2024-07-26 10:45:31
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合成纤维是化学纤维的一种，它以小分子的有机化合物为原料，经加聚反应或缩聚反应合成的线型有机高分子化合物，如聚丙烯腈、聚酯、聚酰胺等。除了具有化学纤维的一般优越性能，如强度高、质轻、易洗快干、弹性好、不怕霉蛀等外，不同品种的合成纤维各具有某些独特的性能。
合成纤维工业是20世纪40年代初开始发展起来的，最早实现工业化生产是聚酰胺纤维（锦纶），随后腈纶、涤纶等陆续投入工业生产。合成纤维性能优异，原料来源丰富，随着工业技术的不断发展，短短几十年间，世界合成纤维的产量已接近天然纤维，成为纺织纤维的重要原料。1996年，世界合成纤维产量为1900万吨，我国合成纤维产量为291万吨。与此相应，世界棉花总量为1900万吨。
一、合成纤维的分类
纤维材料主要供纺织工业用。
⒈ 按产品使用范围，可分为工业用和民用。
⒉ 按来源可分为两类：一类是天然纤维，如棉、毛、丝、麻等；另一类是化学纤维。
化学纤维又分为人造纤维和合成纤维。
⑴ 人造纤维是利用自然界中不能直接纺织的纤维素（如木材、棉短绒），经过化学处理与机械加工制得的纤维，如人造丝、人造棉等。
⑵ 合成纤维是以石油、天然气为原料，通过人工合成的高分子化合物经纺丝和后加工而制得的纤维，如涤纶等。
⒊ 根据化学组成，合成纤维可分为聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维。它们习惯被称为锦纶（或尼龙）、涤纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶。
二、常见的合成纤维
⒈ 涤纶
涤纶学名为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。1953年美国工业化生产了这种商品名为达可纶的涤纶纤维。在合成纤维中，涤纶是比较理想的纺织材料。
⑴ 涤纶的生产
生产涤纶的主要原料是对苯二甲酸或对苯二甲酸酯、乙二醇。工业上生产对苯二甲酸乙二醇的工艺路线主要分为酯交换法和直接酯化法两大类。可采取连续法、半连续法和间歇法生产。
酯交换缩聚法：酯交换法反应条件缓和，对原料和设备的要求不高，工艺上易于操作和控制，是最早工业化的方法，至今还在应用，但生产步骤多（包括生产对苯二甲酸二甲酯）。直接酯化法反应工序少，原材料消耗少，产品质量较高，但对原料、设备和操作控制的要求较高，是当今的主要生产方法。
⑵ 涤纶纤维的特点及用途
① 强度：涤纶纤维的强度比棉花高近1倍，比羊毛高3倍，因此涤纶织物结实耐用。
② 耐热性：可在70～170℃使用，是合成纤维中耐热性和热稳定性最好的。
③ 弹性：涤纶的弹性接近羊毛，耐皱性超过其他纤维，保形性好。
④ 耐磨性：涤纶的耐磨性仅次于锦纶，在合成纤维中居第二位。
⑤ 吸水性：涤纶的吸水回潮率低，绝缘性能好，但由于吸水性低，摩擦产生的静电大，染色性能较差。
涤纶作为衣用纤维，其织物在洗后达到不皱、免烫的效果。常将涤纶与各种纤维混纺或交织，如棉涤、毛涤等，广泛用于各种衣料和装饰材料。涤纶在工业上可用于传送带、帐篷、帆布、缆绳、渔网等，特别是做轮胎用的涤纶帘子线，在性能上已接近锦纶。涤纶还可用于电绝缘材料、耐酸过滤布、医药工业用布等。
⒉ 锦纶
锦纶，学名聚酰胺纤维，是中国所产聚酰胺类纤维的统称。国际上称尼龙。主要品种有锦纶6和锦纶66，其物理性能相差不多。锦纶纤维面料可分为纯纺、混纺和交织物三大类，每一大类中包含许多品种。市场上最为常见的锦纶产品为锦纶6和锦纶66。
锦纶6：全名为聚己内酰胺纤维，由己内酰胺聚合而成。
锦纶66：全名为聚己二酰己二胺纤维，由己二酸和己二胺聚合而成。
⑴ 锦纶的生产
锦纶的生产过程，大体上类似于涤纶的生产过程。是以聚酰胺为原料经熔融纺丝及后加工而制得的纤维。聚酰胺是由聚合物的单体己内酰胺或单体尼龙66经聚合、缩聚而成。锦纶是我国50年代末研究生产后命名的。
⑵ 锦纶纤维的特点及用途
⑴ 强度高，耐磨性,回弹性好，居所有纤维之首。锦纶强度高于天然纤维，比棉花高1～2倍，比羊毛高4～5；它的耐磨性是棉纤维的10倍，是干态粘胶纤维的10倍，比羊毛高20倍，适于做轮胎帘子线、绳索等，可以纯纺和混纺作各种衣料及针织品。
⑵ 弹性及弹性恢复性极好。锦纶织物耐多次变形和疲劳性接近涤纶，比棉花高7～8倍。
⑶ 通风透气性差，易产生静电。它的直流电导率很低，在加工过程中容易因摩擦而产生静电，其导电率随吸湿率增加而增加，并随湿度增加而按指数函数规律增加。
⑷ 吸湿性和染色性都比涤纶好。在合成纤维织物中属较好品种，因此用锦纶制作的服装比涤纶服装穿着舒适些。
⑸ 有良好的耐蛀、耐腐蚀性能。锦纶6、66长丝耐碱而不耐酸，
⑹ 耐热耐光性都不够好。在长时间的日光和紫外光照射下，强度和延伸度显著下降，收缩率增加，颜色发黄；锦纶有热定型特性,能保持住加热时形成的弯曲变形。熨烫温度应控制在140℃以下。在穿着使用过程中须注意洗涤、保养的条件，以免损伤织物。
⑺ 有良好的耐低温性能。在零下70℃以下时，其回弹性变化也不大。
⑻ 有较强的耐微生物作用的能力。在淤泥水或碱中耐微生物作用的能力仅次于氯纶。
锦纶织物属轻型织物，在合成纤维织物中仅列于丙纶、腈纶织物之后，因此，适合制作登山服、冬季服装等。锦纶塔夫绸多用于做轻便服装、羽绒服或雨衣布，而锦纶绉则适合做夏季衣裙、春秋两用衫等。
采用锦纶长丝或短纤维与其它纤维进行混纺或交织而获得的织物，兼具每种纤维的特点和长处。因用锦纶长丝织成，故有手感滑爽、坚牢耐用、价格适中的特点，如粘/锦华达呢，采用15%的锦纶与85%的粘胶混纺成纱制得，具有经密比纬密大一倍，呢身质地厚实，坚韧耐穿的特点，缺点是弹性差，易折皱，湿强下降，穿时易下垂。此外，还有粘/锦凡立丁、粘/锦/毛花呢等品种，都是一些常用面料。
锦纶的长丝可制成弹力丝，短丝可与棉及腈纶混纺，以提高其强度和弹性。除了在衣着和装饰品方面的应用外，还广泛应用在工业方面如帘子线，传动带，软管，绳索，渔网等。
⒊ 腈纶
腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名。腈纶具有优良的性能，由于其性质接近羊毛，故有“合成羊毛”之称。自1950年工业生产以来，已得到很大发展，今后我国将大力发展腈纶生产。腈纶虽然通常称为聚丙烯腈纤维，但其中丙烯腈（习惯称第一单体）只占90％～94％，第二单体占5％～8％，第三单体为0.3％～2.0％。这是由于单一丙烯腈聚合物制成的纤维缺乏柔性、发脆，染色也非常困难。为了克服聚丙烯腈的这些缺欠，人们采用加入第二单体的方法，使纤维柔顺；加入第三单体，提高染色能力。
⑴ 腈纶的生产
腈纶的原料为石油裂解副产的廉价丙烯：由于聚丙烯腈共聚物加热到230℃以上时，只发生分解而不熔融，因此，它不能像涤纶、锦纶纤维那样进行熔融纺丝，而采用溶液纺丝的方法。纺丝可采用干法，也可用湿法。干法纺丝速度高，适于纺制仿真丝织物。湿法纺丝适合制短纤维，蓬松柔软，适用制仿毛织物。
⑵ 腈纶的性能及用途
① 弹性：它的弹性较好，仅次于涤纶，比锦纶高约2倍。有较好的保形性。
② 强度：腈纶的强度虽不及涤纶和锦纶，但比羊毛高1～2.5倍。
③ 耐热性：纤维的软化温度为190～230℃，在合成纤维中仅次于涤纶。
④ 耐光性：腈纶的耐光性是所有合成纤维中最好的；露天暴晒一年，强度仅下降20％。
腈纶耐酸、氧化剂和一般有机溶剂，但不耐碱。腈纶的制成品蓬松性好、保暖性好，手感柔软，有良好的耐气候性和防霉、防蛀性能。腈纶的保暖性比羊毛高15％左右。
腈纶可与羊毛混纺，产品大多用于民用方面，如毛线、毛毯、针织运动服、蓬布、窗帘、人造毛皮、长毛绒等。腈纶还是高科技产品碳纤维的原料。
⒋ 丙纶
丙纶是聚丙烯纤维的商品名称。丙纶于1957年开始工业生产，由于原料只需丙烯，来源极为丰富、价廉，生产工艺简单，是目前最为廉价的合成纤维。丙纶性能良好，发展速度较快，在世界范围内其产量仅次于涤纶、锦纶、腈纶而居于第四位。
⑴ 丙纶的生产
生产丙纶纤维的聚丙烯采用溶液聚合方法制成。其热分解温度为350～380℃，熔点为150～176℃，故采用柔软纺丝法。
⑵ 丙纶的特点及用途
① 相对密度：丙纶是所有合成纤维中相对密度最小的品种，因此它质量最轻，单位重量的纤维能覆盖的面积最大。
② 强度：丙纶的强度与合成纤维中高强度品种涤纶、锦纶相近，但在湿态时强度不变化，这一点优于锦纶。
③ 耐磨性：丙纶的耐平磨性仅次于锦纶，但耐曲磨性稍差。耐腐蚀性：对无机酸、碱有显著的稳定性。
④ 吸湿性：丙纶的吸湿性极小，织品缩水率小。
⑤ 缺点：耐光性差，染色性差，静电性大，耐燃性差。
此外，丙纶同其它合成纤维一样，不易发霉、腐烂，不怕虫蛀。丙纶主要用于地毯（包括地毯底布和绒面）、装饰布、土工布、无纺布、各种绳索、条带、渔网、建筑增强材料、包装材料等。其中丙纶无纺布由于其在婴儿尿布、妇女卫生巾的大量应用而引人注目。丙纶还可与多种纤维混纺制成不同类型的混纺织物，经过针织加工制成外衣、运动衣等。由丙纶中空纤维制成的絮被，质轻、保暖、弹性良好。
⒌ 维纶
维纶是聚乙烯醇缩醛纤维的商品名称，也叫维尼纶。其性能接近棉花，有“合成棉花”之称，是现有合成纤维中吸湿性最大的品种。维纶在30年代由德国制成，但不耐热水，主要用于外科手术缝线。1939年研究成功热处理和缩醛化方法，才使其成为耐热水性良好的纤维。生产维纶的原料易得，制造成本低廉，纤维强度良好，除用于衣料外，还有多种工业用途。但因其生产工艺流程较长，纤维综合性能不如涤纶、锦纶和腈纶，年产量较小，居合成纤维品种的第5位。
⑴ 维纶的生产
维纶的主要成分是聚乙烯醇，但乙烯醇不稳定，一般是以性能稳定的乙烯醇醋酸酯（即醋酸乙烯）为单体聚合，然后将生成的聚醋酸乙烯醇解得到聚乙烯醇，纺丝后再用甲醛处理才能得到耐热水的维纶。聚乙烯醇的熔融温度（225～230℃）高于分解温度（200～220℃），所以只能用溶液纺丝法纺丝。
⑵ 维纶的特点及用途
① 吸湿性：维纶是合成纤维中吸湿性最大的品种，吸湿率为4.5-5，接近于棉花（8％）。维纶纺织布穿着舒适，适宜制内衣。
② 强度：维纶的强度稍高于棉花，比羊毛高很多。
③ 耐腐蚀性和耐光性：在一般有机酸、醇、酯及石油烃溶剂中不溶解，不易霉蛀，在日光下暴晒强度损失不大。
④ 缺点：耐热水性不够好，弹性较差，染色性较差。
维纶的柔软及保暖性好，它的相对密度比棉花要小，因此与棉花相同重量的维纶能织出更多的衣料。它的热传导率低，因而保暖性好。维纶的耐磨性和强度也比棉花要好，因此维纶在很多方面可以与棉混纺以节省棉花。维纶主要用于制作外衣、棉毛衫裤、运动衫等针织物，还可用于帆布、渔网、外科手术缝线、自行车轮胎帘子线、过滤材料等。
⒍ 氯纶
聚氯乙烯虽是塑料的老大品种，1946年德国首先研制成功聚氯乙烯纤维，以商品名佩采乌（PCU）投放市场。但直至解决了溶液纺丝所需的溶剂问题和改善了纤维的热稳定性后，才使氯纶纤维有了较大的发展。
⑴ 氯纶的生产
氯纶是聚氯乙烯纤维在我国的商品名称。它是由聚氯乙烯或其共聚物制成的一种合成纤维。将含氯量约57％的氯乙烯均聚物溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮-苯等混合溶剂中经纺丝制成的合成纤维。氯纶的原料丰富，工艺简单、生产流程短，是合成纤维中生产成本最低的一种。又有特殊用途，因而它在合成纤维中居有一定的地位。聚氯乙烯虽然可采用混入增塑剂后，进行熔融纺丝，但大多数还是用丙酮为溶剂，以溶液纺丝而制得氯纶。
⑵ 氯纶的特点及用途
① 燃烧性能：由于氯纶的分子中含有大量的氯原子，所以具有难燃性。氯纶离开明火后会立刻熄灭，这种性能在国防上具有特殊的用途。
② 强伸性：氯纶的强度接近于棉，断裂伸长率大于棉，弹性比棉好，耐磨性也强于棉。
③ 吸湿性和染色性：氯纶的吸湿性极小，几乎不吸湿。氯纶染色困难，一般只可用分散性染料染色。
④ 化学稳定性：氯纶耐酸碱、氧化剂和还原剂的性能极佳，耐气候、耐晒、抗微生物、耐蚀和耐蛀，耐磨，因此，氯纶织物适宜制造各种针织品、毛毯、绳绒、帐篷，做工业滤布、耐化学药剂工作服和防护用品。
⑤ 保暖性、耐热性等：氯纶重量轻，保暖性好，适于作潮湿环境和野外工作人员的工作服。
此外，氯纶的电绝缘性强，易产生静电，故用它做针织品以及保温絮棉衬料等。做成的针织内衣对风湿性关节炎有一定疗效。且耐热性能差，经不起熨烫，在60～70℃时开始收缩，到100℃时分解，因此在洗涤和熨烫时必须注意温度
氯纶可以加工成具有各种特殊用途的阻燃纺织品，如沙发布、床垫布和其他室内装饰用布，安全性帐篷等。绝缘布等。
