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第一章 化学纤维概论 1

第一节 纤维的基本概念与分类 1

一、按原料分类 1

二、按组成分类 6

三、按尺寸分类 8

四、按形状分类 9

五、按性能分类 11

六、按取向程度分类 13

七、按纤维颜色和光泽分类 13

八、其他分类方法 13

第二节 化学纤维的生产工艺 14

一、原料制备 14

二、纺丝熔体或溶液的制备 15

三、化学纤维的成型 18

四、化学纤维的后加工 24

第三节 化学纤维的主要品种 25

第四节 化学纤维的发展历史和展望 26

一、世界化学纤维发展简史 26

二、中国化学纤维发展简史 31

三、化学纤维发展的展望 33

参考文献 36

第二章 化学纤维的结构 38

第一节 化学纤维的结构层次 38

一、成纤聚合物的链结构 38

二、成纤高聚物的聚集态结构 38

三、成纤聚合物的侧序 39

四、纤维的微观形态结构 39

五、纤维的宏观形态结构 40

第二节 主要化学纤维的结构特征 40

一、纤维素纤维 40

二、聚酰胺纤维 47

三、聚酯纤维 50

四、聚丙烯腈纤维 53

五、聚丙烯纤维 55

第三节 化学纤维的结构对其性能的影响 57

一、化学结构对纤维性能的影响 57

二、物理化学结构对纤维性能的影响 59

三、物理结构对纤维性能的影响 61

参考文献 67

第三章 化学纤维的性能 68

第一节 化学纤维的物理性能 68

一、纤维长度 68

二、线密度 69

三、密度 69

四、吸湿性 70

五、芯吸作用 71

六、膨润性 71

七、导热系数 72

八、热收缩 73

九、折射率 73

十、光泽 74

第二节 化学纤维的机械性能 74

一、拉伸性能 74

二、弯曲、压缩、剪切及扭转性能 86

三、回弹性 88

四、摩擦性能 90

五、卷曲性 91

第三节 化学纤维的稳定性能 93

一、对高温作用的稳定性 93

二、对化学品作用的稳定性 94

三、耐磨性 94

四、耐疲劳性 95

五、对日光和大气作用的稳定性 95

六、对霉变和腐烂的稳定性 97

七、抗虫害和鼠害的能力 98

第四节 化学纤维的加工性能和使用性能 98

一、染色性 98

二、可燃性与阻燃性 98

三、抗静电性 100

四、手感 101

五、起球性 101

六、覆盖性 101

七、柔软性 101

参考文献 102

第四章 纺丝流体的制备及流变性 103

第一节 成纤聚合物的熔融 103

第二节 成纤聚合物的溶解 105

一、成纤聚合物溶解过程的特点及其热力学解释 105

二、溶剂的选择 107

三、聚合物—溶剂体系的相平衡 108

四、聚合物溶解过程的动力学 110

第三节 聚合物流体的流变性 110

一、聚合物流体的非牛顿剪切黏性 111

二、聚合物流体的拉伸黏性 121

三、聚合物流体的弹性 123

四、聚合物流体在管道中的流动 129

参考文献 136

第五章 化学纤维成型原理 137

第一节 概述 137

一、化学纤维的加工与成型 137

二、化学纤维成型的基本步骤和主要变化 138

三、纺丝过程的基本规律 138

四、纺丝流体的可纺性 139

五、挤出细流的类型 141

第二节 熔体纺丝 144

一、熔体纺丝的运动学和动力学 145

二、熔体纺丝中的传热 149

三、熔体纺丝中纤维结构的形成 154

第三节 湿法纺丝 163

一、湿法纺丝的运动学和动力学 163

二、湿法纺丝中的传质和相转变 169

三、湿法纺丝中纤维结构的形成 174

第四节 干法纺丝 181

一、干法纺丝的运动学和动力学 182

二、干法纺丝中的传热和传质 183

三、干法纺丝中纤维结构的形成 186

参考文献 187

第六章 化学纤维后加工原理 189

第一节 拉伸原理 189

一、概述 189

二、拉伸流变学 190

三、拉伸过程中应力—应变性质的变化 193

四、连续拉伸的运动学和动力学 202

五、拉伸中纤维结构与性能的变化 205

第二节 热定型原理 208

一、概述 208

二、纤维在热定型中的力学松弛 209

三、热定型过程中纤维结构和性能的变化 214

四、热定型机理 217

参考文献 221

第七章 粘胶纤维的生产及应用 222

第一节 概述 222

一、粘胶纤维的品种、主要性能及用途 222

二、粘胶纤维生产的发展过程 223

第二节 原料 226

一、粘胶纤维用浆粕 226

二、化工原料 234

第三节 粘胶纤维生产工艺 239

一、纺丝原液（粘胶）的制备 241

二、粘胶纤维的成型 281

三、粘胶纤维的后处理 306

第四节 粘胶纤维厂的“三废”处理 317

一、简述 317

二、粘胶纤维生产中废气的处理 319

三、粘胶纤维生产中废水的处理 321

四、粘胶纤维生产中废料的回收和处理 323

第五节 纤维素及其纤维的性能 324

一、纤维素的聚集态结构 324

二、纤维素的降解 329

第六节 纤维素新溶剂与高性能粘胶纤维 333

一、纤维素的新溶剂 333

二、高性能粘胶纤维 337

第七节 粘胶纤维的应用 351

参考文献 352

第八章 聚酰胺纤维 353

第一节 概述 353

一、聚酰胺概况 353

二、聚酰胺纤维生产概况 357

三、聚酰胺纤维市场消费结构及预测 363

第二节 原料 364

一、己二酸 364

二、己二胺 376

三、己内酰胺 384

四、其他中间体 401

第三节 缩聚 407

一、基本原理 407

二、AABB型尼龙 420

三、AB型尼龙 432

四、离子聚合 439

五、固相聚合 444

六、其他聚合技术 445

第四节 聚酰胺纤维的制造 446

一、切片干燥 446

二、纺丝成型基本原理 448

三、纺丝生产工艺过程 450

四、聚酰胺长丝的后加工 462

五、聚酰胺工业用长丝的生产 466

六、聚酰胺短纤维的生产 467

七、复合纤维和微细纤维 468

第五节 聚酰胺纤维的结构与性能 473

一、聚酰胺的结构 473

二、聚酰胺的物理性质和化学性质 476

三、聚酰胺纤维的性能 483

第六节 聚酰胺纤维的用途 486

一、服用纤维 486

二、产业用纤维 486

三、地毯用纤维 486

第七节 聚酰胺纤维的改性 487

一、异形截面纤维 487

二、混纤丝 487

三、抗静电、导电纤维 487

四、高吸湿性纤维 488

五、耐光、耐热纤维 488

六、抗菌防臭纤维 488

七、远红外聚酰胺纤维 489

参考文献 489

第九章 聚酯纤维 491

第一节 概述 491

一、聚酯和纤维的历史 491

二、聚酯及聚酯纤维的主要制造技术 493

三、聚酯纤维的主要应用 495

四、聚酯纤维的发展趋势 497

第二节 聚酯原料的合成 498

一、精对苯二甲酸（PTA） 499

二、乙二醇（EG） 504

第三节 聚合 507

一、合成路线 508

二、主要反应 517

三、主要设备 519

第四节 纤维生产工艺 524

一、聚酯熔体和输送 524

二、聚酯长丝的纺丝 535

三、短纤维纺丝 550

四、涤纶工业丝 560

第五节 聚酯纤维的性能 568

一、物理性质 568

二、力学性能 569

三、化学稳定性 569

四、涤纶的质量指标 570

第六节 聚酯纤维的改性和新型聚酯纤维 577

一、聚酯纤维的染色改性 578

二、抗静电聚酯纤维、导电聚酯纤维 582

三、阻燃聚酯纤维 583

四、仿真丝 585

五、仿毛、仿麻型纤维 587

六、聚酯复合纤维 587

七、抗菌纤维 590

八、增白纤维和抗紫外线纤维 592

九、新应用领域的开发 595

十、新聚酯系列产品 599

第七节 聚酯纤维的用途 604

一、行业状况 604

二、消费构成 606

参考文献 610

第十章 聚丙烯纤维 615

第一节 概述 615

一、聚丙烯及纤维的发展简史 615

二、聚丙烯纤维的生产概况 616

第二节 原料 618

一、聚丙烯的原料 618

二、聚丙烯纤维生产用辅料 623

第三节 等规聚丙烯的制备 626

一、聚合机理 626

二、聚合反应的动力学分析 628

三、等规聚丙烯的合成工艺 633

第四节 等规聚丙烯的结构和性能 642

一、等规聚丙烯的结构 642

二、等规聚丙烯的性能 646

三、成纤聚丙烯的质量指标 647

第五节 纤维生产工艺 650

一、常规聚丙烯纤维 650

二、聚丙烯短程纺丝技术 652

三、聚丙烯膨体长丝 654

四、膜裂纤维 655

五、纺黏法非织造布 657

六、熔喷法非织造布 658

七、烟用滤嘴丙纶丝束 659

第六节 聚丙烯纤维的性能 661

一、聚丙烯纤维的性能特点 661

二、聚丙烯纤维产品的质量指标 661

三、丙纶非织造布 666

第七节 聚丙烯纤维的改性及新品种 667

一、可染聚丙烯纤维 667

二、工业用丙纶长丝及高强聚丙烯纤维 668

三、细特及超细特聚丙烯纤维 669

四、阻燃聚丙烯纤维 669

五、远红外聚丙烯纤维 669

六、三维卷曲中空聚丙烯纤维 670

七、其他改性聚丙烯纤维 670

第八节 聚丙烯纤维的应用 670

一、产业用途 671

二、装饰用途 671

三、服装用途 672

四、非织造布及医疗卫生用聚丙烯纤维 672

五、其他用途 672

参考文献 674

第十一章 聚丙烯腈纤维 675

第一节 概述 675

一、定义 675

二、世界聚丙烯腈纤维发展概况 675

三、我国聚丙烯腈纤维工业发展概况 681

第二节 原料 683

一、第一单体——丙烯腈 683

二、第二单体 687

三、第三单体 693

四、腈纶生产常用溶剂 697

五、其他化工料 712

第三节 聚合 720

一、丙烯腈自由基链式聚合反应 720

二、丙烯腈自由基链式共聚反应 724

三、溶液聚合法制备纺丝原液 725

四、水相悬浮聚合法制备纺丝原液 729

第四节 纤维生产工艺 735

一、聚丙烯腈纺丝 735

二、聚丙烯腈纤维的后处理 737

三、腈纶纺丝与后处理工艺流程 739

第五节 溶剂回收 746

一、硫氰酸钠法溶剂回收 746

二、二甲基乙酰胺溶剂回收 749

三、二甲基甲酰胺溶剂回收 751

第六节 聚丙烯腈纤维的性能 752

一、聚丙烯腈纤维结构对性能的影响 752

二、聚丙烯腈纤维的物化性能 755

三、聚丙烯腈纤维的质量指标 756

第七节 聚丙烯腈纤维的改性 763

一、聚丙烯腈改性纤维的发展历程 763

二、聚丙烯腈纤维改性的主要方法 764

三、主要差别化腈纶的制造 765

第八节 聚丙烯腈纤维的应用 780

参考文献 782

第十二章 聚乙烯醇纤维 783

第一节 概述 783

一、聚乙烯醇纤维的发展史 783

二、聚乙烯醇纤维的生产现状 783

三、聚乙烯醇纤维工业的发展前景 784

第二节 原料 785

一、聚乙烯醇树脂的命名 785

二、醋酸乙烯的合成路线 786

三、三种合成路线的比较 787

四、醋酸乙烯的物化常数 788

第三节 醋酸乙烯的聚合和醇解 789

一、醋酸乙烯的聚合 789

二、聚醋酸乙烯酯的醇解 790

三、醇解的主要设备及工艺参数 792

四、聚乙烯醇的质量指标 794

第四节 纤维生产工艺 795

一、原液制造工艺 795

二、纺丝 800

三、后处理 807

四、缩醛化 810

五、上油 811

六、牵切纱工艺 814

七、聚乙烯醇长丝 816

八、聚乙烯醇纤维生产的原材料和公用工程 817

九、聚乙烯醇纤维生产安全措施及预防 821

第五节 聚乙烯醇纤维的性能与品质指标 823

一、聚乙烯醇纤维的性能 823

二、聚乙烯醇短纤维的主要质量指标 825

三、牵切纱的主要质量指标 825

第六节 聚乙烯醇纤维的改性 825

一、水溶性聚乙烯醇纤维 826

二、高强高模聚乙烯醇纤维 827

三、共混改性聚乙烯醇纤维 830

四、化学改性聚乙烯醇纤维 830

第七节 聚乙烯醇纤维的应用 831

一、高强高模聚乙烯醇纤维的应用 831

二、聚乙烯醇非织造布 833

三、聚乙烯醇纤维复合材料的应用 834

参考文献 834

第十三章 高性能纤维 836

第一节 概述 836

第二节 芳香族聚酰胺纤维 837

一、对位芳香族聚酰胺的结构和合成 837

二、对位芳纶的纺丝 838

三、对位芳纶的结构与性能 840

四、对位芳纶的种类及其纺织品 843

五、芳纶浆粕 845

六、对位芳纶的用途 847

七、间位芳纶 848

第三节 超高相对分子质量聚乙烯纤维 850

一、高强高模聚乙烯纤维的纺丝成型工艺 850

二、高强高模聚乙烯纤维的结构和性能 853

三、高强高模聚乙烯纤维的改性 854

四、高强高模聚乙烯纤维的用途 855

第四节 碳纤维 856

一、聚丙烯腈基碳纤维 856

二、沥青基碳纤维 860

三、粘胶基碳纤维 861

四、碳纤维的用途 863

第五节 芳香族杂环类纤维 863

一、聚对苯亚基苯并双噁唑（PBO）纤维 865

二、聚苯并咪唑纤维 869

参考文献 871

第十四章 功能纤维 873

第一节 概述 873

第二节 物理功能纤维 874

一、光功能纤维 874

二、电功能纤维 879

三、水功能纤维 883

四、物质分离功能纤维 884

第三节 化学功能纤维 885

一、离子交换纤维的制备方法 886

二、离子交换纤维的力学性能 888

第四节 生物功能纤维 888

一、保健功能纤维、抗菌防臭功能纤维 888

二、医用功能纤维 891

第五节 特殊功能纤维 893

一、防护功能纤维 893

二、活性碳纤维 894

第六节 未来的功能纤维 898

一、功能纤维的技术发展方向 898

二、功能纤维的应用发展趋势 899

参考文献 900

第十五章 智能纤维 901

第一节 概述 901

一、智能材料与智能纤维的概念 901

二、智能纤维的设计思路 903

第二节 智能纤维的制备技术 906

一、智能成纤聚合物直接纺丝 906

二、共聚 906

三、交联 907

四、共混与添加 907

五、复合与杂化 908

六、高分子化学反应 909

七、后处理 909

第三节 主要智能纤维 910

一、形状记忆纤维 910

二、环境敏感凝胶纤维 915

三、蓄热调温纤维 922

四、变色纤维 928

第四节 智能纤维的应用 931

一、服装领域 931

二、装饰领域 935

三、产业领域 935

参考文献 937

第十六章 生态纤维 940

第一节 生态纤维的定义 940

第二节 Lyocell纤维 941

一、概述 941

二、生产Lyocell纤维的原料 942

三、纤维素的溶解 943

四、Lyocell纤维的纺丝 946

五、Lyocell纤维的后处理 947

六、溶剂回收 948

七、Lyocell纤维的结构与性能 948

八、Lyocell纤维及其纺织品的开发与应用 953

第三节 聚乳酸纤维 953

一、概述 953

二、聚乳酸的原料 954

三、聚乳酸的合成 958

四、聚乳酸的结构与性能 966

五、聚乳酸纤维的制备 972

六、聚乳酸纤维的结构与性能 981

七、聚乳酸纤维的应用 988

第四节 甲壳素类纤维 990

一、概述 990

二、甲壳素及其衍生物的制备 991

三、甲壳素及其衍生物的结构与性能 994

四、甲壳素类纤维的制备 1002

五、甲壳素类纤维的结构与性能 1012

六、甲壳素类纤维的应用 1017

参考文献 1018