合成纤维名词解释

合成纤维名词解释

1.名词解释

1）纤维：天然或人工合成的细丝状物质，具有足够的细度（小于100μm）。足够的长径比（大于500μm乃至无限大）显示一定的力学性能。

2）合成纤维：将人工合成，具有适宜分子量并具有可溶性的线性聚合物，经纺丝成型和后处理而制得化学纤维。

2.成纤聚合物的结构与特征：

1）线性聚合物，少支链、无交联 聚合物纺织的纤维可沿纤维纵轴方向拉伸而有序排列。大分子同时承受作用力，纤维具有较高的拉伸强度。

2）适当的分子量，分子量分布窄。

3）分子结构要调整，易于结晶，最好能形成部分结晶的结构。结晶部分可使聚合物分子的取向态较为稳定，而无定形区使纤维有一定的弹性和较好的染色性。

4）聚合物分子中含有极性基团，分子链间有足够强的作用力（如：离子键、色散力、范德华力、氢键等），提高纤维的物理和机械性能。

5）结晶型聚合物熔点和软化点应比使用温度高得多，非结晶性聚合物Tg应比使用温度高。

6）聚合物应有一定的热稳定性，易于加工成纤，并具有实用价值。

3.合成纤维的六大品种：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维尼纶、氯纶（按产量高低排列）

长丝：在化学纤维制造过程中，纺丝液从喷丝孔挤出，在纺丝甬道或凝固浴中成形，形成连续不断的丝条，这样得到长度数以千计的光滑的丝称为长丝。

短纤维：在世界化学纤维中有半数以上的产品被切成几厘米至几十厘米长的短段，称为短纤维。

丝束：是由几万根到几百万根单丝汇成一束，用来切断短纤维。

异性纤维：在合成纤维形成过程中，采用非圆形孔眼的喷丝板，制取各种不同截面形状的纤维。

异性纤维的特点：与圆形截面纤维相比，异型纤维具有一系列优点，三角截面的维纶光泽良好，不易粘尘土，耐穿着；“支”形截面的锦纶弹性好，有良好的抗起球性；五叶形截面的涤纶长丝手感好，覆盖性好，抗起球性好。采用不同的异型截面，可使纺织物具有仿毛、仿丝或仿麻的感觉。

复合纤维：将两种或两种以上的成纤聚合物的熔体或浓溶液，利用组分、配比、粘度或品种的不同，分别输入同一个纺丝组件，在组件的适当部位汇合，在同一纺丝孔中喷出而成为一根纤维，成为复合纤维。

品种的主要类型：并列型、皮芯型、海岛型。

超细纤维是由海岛型复合纤维制的。

5.合成纤维的生产工艺：高分子化合物的制备和机械处理——纺丝熔体或纺丝溶液的制备——纤维的成形——纤维的后加工。

直接利用聚合物溶液作为纺丝原液称为一步法；先制成颗粒或粉末状的成纤聚合物，然后溶解以获得纺丝液称为两步法。

6.制备纺丝液的溶剂应具备如下特点：

1）在适宜的温度下有良好的溶解性能；

2）沸点不宜太低或太高，若太低，挥发性太大，增加损耗，恶化劳动条件；太高则不宜干法纺丝，且回收困难。

3）有足够热稳定性和化学稳定性，并应便于回收。

4）应无毒或微毒，对设备材料没有腐蚀性或腐蚀性较小。

5）在溶解过程中不引起聚合物分解或发生其他化学变化。

7.熔纺分智杰纺丝法和切片纺丝法。

直接纺丝：是将聚合后的聚合物溶体直接送往纺丝。

切片纺丝：则需将高聚物熔体经铸带、切粒、萃取、干燥等纺丝前准备工序而后送往

纺丝。

熔融纺丝的特点：卷绕速度高、不需要溶剂和沉淀剂，设备简单，工艺流程短。

干法纺丝：是将纺丝液经喷丝头形成细流，溶剂被热空气挥发带走的同时，使得高聚物凝结成初生纤维。

干法纺丝的特点：具有连续生产、纺丝速度高、产量大、销售收入高、污染少等优点；纤维质量及耐化学性和染色性比湿法纤维好。需溶剂回收，生产成本相对较高。

8.改变纤维的横截面的方法：

1）改变喷丝孔的形状；

2）改变凝固条件，一般强烈的凝固条件容易形成非圆形的横截面；缓慢的成形条件易形成圆形截面。

3）有机溶剂已形成非圆截面，无机溶剂形成圆形截面；

4）凝固浴的温度和浓度高时，易形成圆形截面纤维；

5）聚合物浓度高有利于圆形截面的形成。

9.丙烯腈（PAN）生产过程中引入第二、第三单体的原因？

答：1）均聚丙烯腈分子堆砌紧密，横向高度有序，缺乏柔韧，发脆，染料分子很难进

入，染色非常困难。2）加入第二单体，破坏大分子链的规正性，降低大分子间的敛集密度，使纤维柔顺，改善纤维的弹性和手感；3）加入第三单体，引入一定量的亲染料基团，提高染色能力。

10.熔体纺丝：将高分子聚合物加热熔融成为一定粘度的纺丝熔体，利用纺丝泵连续均匀地挤压到喷丝头，通过喷丝头的细孔成为细丝流，然后在空气或水中使其降温凝固，通过牵伸成丝。

熔体纺丝的流程图：

11.湿法纺丝：湿法纺丝将高聚物在溶剂中配成纺丝原液（成纤聚合物的浓溶液）后，然后把原液经过滤、脱泡，通过计量泵从喷丝头挤出，在凝固浴的作用下，粘液细流内的溶剂扩散以及凝固剂向粘液细流中渗透，经过适当的喷丝头拉伸形成出生纤维的方法。

湿法纺丝的流程图：

12.干法纺丝流程图：

13.① 回潮率=（湿重-干重）/干重×100%

熔体纺丝中纤维结晶的特征包括两个方面，一是卷绕丝本身的晶态结构，二是熔体纺丝中聚合物结晶过程的发展。

14.熔体纺丝过程中的取向作用

答：纺丝过程中发生取向是纤维制造中重要的结构形成过程之一。对成品纤维的取向贡献最大的不是纺丝工序，而是拉伸工序。

15.取向使结晶速率大大增加的原因？

答：可以概括为两类：1）从结晶理论的角度看，大分子取向区域越大，生成晶核的临界温度也越高，因此，在熔体冷却的过程中，取向高的体系能够在较高的温度下形成晶核，取向低的体系则相反，必须有较大的过冷度才能形成晶核。

2）从热力学的角度看，取向体系比未取向体系的熵值低，所以从熔体转变为晶体时，取向体系的熵值变化小，即自由能变化较大，这样就能使那些在未取向体系中不稳定的亚稳晶核稳定下来，即增大晶核生成的速率。

16.生产上常采用增大喷丝小孔直径、长径比（小孔长度与直径之比）和提高熔体温度等措施来减小胀大比，以防止熔体破裂（在高应力或高剪切速率时，液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动，引起流体破坏）。

17.纤维拉伸过程中如何断裂？

首先发生在未取向部分的氢键或范德华力的破坏，随后应力集中到取向的主链上，使共价键破坏，随着范德华力和共价键的不断破坏，最后导致被拉伸物的破坏。

18.用57%的NaSCN水溶液溶解粒状丙烯腈共聚体时，原液的过滤性能、可纺性大大地变差，为什么，怎么解决？

由于在共聚体颗粒表面生成了高黏度的溶液层，使进一步的溶解变慢，在原液中形成了一些小胶团和溶胀的胶粒。

1）先用低于35%浓度的NaSCN水溶液进行均匀的预溶胀；2）而后再用53% NaSCN水溶液进一步溶解，则可防止颗粒表面浓溶液层以及胶粒的形成，不但加快了溶解的速度，而且所得到的原液的品质较好。

19.湿法成形纤维结构的形成包括两个阶段：

答：1)初级结构的形成；

2)结构的重建以及规整度的提高，即次级结构的形成。

在不同的凝固浴内成形的纤维结构，取决于聚合物-溶剂-凝固浴体系各组分的性能，也取决于溶剂和凝固剂的传质通量比，还与聚合物的沉析以及随后的脱水收缩有关。

20.湿法成型时，在相转变过程中，同时形成纤维结构，这一过程主要取决于溶剂和凝固剂的双扩散速度，以及高聚物凝胶化程度。很大程度取决于原液中大分子的结构化程度。

21.溶剂的选择1）极性相似原则：相似者相容；2）溶解度参数相近理论；3）高分子—溶剂相互作用参数Χ

Χ>0.5，聚合物一般不能溶解;

Χ<0.5，则聚合物能够溶解;

Χ越小，溶解性能越好，因此Χ可以作为判定聚合物-溶剂体系是否互溶的依据。

22.纺丝原液所用溶剂的工艺要求

答：从工艺条件上考虑，溶剂必须使浓溶液在加工时具有良好的流变性能。1）沸点不应太低或过高，太低挥发浪费，污染空气，太高则不利于回收；2）溶剂具有足够的热稳定性和化学稳定性，在回收过程中不易于分解；3）毒性低，对设备的腐蚀性小；4）溶剂在溶解聚合物过程中，不引起对聚合物的破坏或发生化学反应 。5）在适宜的温度下要有较好的溶解能力，并在较高的浓度下有较低的粘度

23.水洗的目的：由凝固浴和拉伸浴出来的丝束含一定量溶剂，若不除去，纤维手感粗硬，且色泽灰暗，加工中纤维发粘，不易梳分，干燥和热定型容易发黄，特别是在以后的染色过程中更会有不良影响，使染料沉淀，产生斑点。

24.干纺纤维的生成：

1）干纺纤维截面形状与成形过程中丝条表面和内部溶剂的蒸发、扩散速度有关。

2）与纺丝液的初始浓度和固化时的浓度有关，浓度越低差别越大。

3）干纺制得的纤维宏观结构均匀，无明显的芯层和皮层，纤维的超分子结构尺寸大，同时纤维微纤结构也不明显。

25.腈纶（PAN）干法纺丝过程中为什么要上油？

答：PAN生产过程中，调节上油是保证纺丝过程顺利完成的重要手段。主要作用是调

节纤维的摩擦特性，防止或消除静电积累，赋予纤维平滑、柔软等特性，使腈纶具有良好的可纺性，能顺利通过纺丝、纺织等工序。