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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