（ 2）复丝：由数十根单纤维组成。
一般 8-100根，复丝比同样直径的单丝柔顺性好。
（ 3）帘线丝：由 100~数百根单纤维组成，
用于制造轮胎帘子布的丝条。
二、常见术语
1.长丝：长度以千米计（包括单丝、复丝、
帘线丝）
2.短纤维
（ 1）棉型短纤,25-38mm，与棉混纺。
（ 2）毛型短纤,70-150mm，与羊毛混纺。
（ 3）中长短纤,51-76mm，织造中长纤维织物。
短纤也可纯纺。
3.粗细节丝（ T&T丝）
外观：交替出现粗节和细节部分，丝条染色后又能看到交替出现的深浅色变化。
形成：纺丝成形后不均匀牵伸。粗节部分强力低，
断裂伸长大，热收缩性强，染色性好，易于碱减量加工。
4.变形纱
（ 1）弹力丝（变形长丝）：高弹丝和低弹丝
（ 2）膨体纱：将两种收缩性能不同的合纤毛条混合，经热处理后，高收缩性毛条迫使低收缩性毛条卷曲，使混合毛条具有伸缩性和蓬松性，
成为类似毛线的变形纱。
5.差别化纤维：经物理变形和化学改性得到
6.异形纤维纺丝成形加工中，采用 异形喷丝孔 纺制的纤维 ;
具有非圆形截面或中空纤维。
性能特点：
光泽性和手感
机械性能、吸水性和染色性
抗起球性、蓬松性和透气性
中空纤维的特异性
7.复合纤维（双组分纤维）
纤维横截面上存在两种或两种以上不相混合的高聚物。
双层型：并列型、皮芯型（具有高卷曲性）
多层型：并列多层型、放射型、多芯型、木纹型、嵌入型、海岛型复合纤维 vs 变形纱？
8.超细纤维按单纤维的粗细（线密度）分为：
常规纤维 细旦纤维 超细纤维 极细纤维
1.5-4dtex 0.55-1.4dtex 0.11-0.55 0.11 以下
9.新合纤采用全新的改性和复合化技术制备的纤维材料 ——从聚合、纺丝、织造、染整及缝制等各个步骤。
按商品形式分为：超蓬松型、超细型、超悬垂型按手感可分为：蚕丝手感、桃皮手感、超微细粉末手感、新羊毛手感等
10.易染性合纤阳离子可染聚酯、阳离子深染聚酰胺、
酸性可染的聚丙烯腈与聚丙烯
11.高性能（高技术）纤维具有特殊的物理化学结构，性能指标高于普通纤维；多用于产业纺织品
12.纳米纤维直径小于 100nm；或添加了纳米级粉末填充物的纤维。
三、合成纤维与纺织品四、合纤生产方法
生产过程：
（ 1）原料制备：合成和机械处理
（ 2）纺前准备：制备纺丝熔体或纺丝溶液
（ 3）纺丝：纤维成形
（ 4）后加工
成纤高分子基本要求
(1)线型、能伸直，支链尽可能少，无大侧基
(2)分子间有适当的相互作用力，具有规律性的化学结构和空间结构
(3)合适的分子量，窄分子量分布
(4) 热稳定，熔点或软化点高于允许使用温度纺丝方法：熔体纺丝和溶液纺丝
1,熔体纺丝将高聚物熔融流体从喷丝头的喷丝孔中压出,
经空气 （ 或水 ） 冷却凝固成丝 。
2,溶液纺丝湿法纺丝和干法纺丝 （ 凝固方法不同 ）
（ 1） 湿法：将纺丝液从喷丝孔中压出,在 凝固液 中固化成丝 。
（ 2） 干法：将纺丝液从喷丝孔中压出,形成细流,
在 空气中 迅速挥发而凝固成丝 。
后加工,主要为拉伸和热定型拉伸,使纤维的断裂强度 ↑,断裂伸长率 ↓
热定型,消除内应力,提高尺寸稳定性,改善物理机械性能。
第二节 聚酯纤维一、概述
聚酯：二元酸和二元醇缩聚而得，基本链节 间以酯键连结。
品种,PET,PBT,PPT等。
优点：断裂强度、弹性模量高，回弹性适中，耐热、耐光性好，热定型优异，洗可穿，耐腐蚀。
缺点：染色性差，吸湿性低，易起静电，易起毛起球。
改性 聚酯：化学改性：共聚、表面处理物理改性：共混纺丝、变更纤维加工条件、改变纤维形态、混纤、交织
聚酯加捻长丝、聚酯变形纱（ DTY）、聚酯空气变形纱（ ATY）
二,涤沦（的确良、达克纶、特丽纶，帝特纶等）
聚对苯二甲酸乙二酯含量大于 85%的纤维。
1,生产原理
基本组成物质,PET
PET的合成 酯交换法直接酯化法
纺丝：熔纺（熔体温度 285-290℃ ） 切片纺丝直接纺丝
H CH 2 CH 2
O
CC
O
OO[ O OCH 2CH 2] Hn
2.涤纶的结构特征
（ 1）分子结构
线性大分子，无大的支链
分子链中的刚性基团使熔点较高
分子链结构高度立体规整（所有苯环几乎处在一个平面上），分子间排列紧密，易形成结晶
不含亲水基，是疏水纤维
由于分子内旋转使分子存在两种空间构象：
无定形 PET为顺式构象结晶时为反式构象
（ 2）形态结构和聚集态结构形态结构 纵向：表面光滑，均匀而无条痕横截面：基本上是圆形实体聚集态结构,初生纤维完全无定形，取向度也差。经拉伸和热定型后，出现结晶（结晶度 40-60%），并且有一定的取向度。
3.涤纶的性能
（ 1）吸湿性
标准状态 R=0.4%
（ 2）热性能
① 受热性能
是热塑性纤维
热收缩与纺丝后处理有关（拉伸、热定型）
耐热性和热稳定性是合成纤维中最好的（强度损伤和变色）
② 玻璃化温度（ Tg）
完全无定型 67℃
部分结晶 81℃
取向且结晶 125 ℃
Tg与结晶度的关系：当结晶度＜ 30%时，随结晶度升高,Tg增大当结晶度＞ 30%时，随结晶度升高,Tg降低原因,结晶度低时，产生众多的小结晶，晶区起着物理交联点的作 用，阻碍着无定型区链段的运动；
结晶度升高时，结晶少而大，无定型区的链段更能自由运动
（ 3）物理机械性能
①强度与延伸度：强度较高，干、湿强度相近，干、湿延伸度相近。
按实际需要可制成为（纺丝过程中控制拉伸程度）：
高模量型（强度高、延伸度低）、低模量型（强度低、延伸度高）、中模量型（两者之间）
② 弹性和耐磨性
弹性：比其他合纤高，接近羊毛
耐磨性：仅次于锦纶，比其他合纤高。干、湿耐磨性相近。
③洗可穿性优异的抗皱性和保形性（强度高，弹性模量高，刚性大，受力不易变形，弹性回复率高，变形后易回复，且吸湿低 ）。
（ 4）化学稳定性：较高，酯基是唯一可反应的化学基团。
①对酸和碱的稳定性：酸、碱可催化酯键水解，对碱的稳定性比对 酸差。
耐酸性较好，可用酸侵蚀涤棉包芯纱织物制成烂花产品。
+..,CH 2 CH 2OC
O
..,H +H
2 O
O
C O..,H O CH 2CH 2H,..
+..,CH 2 CH 2OC
O
..,H
2 O
O
C O..,O CH 2CH 2H,..NaOH Na
图中实例为涤棉混纺、色织条格花布，再用烂花工艺去掉花纹中的棉纤维，使剩下的涤纤维部分显得透明轻薄。
第六节 聚氨酯弹性纤维一、概述
我国“氨纶”，美国“莱卡（ Lycra,Spandex）
等
主要成分：聚氨基甲酸酯
品种
（ 1）裸丝
（ 2）包芯纱
（ 3）包覆（缠）纱：以聚氨酯弹性纤维为芯，用合成纤维长丝或纱线（短纤维）以螺旋形的方式对其予以包覆而形成的 弹力纱。
手感硬挺，纱线粗，面料厚实，比包芯纱强度高。
（ 4）合捻（股）纱二、生产原理
合成：二元醇 +二元酸 → 聚醚（或聚酯）
→ +芳香二异氰酸酯 → 预聚物 → +扩链剂 → 嵌段共聚物
纺丝：可干纺、湿纺、熔融纺三、聚氨酯弹性纤维的结构与性能
1.氨纶的结构：软硬链嵌段共聚物
2.氨纶的弹性结构模型四、聚氨酯弹性纤维的性能
1.密度和线密度
2.吸湿性较差,20℃,RH=65%下回潮率为 1%左右
3.机械性能,干态和湿态断裂强度是橡胶丝的 2-4倍、弹性和橡胶丝类似，比高弹锦纶大、良好的耐磨性
4.耐热性：比橡胶丝好，化学纤维中属于较耐热
5.化学稳定性：对 NaClO稳定性差，使用含氧型漂白剂
6.染色性尚可，染锦纶的染料都可用，分散、酸性为常用五,日本旭化成 高吸放湿聚氨酯纤维 ——“能呼吸的纤维”,
吸湿量大，放湿速度快（ 100%放湿）
第七节 聚乙烯醇缩醛化纤维一、概述
主要是聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）
短纤维居多，形状类似棉，常与棉混纺长丝类似蚕丝，但弹性差，不易染色
服用较少，产业用：纤维增强材料、渔网、
绳揽、帆布二、聚乙烯醇缩醛化纤维的生产原理
1.聚乙烯醇的制备醋酸乙烯聚合 →醇解 →聚乙烯醇（ PVA）
2.聚乙烯醇缩醛化纤维的制备
缩醛化处理降低亲水性，提高耐热水性，使水中的软化点提高（ 90℃ →110℃ ）
缩醛化度：参与反应的羟基占全部羟基的比例，一般 30-36%。
三、聚乙烯醇缩醛化纤维的结构
截面：腰子形，明显的皮芯结构，
皮层结构紧密，芯层有空隙
大分子链大部分是头 -头结构
晶胞为单斜晶系
缩醛化主要发生在无定形区和晶区表面四、聚乙烯醇缩醛化纤维的性能
1.密度：比棉纤维小 20%
2.回潮率,4.5%-5.0%。
导热性差，保暖性好
3.机械性能
弹性不够好，易折皱
强度和耐磨性比棉好
4.耐热水性缩醛化度高，耐热水性能明显提高
5.耐干热性较好，高温处理时发黄，可能是发生氧化脱水后分子链上形成双键：
6.化学稳定性：耐酸、碱性较好
7.染色性能：介于纤维素纤维和合成纤维之间：上染速度慢，染料吸收量低，色泽不鲜艳（皮芯结构，热处理使结晶度提高，
缩醛化处理封闭了羟基）
8.耐日晒性能较好，适合制作帐篷、运输用帆布
9.耐溶剂性不溶于一般的有机溶剂
10.耐海水性能较好，适合制作渔网第八节 聚氯乙烯纤维（氯纶）
一、概述
最早的合成纤维
产品有长丝、短纤维、鬃丝等
用途：服用：保暖性好，阻燃产业用：滤布、绝缘布，防尘口罩鬃丝：筛网、绳索、窗纱二、聚氯乙烯的结构
头 -尾连接、无规立构、少有结晶三、聚氯乙烯纤维的性能
1.密度
2.机械性能
3.耐热性,较差，只适合 40-50℃ 使用,65-70℃ 软化；流动温度 175℃,分解温度 150-155℃
4.燃烧性,LOI=37.1，难燃
5.保暖性
6.化学稳定
7.耐溶剂性差
8.染色性,难染色，一般原液着色第九节 其他有机纤维一、超高分子量聚乙烯（ UHMWPE）
是强度最高的纤维之一，钢丝的 15倍，比芳纶高
密度小，制品质轻
能量吸收强，可作防弹材料等
疏水、耐化学品、抗紫外、抗老化、耐磨
低温性能好,-150℃ 不发脆
但是,耐热性差,150℃ 左右就熔化，强度、
模量随温度升高而下降第九节 其他有机纤维二、聚苯并双唑（ PBO）纤维
是有机纤维中性能最好的
高强、高模、高耐热性（可在 350℃ 以下长期使用）、高阻燃性（ LOI=68）
有柔韧性，手感似涤纶，尺寸稳定性好
化学稳定性极佳
但是,耐酸性差，耐光性差三、聚苯并咪唑（ PBI）纤维
耐热性好（可在 350℃ 以下长期使用），
LOI=41
对化学药品和有机溶剂稳定性好
吸湿性好，回潮率 15%，具有优良的纺织加工性能四、聚四氟乙烯（ PTFE）纤维
是最耐腐蚀的纤维
优异的化学稳定性
良好的耐气候性
LOI=95
良好的电性能和抗辐射性能
纤维本身没毒，但 200℃ 以上使用时，有少量有毒气体 HF释放五、聚乳酸（ PLA）纤维 ——玉米纤维
可生物降解
物理性能与涤纶类似
真丝般光泽，手感柔软，可分散染料染色
良好的耐热性、热稳定性
有长丝、短纤维、单丝、复丝、非织造布多种产品第十节 碳纤维二、碳纤维的制备纺丝 → 在空气中加热至 200-300℃ 氧化 → 在惰性气体中于 1000-1800℃ 处理，使纤维碳素化 → 得碳纤维 → 经更高温度 2000-3000℃ 处理 → 石墨纤维
1.聚丙烯腈（ PAN）基碳纤维
特点：强度高，弹性模量高
制备,将 PAN纤维用磷酸进行处理，使碳纤维的强度提高 → 在空气中热处理 → 难燃纤维 → 在 1000-
1800℃ 下烧结 → 碳纤维 → 在 2000-3000℃ 高温下烧结 → 石墨纤维 → 经表面处理和上浆处理 → 成品三、碳纤维的性能
1.碳纤维的物理性能
密度,1.5-20g/cm3
比热容,712J/(kg.K)，热导率随温度升高而下降。
比电阻,25℃
高模量 775/cm，高强度 1500/cm
热膨胀系数：有各向异性，平行纤维方向 -
0.72× 10-6~-0.90× 10-6/K；垂直纤维方向 22× 10-
6~32× 10-6/K
2.碳纤维的力学性能
应力 -应变曲线为 直线,断裂前是弹性体，断裂瞬间开始和完成；弹性回复 100%
3.碳纤维的难燃性和导电性
200-350℃,难燃，可作电气绝缘体
500-1500℃,电气传导性材料
2000℃ 以上，耐热性和导电性极强
4.碳纤维的化学性能
化学惰性
在空气中温度高于 400℃ 时氧化
无氧气氛中温度高于 1500℃ 时强度才下降
良好的耐低温性，在液氮温度下不脆化
耐油、抗放射、抗辐射、吸收有毒气体、
减速中子
