1、第六章 化學纖維成型原理第一節 概述一.化學纖維的基本概念與分類(一)纖維的定義（Fiber） 纖維（Fiber）是一種細長形狀的物體，其長度對其最大平均橫向尺寸比，至少為10：1，其截面積小于0.05mm2，寬度小于0.25mm。作為組成織物的基本單元紡織纖維的直徑一般為幾微米至幾十微米，長度與直徑之比一般大于1000：1，還應具有一定的柔曲性、強度、模量、伸長和彈性等. 隨著纖維的制備技術進步和用途拓寬，其定義也在變化。一些一維尺度的材料也經常以纖維命名，例如納米纖維。作為結構材料的纖維，對于長徑比、柔曲性等的要求已沒有紡織纖維那么嚴格。CARBON TOWER日本東京灣 42層樓外墻用1

2、50噸瀝青碳纖維 天然纖維 紡織纖維 化學纖維 動物纖維：羊毛、駝毛、蠶絲等植物纖維：棉花、麻等礦物纖維：石棉等天然纖維：由纖維狀的天然物質直接分離、精制而成。化學纖維：用天然或人工合成的聚合物為原料、經化學或物理處理 和機械加工而制得的纖維。 1.按原料分類的纖維（二）維狀的分類以天然高分子化合物為原料用石油、天然氣、煤及農副產品為原料、經一系列的化學反應制成合成高分子化合物，再經加工而制得，Lyocell (1)長絲單絲(小孔絲、鬃絲)復絲(2)絲束(3)短纖維棉型：2538mm毛型：70150mm中長：5176mm2.按尺寸分類的化學纖維 3.按表面和縱向形狀分類的化學纖維 (1)直絲（

3、Flat yarn） (2)變形絲（變形)(TY) 拉伸變形絲(DTY) 彈力變形絲 膨體紗(BCF) 定型變形絲 4.按取向程度分類的化學纖維(1)未取向絲(UDY)(2)預取向絲(POY)(3)全取向絲(FOY) 5.按性能分類的化學纖維 (1)差別化纖維 泛指對常規化學纖維產品有所創新或賦予某些特性的化學纖維。主要是指經過化學改性或物理改性，使常規化學纖維的服用性能得以改善，并具有一些新的性能，使同一化學纖維大品種的產品多樣化和系列化。 例:仿絲纖維、異形纖維、細旦纖維、高收縮纖維、抗起球纖維、三維卷曲纖維、高濕模量粘膠纖維、陽離子可染聚酯纖維、酸性可染聚丙烯腈纖維等。 異形纖維:由異形

4、噴絲孔紡出的纖維，其斷面形狀是非圓形的； 目的獲得某些特殊的性質，從而改變織物的服用性能.例： 三角形斷面的纖維具有類似于蠶絲的光澤。 星形斷面的纖維具有手感好、覆蓋性好和 抗起球等優點。 中空纖維具有質輕、保暖、放射光線和不 顯灰塵等特點。 異形噴絲孔 異形噴絲孔與斷面形狀的關系復合纖維：將兩種或兩種以上聚合物的熔體或濃溶液，分別輸入同一個紡絲組件，在組件中的適當部位匯合，從同一噴絲孔中噴出而形成的纖維。(2)高性能纖維 具有高強度、高模量、耐高溫、耐化學藥品、耐氣候等性能特別優異的一類新型纖維。 例:芳族聚酰胺纖維、全芳族聚酯纖維、碳纖維、高強高模聚乙烯纖維、聚苯并咪唑纖維、聚四氟乙烯纖維

5、以及碳化硅纖維、氧化鋁纖維、硼纖維等。其中的高強度、高模量纖維，稱為超級纖維（Super-fiber） （3）功能纖維 在常規化學纖維原有性能的基礎上，又增加了某種特殊功能的一類新型纖維。 例:高吸水纖維、導電纖維、離子交換纖維、中空纖維分離膜抗菌消臭纖維、抗紫外線纖維等。 中空纖維膜 (4)智能纖維 一維的纖維狀智能材料。一方面，它具有一般智能材料的智能化功能，即能夠感知環境的變化或刺激，并能做出響應，是一種長度、形狀、溫度、顏色和滲透速率等能夠隨著環境發生變化而發生敏銳變化的新型纖維；另一方面，它具有普通纖維長徑比大的特點，能加工成多種產品。圖 Outlast纖維的電子顯微鏡照片 圖 pH

6、響應凝膠t纖維二.化學纖維的品質指標 化學纖維的一些專用品質指標1.線密度1tex(特)=1mg/m1tex=10dtex1旦=1mg/9m1特=9旦1公支=1m/g換算關系：分特數=10特數 特數支數=1000 旦數=9 特數對同一根纖維而言斷裂強度 相對強度 :斷裂強力/線密度（cN/dtex） 強度極限: 斷裂強力/負荷作用前纖維的橫截面積(N/mm2) 斷裂長度:纖維自身重量與斷裂強力相等時的纖維長度 (km） 環扣強度：纖維抗彎性能有關，強度高的纖維，耐折，耐磨打結強度：一根纖維在中央打結后測得的斷裂強度； 斷裂伸長率= 100%L-L0L0(2) 斷裂強度和斷裂伸長率W ，耐沖擊性

7、（韌性） (3) 斷裂功Ww 圖 纖維的斷裂功蜘蛛牽引絲和其它纖維的力學性能比較 材料 伸長率（%）初始模量（N/m2)強度（N/m2） 斷裂功（J/Kg） 牽引絲9.832.1 (130)109 1109 1105 家蠶絲1535 5109 6108 7104 尼龍1826 3109 5108 8104 棉5.67.1 (611)109 (37)108 (515)103 鋼8.0 21011 1109 5103 凱夫拉4.0 11011 4109 3104 橡膠1106 8104 2. 回彈性 纖維在外力作用下伸長和釋放外力后恢復到原始狀態的能力稱為回彈性。 纖維回彈性的表示方法有兩種。(1)一次負荷回彈性質-回彈率 和彈性功(2) 多次循環負荷回彈性質剩余伸長ORn ，回彈性回潮率= 100%試樣所含水份的重量干燥試樣的重量含濕率= 100%試樣所含水份的重量未干燥試樣的重量3.吸濕性公定回潮率:為了計重和核價需要，對各種紡織材料的回潮率作出的統一規定纖維標準狀態下的回潮率/%公定回潮率/%維綸3.55.05.0錦綸3.55.04.5腈綸1.22.01.5滌綸0.40.50.4 粘膠纖維 11 11丙綸00棉8.5 8.5 根據纖維的用途不同，可以確定不同的公定