任务54常见化学纤维的性能特点化学纤维与天然纤维相比它们的某.docx
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任务54常见化学纤维的性能特点化学纤维与天然纤维相比它们的某
任务5.4常见化学纤维的性能特点
化学纤维与天然纤维相比，它们的某些特性在一定程度上可以人为改变。
首先，化学纤维的长度和细度可经根据纺织加工设备类型，将化学纤维生产出长丝型和短纤维型；第二，化学纤维的强、伸度可以通过改变后加工中的拉伸掊数在一定范围内人为控制；第三，化学纤维的光泽和颜色也可通过加入不同量的消光剂和不同颜色的染料或颜料加以改变。
总之，化学纤维的性能较天然纤维可控性多，且均匀性好。
不同品种的化纤又各具其特性，现将常见化学纤维的特性简述如下。
1黏胶纤维
黏胶纤维为再生纤维素纤维，它以天然纤维素高聚物为原料，生产采用二硫化碳（CS2）溶液作溶剂生成可溶性纤维素纺丝原液，经过一系列加工制得的纤维，英文简写为CV或R。
普通黏胶纤维的主要特性是：
黏胶纤维是湿法纺丝生产，普通黏胶纤维的截面形状为锯齿形有皮芯结构，纵向平直有沟槽。
黏胶纤维的基本组成是纤维素（—C6H10O5—）n，与棉纤维相同。
黏胶纤维的耐碱性较好，但不耐酸，其耐酸碱性均较棉纤维差。
普通黏胶纤维大分子的聚合度在250～500左右，大分子结晶度较棉纤维低，一般在30%左右，结构较为松散，使其断裂强度较棉纤维小，约为16～27cN/tex；断裂伸长率比棉纤维大，约为16%～22%；黏胶纤维的湿强力下降很大，仅为干强的50%左右。
湿态伸长增加约50%左右。
其模量较棉低，弹性恢复力差，尺寸稳定性差，织物易伸长，耐磨性差。
富强纤维对黏胶纤维以上缺点有较大的改善，特别是湿强有较大的提高。
黏胶纤维的密度略小于棉纤维而大于毛纤维，为1.50～1.52g/cm3左右。
胶纤维的结构松散，其吸湿能力优于棉，是常见化学纤维中吸湿能力最强的纤维，在通常大气条件下为13%左右。
吸湿后显著膨胀，制成的绘图仪物下水收缩大、发硬。
黏胶纤维的染色性很好，染色的色谱很全，可以染成各种鲜艳的颜色。
黏胶纤维的耐热性和热稳定性较好。
因黏胶纤维的吸湿能力很强，比电阻较低，抗静电性能很好。
黏胶纤维的耐光性与棉纤维相近。
黏胶纤维因其吸湿好，穿着舒适，可纺性好，常与棉、毛及其它合成纤维混纺、交织，用于各类服装及家纺产品。
高强力黏胶纤维还用作轮胎帘子线、运输带等工业用品。
黏胶纤维是一种应用十分广泛的化学纤维。
为了改善普通黏胶纤维强度、湿强度低的缺点，先后出现了高强力黏胶纤维和高湿模量黏胶纤维，富纤、莫代尔、波里诺西克就是属于高湿模量黏胶纤维。
它们是采用优良原料，并改变纺丝工艺而制得的。
2莱赛尔（绿塞）纤维（Lyocell）
绿塞纤维为再生纤维素纤维，它以天然纤维素高聚物为原料，生产采用N-甲基吗啉-N-氧化物（N-MethyMorpholineOxide,简称NMMO）的水溶液溶解纤维素后进行纺丝再生出来的一种人造纤维素纤维。
生产过程中使用的有机溶剂NMMO在生产密系统中回收率达99%以上，对环境没有污染，且绿塞纤维易于生物降解，焚烧也不会产生有害气体污染环境，所以，绿塞纤维是一种符合环保要求的再生纤维素纤维。
1993年底，绿塞纤维（Lyocell）由英国化学纤维生产商Courtaulds公司在美国Mobile生产，纤维的商品名称为天丝（Tencel）。
其后，世界各国纷纷投资生产该纤维。
现就短纤型绿塞纤维（Lyocell）的主要特性介绍如下：
绿塞纤维（Lyocell）的基本组成是纤维素（—C6H10O5—）n，与棉、黏胶维相同。
绿塞纤维与黏胶纤维的耐碱性较好，但不耐酸。
其耐酸碱性均较棉纤维差。
绿塞纤维（Lyocell）的大分子结晶度高于普通粘胶30%，达到50%，结晶度较棉纤维略低，绿塞纤维（Lyocell）大分子的聚合度在500～550左右，与富强纤维（富纤）的大分子聚合度相近。
由于绿塞纤维大分子的聚合度和结晶度远高于普通粘胶纤维，所以绿塞纤维断裂强度远远大于棉和普通粘胶纤维，其强度可达40～42cN/tex；绿塞纤维的湿强下降，湿强值仍30cN/tex以上，且高于棉的湿强26～30cN/tex。
所以，绿塞纤维不会有普通粘胶纤维那样湿强低的问题。
这意味着，它能经受剧烈的机械处理和水处理，不会损伤织物的品质。
绿塞纤维断裂伸长率比普通粘胶纤维小，比棉纤维大，约为14%～16%；湿态的伸长率增加到16%～18%。
绿塞纤维有较高干湿模量，其机理和它具有较高的干湿强值是相同的。
根据绿塞纤维结晶度高，且模量又高于普通粘胶纤维并接近于聚酯纤维的情况分析，其变形恢复能力也应当是相当好的。
绿塞纤维（Lyocell）横截面形状为近似圆形，和许多化学纤维一样，绿塞纤维也是一种具有皮芯层结构的纤维，但皮层比例较小，在5%以下，皮层下面的纤维表面仍然光滑，没有粘胶纤维的纵向平直有沟槽。
绿塞纤维的密度与棉纤维和普通粘胶纤维接近，大于毛纤维，可达1.52g/cm3。
绿塞纤维的亲水基团与普通粘胶纤维相同，虽然它的结晶度较高，但吸湿性较好，在通常大气条件下为11%左右，基本体现了纤维纤维因含有大量羟基在吸湿性上应有的优势。
绿塞纤维在水中有一个很重要的现象，就是不仅有膨润现象而且膨润的异向性特征十分明显，这已成为绿塞纤维加工中的一个难点。
由于它的纵向膨润率比较低，所以从总的体积膨润率上来比较，它甚至比普通粘胶还小，这也是导致它在湿加工后尺寸稳定性优于粘胶纤维织物的一个因素。
因为绿塞纤维仍然是纤维素纤维，在染色性能方面，应与棉纤维和粘胶纤维一样，但相比之下，凡是用于粘胶纤维的染料对它都适合，但相比之下，活性染料的效果更好一些，染色的色谱很全，可以染成各种鲜艳的颜色。
绿塞纤维的耐热性和热稳定性较好。
因绿塞纤维的吸湿能力很强，比电阻较低，抗静电性能很好。
绿塞纤维的耐光性与棉纤维相近。
绿塞纤维因其吸湿好，穿着舒适，可纺性好，与棉、毛及其它合成纤维混纺、交织，用于各类服装及装饰用品。
绿塞纤维具有天然纤维的舒适性，又有合成纤维的力学性质和尺寸稳定性，而且符合绿色环保要求，其应用前景非常广阔。
3、竹纤维是以竹子为原料的新型纤维素纤维，包括竹原纤维和竹浆纤维。
竹原纤维是通过对天然竹子进行类似麻脱胶工艺的处理，形成适合在棉纺和麻纺设备上加工的纤维，生产的织物真正具有竹子特有的风格与感觉；竹浆纤维则是以竹子为原料，通过粘胶生产工艺加工成的新型粘胶纤维，在显现粘胶纤维特性的同时，也体现出竹子特有的有手感柔软、滑爽、悬垂性好、飘逸、凉爽等优点。
4大豆纤维
大豆纤维是由腈基、羟基等高聚物与大豆蛋白质接枝、共聚、共混制成一定浓度的纺丝液，用湿法纺丝生产的再生蛋白质纤维。
大豆纤维是由河南濮阳华康生物化学工程联合集团公司研制、开发并已商业化生产的新型纤维。
大豆纤维的商业化生产，标志着我国大豆纤维生产技术达到国际领先水平。
大豆纤维生产既利用了大豆废粕，生产过程又无污染，且大豆纤维是一种易生物降解的再生纤维。
大豆纤维密度小，单丝线密度低，强度与伸长率较高，耐酸碱性较好，具有羊绒般的柔软手感，棉纤维般的吸湿和导湿性能及舒适，有蚕丝般的柔和光泽，对人体有一定保健作用。
大豆纤维和常见纤维性能比较见表5-3。
大豆纤维悬垂性优于蚕丝。
染色性好，可用弱酸性、活性染料适用于大豆纤维染色。
其缺点是：
磨擦系数小、弹性小、缩水变形较大、不耐热、易起毛、抗皱性差。
表5-3大豆纤维和常见纤维性能比较
性能
大豆纤维
棉纤维
黏胶纤维
密度（g/cm3）
1.29
1.54
1.5～1.52
回潮率（dtex）
5～9
8
13～15
干态强度（cN/dtex）
3.8～4.0
2.6～4.3
1.5～2.0
湿态强度（cN/dtex）
2.5～3.0
2.9～5.6
0.7～1.1
断裂伸长率（%）
18～21
3.7
10～24
初始模量（cN/dtex）
53～98
60～82
57～75
钩接强度率（%）
75～85
70
30～65
打结强度率（%）
85
90～100
45～60
耐热性
差
较好
好
耐碱性
不碱性
耐碱
不碱性
耐酸性
耐酸
耐冷稀酸
耐酸
耐磨性
尚好
尚好
不好
耐霉蛀性
好
不好
好
舒适性
优
良好
一般
染色性
尚好
尚好
一般
大豆纤维可在棉纺、毛纺设备上进行纯纺和混纺，可通过机织、针织的方式加工成不同风格的新型高档面料，经印染加工后，可获得外观华丽、色泽鲜艳、色感柔和、弹性好、舒适性好，具有保健作用的功能纺织品。
纺织品具有细度细、质地轻、强伸度高、吸湿、柔软、光泽好、保暖性好等优良服用性能，被称为“人造羊绒”。
5涤纶纤维
涤纶为聚酯类纤维中用途最广、产量最高的一种，其化学名称为聚对苯二甲酸乙二酯（英文缩写为PET）纤维。
它是由对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇经缩聚反应得到聚对苯二甲酸乙二酯高聚物，经纺丝加工制得的纤维。
聚酯类纤维还有聚对苯二甲酸丙二酯（PPT）纤维，聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）纤维和聚萘二甲酸乙二酯（PEN）纤维。
我国将聚对苯二甲酸乙二酯含量大于85%的纤维简称为涤纶，俗称“的确良”。
国外的商品名称很多，美国称“达克纶”，日本称“帝特纶”，英国称“特丽纶”，前苏联称“拉夫桑”等。
涤纶主要特性如下：
涤纶为熔体纺丝，故常见纤维的截面为圆形，纵向为圆棒状。
同时还可以改变喷丝孔的形状纺制异型纤维。
涤纶的化学组成为聚对苯二甲酸乙二酯，其大分子链段上有两个特殊链节酯基和苯环，使大分子的柔曲性和吸湿能力较差。
涤纶的大分子排列状态可通过初步加工来改变，即通过纺丝加工中的拉伸及丝条的冷却速度改变其结晶度和大分子的取向度。
一般涤纶的大分子结晶度为50%～60%左右，大分子与纤维轴向的夹角较小，取向度较高，但取向度的高低取决于初加工的拉伸倍数。
大分子的聚合度为130左右。
涤纶的拉伸断裂强力和拉伸断裂伸长率都比棉纤维高，普通型涤纶强度35.2～52.8cN/tex，伸长率在30%～40%。
但因纤维在加工过程中的拉伸倍数不同，可将纤维分为高强低伸型、中强中伸型和低强高伸型。
涤纶在小负荷下的抗变形能力很强，即初始模量很高，在常见纤维中仅次于麻纤维。
涤纶的弹性优良，在10%定伸长时的弹性恢复率可达90%以上，仅次于锦纶。
因此织物的尺寸稳定性较好，织物挺括抗皱。
涤轮的耐磨性仅次于耐磨性最好的锦纶。
但织物易起毛起球，且不易脱落。
涤纶的密度小于棉纤维而高于毛纤维，为1.39g/cm3左右。
涤纶分子吸湿基团极少，故吸湿能力很差，在通常大气条件下仅为0.4%左右。
涤纶的染色性较差，染料分子难于进入纤维内部，一般染料在常温条件下很难上染。
因此多采用分散染料进行高温高压染色、载体染色或热融法染色，也可以进行纺丝流体染色，生产有色涤纶。
涤纶的耐碱性较差，仅对于弱碱有一定的耐久性，但对于酸的稳定性较好，特别是对有机酸有一定的耐久性。
在100℃于5%的盐酸溶液中浸泡24h或40℃时在70%的硫酸溶液中浸泡72h后，其强度几乎不损失。
涤纶有很好的耐热性和热稳定性。
在150℃左右处理1000h，其色泽稍有变化，强力损失不超过50%。
但涤纶织物遇火种易产生熔孔。
因涤纶的吸湿能力很差，比电阻很高，导电能力极差，易产生静电，给纺织工艺的加工带来了不利的影响，同时由于静电电荷积累，易吸附灰尘。
但可以利用其电阻高的特性加工成优良的绝缘材料。
涤纶有较好的耐光性，其耐光性仅次于腈纶。
涤纶投入工业化生产较迟，但由于纤维有许多优良的性能，衣用价值高，无论在服装、家纺还是工业中的应用十分广泛。
尤其是优良的服用性能，使其具有很高的衣用价值，所以有“的确良”的美誉。
其短纤维可与棉、毛、丝、麻和其它化学纤维混纺，加工不同性能的纺织制品，用于服装、装饰及各种不同的领域。
涤纶长丝，特别是变形丝可用于针织、机织制成各种不同的仿真型内外衣。
长丝也因其具有良好物理化学性能，广泛用于轮胎帘子线、工业绳索、传动带、滤布、
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