化工与健康-第七讲 丰富多彩的纤维世界.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,化工与健康,第七讲 丰富多彩的纤维世界,主,讲,：张宝华副教授,zhangbh,13917021134,根据瑞士纤维年公司,(Fiber Year GmbH,Switzerland),与奥地利兰精公司合作出版的“,2012,年世界纺织品,&,非织造布调查报告”，在,2011,年全球纤维使用总量中，化学纤维超过,5100,万吨，天然纤维近,3000,万吨。纤维总用量创下,8100,万吨历史新高，较,2010,年纤维用量提高,1%,，人均消费量接近,12,公斤。在近三年，化学纤维用量稳定增长，而天然纤维用量维持基本稳定，并开始下降。,化工对人类贡献之,丰富多彩的纤维世界,天然纤维,棉花、,羊毛、,蚕丝、,麻,纤维的分类,化学纤维,人造纤维,合成纤维,按来源分类,化工对人类贡献之,衣,棉纤维,麻纤维,天然纤维简介,包括,植物纤维,羊毛,蚕丝,动物纤维,羊毛披肩,麻布,纯棉上衣,真丝上衣,棉纤维,主要成分,是纤维素、水分、脂肪、蜡质、蛋白质、果胶及灰分等。,性质,强度较低，延伸率较低，但湿强度较高。,麻 纤 维,以,苎麻纤维,和,亚麻纤维,为主。,“轻如蝉翼，薄如宣纸，平如水镜，细如罗绢”,麻 纤 维,苎麻是中国特有的以纺织为主要用途的农作物，是我国国宝，我国的苎麻产量约占全世界苎麻产量的,90%,以上，在国际上称为“中国草”。,毛 纤 维,以羊毛纤维为主，主要成分是蛋白质。,纺织用的羊毛是从绵羊身上剪下的，按纤维细度、长度分级。,羊毛一般呈圆柱形，从根部到顶梢逐渐变细，具有螺旋卷曲。好羊毛多数呈,白色,或,奶油色,。,毛 纤 维,性 能,羊毛比棉,轻,，强度比棉低，但,弹性好,，即在小变形之后能恢复到原来形状，故其织物挺括或不易折皱。羊毛的湿强低于干强，,耐酸,不耐碱，受碱破坏后强力下降而颜色发黄。,毛 纤 维,应 用,羊毛是宝贵的,纺织原料,，能制织四季衣着，所织冬季织物,质地厚实,，,手感柔软,，,保暖性好,；春秋季织物质地丰满，光泽柔和，挺括；夏季织物质地薄细、滑爽。,山羊绒,是开司米山羊换毛时脱落下来的绒毛，山羊绒极细，用于生产高档织物，手感柔软，悬垂性好。,蚕 丝,又称为天然丝。生丝是由两根丝纤朊（约,75%,82%,）被丝胶朊（约,18%,25%,）粘合而成。丝胶朊能溶于热水或弱碱性溶液。除去丝胶朊而得的丝纤朊，俗称熟丝，白色，柔软有光泽，强度高，是热和电的不良导体。,优秀的品牌在真丝面料染整工艺处理中，均依赖于高科技的生产工艺流程，采用环保型染料，在让人们欣赏丝绸面料独特的色彩美感的同时，保持了丝绸面料的营养性和自然性。,真丝面料具有极强的亲肤力，令人感觉舒适、透气，而且有保健、润肤的功效，尤其适合过敏体质的人群。,牛仔裤的生产工艺视频,纺纱,-,织布,-,染色,-,裁剪,-,缝纫,-,水洗,-,烘干,-,打磨,-,成品,化学纤维简介,人造纤维,以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加工而制得的纤维。,合成纤维,由合成的高分子化合物加工制成的纤维。,化工对人类贡献之,衣,人造纤维,是以天然聚合物为原料，经过化学处理与机械加工而制得的化学纤维。,具有与天然纤维相似的性能，有良好的吸湿性，透气性和染色性，手感柔软，富有光泽，是一类重要的纺织材料。,简称蛋白质纤维，是用动物或植物蛋白质为原料制成。,再生蛋白质纤维,主要品种,酪蛋白质纤维、大豆蛋白质纤维、玉米蛋白质纤维和花生蛋白质纤维。,与羊毛相近似，染色性能很好。但一般强度较低，湿强度更差，因而应用不广泛。通常切断成短纤维。可在毛纺机上纯纺或与羊毛、粘胶纤维和锦纶短纤维等混纺。,(1).,醋酸纤维（,纤维素乙酸酯,），不易着火，用于制胶片、香烟过滤嘴材料和服装,(2).,黏胶纤维（,NaOH,、,CS,2,处理后所得，其中的长纤维称,人造丝,，短纤维称,人造棉,）（,粘胶特别是粘胶长丝是我国化纤产品竞争力的重要品种。,）,纤维素纤维,（,C,6,H,7,O,2,）,OH,OH,OH,n,3n CH,3,COOOCCH,3,浓硫酸,3nH,2,O,纤维素三醋酸酯,（一酯、二酯和三酯）,醋酯纤维,醋酯纤维,长丝,光泽优雅，手感柔软，酷似真丝，制作织物，用于衣服及室内装饰，也可用于香烟滤嘴材料。,短纤维,用于与棉、毛或合成纤维混纺，但湿态强度低。,而,中空纤维,具有透析功能，可用于医疗化工净化与分离等。,醋酯纤维,醋酯纤维的性能与再生纤维素纤维有所不同，具有合成纤维的某些特征，因而被称为,半合成纤维,，织物易洗易干，不霉不蛀。,醋酯纤维的弹性优于粘胶纤维，目前它是世界上,第二大纤维素纤维,；它的优点是纺丝过程中的有害溶液可以回收，因而对环境不会造成污染，所以发展速度很快。,是人造纤维的主要品种，,1905,年工业化生产,原料丰富，性能优良，特别是吸湿性和透气性好。,粘胶长丝,习称人造丝，直接供给丝织厂或针织厂使用,粘胶短纤维,棉型,30-40mm,、毛型,75-150mm,和中长型,51-75mm,富强纤维,高湿模量的粘胶纤维（采用优质原料和稀溶液和低的纺丝速度得到，性能提高）,粘胶纤维还可制成有光、半光和消光三种。,目前，我国,90%,的纤维素纤维产品仍然采用该法生产。,粘胶纤维,原料,含天然纤维素、但不能直接纺纱的物质（木材、棉短绒，芦苇，甘蔗渣等植物，新品种有：,Modal,，,Lycell(Tencel,),，竹子纤维）经蒸煮、漂白等提纯过程制成浆粕。由浆粕制成粘胶纤维：,生产过程（,以湿法纺丝制成,）：,粘胶纤维,粘胶纤维生产过程说明,粘胶纺丝液的制备：,碱浸渍：将浆粕,+,浓碱作用制成碱纤维素,化学反应：,CellOH,+,NaOH,CellONa+H,2,O,变化：纤维素,碱纤维素,黄化：将碱纤维素与二硫化碳作用生成纤维素黄酸酯。,反应如下：,化学反应：,CellONa+CS,2,CellOCS,2,Na+H,2,O,变化：碱纤维素转变成纤维素磺酸酯，黄色，可溶解,碱溶解：成粘胶溶液,纤维素黄酸酯溶解于稀碱液中，再经过滤、脱泡等过程制成符合纺丝要求的粘胶纺丝液。,粘胶纤维生产过程说明,纺丝成形：,经纺丝孔挤压出来的粘胶细流，进入含酸的凝固浴，纤维素黄酸酯分解，纤维素再生，成为粘胶长丝。反应如下：,化学反应：,CellOCS,2,-,+H,+,CellOH,+CS,2,后处理：,水洗、脱硫、漂白、上油及烘干等。短纤维是将成形后的纤维束切断后再进行上述处理。,粘胶短纤维生产线,粘胶纤维,长丝称人造丝，,可织成各种平滑柔软的丝织品，如人造丝绸。,短纤维俗称人造毛,，是毛纺厂不可缺少的原料。棉型粘胶短纤维俗称,人造棉,，可以织成各种色彩绚丽的人造棉布，适用于做内衣、外衣以及各种装饰织物。,粘胶人造丝,的最大的特点是纤维光泽亮丽，因而最能体现丝绸的漂亮感，它的手感也十分柔软，吸水性能极好，穿着十分舒适，价格也远比桑蚕丝低，它在丝绸行业中被广泛采用，人造丝及其交织品占我国丝绸行业产量的一半以上。,粘胶纤维,粘胶人造丝,和桑蚕丝等强力较好的纤维交织可以获得比较满意的效果，特别是在提花产品中，因为它的光泽亮丽，染色容易，色彩丰富，可以获得十分理想的效果。象我国有名的织锦缎，用桑蚕丝做经、色人造丝做纬，或全色人造丝做经、纬，其提出的花朵五光十色，色彩艳丽，栩栩如生，其织出的“百子图”等织锦台毯上的众多小孩个个生动活泼，表情各异，色彩自然，形象逼真，被外国友人形容为“象梦一样神秘”。,织锦缎百子图靠垫套,新品种,粘胶纤维,Lyocell,(,来色尔)纤维：,Lyocell,纤维属于精制纤维素纤维，其生产专利归荷兰,Akzo,Nobel,公司所有，得到,Akzo,Nobel,公司短纤生产许可证的公司有：奥地利的兰精（,Lazing),公司和英国的考陶尔兹（,Caurtaulds,),公司。生产时的溶液可以回收，因而对环境不会造成污染，被称为“环保型纤维素纤维”，而且性能更加优越，是时装、西装衬衣、内衣的理想面料。,生产原料：针叶树为主的木质浆柏,溶剂：,N-,甲基氧化吗啉,(NMMNO),，,N-,methylmorpholine,-N-oxide,新品种,粘胶纤维,Modal(,莫代尔)纤维,：,Modal,纤维是奥地利,Lazing,公司生产的新一代纤维素纤维，被称为“21世纪新一代粘胶纤维”由山毛榉木浆粕制成。(我国的商品名称为富强纤维),Modal,纤维,具有棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽，吸水透气性都优于棉，且染色性好，色泽鲜艳明亮。,新品种,粘胶纤维,竹纤维：,竹浆纤维,：利用竹浆采用粘胶纺丝工艺制备；,竹原纤维,：将竹材通过处理除去木质素等杂质，直接提取天然竹纤维。,竹纤维吸湿导湿性能强，透气性能好，染色性能比粘胶纤维好，具有功能性。适用于高档服装，具有特殊功能的面料。,第七章,合成纤维的优缺点,优点：耐穿耐用、易洗快干、抗皱免烫、防霉防蛀、挺括飘逸,缺点：吸湿耐热性差、导电防污性差、易起毛起球、不易染色、手感及舒适性差,合成纤维,雪纺涤纶布,涤锦皱,可乐瓶环保布,1938年10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维诞生了，并将聚酰胺66这种合成纤维命名为尼龙(,nylon),。尼龙的强度很高，耐污、耐腐蚀的性能也很好。因此，尼龙一问世就受到了全世界的瞩目。,二战期间美国陆军收购了全部尼龙产品，用以制造降落伞和百余种军事装备。而1940年尼龙长筒女袜刚一投放市场就轰动了世界，4天之内四百万双袜子一抢而空。尼龙是真正投入大规模生产的第一种合成纤维。,在我国尼龙也被称为锦纶，因为在我国是锦州化工厂最早开始生产尼龙的。,1940年英国首先合成聚酯(,PET),纤维-,涤纶,(的确良)，产量在20世纪居各种纤维之冠，聚丙烯腈纤维-,腈纶,、聚丙烯纤维-,丙纶,、聚乙烯醇缩甲醛纤维-,维尼纶,。它们的出现，使纺织工业大为改观。,合成纤维的发展,聚酯纤维,聚酯,饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反应制得，其基本链节之间以酯键联结而得名。产量最大的聚酯纤维为,PET,纤维，我国称为涤纶，熔融纺丝得到。,涤纶分子结构,涤纶的性能,聚酯纤维一般为乳白色，回潮率很低，具有易洗快干的特性。在纺织时，容易产生静电，纺织品尺寸稳定性好，使用过程中褶裥持久。耐磨性仅次于聚酰胺纤维。,涤纶的用途,既可以纯纺也或以与其他纤维混纺制成各种机织物和针织物。聚酯长丝可用于织造薄纱女衫、帷幕窗帘等，与其他纤维混纺可制成各种棉型、毛型及中长纤维纺织品。,聚酯纤维在工业上可作为轮胎帘子线、制作运输带、篷帆、绳索等。,输送带,绳索,锦纶纤维,是由饱和的二元酸与二元胺通过缩聚反应制得的线性高分子缩聚物。,第二位,聚酰胺,-1010,聚酰胺,-6,聚酰胺,-66,聚酰胺,-11,种类,聚酰胺,-12,聚酰胺,-610,产量最大,代号：前面是胺碳数,用于作衣料和轮胎帘子线,具有耐磨性好、耐疲劳强度和断裂强度高、抗冲击负荷性能优异、容易染色及与橡胶的附着力好等突出性能。,酰胺基的存在，大分子形成氢键，使分子间作用力增大,1,聚酰胺的结构、性能及用途,结构,用途,性能,腈纶纤维,（聚丙烯腈纤维）是以丙烯腈为主要单体（含量大于,85%,）与少量其他单体共聚而得的高聚物。,合成羊毛,丙烯腈：,分子中含有碳,-,碳双键,和腈基，化学性质很活泼,第二单体（弹性单体）：,丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、,醋酸乙烯酯等为，用量,5%,10%,，可减少 聚丙烯腈分子间,力，消除其脆性，从而可纺制,成具有适当弹性的合成纤维,腈纶纤维。,第三单体（染色单体）：,用量,很少，一般低于,5%,，主要改进腈纶,的染色性能，是带有酸性基团的乙,烯基单体如乙烯基苯磺酸、甲基,丙烯酸、甲叉丁二 酸等；或是带,有碱性基团的乙烯基单体如,2-,乙烯基吡啶、,2-,甲基,-5,乙烯基,吡啶等。,主要原料,性能,用途,通过共聚、混合,纺丝、复合纺丝等,方法可以改进聚丙,烯腈纤维的染色性、,耐热性、蓬松性与,提高回弹性等性能。,由于聚丙烯腈纤维,具有优良的耐光、,耐气候性，所以除作,衣着及毛毯之外，最,适宜作室外织物，,如帐篷、苫布等。,性能,用途,将聚丙烯腈纤维（共聚组分尽量少）经过高温处理可得到碳纤维和石墨纤维。,聚丙烯腈纤维,目前已知的热稳定性最好的纤维之一，可耐,3000,的高温。在高温下能经久不变形，并具有很高的化学稳定性，良好的导电性和导热性。,石墨纤维,碳纤维,是宇宙飞行、火箭、喷气技术以及工业一耐高温、防腐蚀领域的良好材料。在医疗上，还可以用于人工肋骨和肌腱韧带等。,目前商用飞机上复合材料仅占全机重量的,50%,，而某些直升机早已达到,90%,复合材料,高性能高分子材料,超级跑车车身大量应用碳纤维复合材料,荷兰计划研发新型绿色环保飞机外形将酷似飞碟,另一个设想就是使用复合材料，如,纤维增强塑料,。这种复合材料强度可与金属媲美，而重量却比金属轻得多，因此可以节省燃油。,新型日光温室复合材料,温室骨架和纵拉杆全部采用复合材料制成,采用高分子复合材料制作浮雕和雕塑,聚丙烯纤维,（丙纶）,是以聚丙烯树脂为原料制得的一种合成纤维。,聚丙烯纤维的性能,聚丙烯纤维密度小、强度高、吸湿性小、耐酸、耐碱、耐磨、电性能好，但染色性和耐光性差。,聚丙烯纤维可与棉、毛、粘胶纤维等混纺作衣料用，在工业上聚丙烯纤维主要用途绳索、网具、滤布、帆布等；在医疗上用作纱，作外科手术衣服而耐高温高压消毒。,聚丙烯纤维的用途,水龙带,渔网,混纺,综合了舒适、美观、经济等特点的完美解决方案,等级：一等品,成分：面料,羊毛,80%,涤纶,20%,里料,涤纶,100%,熨烫标准：中温熨烫、底板不超过,15,0,某西服标签的部分内容如下，请根据标签提供的信息，回答下列问题,:,西服成分中，属于合成纤维的是？,涤纶,在面料中加入涤纶的作用是什么？,（增加面料的耐磨性）,我们可以通过灼烧的方法来验证面料中一定含有羊毛，其现象是什么？,有烧焦羽毛的气味。,思考题,1,、化学纤维在解决我们的穿衣方面有什么贡献？化学纤维的发展趋势是什么？,2,、从牛仔裤的生产过程谈谈化工对于服装生产的作用。,3,、从黏胶纤维的生产过程看化工对环境造成的压力及解决问题的思路。,4,、化学纤维除了作为服装用材料，还有哪些用途？,谢 谢！,