' ^( _2 s4 a3 p5 ~ K《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。 6 q; d/ W. \+ o3 P8 @+ h
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内容提要 ' I3 R$ H6 L; E& o+ x2 ^
《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。
( S/ A& u" g- 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。 4 o# e8 E3 D* K& f
《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。 " a8 F5 m A+ ?+ f' M
目录 - M+ |) }+ B; R$ E
第一章 概论1 5 M2 E8 f7 i) H" Z* b
第一节 化学纤维的分类与命名1
: W2 F, i1 B4 e7 ^: d4 F 一、化学纤维的分类1
2 D( U6 [( L9 H5 G6 O$ Q 二、化学纤维的命名3 6 H* p& t* n% k) u' T: h6 x
三、化学纤维的主要品种3
* p( h2 j! s4 c: c, b% B) Y8 n第二节 化学纤维发展概述4 * @. J. F/ c" l2 g1 F8 Q3 Q8 S
一、世界化学纤维工业的发展概况4
0 r- B% t* A z! V+ |, G7 a 二、我国化学纤维工业的发展概况5 , `3 |0 |! w/ Q. U
第三节 化学纤维生产方法概述6 7 A. S* [7 K$ T! b& F4 |0 ?) x
一、原料制备6 ! j1 K, j8 l% i, T9 a: C: X
二、纺丝熔体(液)的制备6
8 V: W' q3 |5 X7 m( u2 e 三、化学纤维的纺丝成型7 + I, F( u5 I0 K6 }* I
四、化学纤维的后加工8
' `1 j6 s( e+ B, g2 t第四节 化学纤维的主要品质指标及其检测方法9
+ i) e" F+ U# N7 n0 K, Z 一、细度9
6 g, x: l2 b, q5 r 二、吸湿性10
% V1 P. H0 V, z+ @7 D5 H 三、密度11
/ O A4 o* ]6 k! w, i( P# t; m- \ 四、拉伸性能11 , D( x& |- J/ b5 K) p9 k. K
五、耐疲劳性15
\& J' ^$ D4 n1 j 六、耐磨性15 2 D" A, k, j9 p# E8 Z6 n! K
七、耐热性和热稳定性16
# F. ^9 |# \+ }, p 八、热收缩16
& J9 [" q8 n$ A( V 九、阻燃性17
6 g& }& I$ F# I- i+ ~1 O5 @. b 十、对化学试剂及微生物作用的稳定性18
3 m& H9 M6 T- N, }! j3 P* D 十一、耐光性和对大气作用的稳定性18 ; c3 q5 k" E0 F1 I! O( s8 H
十二、染色性19
+ f% p2 t6 M$ C! c" u+ m 十三、导电性19 5 T: M- s: p \# n3 f; B& S6 |/ w( W
十四、导热性19 % b' \. B( ^+ l3 Z- \7 r
十五、光泽与横截面20 + T3 V% o# Y( a9 u( s
十六、含油率和上油率20 ! l6 p. G- h- \( ]7 u8 j
十七、短纤维的附加品质指标21
% u/ V) y: a$ X& a* Z. j复习指导23
7 A, u9 W& Y* a思考题23
$ `3 ] e$ Q3 q# ]9 v( j W& H7 K参考文献23
1 Z+ j; v4 Q: z1 y2 x* F4 O- c第二章 化学纤维成型原理25
7 O$ @( J+ h A! c" N: }0 Z第一节 熔体纺丝成型原理25 ( S4 U0 m- o9 @# S
一、熔体细流冷却固化历程25
1 l1 }, p" o8 F+ Q6 D" }: C/ ] 二、挤出细流的类型27
; x7 C2 C0 b2 G' i% w# a 三、熔体纺丝的运动学和动力学28 & U$ s+ i# o- Y8 i! p, r
四、熔体纺丝过程中的热量变化29
# l6 w6 p7 {# u0 @+ X5 d 五、熔体纺丝中纤维结构的形成30
/ H: v- Q2 P! B第二节 湿法纺丝成型原理32
! S+ p4 Q7 X4 Q2 Z 一、成纤高聚物溶解的基本规律33
0 s; K0 {* H2 B2 B/ l0 {/ d 二、湿法纺丝的运动学和动力学36
' c Q# p; N) S! C! w 三、湿法纺丝中的传质过程38
0 P" T) y% K! y( l! r% o 四、湿法纺丝中纤维结构的形成38
. C) J# L/ @. M S第三节 干法纺丝成型原理40 $ d' _8 t% @' X& Y* i6 C( v
一、溶剂的选择41
3 H& D, y; Z& |) t 二、干法纺丝的运动学和动力学41 " J2 C D+ c' m- v$ v, }) l9 {7 G# w
三、干法纺丝中的传热和传质41 - [9 Z b1 n2 |3 D: J7 R( y
复习指导42
) w7 g0 \5 h* L& G5 n思考题42 ( O8 e6 i+ n2 y5 j v2 h
参考文献43 ; q2 m- a) g: F1 m
第三章 化学纤维拉伸和热定型原理44 6 L# K2 U: I) S! G( g) ~& Z
第一节 化学纤维拉伸44 ' Z' N# o# Y" y6 E
一、拉伸的目的和作用44 + ~! F9 D7 ?* b$ p
二、拉伸实施方法44
u$ W8 R! {! } X6 z% _; g5 ?1 @3 b 三、拉伸曲线45
/ Y9 U7 T* X3 ~ W" G5 c 四、拉伸过程中纤维结构的变化49
$ T- B" ^( J, N2 q$ j6 k! W& [ 五、拉伸对纤维物理机械性质的影响50
# p' r. v" ]! A8 | i! m3 @6 @: j第二节 化学纤维热定型51
% i4 D0 `9 X0 S, Q/ Y 一、概述51 + b: q7 e0 A4 b
二、纤维在热定型中的力学松弛52
7 x. T6 f0 t3 \8 B 三、热定型过程中纤维结构和性能的变化54 - V: S) c% \2 C! S* r' ]
四、热定型机理55
+ R( Q! L* t0 C. z复习指导58 4 O2 H; D6 b& s! k" u
思考题58 @" q) P" [" [8 T
参考文献58 - _- }1 d0 n! C# l0 U, T8 }
第四章 黏胶纤维生产及质量控制60
& u* _9 ]" Z" S第一节 纤维素的结构与性能60
! a ^" S( h( F; @ 一、植物纤维原料及其化学成分60 ! H @' l5 Y/ k, ^
二、纤维素的结构60 6 `+ [# P9 x4 q. s- e
三、纤维素的性质61 / W9 H# m- y3 ?
第二节 黏胶纤维概述65
6 U% z- |0 q& T: _ 一、黏胶纤维的品种及发展概况65 5 I( j+ O3 g: P/ b# B" l
二、黏胶纤维生产工艺流程67 7 L. B ^& l& B; e3 F( ?- U7 ~/ @* P" K
三、黏胶纤维的性能及用途70 4 @! y% L: Q* [6 f* p3 ~
第三节 黏胶纤维生产用原料71 & C4 Z3 O, d. A4 q) U
一、浆粕71 % O% y: ^: R& l1 e9 s
二、其他化工原料74 , b) d) J: u! w5 G- B& T, T
第四节 黏胶的制备75
+ }% r4 n' \' D4 r5 b. u5 {; R 一、黏胶制备基本过程、方法及工艺流程75 # B4 x" i; [) W4 L) x
二、浆粕的准备76
0 o4 f2 J) J* G# P3 [: I8 U4 t 三、碱纤维素的制备76
$ _2 S3 W1 g7 \3 m, e! J+ D; K# g 四、碱纤维素的老成82 - @" x5 y! J5 [2 k3 _% D! q
五、纤维素黄原酸酯的制备85 6 N" s; j3 o) S1 t9 d' e
六、纤维素黄原酸酯的溶解91 8 I6 i6 J6 o# d3 @6 Q$ g& F! D
七、黏胶的纺前准备93 7 L& M& H. W/ |3 e
八、碱站100 6 X+ N# W! l6 c# P% x5 a
九、黏胶原液制造前沿技术101 + ^$ W! q. N/ {+ [
第五节 黏胶纤维的纺丝成型105 $ l5 q9 e( N# l* b% h/ ~& U2 |3 I
一、黏胶纤维纺丝工艺流程105
+ a3 Q5 y- f, O! \1 r5 |# t 二、黏胶纤维的成型原理106 ' c$ E$ Y) ~% h9 M+ x$ P& E& S. z
三、黏胶纤维纺丝工艺控制108
* t. O( M/ a' {) j/ ^ 四、黏胶纤维的纺丝设备112 $ A; ?8 s; S0 x5 R7 i
五、二硫化碳回收122
+ l4 m6 E% C4 b" r& O- E9 v. i8 d 六、酸站124 0 x( ]* J- j$ I5 l) l9 u
第六节 黏胶纤维后处理128
, [$ K8 W( t$ ]/ m 一、黏胶短纤维的后处理128 % | I2 v- b5 `# E) G+ T
二、黏胶长丝的后处理及纺织准备 135
% i5 }! p( L& p% D! B" j4 q第七节黏胶纤维的质量控制 141 ) g1 v( ^/ P& A+ s
一、原液工段质量控制 141 6 g0 P3 i& f8 W; ?/ l
二、纺丝工段质量控制 143 % u) A9 b8 k5 d& C7 M; w! `
三、后处理工段质量控制 144 8 F# v) Y! I; l4 \
四、成品纤维质量控制 146 3 d7 N5 v2 R# ~$ ^
第八节黏胶纤维新品种及加工 147 " a }% [1 K/ r1 m
一、黏胶玻璃纸 147 , U; c: q4 Y$ Y
二、负离子功能黏胶纤维 150
, U2 d: G9 {4 Q三、黏胶长丝连续纺丝 151 4 v/ P3 U# c8 ]
复习指导 152
3 z* z$ G6 a+ Z. R思考题 152
4 v/ @7 a$ D" {% |; G5 K4 B; W( b参考文献 153
( y0 b; q1 P+ a第五章 聚丙烯腈纤维生产及质量控制 154
5 }- b1 S X# ?% j8 I第一节概述 154 , Y, J6 ?3 p) \7 T, |' ]8 b7 _
一、聚丙烯腈纤维工业发展史 154 : J6 ^: r& j* N# L- O: P
二、聚丙烯腈纤维生产工艺路线 154 6 f) ` i# `9 p) H! Y" ?
三、聚丙烯腈纤维的用途 156
! N0 k3 j2 `1 N8 l5 i第二节聚丙烯腈纤维生产用原料 156
# d" E4 t3 F; f: w1 B一、丙烯腈 156 5 y0 I/ L& Z: S; @4 S+ W$ c
二、第二单体 157
' t4 o, R! n* V. h. c5 k! @( r. M三、第三单体 157 & I2 W3 n! `# S
四、溶剂 158 }" g& [5 y8 n$ `. F2 }
五、引发剂 158 * N9 i, L3 i6 b$ l2 C$ N
六、浅色剂 158 6 p& `0 P* g2 F: u+ H2 f
七、相对分子质量调节剂 158 % V' n3 F C+ V+ ~5 ^
八、萃取剂 158
; z, Q0 x! u/ \8 k0 O2 G$ Z3 j# Q九、碳酸钡 158
/ Q% Z5 ~6 P( K* z: h十、草酸钾钛 159 8 ~( M- w! [% T. g A O8 }
十一、油剂、抗静电剂 159 6 k+ t4 ^: \+ f u
第三节聚丙烯腈的合成 159 1 Q9 x# F( d \* n6 h: Q5 }
一、均相溶液聚合 160 + {: ?5 D+ A( {. k
二、水相沉淀聚合 165 , R% a6 G' R4 O; }/ ?5 ]5 [/ ]
第四节聚丙烯腈纺丝原液的制备及其性质 168 7 F r5 Y" a' M) x
一、纺丝原液的制备 % z, q/ x0 S3 ?3 j/ N7 Y
二、纺丝原液的性质 173 ! N$ _1 u, g( S8 g
第五节聚丙烯腈纺丝成型 176
3 M& \: Z* t& ?% o一、聚丙烯腈的湿法纺丝成型 176 7 A6 q0 q Q0 |4 F1 D" Z: @
二、聚丙烯腈的干法纺丝成型 182 ! T& M, J: s' X! O- K$ ~0 y
三、聚丙烯腈的干喷湿纺法纺丝成型 187
" ?6 g z9 x2 |1 y第六节聚丙烯腈纤维后加工 188
0 c. Z/ w, a, C$ F一、湿法成型聚丙烯腈纤维的后加工 188
; e+ p/ |& i7 n3 c( Z3 \3 |5 z) A二、干法成型聚丙烯腈纤维的后加工 191
/ Z- \% L) a3 r* L三、聚丙烯腈纤维的特殊加工 193
( o; S, n' `8 I- g4 B第七节溶剂回收和净化 195 * s# ^# c3 [5 |8 c; Q! q" u: o6 v( c6 P
一、硫氰酸钠溶液的蒸发浓缩 195 + d% y8 R G: R
二、硫氰酸钠溶液中硫酸根的去除 196
% l \( `+ p6 E* z! |三、硫氰酸钠溶液中铁离子的去除 196 A/ P7 C( E/ P! \
四、硫氰酸钠溶液的净化 197
0 X- I6 S5 s6 U9 }第八节聚丙烯腈纤维的质量控制 198
' G7 u" ~ ?' |一、聚合工段质量控制 198 $ N: t) t& K; _
二、纺丝工段质量控制 199 . \2 d: s! J0 S; X, q
三、后加工工段质量控制 200 5 n, M' k9 }) |2 @/ P
四、成品纤维质量控制 200
: h2 H0 n& p7 ?* O第九节聚丙烯腈纤维的结构和性能 202 + w- }- M4 {' `4 R) [3 u I* X$ ?
一、聚丙烯腈纤维的结构 202
6 q. Y P: p K4 `& E B& e二、聚丙烯腈纤维的性能 203
" P, U0 h( W& ~! N: a( F1 s第十节聚丙烯腈纤维的新品种 204
. W. H, e" M, Q$ B1 I" f* _/ x3 ~5 C一、复合聚丙烯腈纤维 204
- ]5 ^) e7 J8 Q( k4 [. N二、阻燃聚丙烯腈纤维 205
& R. |0 b5 o4 Y* m+ c2 p. ? P. i三、抗静电和导电聚丙烯腈纤维 205 " E3 H1 h7 q$ z# M% s. Z
四、高吸湿、吸水聚丙烯腈纤维 205
4 }& r" @5 r- L& [% w五、高收缩聚丙烯腈纤维 206 8 }0 r+ y, F9 f& X
复习指导 206
7 k$ N7 h3 P9 C. R. H思考题 206 4 n7 ?+ Z1 |8 w! m# Y x2 V
参考文献 207 2 Y; y: d$ {" v( v5 ]. d: ] R
第六章 聚乙烯醇缩醛纤维生产及质量控制 208
% p$ L, M# }) Y$ H% s第一节概述 208 - K& _+ _& o+ E) D$ u5 @ [
一、聚乙烯醇缩醛纤维的发展 208
% o+ ~* z9 R$ v+ T) i! q二、聚乙烯醇缩醛纤维的性能208 & n5 ^+ l& s5 W5 F/ |
三、聚乙烯醇缩醛纤维的用途209
: p# j; N; ?$ T; @0 M: D第二节 聚乙烯醇的制备及其性能210
- b, r! S, B+ B! Z! V 一、聚乙烯醇的制备210 ( i7 j# J/ J& p( ?& \% @8 s% [
二、聚乙烯醇的性能216
$ b! j' [5 L$ s2 N2 c- T第三节 纺丝原液的制备及其性能217
% @, J& K6 k& \& K# e 一、纺丝原液的制备217
8 Z/ k+ v# v! Y3 y0 S' i 二、纺丝原液的性能222
( P* [9 R- t/ _7 d8 t% J0 R' q5 {第四节 聚乙烯醇缩醛纤维的纺丝成型223
& h+ b$ P9 S0 t6 A2 L 一、湿法纺丝成型223 & Z2 \) z8 o r( T# d
二、干法纺丝成型227
1 ^$ u) S. E$ E, x第五节 聚乙烯醇缩醛纤维的后加工228 4 e# k$ w$ z* K4 b* T8 z
一、工艺流程228 # Q! p" i# y: d- I
二、纤维的拉伸229
' O9 ^: z: `. S 三、纤维的热定型231 2 t" Z" h7 I8 [* m) ~# ?1 _' ?( N5 _
四、纤维的缩醛化231
' Y; y5 @( u7 l* E& u: g) G第六节 聚乙烯醇缩醛纤维的质量控制233 7 D; g& v3 t5 l1 V$ @# y. ~$ r( r- E
一、纺丝原液工段质量控制233 . u) ~* q2 _" C4 a9 Z, O& y
二、纺丝工段质量控制234
6 h4 |3 B4 R5 y# x2 ?6 h0 B 三、后加工工段质量控制234
- p, V5 `5 ~- a: U( ?: U 四、成品纤维质量控制235 9 F+ N$ F! x3 y( ? {
第七节 聚乙烯醇缩醛纤维的新品种236
5 i' b) N2 m0 K e* Z0 L# s 一、负离子聚乙烯醇纤维236
/ c# D! @) B% @ 二、交联聚乙烯醇纤维236
7 v/ W4 J; e/ A q4 L7 c5 {" P 三、湿法高模量聚乙烯醇长丝(FW B纤维)236
8 |% J& X( w' s: c: y, c 四、导电聚乙烯醇纤维236
& [# z6 W8 Z2 Q! q" l 五、纳米聚乙烯醇纤维236 4 \ L' Y0 @& n8 b
六、远红外聚乙烯醇纤维237 / d/ U+ ~3 m- `
复习指导237 * P& D0 v6 P- b$ E4 t$ Z1 o: M. Z
思考题237
$ J% R: g& M. l! j1 W参考文献237 + ?$ N& n& ~. X5 b6 u
第七章 聚氨酯弹性纤维生产及质量控制238 , @4 S2 s8 b6 ` D* e
第一节 概述238
* _( e- W2 @: v5 k: A 一、聚氨酯弹性纤维的发展238 7 m5 n# Q% G0 ?# [! H7 W
二、聚氨酯弹性纤维的结构239
: O0 J/ D L/ B7 v/ l 三、聚氨酯弹性纤维的性能2407 ( K- J' [* i" S: X7 j" a& R
四、聚氨酯弹性纤维的用途241 $ O8 V8 W) L! Z/ y4 X; n
第二节 聚氨酯的合成241
; i0 E# ~# r4 ]& T 一、原料的准备241
3 I5 p$ T7 _" a' I9 L 二、聚氨酯的合成242 + M+ `) V# r, P7 k
第三节 聚氨酯弹性纤维的纺丝成型242 {5 ]# Z0 j$ L2 V6 v1 r& ]: N2 r, Q
一、干法纺丝243
5 I4 O- k0 R( i- d/ k0 Y" e4 X 二、湿法纺丝247
6 ?( `: X. x! h+ c 三、反应纺丝法248 ' i$ G' q6 T( P+ ]3 J
四、熔融纺丝250
0 Z* t3 ^' K9 Y/ O' h6 a第四节 聚氨酯弹性纤维的后加工253
& l2 R o( w0 K, W, b: ?5 N8 r 一、裸体氨纶长丝254
: ]4 K- J2 d" y5 @& p" Y9 ~ 二、包芯混纺纱254 - t# e0 p, w. J5 X c% e# t
三、包覆纱255
9 s6 ~8 ?2 F6 X% z, i) H- U$ v 四、合捻线256 0 r- }4 X9 R6 H( x9 v7 n# f- g
第五节 聚氨酯弹性纤维的新品种256
5 D1 H7 b+ V7 M- ~+ [ 一、吸放湿式氨纶256
4 o6 h3 f7 P2 ^) j 二、大豆蛋白纤维氨纶包芯纱257
- [8 I, r& Y2 [/ k 三、蚕丝氨纶抱合丝257
V! y) j! k+ Z 四、细旦氨纶弹力丝257
" Q+ h8 ^; ~2 w) `' | 五、黑色氨纶257 # P7 T9 u* J4 s, j# C! W' P" Y' P
六、纳米改性氨纶257
6 U( p5 j! f7 E' [复习指导257
5 G* k" z9 R( t3 a思考题258 0 w( Q l* R& G
参考文献258
* g* _' |* X: A- }% w3 O: ]" \第八章 新型化学纤维的性能及生产259 . G/ j: ]( S- x4 c% C: E
第一节 新型再生纤维素纤维259
. k- @0 \* T; x: S8 [9 K 一、Lyocell纤维259
- w+ n7 J4 j/ q! Z4 b: M" R 二、竹纤维267 ) S% g/ N: n/ c( d# a- I
三、Modal纤维272 3 \6 R/ }' P* t6 W! _
第二节 新型再生蛋白质纤维274
; ?& }7 X: |6 L1 J; H: t 一、大豆蛋白纤维274
8 {/ K3 b% K5 |' r& B: b 二、蜘蛛蛋白纤维278 , W e6 f* \5 Z8 @# z
第三节 新型合成纤维282
7 ] R- W+ H0 p% z 一、聚乳酸纤维282 ! T0 g2 `" S' a8 s e7 J
二、水溶性纤维284
5 i3 w# @; y2 C复习指导286 6 v6 J) Y6 ^+ X: |" s2 i
参考文献287 6 L. t, l5 V# u6 y+ ~ R
思考题答案288 ! l( a* O- t1 v _
4 i: }. D* x; S8 I
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