5 b' ^5 m' i9 Y/ G5 j《纤维纺丝工艺与质量控制》上册,杨东洁、辛长征,ceb。普通高等教育“十一五”部委级规划教材•高职高专,9M。 : `- U; Z) W' b v
" a2 g, Q) K* F
内容提要 ) R' k: [3 f- x1 C1 ?' w
《纤维纺丝工艺与质量控制》是普通高等教育“十一五”规划教材,共分上、下两册,本书为上册。书中系统地介绍了化学纤维的主要性能指标、化学纤维成型原理、化学纤维拉伸和热定型原理;黏胶纤维、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚乙烯醇缩醛纤维(维纶)、聚氨酯弹性纤维(氨纶)的生产工艺及质量控制;新型化学纤维的性能及生产。 6 d7 D5 j1 U9 p! q5 K3 Z5 N
《纤维纺丝工艺与质量控制》为高职高专高分子材料加工工艺学或化学纤维工艺学课程的教材,也可供从事化学纤维生产的技术人员、制造人员、分析测试人员和科研人员参考。
% d0 N7 q! o2 R4 N4 ~& M+ @《纤维纺丝工艺与质量控制》由杨东洁主编,辛长征副主编。参加编写的人员有伏宏彬(第一章第一节—第三节),伯燕(第一章第四节),辛长征(第二章、第三章),叶建军(第四章第一节),杨东洁(第四章第二节—第八节、第六章、第七章、第八章),刘晓华(第五章)。全书由杨东洁统稿,辛长征分工修改。 + b& @0 ^1 T9 ?7 R6 P
目录 " ~" n6 G; O% c8 r' ]- D' C: ]& ?) d
第一章 概论1
/ {8 P/ j; O# B* a- ]6 M7 H第一节 化学纤维的分类与命名1
$ \* e% S& m+ m5 K! [$ o& ]7 _ 一、化学纤维的分类1
1 K9 Q; `) I4 \$ [, U. h! @ 二、化学纤维的命名3 - @0 `0 `& _( A+ i6 e0 F j6 i
三、化学纤维的主要品种3
* W) K o8 @+ x% ]; \7 g第二节 化学纤维发展概述4 : S% M& S4 I+ q9 I+ \6 K R2 k+ o
一、世界化学纤维工业的发展概况4 % W3 l0 A/ n! J0 n. M
二、我国化学纤维工业的发展概况5
! e9 Z% N2 W7 b$ O2 p第三节 化学纤维生产方法概述6
1 M* J( ~. V' U9 N 一、原料制备6
; ]* N3 j3 y/ j6 ^ 二、纺丝熔体(液)的制备6
$ D& ~0 n" ?$ `6 l2 a9 H 三、化学纤维的纺丝成型7 + x+ _ ?' J0 K9 u
四、化学纤维的后加工8
) I, T3 U5 D4 n& O! B第四节 化学纤维的主要品质指标及其检测方法9
5 `' ]1 N1 ^+ F% \+ F- l( A 一、细度9
% W8 S0 t1 D; i 二、吸湿性10 - c2 c6 L$ s! N1 Y* Q6 ]6 O9 w
三、密度11
) A' q# @( d" h# W 四、拉伸性能11
& t( |, S5 d! d/ Y I 五、耐疲劳性15
) U3 y" L6 V' O8 ^9 u( v6 u( W; o 六、耐磨性15
% t! t- |) x2 ]5 L% V7 A 七、耐热性和热稳定性16 A* A4 c' i; o [. Q) B2 i
八、热收缩16 ( ]6 \) d- V) e1 O- m6 A! E, a; d
九、阻燃性17 : m- c0 x" y( i
十、对化学试剂及微生物作用的稳定性18
% [$ y" _0 X! M6 v; E% O 十一、耐光性和对大气作用的稳定性18 , j- l; p: {* j' z- S
十二、染色性19
* ]6 m9 x- K" d" M4 y- B 十三、导电性19 ) U, y$ V1 `8 C4 [9 h# P
十四、导热性19 # F* r; X& D- V f- v/ V. _, w4 r
十五、光泽与横截面20
' r J/ |$ T9 D十六、含油率和上油率20 0 {- R2 l/ p% u) \: @ s- @
十七、短纤维的附加品质指标21
% T5 S! j1 w* ]! D+ W2 K复习指导23
/ r! E8 D4 x H/ D6 W思考题23 9 l# r4 w2 W3 L" U* [
参考文献23 ; z* x4 i3 v9 x& E
第二章 化学纤维成型原理25
4 F" x- ^/ `% K$ c8 i b$ c第一节 熔体纺丝成型原理25 . v5 B p; u& u }% [) O; R: d, o
一、熔体细流冷却固化历程25 1 D M1 h6 t: ^$ j/ x9 p+ Q" {2 |
二、挤出细流的类型27 8 J6 S. @/ [6 D6 t9 n% k
三、熔体纺丝的运动学和动力学28
# g, S# e# k6 \2 N 四、熔体纺丝过程中的热量变化29 2 U( w7 B" K" }; m* G' Y- e+ q, z
五、熔体纺丝中纤维结构的形成30
: e5 H+ R3 V+ s# b第二节 湿法纺丝成型原理32
, W; q a9 u% y x0 e1 n3 K 一、成纤高聚物溶解的基本规律33 ( X7 z7 p& l) z7 C
二、湿法纺丝的运动学和动力学36 - G, |) k* J0 ?
三、湿法纺丝中的传质过程38 6 U( O* G& h+ i/ J8 X/ w
四、湿法纺丝中纤维结构的形成38 2 |* f6 ?) w# p% | K& t# ~
第三节 干法纺丝成型原理40
8 B) S8 I3 V1 ^ 一、溶剂的选择41 ( g( r# n) J, C5 ~5 h
二、干法纺丝的运动学和动力学41
5 v7 }% ~: ~; |+ `5 r 三、干法纺丝中的传热和传质41
/ e4 m2 S: u E- s# S复习指导42 ! ^. [2 ~/ V3 Y- g
思考题42 0 o& g- M/ t u7 ?9 H, E& t
参考文献43 5 W) Y* [( D' s5 F2 {% y- }# H
第三章 化学纤维拉伸和热定型原理44
% p* P" d& R; Y( H第一节 化学纤维拉伸44
k8 P, w$ a( x/ D& z 一、拉伸的目的和作用44
' x7 z# e3 ?: h: D 二、拉伸实施方法44
# [" R- j0 _; V7 n; w1 S 三、拉伸曲线45 : b" ?7 d k/ p9 f [5 c L! ^; p; J% }3 p
四、拉伸过程中纤维结构的变化49 & J: M5 t; Q5 S: u m0 X% v9 x
五、拉伸对纤维物理机械性质的影响50
* c, _7 J8 b9 r0 q第二节 化学纤维热定型51
+ L* I. z- W8 R$ |1 d* G 一、概述51
V% t0 S* J. e1 X$ i* @! |) i 二、纤维在热定型中的力学松弛52
; j, g& q* v, x# @( ?+ n# L+ { 三、热定型过程中纤维结构和性能的变化54
8 M* X( U7 \9 d四、热定型机理55 + d5 Z' t; Y8 q& r4 V: K
复习指导58
# Z8 Q* }2 K) A) F" M% [思考题58
. R7 W q* \3 ?$ C9 g: R参考文献58
: y, b/ B3 m/ p+ D第四章 黏胶纤维生产及质量控制60
2 D' J- V* J. q; t6 Q7 z0 `第一节 纤维素的结构与性能60 , P: ~ J: L" ~- e% Y8 X; l* e; s$ m
一、植物纤维原料及其化学成分60
: R0 g5 N, a7 F 二、纤维素的结构60
" p7 ^ {+ C9 V) F- [. Z; [9 Y' g 三、纤维素的性质61 : W0 Z( b3 p- n5 j% c3 f
第二节 黏胶纤维概述65 ; R0 c' M* E( B+ Y3 u1 j, D
一、黏胶纤维的品种及发展概况65
: _7 @ n ^6 R& w) | 二、黏胶纤维生产工艺流程67
* a' ^7 {, E6 f 三、黏胶纤维的性能及用途70 ( n( K( R9 h$ d& b
第三节 黏胶纤维生产用原料71 " _( `/ e% [- s" Z$ S" W" v- G
一、浆粕71
. E7 `6 s( T5 d; @' I; M& G) ] | 二、其他化工原料74
& \6 E) o: T( ?/ @8 T% L' I第四节 黏胶的制备75 . o4 D3 e" C1 f9 a$ }0 g" i5 k5 C& w
一、黏胶制备基本过程、方法及工艺流程75
0 D4 W& c& H/ C( j/ q* ] 二、浆粕的准备76
" O% L; T# s& D6 E 三、碱纤维素的制备76 ) Z* h* X8 D* b% c
四、碱纤维素的老成82
' `3 @# z& W% l 五、纤维素黄原酸酯的制备85
5 N( c* z% c9 G( N3 K0 s 六、纤维素黄原酸酯的溶解91
/ D3 I. ^ _- |; ~- l1 G* }, W0 w: v 七、黏胶的纺前准备93
. h' `; S% o/ l9 | 八、碱站100 - `3 t! D, a6 o- H; B+ [4 v
九、黏胶原液制造前沿技术101 7 |! i& B' e& P$ q( V3 |
第五节 黏胶纤维的纺丝成型105
' G) o# @8 D: I- j5 \ 一、黏胶纤维纺丝工艺流程105
0 K- K* K4 j/ `% J 二、黏胶纤维的成型原理106 6 [! W* k* ^2 G5 i' y, O
三、黏胶纤维纺丝工艺控制108
# P5 {3 {9 d: e9 Z2 n9 ` 四、黏胶纤维的纺丝设备112
. d# m4 y2 V5 m0 _, C 五、二硫化碳回收122
/ H, U5 N$ \1 s3 V' ^& m 六、酸站124
5 w) X% M* X# [8 T- v第六节 黏胶纤维后处理128 " V/ \$ ?0 a# g
一、黏胶短纤维的后处理128 / y1 G) q7 ? z1 s1 L
二、黏胶长丝的后处理及纺织准备 135
9 v6 r# K- ~( D( F% ~, Y. M( _) A第七节黏胶纤维的质量控制 141 9 o; {; G* i, b2 t: ?2 O8 [0 v
一、原液工段质量控制 141 6 e% h; ]# l! J( \
二、纺丝工段质量控制 143 ' J2 z" g2 ?% U) D* t8 Z% h- {- V
三、后处理工段质量控制 144
; l8 W0 e0 a' E9 F( v5 L% ?四、成品纤维质量控制 146
) A: ~0 `' X: ?第八节黏胶纤维新品种及加工 147
' z4 J" G: K, `一、黏胶玻璃纸 147 ; X) i' L- ^, I( U% e9 P% s0 x! I
二、负离子功能黏胶纤维 150 7 T8 \ J) |6 h- F
三、黏胶长丝连续纺丝 151
$ T3 Y+ r1 S8 Y6 d \* N复习指导 152 6 U* G- `+ B1 {# q7 n5 `0 V* z
思考题 152 6 R+ v' O& j. l/ n$ x8 f3 a- g2 m
参考文献 153
9 e5 I6 ?7 c( @/ g第五章 聚丙烯腈纤维生产及质量控制 154
1 R" h1 Q; t- [第一节概述 154 1 k" q7 w9 J6 j5 i, d9 v* @' N
一、聚丙烯腈纤维工业发展史 154
$ l7 m X* E" p, Y' l二、聚丙烯腈纤维生产工艺路线 154
7 x. Z; V* i5 ]& `* y三、聚丙烯腈纤维的用途 156
+ G# h+ b# ]* N' |' n2 L/ z第二节聚丙烯腈纤维生产用原料 156
+ I/ D2 F$ K2 ?# g3 x一、丙烯腈 156
% y3 a6 u: G& J: J二、第二单体 157
/ }2 k9 t) L" s z: Z# V三、第三单体 157 & B# D) N8 [& y/ W+ M' a
四、溶剂 158
+ r1 ^% t: P" O# |' j! o+ c& S5 z五、引发剂 158 $ x& j" ^: J! L2 T7 F
六、浅色剂 158 4 `! O; Q' V6 P: X# C, T
七、相对分子质量调节剂 158 ' K" N- W! g: c. v- J( l V" s
八、萃取剂 158 ; K4 Z$ U( ^" O9 u+ P
九、碳酸钡 158 7 ^$ u* E8 i& Y6 t5 G! V- |. ~4 S( x
十、草酸钾钛 159 2 e+ j4 V/ G/ Z
十一、油剂、抗静电剂 159 1 o7 o6 h+ ]( Z. F
第三节聚丙烯腈的合成 159 ; \1 S! d* |9 g2 _! Y
一、均相溶液聚合 160 ( Y) G: l" ^/ }! M
二、水相沉淀聚合 165 8 |. w% h& l/ h7 m
第四节聚丙烯腈纺丝原液的制备及其性质 168
# c) @! b+ Z9 k. _; |: g" F7 l$ _. r一、纺丝原液的制备
k! M J2 E3 R8 D( ]( r0 r二、纺丝原液的性质 173
! @ z; V4 o' J, e第五节聚丙烯腈纺丝成型 176
. ^. F7 C+ c: r ?) U, |一、聚丙烯腈的湿法纺丝成型 176
9 \/ w- w1 Q" k. N9 C0 s8 P) o二、聚丙烯腈的干法纺丝成型 182
# w1 c D) b- m2 v5 ~三、聚丙烯腈的干喷湿纺法纺丝成型 187 : O% X+ M: E( U+ D: `
第六节聚丙烯腈纤维后加工 188
; d0 V3 ]* U( M一、湿法成型聚丙烯腈纤维的后加工 188
$ D" t6 P: o+ z: _4 z" ]& R二、干法成型聚丙烯腈纤维的后加工 191 # j8 S( X. r& \9 A% s) A' x
三、聚丙烯腈纤维的特殊加工 193
" R- \" @# r# E0 I. r& f$ ~* ~第七节溶剂回收和净化 195
/ M6 M- r6 x* L一、硫氰酸钠溶液的蒸发浓缩 195
7 n+ A8 K, h% I$ ^; y二、硫氰酸钠溶液中硫酸根的去除 196
7 b- [2 ^6 Z. G9 }! i- J) ^三、硫氰酸钠溶液中铁离子的去除 196
" V- d) ]: z$ q; R5 N4 q- F S四、硫氰酸钠溶液的净化 197 / J1 {; {& P0 V0 `% |9 _
第八节聚丙烯腈纤维的质量控制 198
$ ~9 Y, I. T# Y* D! s% v一、聚合工段质量控制 198
- C) O3 i! n A0 p: |! V二、纺丝工段质量控制 199 : J3 t: q7 ]0 Q) S! n2 K
三、后加工工段质量控制 200 $ j9 M' x, k, N$ H4 h; }; l
四、成品纤维质量控制 200 1 e8 f( y; U, ?6 B& T7 k
第九节聚丙烯腈纤维的结构和性能 202 ) u; [1 L8 W9 O
一、聚丙烯腈纤维的结构 202 : r4 I! S" Q3 Y3 a; C2 h P
二、聚丙烯腈纤维的性能 203 1 h/ a% D: ~6 ~, h) F
第十节聚丙烯腈纤维的新品种 204 ' }. c7 A8 u6 T- _. ?6 k
一、复合聚丙烯腈纤维 204 : T1 y2 z7 U" W7 E5 R0 R6 d! a8 ~
二、阻燃聚丙烯腈纤维 205
& Q! f' t0 n* i$ b u, j三、抗静电和导电聚丙烯腈纤维 205 . {! P7 g: ?& b# b$ R7 V) I- k6 J
四、高吸湿、吸水聚丙烯腈纤维 205
) v3 r% a8 P8 ?* t# r3 l五、高收缩聚丙烯腈纤维 206
# v: O' }/ q' F8 F. U; i. ?复习指导 206 " Z J6 D! I/ n1 u4 B4 I5 R
思考题 206
4 } z4 v1 p( f. S/ \参考文献 207 % _: L& `+ ` b9 t( @, K
第六章 聚乙烯醇缩醛纤维生产及质量控制 208 + }: \, m, r- ^* A( T5 g9 d
第一节概述 208 6 U6 C. f2 W2 [, i
一、聚乙烯醇缩醛纤维的发展 208 4 g# {3 \' }, [' C. ~% M+ {/ o
二、聚乙烯醇缩醛纤维的性能208
) n" V( z9 [! t- B! O2 M5 X三、聚乙烯醇缩醛纤维的用途209
' X* g/ G7 j. N& @第二节 聚乙烯醇的制备及其性能210
P: t, W h) E& Z$ x8 [ 一、聚乙烯醇的制备210
$ i: F/ w# C) a% V 二、聚乙烯醇的性能216 $ |: z: d7 a6 t4 k' {3 J" @/ c- a
第三节 纺丝原液的制备及其性能217 9 U' h/ c: H' m& ]
一、纺丝原液的制备217
0 a- i7 p- O6 T( v, O1 @ 二、纺丝原液的性能222 - k C- b2 t, z; j3 m/ X2 `
第四节 聚乙烯醇缩醛纤维的纺丝成型223 # D: K7 ^- T2 J9 e
一、湿法纺丝成型223 ! |( f6 W3 Z1 A% X7 A1 `2 e! Z
二、干法纺丝成型227 . K8 E4 Y) l4 }% ?9 {) g7 X3 t9 A
第五节 聚乙烯醇缩醛纤维的后加工228 5 f( O8 M) ?, R5 R/ n: s- ]
一、工艺流程228 6 \3 i$ M. r- l( C* B0 k' E! g. y
二、纤维的拉伸229 % l7 p2 `% k. L( C4 Q
三、纤维的热定型231
& ~# Z8 V+ V. \, M 四、纤维的缩醛化231
9 ?( n# C% g3 X, A" n7 N3 r0 O第六节 聚乙烯醇缩醛纤维的质量控制233 , o3 Y' ]3 j4 Z! }% W' f8 W+ f
一、纺丝原液工段质量控制233
3 j8 ]" M& a( [! y5 F) H2 N- l 二、纺丝工段质量控制234 8 ~$ G6 s8 i+ E% x. t" Z8 B* u
三、后加工工段质量控制234 # A. j% {! B# ^. y: M
四、成品纤维质量控制235 " d2 @) U0 `! R! {
第七节 聚乙烯醇缩醛纤维的新品种236
# a: _) F7 G; q& z 一、负离子聚乙烯醇纤维236
( w) G" Y" E, t* d- q 二、交联聚乙烯醇纤维236 # J! i X* j, N: J3 G- {9 S
三、湿法高模量聚乙烯醇长丝(FW B纤维)236 + w$ V; p: Q* f' o* ~7 I# B5 j
四、导电聚乙烯醇纤维236 6 f- B; _7 \+ e! P! Z& \$ a
五、纳米聚乙烯醇纤维236
: ]% z3 g9 T" L9 \5 d3 H 六、远红外聚乙烯醇纤维237
5 n6 S6 Z9 R8 U* \5 ]! K7 R复习指导237
/ D, `- x( u# z) {& S/ k9 d3 x! n思考题237
$ K: b, h' _( b2 E3 J4 b- c参考文献237
/ m$ L* E* M8 \: e第七章 聚氨酯弹性纤维生产及质量控制238 + L9 k& S) l% V. w
第一节 概述238 / c" V8 u6 m% V
一、聚氨酯弹性纤维的发展238
2 m7 N3 ]7 i0 V- U 二、聚氨酯弹性纤维的结构239
1 m, b" `) J" J8 I 三、聚氨酯弹性纤维的性能2407 ( L. ~! {/ h6 ^# `; Z& t# j; n( s
四、聚氨酯弹性纤维的用途241 $ S( X# s0 n* D8 J8 z2 j
第二节 聚氨酯的合成241 # V) m" o! i1 h. f; Q
一、原料的准备241 ; _: E" B* Q( }* Z% V- Y7 W
二、聚氨酯的合成242 6 f) a5 v3 n, T f$ Z4 C
第三节 聚氨酯弹性纤维的纺丝成型242 3 n- }1 I* ^6 [( v5 P( q
一、干法纺丝243
0 @% l) `7 a& D M, n 二、湿法纺丝247
) i, r5 s9 r/ M0 y! p: Q 三、反应纺丝法248 ) d4 w( i( {4 S- M! O) }
四、熔融纺丝250
$ y) V. O& t1 j6 O- R第四节 聚氨酯弹性纤维的后加工253
, [$ G# ^- c4 ^1 Q7 C2 ]4 ^ 一、裸体氨纶长丝254 ( }8 Q( X; \8 @) n y8 u8 y" u# p
二、包芯混纺纱254
2 E9 s, _$ O0 R! E 三、包覆纱255 * J# H- H; w8 W e2 X
四、合捻线256 $ ?' s# G6 F6 ~2 v3 L! u
第五节 聚氨酯弹性纤维的新品种256
+ |4 t6 y* P% y u/ i 一、吸放湿式氨纶256
3 U I# q: q: c: l 二、大豆蛋白纤维氨纶包芯纱257 # h% \* k3 L o
三、蚕丝氨纶抱合丝257
1 _/ A6 B+ h# o/ z 四、细旦氨纶弹力丝257
+ p6 f( A6 k: ]0 Y 五、黑色氨纶257
; g: ]. H0 J: `, ]. W( V 六、纳米改性氨纶257
3 I' u2 Z9 T) t! S- i) P' s% p复习指导257
- T! l; I3 Q; Q {6 H m A思考题258 8 r# F+ P' m( k; C4 y- m& n
参考文献258
; j, [& B( q! f! H- f2 g) Z第八章 新型化学纤维的性能及生产259 : ~7 s' |* `! q% @; \
第一节 新型再生纤维素纤维259 ( {2 f! _7 N+ L$ X& |( k+ a2 O
一、Lyocell纤维259 & i$ l5 h7 v w; U W
二、竹纤维267
! u+ k, c$ I9 A4 c 三、Modal纤维272 2 U! @$ o# `% e9 Z3 [- h9 W, E
第二节 新型再生蛋白质纤维274
2 X7 C# p2 M0 l, ^% o 一、大豆蛋白纤维274 2 F: T; e8 g: @- j6 J. n% v
二、蜘蛛蛋白纤维278
" ~; `* x2 F$ N& u# O6 ]第三节 新型合成纤维282
& y0 T+ n$ W0 Q9 W 一、聚乳酸纤维282 # b* q. c$ }2 Z
二、水溶性纤维284
$ Z1 P; I: c D) Z& z' `3 [复习指导286 : G+ c9 G9 i* N7 ?: K# ~7 Y5 g
参考文献287 % |4 J0 _* }' @& F. _- C
思考题答案288
2 }( |0 F4 G2 o, ?, v; x
, x4 M6 k+ P' Q H2 N& B/ y/ o9 T |