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化纖概論主要知識(shí)點(diǎn)填空、選擇、判斷,三個(gè)小組任務(wù)主要結(jié)合PPT講課重點(diǎn)與課本出題。緒論&原理掌握再生纖維與合成纖維概念與區(qū)別;再生纖維:以天然高分子聚合物為原料,經(jīng)化學(xué)和機(jī)械方法加工而成,其化學(xué)組成與高聚物基本相同的化學(xué)纖維。合成纖維:以石油煤天然氣及一些農(nóng)副產(chǎn)品等天然低分子化合物為原料制成單體后,經(jīng)(一系列化學(xué)反應(yīng))人工合成獲得的聚合物紡織而成的紡織纖維。了解化纖按形態(tài)結(jié)構(gòu)分兩類:長(zhǎng)絲(在化學(xué)纖維制造過(guò)程中,紡絲流體(熔體或溶液)經(jīng)紡絲成形和后加工工序后,得到的長(zhǎng)度以千米計(jì)的纖維稱為化學(xué)纖維長(zhǎng)絲。)短纖:(化學(xué)纖維的產(chǎn)品被切斷成幾厘米至十幾厘米的長(zhǎng)度,這種長(zhǎng)度的纖維稱為短纖維。)短纖的類型(棉型:長(zhǎng)度約為30~40mm,線密度為1.67dtex左右,纖維較細(xì),類似棉花;毛型:長(zhǎng)度約為70~150mm,線密度為3.3~7.7dtex,纖維較粗,類似羊毛;中長(zhǎng)型:長(zhǎng)度約為51~76mm,線密度約為2.2~3.3dtex,介于棉型和毛型之間)。了解復(fù)合纖維概念、與共混纖維區(qū)別,根據(jù)纖維內(nèi)兩種組分相互間的位置分類(并列型、皮心型、海島型和剝離型,共混型五種)。差別化纖維、異性纖維、超細(xì)纖維答案:復(fù)合纖維:在纖維橫截面上存在兩種或兩種以上不相混合的聚合物,這種纖維稱為復(fù)合纖維。共混纖維:亦稱多組分纖維,是指通過(guò)兩種或多種聚合物共混后紡成的化學(xué)纖維。多數(shù)共混纖維是以一種聚合物的原纖維鑲嵌在另一種聚合物基體之中,故又稱“基質(zhì)-原纖型纖維”。差別化纖維:泛指通過(guò)化學(xué)改性或物理變形是常規(guī)化學(xué)纖維品種有所創(chuàng)新或被賦予某些特性的服用化學(xué)纖維。異形纖維:在合成纖維纖維成型過(guò)程中采用異型噴絲孔仿制的、具有非圓形截面的纖維或中空纖維稱為異形纖維。超細(xì)纖維:?jiǎn)谓z細(xì)度小于0.44dtex的化學(xué)纖維。了解化纖主要物理性能指標(biāo)(線密度定義:纖維粗細(xì)程度,公制支數(shù)Nm:1克重的纖維所具有的長(zhǎng)度米數(shù);Nm↑→纖維越細(xì)Dn:9000米長(zhǎng)的纖維所具有的重量克數(shù);Dn↑→纖維越粗特克斯Tex:1000米長(zhǎng)的纖維所具有的重量克數(shù);Tex↑→纖維越粗;)長(zhǎng)度、吸濕性、燃燒性能、染色性、卷曲度:沸水收縮率、含油率等)及主要機(jī)械性能指標(biāo)(斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、初始模量等的概念)吸濕的定義在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度(20℃、65%相對(duì)濕度),纖維吸收或放出氣態(tài)水的能力。纖維吸濕原因:纖維大分子結(jié)構(gòu)(親水基團(tuán))纖維結(jié)晶度纖維表面吸濕大?。貉蛎菊衬z>麻、蠶絲>棉>醋酯>維綸、錦綸>腈綸>滌綸>氯綸、丙綸卷曲度:表示纖維卷曲程度的指標(biāo)。為卷曲纖維伸直長(zhǎng)度與卷曲狀態(tài)長(zhǎng)度的差對(duì)伸直長(zhǎng)度的百分比。初始模量定義:試樣在小負(fù)荷(1%伸長(zhǎng))下變形的難易(材料剛性)——應(yīng)力應(yīng)變曲線初始一段直線的斜率影響:纖維柔性↓、結(jié)晶度↑、取向度↑→初始模量↑→剛性↑→織物變形↓、織物挺括大?。簻炀]>腈綸、維綸、粘膠>丙綸>錦綸斷裂強(qiáng)度cN/tex:絕對(duì)強(qiáng)力:N或cN;纖維斷裂時(shí)承受的最大負(fù)荷。強(qiáng)度極限:cN/cm2斷裂強(qiáng)度(相對(duì)強(qiáng)度):cN/tex麻、錦綸、丙綸>滌綸>維綸>腈綸、棉、蠶絲>粘膠>羊毛、氨綸濕強(qiáng)度:潤(rùn)濕下的強(qiáng)度;回潮率↑→濕強(qiáng)<干強(qiáng)影響:斷裂強(qiáng)度↑→斷頭↓→繞輥↓掌握化學(xué)纖維的制造可概括為以下四個(gè)工序(原料制備、紡絲熔體(溶液)制備、纖維紡絲成型、纖維后加工);了解再生纖維與合成纖維原料制備的主要差異(前者提純后者聚合),工業(yè)生產(chǎn)紡絲熔體制備方法(直接紡絲、切片紡絲)或溶液制備方法(一步法、二步法),紡絲成型三種主要的方法(熔體紡絲:熔體紡絲是高分子熔體從噴絲孔壓出,熔體細(xì)流在周圍空氣(或水)中凝固成絲的方法;主要生產(chǎn)產(chǎn)品有:滌綸、錦綸、丙綸。干法紡絲:干法紡絲是高分子濃溶液從噴絲孔壓出,形成細(xì)流,在熱空氣中溶劑迅速揮發(fā)而凝固成絲的方法;主要生產(chǎn)產(chǎn)品:腈綸、維綸、氯綸、氨綸、醋酯纖維。濕法紡絲:濕法紡絲是高分子濃溶液由噴絲孔壓出,在凝固浴中固化成絲的方法。主要生產(chǎn)產(chǎn)品:腈綸、維綸、氯綸、黏膠。掌握熔體紡絲原理過(guò)程:熔體紡絲將聚合物熔融后并定量從噴絲孔擠出形成細(xì)流,經(jīng)空氣或水冷卻固化,以一定的速度卷繞成纖維的紡絲方法。合成纖維主要品種滌綸、錦綸、丙綸等都采用熔紡生產(chǎn)。熔紡的主要特點(diǎn)是卷繞速度高、不需要溶劑和沉淀劑,設(shè)備簡(jiǎn)單,工藝流程短。熔點(diǎn)低于分解溫度、可熔融形成熱穩(wěn)定熔體的成纖聚合物,都可采用這一方法成形。熔紡包括以下步驟:①制備紡絲熔體(將成纖高聚物切片熔融或由連續(xù)聚合制得熔體);②熔體通過(guò)噴絲孔擠出形成熔體細(xì)流;③熔體細(xì)流冷卻固化形成初生纖維;④初生纖維上油和卷繞。熔紡分直接紡絲法和切片紡絲法。直接紡絲是將聚合后的聚合物熔體直接送往紡絲;切片紡絲則需將高聚物溶體經(jīng)注帶、切粒等紡前準(zhǔn)備工序而后送往紡絲。大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)上常采用直接紡絲,但切片紡絲更換品種容易,靈活性較大,在長(zhǎng)絲生產(chǎn)中仍占主要地位。(滌綸、錦綸、丙綸)(結(jié)合P17示意圖);了解切片紡絲與直接紡絲的特點(diǎn)(直接紡絲是將聚合后的聚合物熔體直接送往紡絲;切片紡絲則需將高聚物溶體經(jīng)注帶、切粒等紡前準(zhǔn)備工序而后送往紡絲。大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)上常采用直接紡絲,但切片紡絲更換品種容易,靈活性較大,在長(zhǎng)絲生產(chǎn)中仍占主要地位。)及切片紡絲干燥的目的(除去水分,提高聚合物的結(jié)晶度和軟化點(diǎn)。)熔體紡絲纖維成型過(guò)程的固化是在空氣中以強(qiáng)制對(duì)流傳熱方式固化,其初生纖維有一定的預(yù)取向(三種紡絲方法該方法的預(yù)取向度最高),這種預(yù)取向發(fā)生在三個(gè)階段(噴絲孔中→噴絲孔后→纖維固化之后),其中在噴絲孔出來(lái)后的拉伸流動(dòng)取向?yàn)橹饕?,要了解取向的概念(熔體細(xì)流內(nèi)大分子沿纖維軸向進(jìn)行有規(guī)則的平行排列的現(xiàn)象);熔紡初生纖維一般為圓形,不存在微孔和明顯的皮芯結(jié)構(gòu)。掌握濕法紡絲原理過(guò)程聚合物紡絲溶液定量從噴絲孔擠出,溶液細(xì)流直接進(jìn)入凝固浴固化成纖維的紡絲方法。濕紡包括的工序是:(1)制備紡絲原液;(2)將原液從噴絲孔壓出形成細(xì)流;(3)原液細(xì)流凝固成初生纖維;(4)初生纖維卷裝或直接進(jìn)行后處理。濕紡不僅需要種類繁多、體積龐大的原液制備和紡前準(zhǔn)備設(shè)備,而且還要有凝固浴、循環(huán)及回收設(shè)備,其工藝流程復(fù)雜、廠房建筑和設(shè)備投資費(fèi)用大、紡絲速度低,因此成本較高。制造切段纖維時(shí)可采用數(shù)萬(wàn)孔的噴絲頭或集裝噴絲頭來(lái)提高生產(chǎn)能力。一般只有不能用熔體紡絲的合成纖維,例如聚丙烯腈纖維和聚乙烯醇纖維,才適于用高聚物溶液濕紡生產(chǎn)切段纖維和長(zhǎng)絲束。(適用于的腈綸、維綸、氯綸、黏膠)(結(jié)合P18示意圖);了解溶液紡絲一步法與二步法生產(chǎn)流程,(采用溶液紡絲法時(shí),紡絲熔液的制備有兩種方法:一是直接利用聚合后得到的聚合物溶液作為紡絲原液,稱為一步法;二是將聚合物溶液先制成顆粒狀或粉末狀的成纖聚合物,然后再溶解,以獲得紡絲液,稱為二步法。)其中二步法是將聚合物溶液先制成顆粒狀或粉末狀的成纖聚合物,然后再溶解,以獲得紡絲液,通常紡絲液在紡絲前還有混合、過(guò)濾、脫泡等工序;濕法紡絲纖維成型過(guò)程的固化是在凝固浴中進(jìn)行的,原液細(xì)流在凝固浴中是雙擴(kuò)散的傳質(zhì)過(guò)程:原液細(xì)流中的溶劑及鹽類向外擴(kuò)散,而凝固劑向內(nèi)擴(kuò)散,結(jié)果形成固相纖維;濕法紡絲初生纖維有的為非圓形狀,存在微孔和皮芯結(jié)構(gòu)。掌握干法紡絲原理過(guò)程:干法紡絲和濕法紡絲都是采用成纖高聚物的濃溶液來(lái)形成纖維。與濕紡不同的是,干紡時(shí)從噴絲頭毛細(xì)孔中壓出的紡絲液細(xì)流不是進(jìn)入凝固浴,而是進(jìn)入紡絲甬道中。通過(guò)甬道中熱空氣流的作用,使原液細(xì)流中的溶劑快速揮發(fā),揮發(fā)出來(lái)的溶劑蒸汽被熱空氣流帶走。原液在逐漸脫去溶劑的同時(shí)發(fā)生固化,并在卷繞張力的作用下伸長(zhǎng)變細(xì)而形成初生纖維。在干紡的紡絲行程中,原液細(xì)流中溶劑的脫除通過(guò)下列三步實(shí)現(xiàn):①原液一出噴絲孔立即快速揮發(fā)──閃蒸;②溶劑從原液細(xì)流內(nèi)部向外擴(kuò)散;③從細(xì)流表面向周圍氣體介質(zhì)作對(duì)流傳質(zhì)。在靠近噴絲頭的一段紡程上,傳質(zhì)的機(jī)理包括閃蒸、對(duì)流和擴(kuò)散的綜合作用,隨后純擴(kuò)散就逐漸變成控制傳質(zhì)過(guò)程速率的因素。(結(jié)合P18示意圖);了解溶劑的選擇;干法紡絲纖維成型過(guò)程的固化是在熱空氣流中溶劑快速揮發(fā)而原液細(xì)流濃縮固化的,是同時(shí)進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)的過(guò)程;干法紡絲初生纖維無(wú)明顯孔洞和微纖結(jié)構(gòu),皮芯結(jié)構(gòu)不如濕紡明顯。上述三種基本紡絲成型法方法的特征比較(從固化過(guò)程、纖維形態(tài)等方面)。答案:熔體紡絲特征:熔體紡絲纖維成型過(guò)程的固化是在空氣中以強(qiáng)制對(duì)流傳熱方式固化,其初生纖維有一定的預(yù)取向,熔紡初生纖維一般為圓形,不存在微孔和明顯的皮芯結(jié)構(gòu)。濕法紡絲特征:濕法紡絲纖維成型過(guò)程的固化是在凝固浴中進(jìn)行的,原液細(xì)流在凝固浴中是雙擴(kuò)散的傳質(zhì)過(guò)程:原液細(xì)流中的溶劑及鹽類向外擴(kuò)散,而凝固劑向內(nèi)擴(kuò)散,結(jié)果形成固相纖維;濕法紡絲初生纖維有的為非圓形狀,存在微孔和皮芯結(jié)構(gòu)。干法紡絲特征:干法紡絲纖維成型過(guò)程的固化是在熱空氣流中溶劑快速揮發(fā)而原液細(xì)流濃縮固化的,是同時(shí)進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)的過(guò)程;干法紡絲初生纖維無(wú)明顯孔洞和微纖結(jié)構(gòu),皮芯結(jié)構(gòu)不如濕紡明顯。為何要進(jìn)行后加工:初生纖維雖已成絲狀,但其結(jié)構(gòu)還不完善,物理機(jī)械性能較差,如伸長(zhǎng)大、強(qiáng)度低、尺寸穩(wěn)定性差,沸水收縮率很高,纖維硬而脆,沒(méi)有使用價(jià)值,還不能直接用于紡織加工。為了完善纖維的結(jié)構(gòu)和性能,得到性能優(yōu)良的紡織用纖維,必須經(jīng)過(guò)一系列的后加工。后加工隨化纖品種、紡絲方法和產(chǎn)品要求而異,其中主要工序是拉伸和熱定型。短纖維的后加工主要包括集束、拉伸、上油、卷曲、干燥定型、切斷、打包等內(nèi)容。對(duì)含有單體、凝固液等雜質(zhì)的纖維還需經(jīng)過(guò)水洗或藥液處理等過(guò)程。粘膠長(zhǎng)絲后加工包括水洗、脫硫、漂白、酸洗、上油、脫水、烘干、絡(luò)筒(絞)等工序。滌綸和錦綸6長(zhǎng)絲的后加工包括拉伸加捻、后加捻、熱定型、平衡、倒筒等工序。了解:化纖后加工的拉伸工序?qū)嵸|(zhì)(在外力作用下使纖維直徑變小,纖維沿作用力方向發(fā)生變形,纖維中柔曲的分子鏈發(fā)生舒展,并沿作用力的方向單向變形、重排和取向,同時(shí)產(chǎn)生結(jié)晶作用)及作用(強(qiáng)度顯著提高、延伸度下降,耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度提高);初生纖維的拉伸可一次完成,有的必須進(jìn)行分段拉伸。纖維的總拉伸倍數(shù)(drawingratio)是各段拉伸倍數(shù)的乘積;拉伸根據(jù)其實(shí)施介質(zhì)可分干拉伸(空氣浴拉伸)、蒸汽浴拉伸、濕拉伸;一般情況下,拉伸溫度要滿足Tg<T<Tm(Tf)。了解:各種初生纖維的應(yīng)力-應(yīng)變曲線可歸納為a型、b型、c型三種基本類型,滌綸、錦綸和丙綸的熔紡卷繞絲等大多數(shù)具有c型應(yīng)力-應(yīng)變曲線,曲線中變形大而應(yīng)力稍有下降的地方(bc段)就是纖維拉伸過(guò)程中出現(xiàn)“細(xì)頸”(即不均勻變形)的地方,在生產(chǎn)上通常所說(shuō)的“拉伸點(diǎn)”或“拉伸區(qū)”;當(dāng)“細(xì)頸”進(jìn)一步拉伸,到達(dá)d點(diǎn)“細(xì)頸”消失,與d點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的拉伸倍數(shù)稱為自然拉伸比;過(guò)了d點(diǎn),纖維被拉伸變形不大,而應(yīng)力增長(zhǎng)很快,纖維直徑均勻地同時(shí)變細(xì)(不再出現(xiàn)“細(xì)頸”),直至e點(diǎn)斷裂,與e點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的拉伸倍數(shù)稱為最大拉伸比;在生產(chǎn)工藝上,一定要控制纖維的實(shí)際拉伸倍數(shù),使之大于自然拉伸比而小于最大拉伸比(de段)。了解熱定型的目的(消除纖維在拉伸中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,使大分子松弛,提高纖維尺寸穩(wěn)定性(沸水收縮率↓)、改善纖維的物理-機(jī)械性能(提高纖維結(jié)晶度、彈性、打結(jié)強(qiáng)度、耐磨性)、去除纖維在拉伸上油過(guò)程中所帶入的水分,使纖維達(dá)到成品所需的含濕要求)和方式(松弛熱定型、緊張熱定型);熱定型溫度要滿足Tg<T<Tm(Tf)。粘膠纖維再生纖維素纖維是以棉短絨、木材、竹子、甘蔗渣、蘆葦?shù)忍烊焕w維素為原料,經(jīng)過(guò)化學(xué)處理和機(jī)械加工而成,它們具有纖維素(cellulose)的結(jié)構(gòu)和性能。粘膠纖維(Viscose)莫代爾纖維(Modal)萊塞爾纖維(Lyocell)三醋酯纖維(Triacetate)波里諾西克纖維(Polynosic)銅氨纖維(Cupro)竹纖維等2.目前,再生纖維素纖維生產(chǎn)方法具體有以下幾種:(1)粘膠法:粘膠纖維(主要,占90%以上)(2)溶劑法:銅氨纖維,萊賽爾纖維(3)纖維素氨基甲酸酯法(CC法):纖維素氨基甲酸酯纖維(4)閃爆法:新纖維素纖維(5)熔融增塑紡絲法:新纖維素纖維3.目前主要有櫻狀微胞結(jié)構(gòu)理論和櫻狀原纖結(jié)構(gòu)理論。結(jié)晶度:纖維素中結(jié)晶區(qū)的重量對(duì)纖維素總重量的百分比。結(jié)晶度↑→→強(qiáng)度↑、彈性模量↑、硬性↑、脆性↑、比重↑→伸度↓、勾強(qiáng)↓、吸水性↓、膨潤(rùn)性↓、染料吸收性↓測(cè)定方法:x射線衍射法、密度法、酸水解法等。取向度:選擇的擇優(yōu)取向單元相對(duì)于參考單元的平行排列程度。取向度↑→分子間的互相作用力↑→強(qiáng)度↑測(cè)定方法:光學(xué)雙折射法、x射線衍射法3、纖維素的分類(了解)纖維素:不同相對(duì)分子質(zhì)量的混合物α-纖維素——聚合度高(200以上),漿粕中含量越高越好β-纖維素γ-纖維素是半纖維素:4、纖維素的物理性質(zhì)白色、無(wú)味、無(wú)臭的物質(zhì)。不溶于水、稀酸、稀堿和一般的有機(jī)溶劑,但能溶解在濃硫酸和濃氯化鋅溶液中,同時(shí)發(fā)生一定程度的分子鏈斷裂,使聚合度降低。對(duì)金屬離子具有交換吸附能力。在200℃以下熱穩(wěn)定性尚好;高于200℃時(shí)表面性質(zhì)發(fā)生變化,聚合度下降。5、(1)纖維素漿粕的制造及質(zhì)量要求棉短絨木材→備料→蒸煮→漂前精選→漂白→漂后精選→抄漿→脫水、烘干→漿粕甘蔗渣(2)漿粕的質(zhì)量要求原料不同、產(chǎn)品不同、制造方法與工藝設(shè)備不同,漿粕的質(zhì)量要求也不同。但均應(yīng)純度高(α-纖維素)、堿化及黃化反應(yīng)與試劑反應(yīng)迅速而均勻、纖維素酯在堿溶液中擴(kuò)散及溶解性能良好、有良好過(guò)濾性能等。6、基本生產(chǎn)過(guò)程(重點(diǎn))P31粘膠的制備:(漿粕→)浸漬、壓榨、粉碎、(→堿纖維素→)老成、黃化、(→纖維素黃酸鈉→)溶解(→粘膠→)紡前準(zhǔn)備:混合、過(guò)濾、熟成、脫泡(紡絲液)纖維成型:紡絲(初生絲)纖維后處理:水洗、脫硫、漂白、酸洗、上油、烘干、(→粘膠纖維→)(長(zhǎng)絲:加捻、絡(luò)筒;短纖:切斷、打包)燒堿:苛性鈉或火堿,NaOH,用于纖維素堿化。——長(zhǎng)絲:0.77t/t纖維;短纖:0.59t/t纖維——雜質(zhì):碳酸鈉、氯化鈉——影響膨化與黃化;氫氧化鐵——老化加速、過(guò)濾難、色澤二硫化碳:用于堿纖維素黃化,生成的纖維素黃酸鹽,用稀堿溶解制成粘膠。320~340kg/t纖維;CS2沸點(diǎn)46.25℃、易燃易爆、有毒——儲(chǔ)藏和運(yùn)輸用水封硫酸:配置粘膠纖維凝固浴。硫酸鈉:粘膠纖維凝固浴組分。硫酸鋅:粘膠纖維凝固浴組分。水:工藝用水:溶液配制、纖維洗滌——軟水一般用水:冷卻、洗滌——清凈水(經(jīng)混凝和過(guò)濾處理)8、粘膠制備基本過(guò)程、方法及工藝流程粘膠的制備又稱原液制備或紡絲液制備。其目的就是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將漿粕制成可供紡絲用的粘膠(紡絲原液),一般包括堿化和黃化兩個(gè)主要化學(xué)過(guò)程。堿化:纖維素(漿粕)+氫氧化鈉→堿纖維素黃化:堿纖維素+二硫化碳→纖維素黃酸酯漿粕→浸漬、壓榨、粉碎→堿纖維素→老成、黃化→纖維素黃酸鈉→溶解→粘膠→混合、過(guò)濾、熟成、脫泡→紡絲→水洗、脫硫、漂白、酸洗、上油、烘干→粘膠纖維(→長(zhǎng)絲:加捻、絡(luò)筒;短纖:切斷、打包)9、漿粕在18%左右的燒堿溶液中,纖維素與燒堿作用,生成堿纖維素;同時(shí)漿粕膨脹,使?jié){粕中的半纖維素和其它雜質(zhì)溶出,這個(gè)過(guò)程稱為浸漬,又稱堿化。(了解)浸漬的目的(掌握)P32纖維素與燒堿作用,生成堿纖維素;使?jié){粕中的半纖維素和其它雜質(zhì)溶出;纖維素大分子間的氫鍵受到破壞,使纖維素的反應(yīng)性能提高;堿化后的纖維素能與CS2作用生成纖維素黃酸酯鈉鹽制取粘膠溶液。副反應(yīng):半纖維素堿化反應(yīng)、部分纖維素的堿性氧化降解10、壓榨作用:壓出多余堿;除去半纖維素及雜質(zhì);提高堿纖維素純度;減少黃化副反應(yīng);壓榨后堿纖維素組成:α-纖維素28~30%,氫氧化鈉16~17%粉碎作用:堅(jiān)硬板塊→粉碎→細(xì)小、松散屑狀→比表面積↑→與空氣接觸↑→老成均勻比表面積↑→黃化時(shí)二氧化硫接觸↑→黃化均勻→粘膠粘度均勻→過(guò)濾好堿纖維素的老成(了解)堿纖維素在恒溫下保持一定時(shí)間,在空氣中氧化降解,聚合物聚合度下降至工藝要求。11、(一)黃化主反應(yīng):CS2滲透并與堿纖維素(羥基)反應(yīng)生成纖維素黃酸酯黃化反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度有利于黃化反應(yīng),故在黃化機(jī)夾套內(nèi)通入冷卻鹽水。非均一狀態(tài)反應(yīng):固相(堿纖維素)、液相(CS2、水)、氣相(CS2氣、水蒸氣)。水為黃化反應(yīng)的活化劑,沒(méi)有水,反應(yīng)不能進(jìn)行。黃化反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。(二)纖維素黃酸鈉的性質(zhì)纖維素黃酸鈉是白色固體物質(zhì),由于黃化中副產(chǎn)物的存在,所見(jiàn)到的黃酸鈉是淡黃色或桔黃色,生產(chǎn)上就是根據(jù)這種顏色來(lái)判定黃化反應(yīng)的終點(diǎn)。纖維素黃酸鈉易溶解在稀堿溶液中呈膠狀,生產(chǎn)上利用這一原理,在黃化后將纖維素黃酸鈉溶解在稀堿溶液中制成粘膠。(三)后溶解1、目的將初溶解后的纖維素黃酸鈉進(jìn)一步溶解在稀堿液或軟化水中,制成粘膠。(了解)2、工藝控制:纖維素黃酸酯的酯化度:r↑→→溶解性↑→粘度↓(黃酸基團(tuán)妨礙大分子在溶液中相互作用)工業(yè):γ=50~60纖維素黃酸酯的聚合度:聚合度↑→→溶解性↓(影響不大)→粘度↑溶解溫度:放熱過(guò)程,低溫溶解;溶解溫度分段控制:20~25℃;10~12℃;溶解溫度↓→→放熱過(guò)程→溶解性↑→溶劑與黃酸酯結(jié)合能↑→溶劑化↑→溶解性↑→溶解速度↓→生產(chǎn)能力↓12、粘膠混合目的:粘膠質(zhì)量均勻性↑;緩沖罐;粘膠的過(guò)濾:目的:除去粘膠中不溶解的或半溶解的粒子及機(jī)械雜質(zhì);脫泡:作用:脫出空氣,避免氣泡絲(了解)13粘膠短纖維:粘膠→計(jì)量泵→濾器→噴絲頭→酸浴→導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)→集束機(jī)→塑化浴拉伸14、凝固浴酸浴:硫酸+硫酸鈉+硫酸鋅(掌握)硫酸:使纖維素黃酸鈉分解,再生出纖維素;中和粘膠中的堿,使粘膠凝固;使黃化產(chǎn)生的副產(chǎn)物分解;硫酸鈉:抑制硫酸的離解,減緩纖維素的再生速度;促進(jìn)粘膠鹽析脫水而凝固;硫酸鋅:與纖維素黃酸鈉生成穩(wěn)定的中間產(chǎn)物纖維素黃酸鋅,纖維素黃酸鋅在凝固浴中的分解速度比纖維素黃酸鈉慢得多,有利于拉伸,纖維強(qiáng)度較高雙浴成型:凝固浴——塑化浴15、拉伸粘膠纖維紡絲工藝控制:粘膠的組成及性質(zhì)紡絲速度凝固?。ㄋ嵩。ǜ鹘M分濃度、凝固浴溫度、浸浴長(zhǎng)度、絲上浴長(zhǎng)度、空氣浴長(zhǎng)度、凝固浴的循環(huán)速度)拉伸拉伸三個(gè)階段:噴絲頭拉伸+導(dǎo)盤拉伸+塑化拉伸(掌握)16、粘膠短纖維的后處理工藝流程精煉(水洗、脫硫、漂白、酸洗、上油)→切斷→干燥→打包切斷→精煉(水洗、脫硫、漂白、酸洗、上油)→干燥→打包(1)水洗目的:除去纖維從凝固浴帶來(lái)的硫酸及硫酸鹽,以及附在絲條表面的硫黃,每經(jīng)脫硫、漂白、酸洗等化學(xué)處理后均需水洗,除去生成的水溶性雜質(zhì)用水要求:純凈的軟水(2)脫硫目的:硫→→纖維帶暗灰或淡黃的顏色→纖維粗糙→紡織加工引起灰塵→惡化車間內(nèi)環(huán)境(3)漂白目的:增加纖維白度漂白劑:——NaOCl:漂白效果好,但強(qiáng)度損傷大——H2O2(4)酸洗目的:除去纖維在漂白、水洗后含殘余的氯和纖維上所帶的有氫氧化鐵及其它重金屬常用酸:鹽酸(溶解所有金屬鹽),20~50℃,0.5~2g/L,但鹽酸腐蝕性大,設(shè)備要耐腐(5)上油目的:調(diào)節(jié)纖維表面摩擦力,使纖維具有柔軟平滑的手感,增加纖維的抱合力上油率:0.15%-0.3%1、簡(jiǎn)述粘膠纖維基本生產(chǎn)過(guò)程,并寫出粘膠制備過(guò)程中(將漿粕制成可供紡絲用的粘膠原液)的兩個(gè)主要化學(xué)過(guò)程。2、粘膠纖維生產(chǎn)一般先將漿粕原材料制備成堿纖維素,再制備成纖維素黃酸酯,然后將其溶解制備成粘膠紡絲液進(jìn)行紡絲。請(qǐng)解釋為何要生成中間兩種物質(zhì)(堿纖維素和纖維素黃酸酯)。并說(shuō)明:纖維素的再生是在哪些階段完成的。3、粘膠的主要質(zhì)量指標(biāo)有哪些?4、粘膠纖維生產(chǎn)的凝固浴組成及作用?5、粘膠纖維生產(chǎn)工藝中有哪三個(gè)階段的拉伸?試述第三階段拉伸的定義和作用。6、粘膠短纖維后處理工序主要有哪些?第三章聚酯纖維一、切片干燥目的(了解)除去水分含水PET切片在熔融時(shí)會(huì)水解,使分子量下降,影響成絲質(zhì)量。水在高溫下汽化,可形成氣泡絲,易造成紡絲斷頭或毛絲。使含水率批與批均勻,保證纖維質(zhì)量均勻提高結(jié)晶度、軟化點(diǎn)概述1、熔體紡絲過(guò)程:熔體制備→熔體自噴絲孔擠出→熔體細(xì)流拉長(zhǎng)變細(xì)并冷卻固化→上油→卷繞(了解)2、方法(掌握)切片紡——經(jīng)鑄帶、切粒后再熔融,工序多,但生產(chǎn)靈活性強(qiáng),產(chǎn)品質(zhì)量高,目前長(zhǎng)絲生產(chǎn)均用切片法聚酯切片→干燥→熔融→紡絲→后處理→成品纖維P73直接紡——工序簡(jiǎn)單,降低生產(chǎn)成本,但對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定性要求嚴(yán)格,生產(chǎn)靈活性差聚酯熔體→紡絲→后處理→成品纖維以紡絲速度劃分紡絲技術(shù):P70常規(guī)紡絲(1000~1500m/min)(低速紡絲)→UDY(未拉伸絲)中速紡絲(1500~3000m/min)→MOY(中取向絲)高速紡絲(3000~6000m/min)→POY(預(yù)取向絲)、FDY(全拉伸絲)超高速紡絲(6000~8000m/min)→FOY(全取向絲)3、紡絲新技術(shù):沿著高速、高效、大容量、短流程、高速自動(dòng)化、產(chǎn)品差別化、功能化方向發(fā)展。高速紡絲普及化直接紡絲法紡絲后加工聯(lián)合工藝紡絲拉伸整經(jīng)工藝差別化纖維4、聚酯短纖與長(zhǎng)絲的紡絲技術(shù)(掌握)5、聚酯纖維按形態(tài)結(jié)構(gòu)分(1)短纖維:約占60%,有棉型、毛型、中長(zhǎng)型,及異形、有色、超細(xì)、三維卷曲等新品種,以常規(guī)紡絲法為主,已實(shí)現(xiàn)短纖高速紡絲的工業(yè)化P73(2)長(zhǎng)絲:約占40%,有普通長(zhǎng)絲(復(fù)絲)、工業(yè)用長(zhǎng)絲、彈力絲、空氣變形絲等品種,生產(chǎn)工藝按紡絲速度分可分為常規(guī)紡絲、中速紡絲和高速紡絲(主要),按工藝流程可分三步法(紡絲→拉伸→變形)、二步法(紡絲→拉伸變形)和一步法6按工藝過(guò)程生產(chǎn)中控制的主要紡絲參數(shù)(了解)熔融條件噴絲條件固化條件繞絲條件7、聚酯短纖維的紡絲工藝特點(diǎn):(1)以直接常規(guī)紡絲為(2)紡絲設(shè)備大型化(3)品種多樣化長(zhǎng)絲紡絲工藝特點(diǎn):(1)對(duì)原材料要求高(2)工藝要求嚴(yán)格(3)高速度、大卷裝8、高速紡絲與常規(guī)紡絲比較:P70P80紡絲卷繞速度高:3000—3500m/min預(yù)取向絲POY(高取向、低結(jié)晶)存放穩(wěn)定性好:POY有一定取向度→結(jié)構(gòu)穩(wěn)定卷繞筒子硬度大、重量大、便于輸送:卷繞張力↑→卷繞筒子硬度↑→卷繞筒子不易塌邊設(shè)備簡(jiǎn)化、操作容易:卷繞張力↑→無(wú)導(dǎo)絲盤卷繞紡絲穩(wěn)定:卷繞張力↑→紡絲受外界影響小→條干不勻率烏斯特值U%或CV%<1適宜拉伸變形絲DTY加工:POY一定取向度→后拉伸倍數(shù)比UDY低→DTY加工(拉伸變形一步法)(建設(shè)投資、能耗、產(chǎn)品成本較

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