《纤维纺丝工艺与质量控制》上下册，杨东洁、辛长征，ceb

" _9 B: S& z8 z, l6 V

《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。

内容提要

《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。

; J& n5 R4 i) A+ O

《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。

《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。

. w- r4 |6 L! F5 _8 r

目录

; C: U1 Q# }" W4 Q

第一章  概论1

/ W8 m' U' ^* w& b, M& U4 U

第一节  化学纤维的分类与命名1

    一、化学纤维的分类1

& f) \; |' j% j! h2 a- B

    二、化学纤维的命名3

    三、化学纤维的主要品种3

! C0 Y* [0 m) J; ^& J  f& ~

第二节  化学纤维发展概述4

3 D2 r, g4 j( o6 L- m

    一、世界化学纤维工业的发展概况4

    二、我国化学纤维工业的发展概况5

第三节  化学纤维生产方法概述6

    一、原料制备6

7 J0 v; o" v+ j8 H$ Z

    二、纺丝熔体（液）的制备6

5 S# {( @" u+ j

    三、化学纤维的纺丝成型7

    四、化学纤维的后加工8

0 ]. z* q5 y7 O3 `+ A

第四节  化学纤维的主要品质指标及其检测方法9

    一、细度9

' H1 c+ B3 g! w( f& L& B

    二、吸湿性10

    三、密度11

    四、拉伸性能11

, o/ D/ e) s# y. F6 D

    五、耐疲劳性15

    六、耐磨性15

    七、耐热性和热稳定性16

    八、热收缩16

    九、阻燃性17

. q7 \, p, E" o2 s# ]

    十、对化学试剂及微生物作用的稳定性18

. i1 D! b0 K8 S6 ]# X. q

    十一、耐光性和对大气作用的稳定性18

) m$ Z+ d& Q( m

    十二、染色性19

9 g* u  y; E" n5 a" ^1 T5 Z' {& `

    十三、导电性19

, y) H, j! t. l1 k, f$ Z

    十四、导热性19

    十五、光泽与横截面20

十六、含油率和上油率20

" F2 n; A' W4 s- y5 J: l5 q9 W

十七、短纤维的附加品质指标21

9 F  r- ]8 v' x" V0 P

复习指导23

+ n* x: M6 }6 O. Y& r

思考题23

参考文献23

* Y6 ~  D1 B8 q# W/ c6 f" d, i

第二章  化学纤维成型原理25

3 E5 b/ y5 T! f7 e- ~8 o  j

第一节  熔体纺丝成型原理25

0 {2 u$ e) E7 s, Q. G+ `- C1 p

    一、熔体细流冷却固化历程25

    二、挤出细流的类型27

9 V+ K* u) T  P" ^

    三、熔体纺丝的运动学和动力学28

    四、熔体纺丝过程中的热量变化29

0 X  C8 P* O$ ~" i9 l

    五、熔体纺丝中纤维结构的形成30

第二节  湿法纺丝成型原理32

    一、成纤高聚物溶解的基本规律33

6 v9 L8 G/ W6 e* ]* F' |3 z

    二、湿法纺丝的运动学和动力学36

    三、湿法纺丝中的传质过程38

6 b1 a! ~/ n  X! V( H

    四、湿法纺丝中纤维结构的形成38

第三节  干法纺丝成型原理40

    一、溶剂的选择41

4 _& X3 N0 h. @1 k. N: y

    二、干法纺丝的运动学和动力学41

9 [# v! W: ]( D, P# {1 a6 `

    三、干法纺丝中的传热和传质41

复习指导42

& d# }0 Z% d7 c/ z

思考题42

. [. V  s0 t. s. s

参考文献43

3 H3 o8 Z; q, s

第三章  化学纤维拉伸和热定型原理44

第一节  化学纤维拉伸44

) s3 m. ^& F! p- V% |

    一、拉伸的目的和作用44

    二、拉伸实施方法44

    三、拉伸曲线45

    四、拉伸过程中纤维结构的变化49

. |% t4 t. g  H9 y

    五、拉伸对纤维物理机械性质的影响50

" z, ]+ M4 f& N. E: h% A

第二节  化学纤维热定型51

    一、概述51

, p! H+ Q/ \1 n

    二、纤维在热定型中的力学松弛52

    三、热定型过程中纤维结构和性能的变化54

5 I( b0 k& M4 W* [; i

四、热定型机理55

复习指导58

思考题58

- v% }( ?2 l: i7 O# p" q

参考文献58

% [: @0 c+ S- m. F

第四章  黏胶纤维生产及质量控制60

( a) l4 q% w2 z5 y6 X3 M

第一节  纤维素的结构与性能60

; B( J8 j% w! v* E; n: {2 E

    一、植物纤维原料及其化学成分60

# C3 j, c6 C/ {& k( U

    二、纤维素的结构60

    三、纤维素的性质61

第二节  黏胶纤维概述65

    一、黏胶纤维的品种及发展概况65

    二、黏胶纤维生产工艺流程67

9 S2 O( K( R2 c9 e3 y9 r) I, i1 b

    三、黏胶纤维的性能及用途70

第三节  黏胶纤维生产用原料71

    一、浆粕71

8 e1 L6 r  f. y6 [: r& R

    二、其他化工原料74

第四节  黏胶的制备75

    一、黏胶制备基本过程、方法及工艺流程75

    二、浆粕的准备76

6 R; g/ {$ N; H- |, p6 a. ?

    三、碱纤维素的制备76

% X- ~. I$ C- i9 @' _7 p" ]1 I& W: p2 _

    四、碱纤维素的老成82

  h- F: F: k, y- _0 a8 c

    五、纤维素黄原酸酯的制备85

9 N3 t2 x9 M! Q; v) s0 Q5 ~/ W

    六、纤维素黄原酸酯的溶解91

    七、黏胶的纺前准备93

6 }1 k3 ^" O7 Q

    八、碱站100

    九、黏胶原液制造前沿技术101

第五节  黏胶纤维的纺丝成型105

* a+ R5 {) c; Q, }& w. o

    一、黏胶纤维纺丝工艺流程105

    二、黏胶纤维的成型原理106

    三、黏胶纤维纺丝工艺控制108

    四、黏胶纤维的纺丝设备112

+ A' Z, B% r2 Y5 |: p1 v- _7 U

    五、二硫化碳回收122

) d4 L3 l! v, _- t

    六、酸站124

第六节  黏胶纤维后处理128

    一、黏胶短纤维的后处理128

二、黏胶长丝的后处理及纺织准备 135

. U) a2 B0 u1 p8 R/ p

第七节黏胶纤维的质量控制 141  

一、原液工段质量控制 141  

二、纺丝工段质量控制 143  

三、后处理工段质量控制 144  

四、成品纤维质量控制 146

3 }$ T% |" f( m; N; Z

第八节黏胶纤维新品种及加工 147  

- S. T" t1 y$ j8 x1 A: d

一、黏胶玻璃纸 147  

二、负离子功能黏胶纤维 150  

三、黏胶长丝连续纺丝 151

# N/ I& Z, o+ [6 p$ d

复习指导 152

" l, y7 R4 H! c3 |, @; J$ C9 E

思考题 152

参考文献 153  

3 r) i2 ?7 {. u) N( g

第五章 聚丙烯腈纤维生产及质量控制 154

第一节概述 154  

一、聚丙烯腈纤维工业发展史 154  

二、聚丙烯腈纤维生产工艺路线 154  

( A& z4 G/ C# k/ j3 }4 H& U

三、聚丙烯腈纤维的用途 156

0 Q+ p! M; l+ v: m: `/ I# ^' L# O# c

第二节聚丙烯腈纤维生产用原料 156  

$ k  W+ U6 k4 W9 X3 J1 L  G# z

一、丙烯腈 156  

6 s& S! @6 O7 f2 O6 N5 D

二、第二单体 157  

' P) P9 A" J7 q# O5 V5 w

三、第三单体 157  

四、溶剂 158  

五、引发剂 158  

六、浅色剂 158  

7 L% @1 K5 t' a/ P$ S. A

七、相对分子质量调节剂 158  

八、萃取剂 158  

九、碳酸钡 158  

, L2 I# G- s) J+ z/ X# d& t

十、草酸钾钛 159  

2 g4 n0 n5 q$ O. ^# I$ M; F

十一、油剂、抗静电剂 159

" t9 q+ S" O9 Y. _+ q. Q+ {0 }/ ~

第三节聚丙烯腈的合成 159  

: |  A4 y* L9 o$ ?& T

一、均相溶液聚合 160  

. z+ p7 m. T5 r  H

二、水相沉淀聚合 165

& ~) c( P7 X7 P/ C/ u; @& P" ~% J

第四节聚丙烯腈纺丝原液的制备及其性质 168  

4 z/ l3 b" p- y  r( [

一、纺丝原液的制备

二、纺丝原液的性质 173

4 K* c  o0 [9 e

第五节聚丙烯腈纺丝成型 176  

& A* t: F/ _" U2 l7 b( u2 @, l

一、聚丙烯腈的湿法纺丝成型 176  

- f$ X8 N: f6 ]- F: G4 _& ^, e

二、聚丙烯腈的干法纺丝成型 182  

三、聚丙烯腈的干喷湿纺法纺丝成型 187

* @- ]/ V8 C+ G( ?; ^

第六节聚丙烯腈纤维后加工 188  

一、湿法成型聚丙烯腈纤维的后加工 188  

二、干法成型聚丙烯腈纤维的后加工 191  

三、聚丙烯腈纤维的特殊加工 193

第七节溶剂回收和净化 195  

一、硫氰酸钠溶液的蒸发浓缩 195  

二、硫氰酸钠溶液中硫酸根的去除 196  

三、硫氰酸钠溶液中铁离子的去除 196  

3 J0 q9 s; p* Q; `0 W. a* ?: l

四、硫氰酸钠溶液的净化 197

/ V1 d* d3 B; C* b! P5 Z# L

第八节聚丙烯腈纤维的质量控制 198  

" o" K* _+ q" n' v6 H

一、聚合工段质量控制 198  

8 o/ ^- \/ [3 I  M

二、纺丝工段质量控制 199  

" l+ J! U$ h# c+ p

三、后加工工段质量控制 200  

四、成品纤维质量控制 200

第九节聚丙烯腈纤维的结构和性能 202  

一、聚丙烯腈纤维的结构 202  

* X+ u( W+ ?- t3 Z7 z: _

二、聚丙烯腈纤维的性能 203

第十节聚丙烯腈纤维的新品种 204  

# c9 K# Q3 |) ~& z/ Y

一、复合聚丙烯腈纤维 204  

. s$ I* }5 P/ h( W% `

二、阻燃聚丙烯腈纤维 205  

- C4 Y6 N5 ]6 M! r  Q0 `, M

三、抗静电和导电聚丙烯腈纤维 205  

四、高吸湿、吸水聚丙烯腈纤维 205  

五、高收缩聚丙烯腈纤维 206

复习指导 206

7 E0 X# v% C9 G: a6 x

思考题 206

1 {( o1 w; ?6 d# S9 u

参考文献 207  

第六章 聚乙烯醇缩醛纤维生产及质量控制 208

9 h; x- f8 U# H/ ^& o$ C8 S

第一节概述 208  

( p' k! I! e' G% |' m

一、聚乙烯醇缩醛纤维的发展 208  

二、聚乙烯醇缩醛纤维的性能208  

三、聚乙烯醇缩醛纤维的用途209

第二节  聚乙烯醇的制备及其性能210

7 c, S& M7 p. [5 Q

    一、聚乙烯醇的制备210

    二、聚乙烯醇的性能216

9 e( \  P. v% e4 [3 Y+ [9 i

第三节  纺丝原液的制备及其性能217

0 @8 `6 ^2 X0 }6 K6 q' q7 Z

    一、纺丝原液的制备217

' u4 k$ b; G; u1 B: G9 \

    二、纺丝原液的性能222

4 L" \  }3 s' i6 V& x3 Q4 r( j# d

第四节  聚乙烯醇缩醛纤维的纺丝成型223

    一、湿法纺丝成型223

, K; F' v) ~* G/ L0 M& o

    二、干法纺丝成型227

9 i8 c" O2 ?& o$ s/ `& h

第五节  聚乙烯醇缩醛纤维的后加工228

  y2 v* {' a& f

    一、工艺流程228

' @4 U% n0 [& k# Z+ b

    二、纤维的拉伸229

! e6 ^) |, l* x* ?5 v$ O

    三、纤维的热定型231

    四、纤维的缩醛化231

- \7 w9 H) b/ T! n/ v

第六节  聚乙烯醇缩醛纤维的质量控制233

+ A# |! I* v+ R

    一、纺丝原液工段质量控制233

, y4 r: W8 w" L3 m" z

    二、纺丝工段质量控制234

! u5 M2 H7 i! m

    三、后加工工段质量控制234

    四、成品纤维质量控制235

! r# X! f- c7 U9 X0 y4 A# A9 k" X; b/ Z

第七节  聚乙烯醇缩醛纤维的新品种236

    一、负离子聚乙烯醇纤维236

    二、交联聚乙烯醇纤维236

    三、湿法高模量聚乙烯醇长丝（FW B纤维）236

    四、导电聚乙烯醇纤维236

- z/ K3 i8 F. C; Y8 }! b3 ]( x

    五、纳米聚乙烯醇纤维236

    六、远红外聚乙烯醇纤维237

复习指导237

2 ], L) A* m8 O2 v

思考题237

参考文献237

第七章  聚氨酯弹性纤维生产及质量控制238

3 H0 E7 O, \7 W- O3 [, x7 A5 I

第一节  概述238

    一、聚氨酯弹性纤维的发展238

9 E- B" \* Y! S

    二、聚氨酯弹性纤维的结构239

    三、聚氨酯弹性纤维的性能2407

) \0 N. _, P) B( G3 q% {

    四、聚氨酯弹性纤维的用途241

2 ~* g' I' u3 y" G7 m+ b, W

第二节  聚氨酯的合成241

' H( o1 N. c( p6 E( Q# K, _

    一、原料的准备241

    二、聚氨酯的合成242

) h1 z7 [5 o/ C. e3 F% Y

第三节  聚氨酯弹性纤维的纺丝成型242

3 J3 f% @( V8 B$ l' o

    一、干法纺丝243

' p$ l# `4 T6 U+ V0 I: C

    二、湿法纺丝247

& H% ?1 W( m0 \" N

    三、反应纺丝法248

6 f- a+ ~5 V/ a7 c

    四、熔融纺丝250

3 Q* D) G1 i' G  Z

第四节  聚氨酯弹性纤维的后加工253

9 l" q# ^+ a" ~1 T6 t6 W

    一、裸体氨纶长丝254

3 I! n% n# {# }5 h/ m4 M$ n$ Z

    二、包芯混纺纱254

7 h* c; ^7 A2 w6 x

    三、包覆纱255

( i& g. K9 C' r. B8 ]' h

    四、合捻线256

) A& z. K5 C/ G5 i! A, Q

第五节  聚氨酯弹性纤维的新品种256

& B$ q; Y8 Z& S  _  k3 _

    一、吸放湿式氨纶256

& V& ?4 m! R6 k5 j

    二、大豆蛋白纤维氨纶包芯纱257

    三、蚕丝氨纶抱合丝257

3 S0 Q0 {7 p6 j& o

    四、细旦氨纶弹力丝257

    五、黑色氨纶257

; S2 v: f, e" `( w+ b

    六、纳米改性氨纶257

1 z& U7 ]: X# S  U* \3 R

复习指导257

; T# o9 j# j2 X/ F6 m+ x

思考题258

参考文献258

第八章  新型化学纤维的性能及生产259

第一节  新型再生纤维素纤维259

' A; U# r: z1 c. `

    一、Lyocell纤维259

& U; q% L7 P" g6 u

    二、竹纤维267

    三、Modal纤维272

1 t1 X% L# t( L

第二节  新型再生蛋白质纤维274

5 r( b! v. _) V3 s' F

    一、大豆蛋白纤维274

    二、蜘蛛蛋白纤维278

第三节  新型合成纤维282

, \+ @2 }6 r* k( w# l* ]3 @9 ~! @/ f

    一、聚乳酸纤维282

二、水溶性纤维284

1 f1 ]3 @# {  s& }1 N

复习指导286

) n* d/ }) Y! B* O! p( |2 `9 ^4 E

参考文献287

思考题答案288