化学纤维生产原理及工艺.pptx
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1、高分子科学与工程学院高分子科学与工程学院授课教师:姜猛进授课教师:姜猛进授课教师:姜猛进授课教师:姜猛进化学纤维生产原理及工艺化学纤维生产原理及工艺内容内容n n第一节第一节 化学化学纤维的发展概况纤维的发展概况n n第二节第二节 化学化学纤维的常用基本概念纤维的常用基本概念n n第三节第三节 化学化学纤维的主要质量指标纤维的主要质量指标第一节第一节 合成合成纤维的发展概况纤维的发展概况n n一一、纤维的分类纤维的分类n n二、化学纤维的发展概况二、化学纤维的发展概况n n三、我国化学纤维工业的发展概况三、我国化学纤维工业的发展概况纤维的定义及分类纤维的定义及分类纤维的定义:可供纺织加工的一类
2、细长而柔韧的材料。纤维的定义:可供纺织加工的一类细长而柔韧的材料。化学纤维的主要品种与结构化学纤维的主要品种与结构化学纤维的主要品种与结构化学纤维的主要品种与结构化学纤维的主要品种与结构化学纤维的主要品种与结构二、化学纤维的发展概况二、化学纤维的发展概况n n以天然原料为主(18801930)n n18841884年年年年Chardonnet-Chardonnet-硝酸纤维素,硝酸纤维素,硝酸纤维素,硝酸纤维素,18911891年工年工年工年工业化业化业化业化n n19011901年铜氨纤维年铜氨纤维年铜氨纤维年铜氨纤维n n19051905年粘胶纤维年粘胶纤维年粘胶纤维年粘胶纤维以合成原料为
3、主(19381960)19391939尼龙尼龙尼龙尼龙6666 19411941尼龙尼龙尼龙尼龙6 6 19461946聚氯乙烯纤维聚氯乙烯纤维聚氯乙烯纤维聚氯乙烯纤维 1950195619501956腈纶、维纶、涤纶等腈纶、维纶、涤纶等腈纶、维纶、涤纶等腈纶、维纶、涤纶等化学纤维的发展概况化学纤维的发展概况n n改性纤维、特种纤维的发展(改性纤维、特种纤维的发展(1960)n nPTTPTTn nPBTPBTn n聚酰亚胺、聚苯并咪唑、芳香族聚酰胺、聚聚酰亚胺、聚苯并咪唑、芳香族聚酰胺、聚聚酰亚胺、聚苯并咪唑、芳香族聚酰胺、聚聚酰亚胺、聚苯并咪唑、芳香族聚酰胺、聚苯撑苯并口恶唑苯撑苯并口恶唑
4、苯撑苯并口恶唑苯撑苯并口恶唑n n差别化、多功能纤维的发展(差别化、多功能纤维的发展(1970)n n全面超越天然纤维的性能全面超越天然纤维的性能全面超越天然纤维的性能全面超越天然纤维的性能History and Facts1910Rayon(粘胶粘胶)1941Saran(偏氯纶)(偏氯纶)1959Spandex(氨纶)(氨纶)1924Acetate(醋酯)(醋酯)1946Metallic(金属)(金属)1961Aramid(芳芳香香族聚酰胺)族聚酰胺)1930Rubber(橡胶)(橡胶)1949 Modacylic(改改性丙烯酸)性丙烯酸)1983 PBI(聚聚苯苯并并咪唑)咪唑)1936G
5、lass(玻璃)(玻璃)1949Olefin(聚烯烃)(聚烯烃)1983Sulfar1939Nylon(尼龙)(尼龙)1950 Acrylic(丙丙烯烯腈)腈)1992Lyocell1939Vinylon(维纶)(维纶)1953 Polyester(聚聚酯)酯)FactsFactsFacts RawRawCottonCottonRawWoolRawWoolSyntheticSyntheticCellulosicCellulosicMan-madeMan-madefibers,totalfibers,total1900190019101910192019201930193019401940195
6、019501960196019701970198019801985198519901990199519952000200020012001316231624200420046294629587058706907690766476647101131011311748117481384413844173831738318997189971996219962189011890121237212377307308038038168161002100211341134105710571463146316591659159915991744174419271927148614861357135713161
7、316-5 56969702702481848181062510625131181311815374153741919019190303203032030113301131 15 51515208208112711271608160826562656357935793557355732183218314531453014301427812781269326931 15 5151520820811321132167716773358335883978397141821418216336163361851918519222042220433101331013280632806世界纤维产量对比世界纤
8、维产量对比世界纤维产量对比世界纤维产量对比1unit=1000Tonnes1unit=1000Tonnes纤维的发展趋势纤维的发展趋势n n从蚕、蜘蛛吐丝想到的从蚕、蜘蛛吐丝想到的从蚕、蜘蛛吐丝想到的从蚕、蜘蛛吐丝想到的-仿生学是化纤发展的仿生学是化纤发展的仿生学是化纤发展的仿生学是化纤发展的智慧宝库智慧宝库智慧宝库智慧宝库n n超细旦纤维超细旦纤维超细旦纤维超细旦纤维 0.001dtex,diameter 0.1 0.001dtex,diameter 0.1 mmn n高强度高模量纤维高强度高模量纤维高强度高模量纤维高强度高模量纤维 超过钢材不是梦超过钢材不是梦超过钢材不是梦超过钢材不是梦n
9、 n功能纤维功能纤维功能纤维功能纤维 丰富多彩的选择丰富多彩的选择丰富多彩的选择丰富多彩的选择n n智能纤维智能纤维智能纤维智能纤维 能识别、响应、执行的高级纤维能识别、响应、执行的高级纤维能识别、响应、执行的高级纤维能识别、响应、执行的高级纤维n n具有传感功能的纤维具有传感功能的纤维具有传感功能的纤维具有传感功能的纤维 智能机器人的保障智能机器人的保障智能机器人的保障智能机器人的保障n n居安思危居安思危居安思危居安思危 可再生资源的开发可再生资源的开发可再生资源的开发可再生资源的开发纤维的发展趋势纤维的发展趋势n n蜘蛛丝蜘蛛丝蜘蛛丝蜘蛛丝-最强的纤维最强的纤维最强的纤维最强的纤维n n
10、蛋白纤维蛋白纤维蛋白纤维蛋白纤维n n吐丝机理尚不完全清楚吐丝机理尚不完全清楚吐丝机理尚不完全清楚吐丝机理尚不完全清楚n n特殊酶作用下的快速取向,属液晶纺丝特殊酶作用下的快速取向,属液晶纺丝特殊酶作用下的快速取向,属液晶纺丝特殊酶作用下的快速取向,属液晶纺丝n n蚕丝蚕丝蚕丝蚕丝-最美丽的天然纤维最美丽的天然纤维最美丽的天然纤维最美丽的天然纤维n n蛋白纤维蛋白纤维蛋白纤维蛋白纤维n n室温固化成型室温固化成型室温固化成型室温固化成型n n吐丝速度极低,取向的动力何来?吐丝速度极低,取向的动力何来?吐丝速度极低,取向的动力何来?吐丝速度极低,取向的动力何来?纤维的发展趋势纤维的发展趋势n n
11、超细化带来的变革超细化带来的变革超细化带来的变革超细化带来的变革n n纤度在纤度在纤度在纤度在19dtex19dtex为普通丝,为普通丝,为普通丝,为普通丝,0.41dtex0.41dtex为微细旦丝,小于为微细旦丝,小于为微细旦丝,小于为微细旦丝,小于0.40.4为超为超为超为超细旦细旦细旦细旦 n n天然纤维最细为真丝天然纤维最细为真丝天然纤维最细为真丝天然纤维最细为真丝(1.1dtex)(1.1dtex),化学纤维目前的纤度可达,化学纤维目前的纤度可达,化学纤维目前的纤度可达,化学纤维目前的纤度可达0.001dtex,0.001dtex,仅仅仅仅4g4g质量的聚合体纺出了长度能够到达月球
12、距离的超细质量的聚合体纺出了长度能够到达月球距离的超细质量的聚合体纺出了长度能够到达月球距离的超细质量的聚合体纺出了长度能够到达月球距离的超细纤维。纤维。纤维。纤维。n n超细纤维的优点超细纤维的优点超细纤维的优点超细纤维的优点n n织物更加柔软,手感改进;比表面积增大,透气性改善;吸水吸油性提高;织物更加柔软,手感改进;比表面积增大,透气性改善;吸水吸油性提高;织物更加柔软,手感改进;比表面积增大,透气性改善;吸水吸油性提高;织物更加柔软,手感改进;比表面积增大,透气性改善;吸水吸油性提高;保温隔热性增加;织物光泽更加柔和保温隔热性增加;织物光泽更加柔和保温隔热性增加;织物光泽更加柔和保温隔
13、热性增加;织物光泽更加柔和n n超细纤维的应用超细纤维的应用超细纤维的应用超细纤维的应用n n人造麂皮、仿真丝绸、高密度织物、新合纤、高性能洁净布人造麂皮、仿真丝绸、高密度织物、新合纤、高性能洁净布人造麂皮、仿真丝绸、高密度织物、新合纤、高性能洁净布人造麂皮、仿真丝绸、高密度织物、新合纤、高性能洁净布n n高强度高模量纤维高强度高模量纤维高强度高模量纤维高强度高模量纤维-先进复合材料的基础先进复合材料的基础先进复合材料的基础先进复合材料的基础纤维的发展趋势纤维的发展趋势n n功能纤维功能纤维功能纤维功能纤维 丰富多彩的选择丰富多彩的选择丰富多彩的选择丰富多彩的选择n n抗静电、导电纤维(电子工
14、业用)抗静电、导电纤维(电子工业用)抗静电、导电纤维(电子工业用)抗静电、导电纤维(电子工业用)n n防止火灾而使用的阻燃纤维防止火灾而使用的阻燃纤维防止火灾而使用的阻燃纤维防止火灾而使用的阻燃纤维n n运动服所用的防水透湿织物运动服所用的防水透湿织物运动服所用的防水透湿织物运动服所用的防水透湿织物n n体操、健美运动员使用的高弹性织物体操、健美运动员使用的高弹性织物体操、健美运动员使用的高弹性织物体操、健美运动员使用的高弹性织物n n内衣和医疗方面使用的高吸水纤维内衣和医疗方面使用的高吸水纤维内衣和医疗方面使用的高吸水纤维内衣和医疗方面使用的高吸水纤维n n加工袜类和医疗服装使用的防菌纤维加
15、工袜类和医疗服装使用的防菌纤维加工袜类和医疗服装使用的防菌纤维加工袜类和医疗服装使用的防菌纤维n n生物降解纤维生物降解纤维生物降解纤维生物降解纤维n n远红外纤维远红外纤维远红外纤维远红外纤维n n抗紫外线纤维抗紫外线纤维抗紫外线纤维抗紫外线纤维n n分离膜用的中空纤维分离膜用的中空纤维分离膜用的中空纤维分离膜用的中空纤维纤维的发展趋势纤维的发展趋势n n智能纤维智能纤维智能纤维智能纤维 能识别、响应、执行的高级纤维能识别、响应、执行的高级纤维能识别、响应、执行的高级纤维能识别、响应、执行的高级纤维n n智能纤维就是当纤维所处的环境发生变化时智能纤维就是当纤维所处的环境发生变化时智能纤维就是
16、当纤维所处的环境发生变化时智能纤维就是当纤维所处的环境发生变化时,其形状、温度、颜色和渗透速率其形状、温度、颜色和渗透速率其形状、温度、颜色和渗透速率其形状、温度、颜色和渗透速率等随之发生敏锐响应等随之发生敏锐响应等随之发生敏锐响应等随之发生敏锐响应,即突跃性变化的纤维。包括:即突跃性变化的纤维。包括:即突跃性变化的纤维。包括:即突跃性变化的纤维。包括:n npHpH响应纤维响应纤维响应纤维响应纤维n n温闽纤维温闽纤维温闽纤维温闽纤维n n光敏纤维光敏纤维光敏纤维光敏纤维n n形状记忆纤维形状记忆纤维形状记忆纤维形状记忆纤维n n应用领域应用领域应用领域应用领域n n服装服装服装服装n n药
17、物控制释放药物控制释放药物控制释放药物控制释放n n新型热机转换新型热机转换新型热机转换新型热机转换n n智能开关智能开关智能开关智能开关n n具有传感功能的纤维具有传感功能的纤维具有传感功能的纤维具有传感功能的纤维 智能机器人的保障智能机器人的保障智能机器人的保障智能机器人的保障n n用于测量和信号传输用于测量和信号传输用于测量和信号传输用于测量和信号传输纤维的发展趋势纤维的发展趋势n n人口将持续不断的增加人口将持续不断的增加人口将持续不断的增加人口将持续不断的增加-2050-2050-2050-2050年世界人口达年世界人口达年世界人口达年世界人口达90909090亿亿亿亿n n纤维用量
18、纤维用量纤维用量纤维用量8 8 8 8公斤公斤公斤公斤/人(人(人(人(2050),2050),2050),2050),纤维产量约纤维产量约纤维产量约纤维产量约1 1 1 1亿吨亿吨亿吨亿吨n n自然资源不断的枯竭自然资源不断的枯竭自然资源不断的枯竭自然资源不断的枯竭n n靠什么来支撑未来舒适的生活?对策:靠什么来支撑未来舒适的生活?对策:靠什么来支撑未来舒适的生活?对策:靠什么来支撑未来舒适的生活?对策:n n可再生资源的利用可再生资源的利用可再生资源的利用可再生资源的利用n n现有资源的节约现有资源的节约现有资源的节约现有资源的节约n n开发新的能源和原料来源开发新的能源和原料来源开发新的
19、能源和原料来源开发新的能源和原料来源三、我国化学纤维工业的发展三、我国化学纤维工业的发展n n历史短历史短n n2020世纪世纪世纪世纪5050年代开始起步,以棉短绒为主要年代开始起步,以棉短绒为主要年代开始起步,以棉短绒为主要年代开始起步,以棉短绒为主要原料的粘胶纤维和以电石为主要原料的维纶。原料的粘胶纤维和以电石为主要原料的维纶。原料的粘胶纤维和以电石为主要原料的维纶。原料的粘胶纤维和以电石为主要原料的维纶。自自自自7070年代开始,我国化学纤维工业发展的年代开始,我国化学纤维工业发展的年代开始,我国化学纤维工业发展的年代开始,我国化学纤维工业发展的重点转向以石油为基础原料的涤纶、锦纶、重
20、点转向以石油为基础原料的涤纶、锦纶、重点转向以石油为基础原料的涤纶、锦纶、重点转向以石油为基础原料的涤纶、锦纶、腈纶和丙纶,融入国际化学纤维发展的主流腈纶和丙纶,融入国际化学纤维发展的主流腈纶和丙纶,融入国际化学纤维发展的主流腈纶和丙纶,融入国际化学纤维发展的主流之中。特别是之中。特别是之中。特别是之中。特别是7070年代末,我国实行以经济年代末,我国实行以经济年代末,我国实行以经济年代末,我国实行以经济建设为中心的历史性转变,化学纤维工业进建设为中心的历史性转变,化学纤维工业进建设为中心的历史性转变,化学纤维工业进建设为中心的历史性转变,化学纤维工业进入高速度发展时期。入高速度发展时期。入高
21、速度发展时期。入高速度发展时期。我国化学纤维工业的发展我国化学纤维工业的发展n n速度快速度快速度快速度快n n19601960年我国化学纤维产量只有年我国化学纤维产量只有年我国化学纤维产量只有年我国化学纤维产量只有1 1万万万万t t,19701970年才达年才达年才达年才达到到到到1010万万万万t t,19801980年年年年4545万万万万t t,19861986年突破年突破年突破年突破100100万万万万t t,19921992年超过年超过年超过年超过200200万万万万t t,19971997年达到年达到年达到年达到460460万万万万t t,19981998年达到年达到年达到年达
22、到510510万万万万t t,成为世界化学纤维生产第一大国,成为世界化学纤维生产第一大国,成为世界化学纤维生产第一大国,成为世界化学纤维生产第一大国,2005,2005年我国化纤总产量已达到年我国化纤总产量已达到年我国化纤总产量已达到年我国化纤总产量已达到1629.21629.2万万万万t t。n n技术相对落后技术相对落后技术相对落后技术相对落后n n自有技术少;自有技术少;自有技术少;自有技术少;n n产品单一。产品单一。产品单一。产品单一。20002000年世界各国和地区化学纤维生产量年世界各国和地区化学纤维生产量年世界各国和地区化学纤维生产量年世界各国和地区化学纤维生产量我国化学纤维历
23、年总需求我国化学纤维历年总需求我国化纤工业面临的问题我国化纤工业面临的问题n n1.1.经济规模、生产力布局状况不合理;经济规模、生产力布局状况不合理;经济规模、生产力布局状况不合理;经济规模、生产力布局状况不合理;n n2.2.国内化学纤维市场遭受国外产品的猛烈冲击;国内化学纤维市场遭受国外产品的猛烈冲击;国内化学纤维市场遭受国外产品的猛烈冲击;国内化学纤维市场遭受国外产品的猛烈冲击;n n3.3.自有资金缺乏、债务负担重;自有资金缺乏、债务负担重;自有资金缺乏、债务负担重;自有资金缺乏、债务负担重;n n4.4.产品结构和生产流程配置不合理,效益低下;产品结构和生产流程配置不合理,效益低下
24、;产品结构和生产流程配置不合理,效益低下;产品结构和生产流程配置不合理,效益低下;n n5.5.产品开发跟不上市场需求产品开发跟不上市场需求产品开发跟不上市场需求产品开发跟不上市场需求,产品缺乏竞争力;产品缺乏竞争力;产品缺乏竞争力;产品缺乏竞争力;n n6.6.经营管理机制落后、方式陈旧经营管理机制落后、方式陈旧经营管理机制落后、方式陈旧经营管理机制落后、方式陈旧,市场营销不利;市场营销不利;市场营销不利;市场营销不利;n n7.7.品种和质量问题。品种和质量问题。品种和质量问题。品种和质量问题。n n总之,与国际先进水平相比,我国化纤行业仍然缺乏总之,与国际先进水平相比,我国化纤行业仍然缺
25、乏总之,与国际先进水平相比,我国化纤行业仍然缺乏总之,与国际先进水平相比,我国化纤行业仍然缺乏强有力的竞争能力。强有力的竞争能力。强有力的竞争能力。强有力的竞争能力。纤维的应用纤维的应用n n从神舟从神舟5号看高技术纤维号看高技术纤维纤维的应用纤维的应用n n高技术纤维高技术纤维高技术纤维高技术纤维在在在在神舟五号飞船上的应用神舟五号飞船上的应用神舟五号飞船上的应用神舟五号飞船上的应用1.非电传爆导爆索非电传爆导爆索非电传爆导爆索非电传爆导爆索高强纤维高强纤维高强纤维高强纤维2.2.宇航服宇航服宇航服宇航服高强、阻燃、抗静电纤维高强、阻燃、抗静电纤维高强、阻燃、抗静电纤维高强、阻燃、抗静电纤维
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- 化学纤维 生产 原理 工艺
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