5 `$ v! r- `8 ]% z《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。 # T1 l6 V3 [5 t9 y7 z
, z* d4 y# I6 B/ ^* S' k8 A
内容提要
/ {; ?# r8 {/ L3 w* S0 A《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。 ) w# C/ b$ x: J" h1 P% W' B' K
《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。
: f9 Q, v0 M* G* L1 O7 B" h% K3 u《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。 5 S6 s; ]$ o! p1 ^. v* Z/ \1 y
目录 . C# V3 U' h8 `8 S# D
第一章 概论1
. h; f5 q/ J, ?) I. A1 G( Y第一节 化学纤维的分类与命名1
* Q6 h* v$ G8 s2 s 一、化学纤维的分类1
; Z/ v' j5 w+ {8 O2 l* Y7 X 二、化学纤维的命名3
$ }4 g* r- t# x' g$ r+ W 三、化学纤维的主要品种3
" f. L1 ~* z7 X- Z9 i第二节 化学纤维发展概述4 4 G, o \2 K) W& V' T0 `4 V8 |5 @! t9 L
一、世界化学纤维工业的发展概况4 6 B2 h6 S' f! }/ J. x2 o4 _
二、我国化学纤维工业的发展概况5 ) _4 x, x! Q7 i, T9 D* V8 [
第三节 化学纤维生产方法概述6
5 p& X/ t4 w) h) M4 k) j 一、原料制备6 ( ?# A7 c" `0 w) k# D" U) o. K
二、纺丝熔体(液)的制备6
3 v% h( {: q# D! c* i* L9 f' w 三、化学纤维的纺丝成型7
; L# b2 H( Q6 _4 q, n 四、化学纤维的后加工8
8 F1 a: v& T0 V) A第四节 化学纤维的主要品质指标及其检测方法9
2 o7 @2 H5 ~; Z2 n t8 p& R 一、细度9 & q, [4 L; P5 j" [% a4 W8 Y8 V
二、吸湿性10
4 S4 k; g, \9 K7 s& |8 r 三、密度11
9 `4 |4 ?6 F8 [ a 四、拉伸性能11 3 }8 k3 |% W6 w; T( }
五、耐疲劳性15 ' K8 w8 `- i8 }+ ? p
六、耐磨性15
( e) R9 G$ s/ C" l1 a' M) d 七、耐热性和热稳定性16
. N0 W$ w/ z! L/ _" i) _$ U 八、热收缩16 & m) b4 L% S1 p; g6 G1 Q0 W
九、阻燃性17 # C9 u4 ]. `4 p
十、对化学试剂及微生物作用的稳定性18
' Y3 r8 y, [) m4 J7 b ] 十一、耐光性和对大气作用的稳定性18
- ] T. s$ {0 a# V! m5 k& T 十二、染色性19
. R! V, M5 w2 `# P% u8 l 十三、导电性19 % V8 x& a0 q, E' Z, s( n
十四、导热性19 9 o# ]1 O( |# K
十五、光泽与横截面20
) [. L* f* v' @! Y2 h3 a十六、含油率和上油率20 + }) J( X* }7 n$ S
十七、短纤维的附加品质指标21
% L# [6 ]" J( p) @复习指导23 6 Y: Q; h( v* p9 R! E5 U6 N' M9 m& a$ n ~
思考题23
* v2 U, m- t* m1 X( j参考文献23
2 C4 l9 \/ u3 K0 p第二章 化学纤维成型原理25
, X- U( p( Y+ c) D7 o `第一节 熔体纺丝成型原理25
2 ]6 H; ?2 q4 _- j 一、熔体细流冷却固化历程25 1 Q9 r1 \* x/ F1 Z" y3 @! J
二、挤出细流的类型27
$ a, Y9 Q; Z$ t3 \$ b! | 三、熔体纺丝的运动学和动力学28
1 l& S: d; W0 _' ]9 @5 y 四、熔体纺丝过程中的热量变化29 7 p* i( P: c9 }3 U
五、熔体纺丝中纤维结构的形成30 + ^8 y: Q4 h% U* m, K/ Z
第二节 湿法纺丝成型原理32
+ ]0 O* j1 C9 W, x 一、成纤高聚物溶解的基本规律33
: ^1 W9 |7 \2 [" N% U+ _ 二、湿法纺丝的运动学和动力学36
8 c& `$ K4 W1 o* J/ r 三、湿法纺丝中的传质过程38
3 O2 X% t8 g- r8 C; u& | 四、湿法纺丝中纤维结构的形成38 / K$ V0 C3 n+ X1 \7 y8 I7 c" w
第三节 干法纺丝成型原理40 0 \3 ^8 y: `% u. |, t
一、溶剂的选择41
& i+ t5 |9 n4 D/ |% k2 ` 二、干法纺丝的运动学和动力学41 1 c( \6 @1 F- L6 m
三、干法纺丝中的传热和传质41
* D2 ?8 a1 I, x6 Q* s, @; B复习指导42 . L B% I; \" p+ G
思考题42 0 e0 d7 ^. ? o- U6 [% c% D. U
参考文献43
- c9 G+ y2 k: A1 a$ t3 q第三章 化学纤维拉伸和热定型原理44 3 w4 F6 p. V) G7 W6 ^
第一节 化学纤维拉伸44
, L, d4 B/ e K6 ]/ n" C0 Y( I+ z 一、拉伸的目的和作用44 - h6 U, [8 j1 D8 h
二、拉伸实施方法44 0 O7 Y: I" z8 `
三、拉伸曲线45 $ v3 d" Q p' r2 v
四、拉伸过程中纤维结构的变化49 ; ~1 r# m7 \/ u5 ]! K3 w$ J) V3 \
五、拉伸对纤维物理机械性质的影响50
' Q0 W" C2 Z$ V4 M9 \0 |; J第二节 化学纤维热定型51
+ `8 p/ E! I( z, h4 Y* L0 y 一、概述51
( ~. E9 ~7 W9 H5 n* @ 二、纤维在热定型中的力学松弛52
0 o, T1 k- N6 L: \ 三、热定型过程中纤维结构和性能的变化54 / a! |: r8 k s: f
四、热定型机理55 B6 i4 i0 v5 \2 V2 l% c
复习指导58
& E7 s+ A* j; M. {6 u% t思考题58 8 Y$ x; _( d. ~7 {* Z; b& F
参考文献58
" d, c3 f0 u: X c4 ^% G( @5 T第四章 黏胶纤维生产及质量控制60 9 j5 A* _! b6 H( f3 ?7 Y( a
第一节 纤维素的结构与性能60
7 Y; l) a- w' S; x( z: e& Y9 n 一、植物纤维原料及其化学成分60 ' U! {3 R t( W3 B: z* Q* S% W
二、纤维素的结构60 1 K/ Z5 @ a/ ]# c0 X. g2 K
三、纤维素的性质61
$ I5 O4 {: y% u5 r/ J p3 L" _9 x1 R第二节 黏胶纤维概述65 W3 H5 M; x" p& j
一、黏胶纤维的品种及发展概况65
, b0 A' ]9 |1 P1 I& M) c 二、黏胶纤维生产工艺流程67
, i: H, @) t. [/ K 三、黏胶纤维的性能及用途70
$ x6 e. [* F0 }第三节 黏胶纤维生产用原料71 ( P' D/ P8 @6 B g
一、浆粕71
+ x; N1 r- o6 r) N, j5 ^6 O 二、其他化工原料74 * w7 |% Y, M) Z* B* o
第四节 黏胶的制备75 % f( ^4 }9 ?' h. {1 m
一、黏胶制备基本过程、方法及工艺流程75 - c4 D' L8 z, u( o, X i
二、浆粕的准备76 " l+ W! }& A) F8 {% M7 _
三、碱纤维素的制备76
: U* E- [, C2 O 四、碱纤维素的老成82 - V! ]7 Q) N& x8 }
五、纤维素黄原酸酯的制备85 0 ? V+ h! A0 v8 v- ~7 L0 V- _
六、纤维素黄原酸酯的溶解91 8 a9 g4 B1 s) U8 |0 X& k
七、黏胶的纺前准备93 / V) J9 N) @ }$ I% ?
八、碱站100
9 p1 v) t5 V. ?1 U# m 九、黏胶原液制造前沿技术101 ! {: ~% {- Y" t
第五节 黏胶纤维的纺丝成型105
/ i2 _) C. j% [1 F- I) h 一、黏胶纤维纺丝工艺流程105
& C" W9 w2 D, V 二、黏胶纤维的成型原理106
5 `% q, x6 W0 N# Q0 E 三、黏胶纤维纺丝工艺控制108
& |; C6 |) E) k2 \ 四、黏胶纤维的纺丝设备112
5 P0 K: j/ J4 I; T% a 五、二硫化碳回收122 / i+ I+ [* ?1 D9 B
六、酸站124 . R( b! B4 r4 ~$ ?
第六节 黏胶纤维后处理128
, Z6 ?, c1 V6 |9 M J4 T. ]0 q 一、黏胶短纤维的后处理128
. ~5 d- Z2 n6 B/ E* V! G二、黏胶长丝的后处理及纺织准备 135 5 `8 U9 I/ Y; I: M& o! [, u, d
第七节黏胶纤维的质量控制 141
0 l& _% ^$ S1 `7 ]" [+ j3 R一、原液工段质量控制 141
! u) T4 m) F+ f* x二、纺丝工段质量控制 143
- Z; u& ^" H! M! I2 B. m1 V: h7 m三、后处理工段质量控制 144
# ?& e0 _7 y: Z. E+ S四、成品纤维质量控制 146 9 j9 F! [$ L- I6 \
第八节黏胶纤维新品种及加工 147 ; b7 I' b* ~4 e. I. F& L8 b& a
一、黏胶玻璃纸 147 9 r/ l2 H( V( B! s& U' l9 x! k# \
二、负离子功能黏胶纤维 150 : ^5 P6 q+ T0 y: z- L1 [
三、黏胶长丝连续纺丝 151 # x! @ i& t3 i. ?
复习指导 152 5 u5 E5 U3 P- S* M
思考题 152
6 M6 s! k9 X; D3 L0 B参考文献 153
2 d7 s+ y, x# B7 r6 L$ u第五章 聚丙烯腈纤维生产及质量控制 154
7 L3 T# P8 g" h8 m# e8 |0 k第一节概述 154 0 r S* C: p& x) q, F" l0 E+ M; f* O
一、聚丙烯腈纤维工业发展史 154 7 P( ]4 y8 M9 G* x
二、聚丙烯腈纤维生产工艺路线 154
& N5 q# q# l$ {& h8 a1 a" j三、聚丙烯腈纤维的用途 156
$ l+ _9 D& I- H! s第二节聚丙烯腈纤维生产用原料 156 , e: b0 h$ l9 k
一、丙烯腈 156 9 T( `& t% v( ~4 {- M
二、第二单体 157 5 k6 l0 E; E- o$ A+ a( r7 |$ P
三、第三单体 157 - b+ P% w5 k7 X p
四、溶剂 158
6 ?1 G) ]1 ?* b9 |2 _7 M# W五、引发剂 158 . T# d& ^/ c9 V, O% [( u8 \
六、浅色剂 158
0 o! \$ b1 f# \: @( @3 p9 ^8 F七、相对分子质量调节剂 158
Y" C. b8 W* y0 {5 `八、萃取剂 158 6 P9 V+ ]2 N: V. ^+ j, B9 T
九、碳酸钡 158 0 r6 x' y# t0 _2 d4 T9 z
十、草酸钾钛 159 \6 I, \( F6 q8 I: @% ^8 e
十一、油剂、抗静电剂 159 % U0 |, M8 T: ^' X
第三节聚丙烯腈的合成 159 7 D; \; L6 K4 N. L+ P2 d6 j
一、均相溶液聚合 160 ( J0 b+ C9 v5 M
二、水相沉淀聚合 165
% g% ]" T8 y$ Z, K+ D0 n9 k) q* N第四节聚丙烯腈纺丝原液的制备及其性质 168 ( ^' p& A b3 d, B; e- t
一、纺丝原液的制备 . y) q- ^8 N1 E' t" x
二、纺丝原液的性质 173
" `; P7 G1 M5 p# b% e第五节聚丙烯腈纺丝成型 176
) A0 h: L1 ]2 _, G6 [- q. ~+ ]一、聚丙烯腈的湿法纺丝成型 176 ! O: N+ a* T4 C c2 `5 @* O3 H
二、聚丙烯腈的干法纺丝成型 182
0 k# s) J* O+ Z* ?8 A$ h三、聚丙烯腈的干喷湿纺法纺丝成型 187 9 L5 y+ V* `7 }, s) X9 i& s
第六节聚丙烯腈纤维后加工 188
7 [ Z7 G) w5 L一、湿法成型聚丙烯腈纤维的后加工 188 ; e5 c" C! g/ W
二、干法成型聚丙烯腈纤维的后加工 191 $ B( p! L& }' H% ?
三、聚丙烯腈纤维的特殊加工 193
1 h& J% O- J: z2 T' F3 ~9 m# l第七节溶剂回收和净化 195 ; W' ~4 m% V( j4 q2 D
一、硫氰酸钠溶液的蒸发浓缩 195 ( l( r/ z1 u5 Z! }- D) ~
二、硫氰酸钠溶液中硫酸根的去除 196 7 }& ^& z5 i9 O$ \, m: v
三、硫氰酸钠溶液中铁离子的去除 196
# B& I' ?, E7 j! S四、硫氰酸钠溶液的净化 197 $ ^0 y& l0 P: y" a; R! }- A3 s E
第八节聚丙烯腈纤维的质量控制 198 $ k6 K+ H* h8 Q" f" R
一、聚合工段质量控制 198
4 X0 O9 A3 W; e1 F. ^二、纺丝工段质量控制 199 ; I- }0 c' }9 V _0 b8 I' ?
三、后加工工段质量控制 200
9 M8 y; l1 d" H, I$ j) w" r四、成品纤维质量控制 200 1 {4 g3 v. W; s
第九节聚丙烯腈纤维的结构和性能 202
6 k. p6 A) H; t一、聚丙烯腈纤维的结构 202 7 R7 b- k6 c9 c, w
二、聚丙烯腈纤维的性能 203
6 P1 }) r( a6 b- E/ y( x3 r1 i0 V" O第十节聚丙烯腈纤维的新品种 204
6 D( r' P) Z- M! F一、复合聚丙烯腈纤维 204 + G4 S5 S# B. o
二、阻燃聚丙烯腈纤维 205 : ^9 J2 I/ y- ^
三、抗静电和导电聚丙烯腈纤维 205
7 ^& q2 r/ {$ d% V5 G: k! S2 g2 |四、高吸湿、吸水聚丙烯腈纤维 205 ; z5 \3 _1 {( ^5 H5 c; w N
五、高收缩聚丙烯腈纤维 206 1 o, U! @; a, D% r- k
复习指导 206 ( q2 G6 h _9 ]7 C X# ~
思考题 206 " Y0 @% h1 q' n8 @' y* ~( [/ Q$ y
参考文献 207 }$ \! F8 m& y3 b" F) i- Q/ }
第六章 聚乙烯醇缩醛纤维生产及质量控制 208 P, N: D$ O. a0 \( g
第一节概述 208 * B: \ H# W4 O0 |1 v' y
一、聚乙烯醇缩醛纤维的发展 208 " R! z3 P( Q" C
二、聚乙烯醇缩醛纤维的性能208 % I' u0 v7 g# s5 N( E
三、聚乙烯醇缩醛纤维的用途209 # t9 S( ]6 E8 E) h! G" \& i# h
第二节 聚乙烯醇的制备及其性能210
6 _, \- B/ p8 ]/ Z$ J 一、聚乙烯醇的制备210 2 |9 V2 Q& R' x3 Q
二、聚乙烯醇的性能216 ; s4 r3 l2 j* p! a
第三节 纺丝原液的制备及其性能217
# K5 a$ J% j; `1 z( a5 s$ s# @ 一、纺丝原液的制备217
0 A' m- f6 h, g6 K& V 二、纺丝原液的性能222
. ?5 F1 |& z% w) `9 \) S) T$ f第四节 聚乙烯醇缩醛纤维的纺丝成型223 : w- Y- d3 Q9 k$ W
一、湿法纺丝成型223
. |4 t- |- w5 \3 e3 R 二、干法纺丝成型227
1 [5 i3 U7 H* T5 ?9 ^第五节 聚乙烯醇缩醛纤维的后加工228 ! S; o5 a3 C* B6 A6 f
一、工艺流程228
$ E. m0 l* {+ m0 m8 p' ~2 c 二、纤维的拉伸229
, k( P1 T5 i! e/ ^, f9 s$ ` 三、纤维的热定型231
1 g* |) [ i/ k$ t- G 四、纤维的缩醛化231
: l& R' z1 G; e' O# \第六节 聚乙烯醇缩醛纤维的质量控制233 ' Q& \( F3 E/ T, B, ? Y( d# V- G
一、纺丝原液工段质量控制233
) N, ^0 U* @. i5 x% O1 a- S 二、纺丝工段质量控制234 4 |& K2 F% f1 l
三、后加工工段质量控制234 5 t- d( t5 D5 Q
四、成品纤维质量控制235
4 D# L& I1 h; }$ i' g' n- P第七节 聚乙烯醇缩醛纤维的新品种236 2 M* H+ p0 y% ]% B) [* M
一、负离子聚乙烯醇纤维236 # Q1 M6 F/ j) t7 K, r& e% X
二、交联聚乙烯醇纤维236
. b0 h5 n: v5 _6 |3 j6 s 三、湿法高模量聚乙烯醇长丝(FW B纤维)236
( m# Z/ ~5 X2 N: \ 四、导电聚乙烯醇纤维236
: p3 @7 X, Q+ w2 o% v. i. `! s 五、纳米聚乙烯醇纤维236
; X7 i% L, ^4 m- W 六、远红外聚乙烯醇纤维237 ) K2 |7 }& [' Z( I& I
复习指导237
3 j8 L5 P2 P G2 B9 {思考题237
/ K2 E! A6 S: [4 R: h Q参考文献237 F# n( ^3 J/ C
第七章 聚氨酯弹性纤维生产及质量控制238 / B2 j7 ]0 o: Z6 G8 M
第一节 概述238
/ J( X% g2 F" Q4 o3 O$ s: l 一、聚氨酯弹性纤维的发展238 ( r+ ?/ g8 _! ^6 N3 ]( Q
二、聚氨酯弹性纤维的结构239 7 Z' i7 p4 k+ i+ G. Y, w& f
三、聚氨酯弹性纤维的性能2407 , B; J7 V* q2 m5 f5 [7 \9 }
四、聚氨酯弹性纤维的用途241
# ~; d# s4 r9 j" r2 U8 g第二节 聚氨酯的合成241
E9 h8 q0 h* r) P1 t# C9 Q) N( U 一、原料的准备241 m" p! Q9 y2 P: p# ~+ [
二、聚氨酯的合成242 : V$ X- b) M2 m# q! G3 Z8 t
第三节 聚氨酯弹性纤维的纺丝成型242
; \! n& W# [$ X( L 一、干法纺丝243
& P6 F$ ~1 d2 ~! r 二、湿法纺丝247
2 V& y' {$ t9 C7 S' p1 f 三、反应纺丝法248
; n/ \; v1 j6 ` E# }2 K 四、熔融纺丝250 0 l8 ^, _* Z6 F7 k$ o9 q
第四节 聚氨酯弹性纤维的后加工253 3 C& D) N/ u. e; j
一、裸体氨纶长丝254 % ~' X; x% B( `
二、包芯混纺纱254 7 e2 I z. i: n/ w
三、包覆纱255
* s- L7 x( ], J# Q" o6 \! V 四、合捻线256
, ]" j7 N. U$ }3 D* n) a第五节 聚氨酯弹性纤维的新品种256 ; j L: o# z- b, `$ ^2 S! h
一、吸放湿式氨纶256 7 ]- a" }" ]8 }2 F! C# q
二、大豆蛋白纤维氨纶包芯纱257 6 p5 z# v4 D- ]: m" h
三、蚕丝氨纶抱合丝257 ) e& e2 ]& l5 E, c% n' E
四、细旦氨纶弹力丝257 : [$ p6 G( K" x1 }; c# B& R3 K0 r% N
五、黑色氨纶257
2 V1 ^0 ?2 s5 @1 ~1 N. G k7 [ 六、纳米改性氨纶257 3 F. W! v; h3 o, Y+ p* L
复习指导257
3 T- B! v' W9 A思考题258
, T# M) C7 v4 L1 R/ ^$ ?! e参考文献258 9 q( j8 ?4 {' n: Y
第八章 新型化学纤维的性能及生产259
* u- P, ]% B& w第一节 新型再生纤维素纤维259
: i3 x( H7 W2 e3 d; `" C) Y 一、Lyocell纤维259 . _" E. o' h& \
二、竹纤维267
! t A, b# N2 Z2 j( N 三、Modal纤维272
% {$ m' r6 X8 u& D第二节 新型再生蛋白质纤维274
2 Y2 |. |; I9 Q: Z 一、大豆蛋白纤维274 $ R1 J+ i# H0 X" {7 x; |: I
二、蜘蛛蛋白纤维278 2 S( M& Q" s* e, C: r' g
第三节 新型合成纤维282 . V7 ?- v2 W7 E4 f) r3 C+ c m
一、聚乳酸纤维282
" a/ w! i p$ ]- i0 a* b二、水溶性纤维284
( v7 a \. e& i% d: A复习指导286
& i( X+ e, e/ E( |& @6 v参考文献287
8 u3 q$ ^. a5 v6 v b- B思考题答案288
+ S9 \! a+ R2 \9 J: j$ O. a $ e9 h1 a, r b9 L6 ^, O6 H) N
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