) v# d8 N( ?7 d3 l. G9 y《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。 , I# ^1 Y8 X' [5 o
+ D8 E9 c, A% P2 h/ J内容提要 % F% T5 a- L+ x' \: x
《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。 4 B9 }; M" V7 j! S/ O8 o2 r0 Z% c
《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。
$ f. |% x, F4 }' G《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。 ( ?* u, a% E+ {2 X% K5 S( L) z
目录 % \2 _3 k% R% ~9 T3 [7 T0 A4 C
第一章 概论1
' @* x' L5 K- T c$ s第一节 化学纤维的分类与命名1
0 F/ ]5 b# S0 ]/ c0 } ?/ Q 一、化学纤维的分类1 0 v7 n* l0 T4 X+ @
二、化学纤维的命名3 1 S+ z9 ~- O$ B. e' R4 X5 A/ W! r
三、化学纤维的主要品种3
2 m1 F8 @4 a% s2 L# M; X) T, a: N第二节 化学纤维发展概述4
" v. M; T4 g' w x 一、世界化学纤维工业的发展概况4
1 e& C; s! c# v- h+ ^8 _ 二、我国化学纤维工业的发展概况5
2 `) u5 n$ j* F: o* C第三节 化学纤维生产方法概述6 # n. P6 R, P- C, i8 ~* S3 V2 P
一、原料制备6 0 x( E; Q/ T0 v: a9 ]
二、纺丝熔体(液)的制备6
( A# M& o2 y5 `4 j; z' | 三、化学纤维的纺丝成型7 / s, J4 a2 t# ^' p
四、化学纤维的后加工8
0 @8 d" ]/ A! `2 _第四节 化学纤维的主要品质指标及其检测方法9
# w; x% I3 ^0 k$ i) m 一、细度9 % [8 S1 H- t. ]9 T
二、吸湿性10 & O: ?% V+ Y' F s
三、密度11 " S. }% C, ^6 J6 v, ^
四、拉伸性能11
( G" S6 v" J m2 r; n9 f& x& ]9 o" c 五、耐疲劳性15
$ n1 I0 _9 V9 {" a% c 六、耐磨性15 + G8 h" ~/ D X& K6 x! N
七、耐热性和热稳定性16
& B2 W& t/ G, P- ]' T 八、热收缩16 , |5 h7 H2 ~9 k( a, Q* S
九、阻燃性17 ( \( L4 r9 Y f) l7 H7 U
十、对化学试剂及微生物作用的稳定性18 ; n* l' c$ z) ^) r3 |
十一、耐光性和对大气作用的稳定性18
$ s5 C& ^3 M6 e) g2 P( L5 Y 十二、染色性19 7 S" U) q, D% r: V
十三、导电性19
% Z# s! [ j# x 十四、导热性19
, t% C# |5 Q+ V: v 十五、光泽与横截面20
* _" D1 U% H9 C十六、含油率和上油率20 ( `+ s$ O: i+ R" q5 A- J: G
十七、短纤维的附加品质指标21 / a, `8 F0 K( _
复习指导23
1 i3 Z5 \% w) m( ?. f2 v思考题23 8 b; |4 t& f5 c' [ ^% y
参考文献23 - _& [, ?: T5 L" h: z" N
第二章 化学纤维成型原理25
5 f7 B$ g# q! R% e, a' ^* J第一节 熔体纺丝成型原理25 " Z8 _1 \7 K4 V
一、熔体细流冷却固化历程25 6 g$ G4 V$ A7 A, J* w
二、挤出细流的类型27
3 ]* `$ _3 j+ F' }0 R 三、熔体纺丝的运动学和动力学28
8 ?: f% p" Z5 z- l! u5 f9 Y 四、熔体纺丝过程中的热量变化29 3 q1 J5 X: ^9 x5 o& V3 Z' x8 l
五、熔体纺丝中纤维结构的形成30 . v* [5 Q% ~) _5 U# V& x/ m
第二节 湿法纺丝成型原理32 8 H# ~- i0 Q; d" |4 m& Q- @
一、成纤高聚物溶解的基本规律33 & @, V5 L, i2 k
二、湿法纺丝的运动学和动力学36 : A2 h. e+ e& j+ k; c c* [; x' Z
三、湿法纺丝中的传质过程38
, h: W' p" x- M( r9 L- n* M 四、湿法纺丝中纤维结构的形成38
$ I" s' }/ ?( R' P( G( I第三节 干法纺丝成型原理40
- _2 `6 ? u% C& y! [$ c$ z 一、溶剂的选择41
% ?/ Z0 \* ]" g1 x 二、干法纺丝的运动学和动力学41
4 R, q/ @$ l8 T1 x" L 三、干法纺丝中的传热和传质41
: H: ~+ ~; Y0 N2 ]0 C% a g, A复习指导42 6 a! M7 _' ~$ y" M/ ~ K
思考题42
1 r8 n2 X! j! M参考文献43
4 O4 }, b% ?4 P! D8 ~% O第三章 化学纤维拉伸和热定型原理44
. t7 ]% m* G& m; C2 R6 h0 ?第一节 化学纤维拉伸44
# c, q1 X" e b9 O, N; g 一、拉伸的目的和作用44 , {3 ^! _' d( X! x& T/ @
二、拉伸实施方法44
4 f' \, m: I% ~% e; c4 B" C 三、拉伸曲线45
0 d/ A1 F/ k' z4 \3 z 四、拉伸过程中纤维结构的变化49
6 G6 ?, L4 p- d/ k8 a& L7 ] 五、拉伸对纤维物理机械性质的影响50 ! u0 I* d9 `8 Z( A/ ~; G/ `3 ` j# E
第二节 化学纤维热定型51 6 H1 B9 j5 r4 |
一、概述51 1 {) `4 a5 X0 G
二、纤维在热定型中的力学松弛52 ! s+ f5 ]# X) X% B3 }
三、热定型过程中纤维结构和性能的变化54
4 [0 S7 w' [# _# }* S L四、热定型机理55 2 w% h: t8 T: O- Z
复习指导58
2 i2 f# F+ r$ \4 c% R N8 B6 x思考题58 5 D: w. c* X! A3 X& V
参考文献58
$ V2 \% Y# {6 Y5 r第四章 黏胶纤维生产及质量控制60
# d, u1 N% d( P第一节 纤维素的结构与性能60
5 _' x# k7 D6 g& z 一、植物纤维原料及其化学成分60
2 Q& n0 g: Q8 X: Q5 L( c9 ?; ]0 f6 l 二、纤维素的结构60 . t2 }5 H" G$ Z: Y2 r; u
三、纤维素的性质61 & ~5 V! Q4 F4 C; x: I: d
第二节 黏胶纤维概述65 3 A0 g& M( A% h
一、黏胶纤维的品种及发展概况65
' Y7 U! Q7 {' B, f 二、黏胶纤维生产工艺流程67
& y P @" _" K1 b2 V7 }! k 三、黏胶纤维的性能及用途70 8 i4 \. Y5 Q) V- y2 s
第三节 黏胶纤维生产用原料71 3 o L$ @ a6 p* X$ i2 i
一、浆粕71
! z5 S/ L) t7 W$ @" O 二、其他化工原料74 2 i& V; D! G% W/ U) p- G; ] N
第四节 黏胶的制备75 ) }: P% @% H3 M8 o
一、黏胶制备基本过程、方法及工艺流程75 % y' G3 K4 ^" K6 c" N8 w
二、浆粕的准备76 ; @* O/ Y( K+ n& L, [
三、碱纤维素的制备76
- ~2 }$ e G5 A& }$ |( C 四、碱纤维素的老成82
' Q' x- Z" D; G/ f- T# l+ W" N 五、纤维素黄原酸酯的制备85
" q% k* Z7 d6 t# w8 f/ L: q 六、纤维素黄原酸酯的溶解91
& c1 V Q' ~. ?0 n0 N5 S( ? 七、黏胶的纺前准备93
/ U: q% B3 E: H7 a' [8 ?9 O 八、碱站100
7 T( ], Z5 L# r; P! T0 N O 九、黏胶原液制造前沿技术101
8 n8 [$ F( i4 c& y& E+ Z第五节 黏胶纤维的纺丝成型105 # K/ v1 K7 g$ ^1 P5 S
一、黏胶纤维纺丝工艺流程105
, E$ f+ Y2 Y, I; m& L7 N 二、黏胶纤维的成型原理106
8 ?1 k; o! m8 c0 e 三、黏胶纤维纺丝工艺控制108 ! b2 @3 r5 |0 V& c, }/ k9 D. ~
四、黏胶纤维的纺丝设备112 - N8 b0 X* R9 A
五、二硫化碳回收122 . I, ]2 s, `1 p7 Z1 G9 b' V |
六、酸站124 1 Q/ i, @) R* x# g' ?
第六节 黏胶纤维后处理128
' [3 k0 ~/ ?. F7 U. ^. p& q8 F 一、黏胶短纤维的后处理128
8 e! B/ M5 V8 P( X V# z二、黏胶长丝的后处理及纺织准备 135
$ a! C/ F' H7 Q# y' _# V第七节黏胶纤维的质量控制 141 6 Y: ^" u2 m2 q F8 _
一、原液工段质量控制 141
" Z. j" U5 G' u' B, q- O/ R6 f二、纺丝工段质量控制 143
2 W. b( x* n, }' c: O三、后处理工段质量控制 144 ( N. Q5 b) v* V e7 k
四、成品纤维质量控制 146
0 t* c3 J A; k3 E+ g7 |! T* ~' v第八节黏胶纤维新品种及加工 147 % \) T) `1 t8 M4 q) w) J4 Q
一、黏胶玻璃纸 147 + v0 M9 \. a3 u' O! J, w9 N
二、负离子功能黏胶纤维 150 ^) e( S5 Y8 o* E n
三、黏胶长丝连续纺丝 151
0 H [0 q" G9 c q3 b/ B/ V# ~& @) z复习指导 152
3 b. C3 @, \' o! g思考题 152 + N4 |) V2 w$ Y. w" h" m- r
参考文献 153 ' O6 I8 Y8 R9 u3 f
第五章 聚丙烯腈纤维生产及质量控制 154 1 t1 ~1 e$ L& g! d' W
第一节概述 154 - n* P1 A: m3 |2 r6 H: ]
一、聚丙烯腈纤维工业发展史 154 ) s' T9 W- a2 U3 H# H4 ~
二、聚丙烯腈纤维生产工艺路线 154
3 r3 S% k. A5 e8 S% A三、聚丙烯腈纤维的用途 156 2 G+ H5 q1 j$ M3 u0 }& `6 r
第二节聚丙烯腈纤维生产用原料 156 $ X( T8 a5 K5 q% T% J, q
一、丙烯腈 156
1 R g( k8 w3 B* l) H- N二、第二单体 157 ; d) [- n6 ?3 @2 u
三、第三单体 157 ; T: h4 G; S3 X, ~# o' ` V
四、溶剂 158
( \ B! @! @0 f a P$ L五、引发剂 158
i! f3 y2 g" o4 ^0 M' ]六、浅色剂 158 3 t+ ^% ?. n, o) U' o% `
七、相对分子质量调节剂 158
( i4 w/ R3 y* B- f; @! r, y1 l八、萃取剂 158
% L0 {& U# R- ^, P九、碳酸钡 158 $ m( T, V9 G: `" l
十、草酸钾钛 159
% i: W% N1 F: g ^+ G8 p* q" ?1 y十一、油剂、抗静电剂 159 ! u" _! R2 s3 C5 W
第三节聚丙烯腈的合成 159
! y4 i' {9 r# _ d: G3 o8 J2 A% {一、均相溶液聚合 160 ! u4 o4 a Y, R! a
二、水相沉淀聚合 165
2 q2 Z, o+ ?* ^3 T0 l( O# c第四节聚丙烯腈纺丝原液的制备及其性质 168 % u- |1 b) V# q5 n. p
一、纺丝原液的制备
! N8 c% n) b- j, [8 u7 U5 ?* o. Z二、纺丝原液的性质 173 & `0 W+ _; |: | K
第五节聚丙烯腈纺丝成型 176 ( B* D! b0 W3 ]6 L# n1 g& v% @
一、聚丙烯腈的湿法纺丝成型 176 - h# N! ^/ }' @& `% f
二、聚丙烯腈的干法纺丝成型 182
5 G1 }# y$ I1 K+ @- h, n8 n& a三、聚丙烯腈的干喷湿纺法纺丝成型 187 7 @$ B" S3 E, ]: N' x8 v' ]; v1 S
第六节聚丙烯腈纤维后加工 188
& f4 g' ^4 ~. M$ L* i% T/ T7 P3 f一、湿法成型聚丙烯腈纤维的后加工 188
9 |: d" A4 ^4 Z+ A: [二、干法成型聚丙烯腈纤维的后加工 191
4 F$ k5 F% K4 H+ ?( n; m+ m三、聚丙烯腈纤维的特殊加工 193 5 i. h- i$ h) S& z8 v* ]5 F3 I( }$ T
第七节溶剂回收和净化 195 + n! _; F' P! b& u0 {3 s; ^
一、硫氰酸钠溶液的蒸发浓缩 195
4 y' h% ^) a. D% v3 P二、硫氰酸钠溶液中硫酸根的去除 196
" d8 [* |3 J; _+ _三、硫氰酸钠溶液中铁离子的去除 196
' `- U W5 W/ U+ q& P四、硫氰酸钠溶液的净化 197
) R% z/ l% y" D* O第八节聚丙烯腈纤维的质量控制 198 5 U9 q7 A. k M0 f2 C3 b
一、聚合工段质量控制 198
2 Y3 q! ^2 I& D9 c5 b! {+ Z二、纺丝工段质量控制 199
( j1 g" p3 _' t* T三、后加工工段质量控制 200
. J9 H2 s% H3 w( X3 {8 M, `四、成品纤维质量控制 200
" n$ L. \. Z" ]1 |第九节聚丙烯腈纤维的结构和性能 202 5 H+ V( Z$ B( O8 A- G. A
一、聚丙烯腈纤维的结构 202
# a' g" ]5 e. a1 Y二、聚丙烯腈纤维的性能 203
8 w. G. L/ {) ?第十节聚丙烯腈纤维的新品种 204 ; w5 X1 i, _+ X% g; S9 C' N
一、复合聚丙烯腈纤维 204
: |- a, ]" x& }! s5 c) ^二、阻燃聚丙烯腈纤维 205
^" M1 h! y/ D! h8 S. \三、抗静电和导电聚丙烯腈纤维 205 ( V6 {" b" j' c0 W1 U! m
四、高吸湿、吸水聚丙烯腈纤维 205
8 F9 f: }4 z4 p, m' j五、高收缩聚丙烯腈纤维 206 ( a& ]( s# `) o. r# C# z
复习指导 206 8 e( k! S3 i% u3 D& v: e
思考题 206
0 }9 ]7 f- L0 o7 p: Y2 B参考文献 207
. j X' z) r( l, i- P第六章 聚乙烯醇缩醛纤维生产及质量控制 208
+ x9 E8 `/ U9 x+ n+ b' v第一节概述 208
9 P8 i3 R! [) n1 q& R" f* m c一、聚乙烯醇缩醛纤维的发展 208
8 @9 g4 }" L# E* G# h* I二、聚乙烯醇缩醛纤维的性能208 9 y" t# p& N6 R, I9 n5 P
三、聚乙烯醇缩醛纤维的用途209 " K8 M1 {' k n' v4 m2 W9 d! C
第二节 聚乙烯醇的制备及其性能210
& V. S/ c3 w, S& H! a8 l 一、聚乙烯醇的制备210 % W" @1 G/ `6 n8 z
二、聚乙烯醇的性能216 : |* {4 H6 N: O) |. D. c
第三节 纺丝原液的制备及其性能217
/ u- m: {* R7 b" e& ]4 K r7 d 一、纺丝原液的制备217 2 F1 t7 \% q" N% b, q' `
二、纺丝原液的性能222 . v* X/ a: t+ x" a F$ j* T
第四节 聚乙烯醇缩醛纤维的纺丝成型223 & o2 p! {9 H; ]2 _3 E
一、湿法纺丝成型223 8 T* Y ?7 c5 r, d* s9 } _
二、干法纺丝成型227 ! c l. O: E' f
第五节 聚乙烯醇缩醛纤维的后加工228
; H) k5 c. R& B) t) Y v 一、工艺流程228
3 d4 e6 g% |4 x3 r, L, _3 ` 二、纤维的拉伸229 2 H4 }$ ]4 F- u8 t! J3 d
三、纤维的热定型231 + u3 }# K+ V- m/ L
四、纤维的缩醛化231
0 Y+ _/ J3 L. L第六节 聚乙烯醇缩醛纤维的质量控制233 ' n- Q0 [2 \! H9 L% y* ^8 d
一、纺丝原液工段质量控制233 % B/ H L6 _7 ^ @+ I, }1 K
二、纺丝工段质量控制234
6 g6 {$ w" K8 `' {7 d% d4 m 三、后加工工段质量控制234 0 S0 ~; O; Y& }
四、成品纤维质量控制235 & K3 i" X, C6 @, Z# s/ m
第七节 聚乙烯醇缩醛纤维的新品种236
: V+ h k7 P ]" | 一、负离子聚乙烯醇纤维236 4 N9 ^! r+ }; ? O: x% F+ M
二、交联聚乙烯醇纤维236 & `4 A$ _5 P5 U& f
三、湿法高模量聚乙烯醇长丝(FW B纤维)236
) V: \' o! D, K, G/ A4 C" _/ D 四、导电聚乙烯醇纤维236
# x3 f- q; x0 z; l; V9 y 五、纳米聚乙烯醇纤维236 * G% v: c& B8 r$ y W ]5 `+ Y
六、远红外聚乙烯醇纤维237
: p( G" B) S$ Z- O0 m复习指导237 3 k9 \+ }) z! N& u0 d
思考题237
X8 Z& l3 @! g* j- _, y# \3 m参考文献237 5 c( I) b: _( h j2 E p- J
第七章 聚氨酯弹性纤维生产及质量控制238
- l+ B; R1 _' F. p9 c; l) ? ]第一节 概述238 # I$ V0 k4 Q! k9 ?. |
一、聚氨酯弹性纤维的发展238
. P: Y3 Z. T* x, j9 n% ` 二、聚氨酯弹性纤维的结构239 3 g" A6 T% Y: m1 \
三、聚氨酯弹性纤维的性能2407
7 Y, r$ @3 u9 X$ d Y 四、聚氨酯弹性纤维的用途241 4 k: Q1 s, [; w; k2 w
第二节 聚氨酯的合成241 - ?3 K+ J8 [. m1 ?0 j* n: K- L
一、原料的准备241
4 U, r0 L p" R8 j" w 二、聚氨酯的合成242
* E8 q: ?5 o' D. |) r第三节 聚氨酯弹性纤维的纺丝成型242 0 H! O4 u, Q4 ?% I1 ~: O
一、干法纺丝243
3 D$ M& ]7 Y, t5 m 二、湿法纺丝247
( ~/ U9 n( Q6 X5 s5 h9 @ 三、反应纺丝法248 Z9 R* I) T1 H: N; `' F
四、熔融纺丝250 & S3 g: Q3 k" }" z; N# o. T
第四节 聚氨酯弹性纤维的后加工253 * R% w+ N' h/ v* e
一、裸体氨纶长丝254 , e; c9 P$ @0 v0 @& j9 q
二、包芯混纺纱254 + q9 ~; `+ q6 E# q% |- f
三、包覆纱255
+ t" O6 h3 h7 E$ f# D' c, o 四、合捻线256 " [- g4 _) i. w" D
第五节 聚氨酯弹性纤维的新品种256 3 A* U+ k2 W% ?8 t4 E1 s0 _& q& R' q
一、吸放湿式氨纶256 * x7 C) H* w4 U' s+ ^/ g0 D& V. B4 ]
二、大豆蛋白纤维氨纶包芯纱257
# t6 o) r% t: Z( X1 G% U: J5 W1 [ 三、蚕丝氨纶抱合丝257
7 ^6 G1 c0 d3 v) I 四、细旦氨纶弹力丝257
; }: W5 a8 p! H5 b8 i* p 五、黑色氨纶257 - a/ |6 A7 P5 {
六、纳米改性氨纶257 9 P% `( X" Y" L* n
复习指导257
6 d' q# ~7 p0 ?. A" l5 G7 {; ]$ ]思考题258 : s: _- S) U+ S/ J
参考文献258
/ A# h6 X$ P. s7 P第八章 新型化学纤维的性能及生产259
/ k. O' w# a% ?# @- n9 \, S第一节 新型再生纤维素纤维259 / z q+ D# c( q0 }
一、Lyocell纤维259 2 u: U6 {: w; A: L6 v L0 W
二、竹纤维267
' s2 k9 r9 T. s 三、Modal纤维272
2 V% K+ ~ H5 |- F7 g1 \& X4 r第二节 新型再生蛋白质纤维274
& @, ?! u# y f/ e! x 一、大豆蛋白纤维274
L; ^! P) k5 b* G8 o 二、蜘蛛蛋白纤维278
$ @& ?! c4 |. m) Z6 f. y第三节 新型合成纤维282 " y( U$ h3 V3 k" J
一、聚乳酸纤维282 / @0 b( O+ H; { W
二、水溶性纤维284 ! x! ^- Q9 w! ?- j9 D
复习指导286
0 v- {4 o+ e B/ S& X+ x& J7 p' c参考文献287
7 V$ Y. C& l6 W* {* M思考题答案288
2 o# B! f0 ~ i5 O! n( @& ]6 A
7 p+ M! `& `" O# O3 u' x' {/ d |