+ _: N& j9 u" H: j& p《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。 , w: u$ m V# J9 [+ ?
+ e- J) y5 X+ D* K! y" u
内容提要 8 f4 ?5 n4 A; ^: T4 s. _8 ~
《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。
9 c' T V! Z* T, N! }4 j8 t* r《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。 - d1 H6 V: _. X3 C- {& p
《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。 ) N. Y3 A7 C; p7 \9 n1 b% [
目录
) D/ T9 ^' X9 b6 V第一章 概论1 # B; V/ ~" G* r4 N$ P B: D1 O
第一节 化学纤维的分类与命名1
% x, l7 I& O4 I 一、化学纤维的分类1
! S, F$ v- t' r, }& }' R8 a( [ 二、化学纤维的命名3
- \# B* p( N( y! G 三、化学纤维的主要品种3
8 `3 ~# _- n/ \, {& |第二节 化学纤维发展概述4 1 \' |4 k. v. p. K( J, q* s
一、世界化学纤维工业的发展概况4
/ v- C. e2 v+ J" |+ h 二、我国化学纤维工业的发展概况5 + \; ?4 o* P) p3 }: G
第三节 化学纤维生产方法概述6
* N- m7 I! ?6 J8 T$ m" X 一、原料制备6 # {2 M0 |; g) J
二、纺丝熔体(液)的制备6
: W, G5 {+ X0 Q' @2 K8 G 三、化学纤维的纺丝成型7 r! `6 F- D) ]( T* v% d$ e
四、化学纤维的后加工8 ! ^/ f: G6 T1 Y% b& r
第四节 化学纤维的主要品质指标及其检测方法9 1 M" B. x0 w7 v# }
一、细度9
( S( \" D B* M& P3 y7 t' I9 v 二、吸湿性10
7 c% C! n" }1 g" S3 { 三、密度11
; F4 g& d7 {4 |0 B; A2 W 四、拉伸性能11 - g% t4 _- H2 e" A' @7 p' Q
五、耐疲劳性15 & o# M Q6 O( ]* u0 S9 `0 I
六、耐磨性15 . m6 r! o2 M4 W7 L
七、耐热性和热稳定性16
. _% I' ?2 t- u+ m L! T( y6 i5 p 八、热收缩16 & d( k" [; O, Y. n) V8 E8 |* A/ M# Z9 D4 s
九、阻燃性17 # ^5 b$ V8 b, t, g' Y( A
十、对化学试剂及微生物作用的稳定性18
" |3 ^4 R5 ?$ z5 F, } g 十一、耐光性和对大气作用的稳定性18 * f5 z* I( c7 }8 a9 g- M0 t
十二、染色性19 & c6 O, l( |( [" D/ d+ I& g
十三、导电性19 & n1 w) |6 ^$ g5 G/ Z i9 R
十四、导热性19 7 q4 C4 H: I& s6 @3 I( ] R
十五、光泽与横截面20
/ O0 ]; x6 @" G: d9 P% ^# c8 ]. k十六、含油率和上油率20
b4 }6 W- a4 @十七、短纤维的附加品质指标21
2 s7 K% _8 i! L# V复习指导23
5 s- t, Y4 J! n+ W& x思考题23
# B2 h8 O. l% }参考文献23
& K7 I' o9 e5 k( a第二章 化学纤维成型原理25 / n( D0 N1 g- d" h$ u
第一节 熔体纺丝成型原理25
7 h. C, `; k5 Q& v, \ 一、熔体细流冷却固化历程25
8 i' W! z) g# J2 \ 二、挤出细流的类型27
& w9 X' a4 s8 F) i m, \) e 三、熔体纺丝的运动学和动力学28 " U4 Q+ `2 M. A6 s) Y" ^8 T
四、熔体纺丝过程中的热量变化29 ; [" ` q- d2 b" E# y5 D5 B4 \* T$ T
五、熔体纺丝中纤维结构的形成30
( f8 \+ B' w9 x6 v! @第二节 湿法纺丝成型原理32 : j9 B- G0 q5 U' o. {
一、成纤高聚物溶解的基本规律33 8 Q% n0 ^2 P5 ~6 H/ ?! }7 r
二、湿法纺丝的运动学和动力学36
0 ~! u* g' k# S9 Y& R5 R 三、湿法纺丝中的传质过程38 ; N) a& t7 p! W, ^$ [
四、湿法纺丝中纤维结构的形成38 5 p$ B# j4 T+ W* o
第三节 干法纺丝成型原理40 / D9 g! W+ o/ }& b5 e
一、溶剂的选择41 / ^4 @3 w% a9 [7 i
二、干法纺丝的运动学和动力学41
- e' {1 J @/ _# @ 三、干法纺丝中的传热和传质41 k9 z5 y$ Y" y# i- A L
复习指导42
0 J" G% c9 M& ^2 W! ~8 `思考题42 " w! r. N8 n/ Q5 a' A. }
参考文献43
( s+ b: w4 `% f0 h; m# l第三章 化学纤维拉伸和热定型原理44 / V6 j$ U) K1 G) J4 Z- w
第一节 化学纤维拉伸44
. U4 s) O0 m' v% k' n+ {( }. ` 一、拉伸的目的和作用44 8 x! [' h& X' x6 n
二、拉伸实施方法44
; a$ [, M7 j$ u" A 三、拉伸曲线45
: ^' l0 h1 M+ J 四、拉伸过程中纤维结构的变化49 _3 a! T4 H- ?; J3 [3 E" Z, {
五、拉伸对纤维物理机械性质的影响50 ) g! j& C! J3 c8 U
第二节 化学纤维热定型51
$ z% f8 T( }1 I( c" {9 m 一、概述51
* ]' g' o4 ^) u. j/ t 二、纤维在热定型中的力学松弛52
9 H' R' T5 Q9 S: n% t" T8 T 三、热定型过程中纤维结构和性能的变化54
& a2 ]6 h$ ~3 _ g. @% E四、热定型机理55
9 Y7 |: U! u7 U- I* Y, U复习指导58
8 \' U: j" A6 Y4 ?思考题58 3 h _ a5 k \1 G4 T& K3 n
参考文献58
: I# ]$ E4 o5 j. j/ p. a9 L0 t c第四章 黏胶纤维生产及质量控制60
2 A F# r0 o& ?/ f: z第一节 纤维素的结构与性能60 1 a+ u. e3 z! j) u
一、植物纤维原料及其化学成分60 2 h, T9 Z9 h8 @3 ^" \" ?5 H
二、纤维素的结构60
( J7 H" b+ {) ^) f 三、纤维素的性质61 ; y0 W$ c2 C4 X0 H$ p h! ?) L
第二节 黏胶纤维概述65
/ e/ b) b- H! y 一、黏胶纤维的品种及发展概况65
5 M- J: U @6 T 二、黏胶纤维生产工艺流程67
& V6 {4 ^/ l2 Z O 三、黏胶纤维的性能及用途70
% O6 [' `7 w& g第三节 黏胶纤维生产用原料71 + Z4 |- K0 H% ~5 m6 ^9 x% Y, R
一、浆粕71 5 p0 E+ P2 Z2 E' _8 J
二、其他化工原料74 9 ^2 ^1 n2 ]+ W9 j
第四节 黏胶的制备75 # |: e* |4 ~( c* y( |+ c* w6 y
一、黏胶制备基本过程、方法及工艺流程75
( q! n7 E. c U 二、浆粕的准备76
+ l- O) Q9 W/ V( g, Z+ X2 P 三、碱纤维素的制备76
/ U9 i7 S/ v- \9 e 四、碱纤维素的老成82
& R; }3 ?) r/ I8 i) Z; b 五、纤维素黄原酸酯的制备85 , p# d6 z6 l3 R Z% Q9 W5 }! x
六、纤维素黄原酸酯的溶解91 ) D4 r! B5 H* i* Y4 O& V
七、黏胶的纺前准备93 $ D* K5 C( x; l" Y4 B3 z' ~4 ], ^
八、碱站100
) I4 S0 w$ ~ w0 R 九、黏胶原液制造前沿技术101 6 w6 [+ X2 u0 o/ \; w
第五节 黏胶纤维的纺丝成型105
R! V& g9 N* \. H u 一、黏胶纤维纺丝工艺流程105
- P$ ~$ I6 N" ^3 | 二、黏胶纤维的成型原理106
' k( A: q7 N; P: W 三、黏胶纤维纺丝工艺控制108
3 {8 o- W" f; O! A+ `' b! G( \" X 四、黏胶纤维的纺丝设备112 - }: k8 g- B2 h5 Q8 b* m4 v5 q9 H i
五、二硫化碳回收122
$ i: G5 g, `6 o3 m4 w5 q; N2 k* E 六、酸站124 7 {" i6 \, P& z$ b, i1 y
第六节 黏胶纤维后处理128
S' i# O8 u+ a4 E, U 一、黏胶短纤维的后处理128
1 o% x1 a7 a# p+ A& P7 E二、黏胶长丝的后处理及纺织准备 135
" `3 W$ i$ U9 y+ |) f第七节黏胶纤维的质量控制 141
& s& `2 [( \1 n一、原液工段质量控制 141
, m7 B2 a: k1 a, A6 B8 T+ v二、纺丝工段质量控制 143
% @% O. ~! x' Y" I三、后处理工段质量控制 144 & b+ j& y* f' U8 B5 E
四、成品纤维质量控制 146 ( q! ~5 H' U4 v7 h3 W, T a
第八节黏胶纤维新品种及加工 147 / Z! J4 a# k& W0 g9 _0 X1 C
一、黏胶玻璃纸 147 + W8 N- J h- ?1 N
二、负离子功能黏胶纤维 150 ( {- L2 \8 v% F( k! `
三、黏胶长丝连续纺丝 151 * v1 W& ?7 P& d3 o: c, H
复习指导 152
# R0 h6 R# {& `( t思考题 152 u/ T0 {+ ?3 ]
参考文献 153
j1 a; q; l2 a, v8 F( e) w5 a第五章 聚丙烯腈纤维生产及质量控制 154 - h' I6 T' f/ c% ?3 c
第一节概述 154 + g6 [* o. \# O' l9 T e) T/ E
一、聚丙烯腈纤维工业发展史 154 - v8 W+ q. C3 Y# B6 |, H
二、聚丙烯腈纤维生产工艺路线 154
+ ~2 y ~2 H' g: @9 O K3 u三、聚丙烯腈纤维的用途 156
7 @# y. Q7 S' r- l第二节聚丙烯腈纤维生产用原料 156 % G8 K3 b$ I0 I( R) J0 w0 G
一、丙烯腈 156
4 ?" ], i0 f5 G8 p$ f: d* k0 V: Z二、第二单体 157
4 r4 N" P: s ?' P9 }三、第三单体 157 % Y8 i; L7 `; @: M, x
四、溶剂 158 + k% w+ R2 A6 f8 P
五、引发剂 158
4 V- k& a# F3 |六、浅色剂 158
: ?0 }, M* [8 U% @' _; l+ O七、相对分子质量调节剂 158
5 K5 l, f) ]" F& V# y6 ^7 A八、萃取剂 158 : d; [8 t: R% I
九、碳酸钡 158 ) z* b ?! D- J+ O, {; v8 I& i
十、草酸钾钛 159
& e9 g0 k, c% g H十一、油剂、抗静电剂 159
3 e/ d: T; z8 ?/ @6 F# Y第三节聚丙烯腈的合成 159
' v" Y% R/ f% q7 j" |一、均相溶液聚合 160
2 h/ ^1 S6 l! @8 E2 l0 R二、水相沉淀聚合 165 . p5 ^& T! O& o6 B3 E- O- U" q
第四节聚丙烯腈纺丝原液的制备及其性质 168 # T, R- Q1 i! d1 B/ E1 | |
一、纺丝原液的制备
7 P4 [( `/ \1 t* {( m8 h二、纺丝原液的性质 173 2 M+ P+ `& T2 U n4 Y
第五节聚丙烯腈纺丝成型 176 " {& o: s% Q# H' G
一、聚丙烯腈的湿法纺丝成型 176
) K( x) y- _& g9 C# n" ^% M7 o二、聚丙烯腈的干法纺丝成型 182
$ f7 |% [$ Z$ `: A三、聚丙烯腈的干喷湿纺法纺丝成型 187 $ I( u/ T, R0 f# z% o+ x, w, `* k# h9 h
第六节聚丙烯腈纤维后加工 188
$ `" {& R6 \: C9 t1 `% f% e一、湿法成型聚丙烯腈纤维的后加工 188
1 ? H5 r) `& o' p! }& l二、干法成型聚丙烯腈纤维的后加工 191
& G/ W' z0 m, I* j1 d三、聚丙烯腈纤维的特殊加工 193 * A) ]) _* W+ f+ x- T! @
第七节溶剂回收和净化 195
" J, J" o$ }' [( g5 M5 C& G6 }一、硫氰酸钠溶液的蒸发浓缩 195
: P7 @; q4 L' [4 U% V二、硫氰酸钠溶液中硫酸根的去除 196 5 v' D! C. V" v1 K
三、硫氰酸钠溶液中铁离子的去除 196 7 }; g" R' a4 j j9 n
四、硫氰酸钠溶液的净化 197 ( h4 t; K! t2 C& o- v( T% I
第八节聚丙烯腈纤维的质量控制 198
; S+ H- r4 n+ P; z6 O# t7 W% N. s一、聚合工段质量控制 198
; P8 U8 ]4 W# s, }0 O- r; I二、纺丝工段质量控制 199
- R3 P7 m5 y- Y9 X' b三、后加工工段质量控制 200
/ o9 o' o9 a5 E0 t4 V1 Z/ t' X$ f四、成品纤维质量控制 200
$ q& e4 z& i# v) n) D第九节聚丙烯腈纤维的结构和性能 202 ' D) a/ Y! J9 h; o5 B4 b) E
一、聚丙烯腈纤维的结构 202 # e9 K; @1 _" n4 X% C
二、聚丙烯腈纤维的性能 203
1 F0 D" S4 E/ }第十节聚丙烯腈纤维的新品种 204 1 @$ f1 ]3 M% U! d. j. ^
一、复合聚丙烯腈纤维 204
2 e0 j4 K' t& O& u4 B二、阻燃聚丙烯腈纤维 205
3 L4 \: o, \; j; t) f三、抗静电和导电聚丙烯腈纤维 205
1 }% D s' e2 H" ?4 _. W- ]0 r5 d四、高吸湿、吸水聚丙烯腈纤维 205 ' a* ~6 D5 O( V& F. K0 R
五、高收缩聚丙烯腈纤维 206 + q6 e# y4 V M6 V# f
复习指导 206
9 d4 l0 n; u* u( {# x) G% C+ _, Z思考题 206 : G( R' O. w& B! R
参考文献 207 4 [! H6 Z7 y: x4 Q5 C& |0 ?) [% w
第六章 聚乙烯醇缩醛纤维生产及质量控制 208
$ U0 d$ T! H, c* M) s/ Q第一节概述 208
) M; i+ A" E0 b; S& I9 _. O一、聚乙烯醇缩醛纤维的发展 208
# [, J* v4 W W: `- R2 ~; e二、聚乙烯醇缩醛纤维的性能208
8 I3 [/ {$ R+ R" [/ [. v三、聚乙烯醇缩醛纤维的用途209 6 F+ J. k6 m- ~ H$ s0 q# v% R( J
第二节 聚乙烯醇的制备及其性能210 + I5 s" p' [4 E$ d3 `5 g" y
一、聚乙烯醇的制备210 1 A, k- ~9 B/ Z) |* B! o& D
二、聚乙烯醇的性能216 . w- M$ w* F, t) v
第三节 纺丝原液的制备及其性能217
* }! X8 Z) ? a 一、纺丝原液的制备217
2 J. x4 t5 Y0 j( B 二、纺丝原液的性能222
6 }+ A$ E) X! [" B第四节 聚乙烯醇缩醛纤维的纺丝成型223
. G8 ]$ ~+ J" Z2 X/ Q- m 一、湿法纺丝成型223
0 Z) p7 }8 Z2 W6 Z8 J: e( ~ 二、干法纺丝成型227
- n* D" d1 ]# i6 } {; J0 U第五节 聚乙烯醇缩醛纤维的后加工228 ) g, T d: H5 ^
一、工艺流程228 / U" b2 |1 E6 v& d# P$ ?" Q9 ?1 l" G
二、纤维的拉伸229 + @& j0 L/ A! r& C7 P
三、纤维的热定型231
5 S: G# w0 E$ F* L% w' H0 P- _. o+ O6 y 四、纤维的缩醛化231
7 b8 z; P$ I3 ?# f第六节 聚乙烯醇缩醛纤维的质量控制233
3 e- x l' F- u+ E4 E 一、纺丝原液工段质量控制233 D* u c @9 W& X3 G
二、纺丝工段质量控制234 $ T4 V# P8 p6 \& e1 q; `
三、后加工工段质量控制234 " E a$ Q9 [8 \. t- F+ V
四、成品纤维质量控制235
3 l* K% `/ `- S) P第七节 聚乙烯醇缩醛纤维的新品种236
. B4 V* i+ |; W, y: z7 e 一、负离子聚乙烯醇纤维236
& y @5 D* R' k3 ]; D 二、交联聚乙烯醇纤维236 - m8 w* E! C g$ g
三、湿法高模量聚乙烯醇长丝(FW B纤维)236 ! g7 P _" z1 C1 B* Z
四、导电聚乙烯醇纤维236
% z. B8 S$ F0 x7 w! v 五、纳米聚乙烯醇纤维236
+ ^% G& _4 F1 ]$ a( X# i 六、远红外聚乙烯醇纤维237
I' t9 y6 I6 g) L6 `6 e- z复习指导237 ; O0 O3 e8 ^% C5 ^
思考题237 ( q. f( @4 g' F4 ?5 o) @
参考文献237 ) S1 U* f) K. A# L7 e
第七章 聚氨酯弹性纤维生产及质量控制238
$ E t3 n2 R8 t' n9 E# Q9 V& O. J第一节 概述238
* l e. [2 o: F& S( x 一、聚氨酯弹性纤维的发展238
$ s: N! ?. M" M2 i7 N3 q 二、聚氨酯弹性纤维的结构239 3 o/ o }! u% a3 W5 [9 R, s
三、聚氨酯弹性纤维的性能2407 ' F! }* ]6 _1 E1 N3 c& @9 i
四、聚氨酯弹性纤维的用途241
; j+ E1 e4 Z! Z第二节 聚氨酯的合成241 - i3 c" s3 z$ X( A- f$ r
一、原料的准备241
/ M* L* z- ?, C 二、聚氨酯的合成242
3 j9 D0 F8 l! [第三节 聚氨酯弹性纤维的纺丝成型242 ; Q$ M, z: K6 w
一、干法纺丝243
7 q* o# @! V: p! }5 e" q. ? 二、湿法纺丝247
U, b5 O- {! r4 r# ~" | 三、反应纺丝法248 , K$ C) Z5 R- k; g0 |
四、熔融纺丝250
1 B3 u$ R+ D K$ |- U$ @* \# L f* k第四节 聚氨酯弹性纤维的后加工253
: C$ Q' z+ }1 V p8 | 一、裸体氨纶长丝254 - h/ ^* ^) D+ x2 e1 e- a" l
二、包芯混纺纱254 - Y/ D7 d; P8 z) m8 M) W& \8 R
三、包覆纱255 ' x3 p5 ]6 t# T' \4 ^
四、合捻线256
6 X- |& N* k; J第五节 聚氨酯弹性纤维的新品种256 ! Y9 D. ]4 l7 ?$ U% N; \4 T+ W
一、吸放湿式氨纶256
( r$ O u" m# x 二、大豆蛋白纤维氨纶包芯纱257 0 Z$ D8 R; Y2 r$ S
三、蚕丝氨纶抱合丝257
5 o& ]. T3 g7 Z 四、细旦氨纶弹力丝257
+ J) v( d: G4 G; K$ k# U 五、黑色氨纶257 t4 i+ l: A* O1 o9 d2 [" }; I
六、纳米改性氨纶257 - e" _9 T3 V: }- g
复习指导257
0 O. O# y( n( ~/ p思考题258
$ x3 g; y" B( \" ?参考文献258 " `$ [0 t* Q; g' l+ L2 J
第八章 新型化学纤维的性能及生产259 h$ `. F. X( h% j- L
第一节 新型再生纤维素纤维259 + u) R I i7 ]- g2 O5 M& X
一、Lyocell纤维259
: G" e. A7 g# D5 e, v 二、竹纤维267
8 |; j' k# w- g' W z& P8 _& \4 y 三、Modal纤维272 : |3 ~% C5 G( u" `6 n+ ~
第二节 新型再生蛋白质纤维274 1 [4 _+ O3 @$ C( G. U, `
一、大豆蛋白纤维274
: M: f- e, r6 }! _& D" ~1 _4 X 二、蜘蛛蛋白纤维278 . v" M. X6 Y! ~* u
第三节 新型合成纤维282 " Z% D7 _+ Y$ ?5 ~% R# F7 v
一、聚乳酸纤维282
" [; f# e8 @! ]# |, }4 X0 V* h6 k4 M二、水溶性纤维284
) n5 X9 n( c% w# q8 s' c复习指导286
7 m' k0 L+ H8 E& `" x/ s$ a参考文献287
2 H; ]: x2 u: K1 }8 u1 b6 d思考题答案288 % K! \6 u3 S5 ^; \( f5 K- @+ I
9 w5 A3 `, z# w2 W. r |