按照用途分为普通纤维和特种纤维 。
(1)普通纤维:再生纤维与合成纤维 。
(2)特种纤维:耐高温纤维、高强力纤维、高模量纤维、耐辐射纤维 。
用天然的或人工合成的高分子物质为原料制成的纤维 。常见的纺织品,如粘胶布、 涤纶卡其、 锦纶丝袜、腈纶毛线以及丙纶地毯等,都是用化学纤维制成的 。根据原料来源的不同,化学纤维可以分为:
①人造纤维,以天然高分子物质(如纤维素等)为原料,有粘胶纤维等;
②合成纤维,以合成高分子物为原料,有涤纶等;
③无机纤维,以无机物为原料,有玻璃纤维等 。自从18世纪抽出第一根人工丝以来,化学纤维品种、成纤方法和纺丝工艺技术都有了很大的进展 。
化学纤维的制备,通常是先把天然的或合成的高分子物或无机物制成纺丝熔体或溶液,然后经过过滤、计量,由喷丝头(板)挤出成为液态细流,接着凝固而成纤维 。此时的纤维称为初生纤维 。它的力学性能很差,不能直接应用,必须通过一系列后加工工序才能符合纺织加工和使用的要求 。后加工主要是对纤维进行拉伸和热定形,以提高纤维的力学性质和尺寸稳定性 。拉伸是使初生纤维中大分子或结构单元沿着纤维轴取向;热定形主要是使纤维中内应力松弛 。湿纺纤维的后加工还包括水洗、上油、干燥等工序 。纺制长丝时,经过上述工序即可卷绕成筒;纺制短纤维时还须增加卷曲、切断和打包工序 。化学纤维的种类
人造纤维 中国不仅是饲蚕制丝的发源地,从历史记载看也是人工制造纤维最早的国家(参见中国化学纤维生产史) 。人造纤维的主要品种有:
①粘胶纤维,1848年J.默塞发现棉纤维素被浓碱液浸渍后,化学反应灵敏性增加 。此后英国人C.克罗斯和E.贝文用二硫化碳与碱纤维作用获得溶解性纤维素黄酸酯,从而制得粘胶纤维 。后来出现了离心罐式绕丝器,使粘胶纤维有了工业化生产的条件 。
②硝酸酯纤维,又称硝酸人造丝 。1855年,英国人将纤维素硝化后溶解成胶液并挤压成丝 。1884年,脱硝方法研究成功,硝酸法制造人造丝正式投产 。
③醋酯纤维,将棉短绒在以冰醋酸为主的试剂中醋化形成纤维素醋酸酯,溶解在三氯甲烷的浆液中, 经过纺丝获得三醋酯纤维 。如将纤维素醋酸酯局部皂化,则获得溶于丙酮的纤维素醋酸酯,纺丝后所得纤维称二醋酯纤维 。
【按照用途分为普通纤维和特种纤维。】④铜铵纤维,采用氢氧化四氨铜溶液作溶剂,将棉短绒溶解成浆液纺丝制得的人造丝 。丝质精细优美,但成本较高 。
⑤人造蛋白质纤维,英国人最早研究从动物胶中提取蛋白制造人造蛋白纤维 。1935年意大利有人试验从牛乳中提取乳酪素,制成人造羊毛 。此后,一些国家相继以大豆蛋白、花生蛋白制取人造纤维获得成功 。由于这类纤维的实用性能和制造成本存在问题,产量极少 。
自从粘胶纤维工业化生产以来,随着科学技术的发展,人造纤维的产量不断增加、质量不断提高 。到了40年代末,各种人造纤维的世界总年产量已超过60万吨,其中粘胶纤维占84% 。此后,又发展出几种有突出性能的新型粘胶纤维 。其中有:
① 高湿模量纤维:结构接近于棉纤维,截面形状接近于羊毛,湿态与干态的强度比达70%,吸水量小,碱溶性低 。50年代初,日本石川正之改进粘胶纤维制备工艺条件,并将初生的湿丝条进行高倍拉伸,获得高强度的粘胶纤维,取名为“虎木棉” 。此后,比利时、瑞士和法国等相继生产,制得一系列高强度、低延伸度和高湿模量的粘胶纤维,统称波里诺西克 。这种纤维兼具棉和粘胶纤维的优点 。
② 超强粘胶纤维:是一系列具有高强度、高韧性和抗疲劳等性能的粘胶纤维 。这种纤维晶粒小、横截面上皮层结构占60%以上,有的甚至达100% 。因此,纤维的强度和抗疲劳性能都很高,可用于制造汽车轮胎帘子线 。
③ 永久卷曲粘胶纤维:利用粘胶纤维具有皮芯结构的特点,采用适当的工艺条件,使纤维横截面形状不对称和皮层厚度分布不均匀,在横截面上产生不同的内应力,从而使纤维形成卷曲形态 。
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