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纖維加工前為什麼要放置一段時間

發布時間: 2022-07-25 08:29:12

① 化纖放置一段時間強度下降

(一)再生纖維
再生纖維的生產是受了蠶吐絲的啟發,用纖維素和蛋白質等天然高分子化合物為原料,經化學加工製成高分子濃溶液,再經紡絲和後處理而製得的紡織纖維。
1.再生纖維素纖維用天然纖維素為原料的再生纖維,由於它的化學組成和天然纖維素相同而物理結構已經改變,所以稱再生纖維素纖維。
粘膠纖維是以天然棉短絨、木材為原料製成的,它具有以下幾個突出的優點。
(1)手感柔軟光澤好,粘膠纖維像棉纖維一樣柔軟,絲纖維一樣光滑。
(2)吸濕性、透氣性良好,粘膠纖維的基本化學成份與棉纖維相同,因此,它的一些性能和棉纖維接近,不同的是它的吸濕性與透氣性比棉纖維好,可以說它是所有化學纖維中吸濕性與透氣性最好的一種。
(3)染色性能好,由於粘膠纖維吸濕性較強,所以粘膠纖維比棉纖維更容易上色,色彩純正、艷麗,色譜也最齊全。
粘膠纖維最大的缺點是濕牢度差,彈性也較差,織物易折皺且不易恢復;耐酸、耐鹼性也不如棉纖維。
2.富強纖維俗稱虎木棉、強力人造棉。它是變性的粘膠纖維。
富強纖維同普通粘膠纖維(即人造棉、人造毛、人造絲)比較起來,有以下幾個主要特點:
(1)強度大,也就是說富強纖維織物比粘膠纖維織物結實耐穿。
(2)縮水率小,富強纖維的縮水率是粘膠纖維的一半。
(3)彈性好,用富強纖維製做的衣服比較板整,耐折皺性比粘膠纖維好。
(4)耐鹼性好,由於富強纖維的耐鹼性比粘膠纖維好,因此富強纖維織物在洗滌中對肥皂等洗滌劑的選擇就不像粘膠纖維那樣嚴格。
(二)合成纖維
合成纖維是由合成的高分子化合物製成的,常用的合成纖維有滌綸、錦綸、腈綸、氯綸、維綸、氨綸、聚烯烴彈力絲等
1.滌綸滌綸的學名叫聚對苯二甲酸乙二酯,簡稱聚酯纖維。滌綸是中國的商品名稱,國外有稱「大可綸」,「特利綸」,「帝特綸」等。
滌綸由於原料易得、性能優異、用途廣泛、發展非常迅速,產量已居化學纖維的首位。滌綸的最大特點是質量穩定、強度和耐磨性較好,由它製造的面料挺括、不易變形,滌綸的耐熱性也是較強的;具有較好的化學穩定性,在正常溫度下,都不會與弱酸、弱鹼、氧化劑發生作用。
缺點是吸濕性極差,由它紡織的面料穿在身上發悶、不透氣。另外,由於纖維表面光滑,纖維之間的抱合力差,經常摩擦之處易起毛、結球。
2.錦綸錦綸是中國的商品名稱,它的學名叫聚醯胺纖維;有錦綸-66,錦綸-1010,錦綸-6等不同品種。錦綸在國外的商品名又稱「尼龍」,「耐綸」,「卡普綸」,「阿米綸」等。錦綸是世界上最早的合成纖維品種,由於性能優良,原料資源豐富,因此一度是合成纖維產量最高的品種。直到1970年以後,由於聚酯纖維的迅速發展,才退居合成纖維的第二位。
錦綸的最大特點是強度高、耐磨性好。
錦綸的缺點與滌綸一樣,吸濕性和通透性都較差。在乾燥環境下,錦綸易產生靜電,短纖維織物也易起毛、起球。錦綸的耐熱、耐光性都不夠好,熨燙承受溫度應控制在140℃以下。此外,錦綸的保形性差,用其做成的衣服不如滌綸挺括,易變形。但它可以隨身附體,是製做各種體形衫的好材料。
3.腈綸腈綸是國內的商品名稱,其學名為聚丙烯腈纖維。國外又稱「奧綸」,「考特爾」,「德拉綸」等。
腈綸的外觀呈白色、捲曲、蓬鬆、手感柔軟,酷似羊毛,多用來和羊毛混紡或作為羊毛的代用品,故又被稱為「合成羊毛」。腈綸的吸濕性不夠好,但潤濕性卻比羊毛、絲纖維好。它的耐磨性是合成纖維中較差的,腈綸纖維的熨燙承受溫度在130℃以下。
4.維綸維綸的學名為聚乙烯醇縮甲醛纖維。國外又稱「維尼綸」,「維納爾」等。
維綸潔白如雪,柔軟似棉,因而常被用作天然棉花的代用品,人稱「合成棉花」。維綸的吸濕性能是合成纖維中吸濕性能最好的。另外,維綸的耐磨性、耐光性、耐腐蝕性都較好。
5.氯綸氯綸的學名為聚氯乙烯纖維。國外有「天美龍」,「羅維爾」之稱。
氯綸的優點較多,耐化學腐蝕性強;導熱性能比羊毛還差,因此,保溫性強;電絕緣性較高,難燃。另外,它還有一個突出的優點,即用它織成的內衣褲可治療風濕性關節炎或其它傷痛,而對皮膚無刺激性或損傷。
氯綸的缺點也比較突出,即耐熱性極差。
6.氨綸氨綸的學名為聚氨酯彈性纖維,國外又稱「萊克拉」,「斯潘齊爾」等。它是一種具有特別的彈性性能的化學纖維,已工業化生產,並成為發展最快的一種彈性纖維。
氨綸彈性優異。而強度比乳膠絲高2~3倍,線密度也更細,並且更耐化學降解。氨綸的耐酸鹼性、耐汗、耐海水性、耐乾洗性、耐磨性均較好。
氨綸纖維一般不單獨使用,而是少量地摻入織物中,如與其它纖維合股或製成包芯紗,用於織制彈力織物。
7. 聚烯烴彈力纖維,聚烯烴彈力纖維是採用熱塑性彈性體經熔融紡絲而成的,能耐220℃的高溫,具有耐氯漂及強酸強鹼處理,具有極強的抗紫外線降解等特性的新型彈力絲。 (1)長絲:化學纖維加工中不切斷的纖維。長絲又分為單絲和復絲。
單絲:只有一根絲,透明、均勻、薄。
復絲:幾根單絲並合成絲條。
(2)短纖維:化學纖維在紡絲後加工中可以切斷成各種長度規格的纖維。
(3)異形纖維:改變噴絲頭形狀而製得的不同截面或空心的纖維。
①、改變纖維彈性,抱合性與覆蓋能力,增加表面積,對光線的反射性增強。
②、特殊光澤。如五葉形、三角形。
③、質輕、保暖、吸濕性好。如中空。
④、減少靜電。
⑤、改善起毛、起球性能,提高纖維摩擦系數,改善手感。
(4)復合纖維:將兩種或兩種以上的聚合體,以熔體或溶液的方式分別輸入同一噴絲頭,從同一紡絲孔中噴出而形成的纖維。又稱為雙組分或多組分纖維。復合纖維一般都具有三度空間的立體捲曲,體積高度蓬鬆,彈性好,抱合好,覆蓋能力好。特點是:
①、結構不均勻。
②、組分不均勻。
③、膨脹不均勻。
(5)變形絲:經過變形加工的化纖紗或化纖絲。
①、高彈滌綸絲:利用合纖的熱塑性加工,50~300%的伸長率。
②、低彈滌綸絲:伸長率控制在35%以下。
③、腈綸膨體紗;利用腈綸的熱彈性。熱拉伸——高收縮,收縮可達45~53%,與低收縮纖維混合紡紗,經蒸汽處理。 (1)普通纖維:再生纖維與合成纖維。
(2)特種纖維:耐高溫纖維、高強力纖維、高模量纖維、耐輻射纖維。
huɑxue xiɑnwei
化學纖維
chemical fiber
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化學纖維的種類
人造纖維
合成纖維
普通合成纖維
特種纖維
改性纖維
無機纖維
化學纖維的結構
大分子結構
織態結構
序態
結晶形態
側序分布
取向
表徵化學纖維性質的參數
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用天然的或人工合成的高分子物質為原料製成的纖維。常見的紡織品,如粘膠布、 滌綸卡其、 錦綸絲襪、腈綸毛線以及丙綸地毯等,都是用化學纖維製成的。根據原料來源的不同化學纖維可以分為:①人造纖維,以天然高分子物質(如纖維素等)為原料,有粘膠纖維等;②合成纖維,以合成高分子物為原料,有滌綸等;③無機纖維,以無機物為原料,有玻璃纖維等。自從18世紀抽出第一根人工絲以來,化學纖維品種、成纖方法和紡絲工藝技術都有了很大的進展。
化學纖維的種類
人造纖維 中國不僅是飼蠶制絲的發源地,從歷史記載看也是人工製造纖維最早的國家(參見中國化學纖維生產史)。人造纖維的主要品種有:①粘膠纖維1848年J.默塞發現棉纖維素被濃鹼液浸漬後,化學反應靈敏性增加。此後英國人C.克羅斯和E.貝文用二硫化碳與鹼纖維作用獲得溶解性纖維素黃酸酯,從而製得粘膠纖維。後來出現了離心罐式繞絲器,使粘膠纖維有了工業化生產的條件。②硝酸酯纖維,又稱硝酸人造絲。1855年,英國人將纖維素硝化後溶解成膠液並擠壓成絲。1884年,脫硝方法研究成功,硝酸法製造人造絲正式投產。③醋酯纖維,將棉短絨在以冰醋酸為主的試劑中醋化形成纖維素醋酸酯,溶解在三氯甲烷的漿液中經過紡絲獲得三醋酯纖維。如將纖維素醋酸酯局部皂化,則獲得溶於丙酮的纖維素醋酸酯,紡絲後所得纖維稱二醋酯纖維。④銅銨纖維,採用氫氧化四氨銅溶液作溶劑,將棉短絨溶解成漿液紡絲製得的人造絲。絲質精細優美,但成本較高。⑤人造蛋白質纖維,英國人最早研究從動物膠中提取蛋白製造人造蛋白纖維。1935年義大利有人試驗從牛乳中提取乳酪素,製成人造羊毛。此後,一些國家相繼以大豆蛋白、花生蛋白製取人造纖維獲得成功。由於這類纖維的實用性能和製造成本存在問題,產量極少。
自從粘膠纖維工業化生產以來,隨著科學技術的發展,人造纖維的產量不斷增加、質量不斷提高。到了40年代末,各種人造纖維的世界總年產量已超過60萬噸其中粘膠纖維佔84%。此後,又發展出幾種有突出性能的新型粘膠纖維。其中有:
①高濕模量纖維:結構接近於棉纖維,截面形狀接近於羊毛,濕態與干態的強度比達70%,吸水量小鹼溶性低。50年代初,日本石川正之改進粘膠纖維制備工藝條件,並將初生的濕絲條進行高倍拉伸,獲得高強度的粘膠纖維,取名為「虎木棉」。此後,比利時、瑞士和法國等相繼生產,製得一系列高強度、低延伸度和高濕模量的粘膠纖維,統稱波里諾西克。這種纖維兼具棉和粘膠纖維的優點。
②超強粘膠纖維:是一系列具有高強度、高韌性和抗疲勞等性能的粘膠纖維。這種纖維晶粒小、橫截面上皮層結構佔60%以上,有的甚至達100%。因此,纖維的強度和抗疲勞性能都很高,可用於製造汽車輪胎簾子線。
③永久捲曲粘膠纖維:利用粘膠纖維具有皮芯結構的特點,採用適當的工藝條件,使纖維橫截面形狀不對稱和皮層厚度分布不均勻,在橫截面上產生不同的內應力,從而使纖維形成捲曲形態。
合成纖維 普通合成纖維 20世紀30年代中期合成纖維開始興起。聚氯乙烯纖維是最早的合成纖維(見含氯纖維)。以乙炔和鹽酸合成氯乙烯,然後經過聚合、紡絲製成纖維。德國最早的產品稱配采烏(PCU)。纖維的斷裂強度和延伸度近似於棉,干態和濕態的強度幾乎相等,耐水,抗腐蝕而且不易霉爛,對各種化學葯品的反應很穩定。耐燃燒是聚氯乙烯纖維的一個突出性質,但在75~80℃時易變形。聚氯乙烯纖維可以用作工業濾布、薄膜、包裝布、航海服以及游泳衣等。將聚氯乙烯繼續氯化,可使含氯量升至64%,這類高氯纖維商品名叫配采(PC),中國稱過氯乙烯纖維。其軟化點高於純聚氯乙烯纖維,短纖維適用於製做飛行員和消防員的防火服裝。普通合成纖維的品種很多,重要的有:
①聚醯胺纖維:中國稱錦綸,又稱尼龍。1939年美國人首先研製成功。由己二酸和己二胺縮水成鹽,再經縮聚、熔紡而成纖維。根據單體分子上碳原子的數目,這種纖維稱為聚醯胺66。由氨基己酸縮水生成己內醯胺,進一步開環聚合獲得的纖維稱聚醯胺6。這兩種纖維都具有優異的耐磨性,回彈性和耐多次變形性能廣泛用於製做襪子、內衣、運動衣、輪胎簾子線、工業帶材、漁網、軍用織物等。
②聚丙烯腈纖維:中國稱腈綸。50年代初出現以來發展很快。1950年工業化生產的產品為純聚丙烯腈長絲,因吸濕性差而染色困難,後經改進與烯基衍生物形成2元或3元共聚物,其中90%左右為丙烯腈,染色性能大為改善。腈綸廣泛用於製做絨線、針織物和毛毯。腈綸紡織物輕、松、柔軟、美觀,能長期經受較強紫外線集中照射和煙氣污染,是目前最耐氣候老化的一種合成纖維織物,適用於作船篷、賬篷、船艙和露天堆置物的蓋布等。
③聚酯纖維:中國稱滌綸。1940年由英國人J.溫菲爾德和J.迪克遜用對苯二甲酸和乙二醇為原料,在實驗室內研製成功,1941年正式生產。滌綸的拉伸性、回彈性和化學穩定性都很好。滌綸織物具有挺刮和易洗快乾的優點。滌綸的耐曬強度比錦綸好,能抗微生物和霉爛,耐蟲蛀,但吸濕性不及錦綸且染色困難。滌綸採用熔體紡絲,紡絲速度在1300米/分以下。後來有一種高速紡滌綸長絲紡速在3500米/分以上,不僅產量增加,而且由於纖維中大分子部分取向而使結構比較穩定,纖維便於運輸和貯藏。
④聚烯烴纖維:是50年代發展的纖維,其中重要品種聚乙烯纖維是用石油裂解所得的乙烯副氣為原料製成的,中國商品名乙綸。乙綸織物可用作汽車裝飾布、傢具布、工廠濾布、船篷、繩索和漁網等。等規聚丙烯纖維是聚烯烴纖維中一個出色的品種簡稱聚丙烯纖維,中國商品名丙綸。義大利人G.納塔以三乙基鋁及四氯化鈦溶於四氫化萘中作為催化劑將丙烯進行聚合,使大分子具有立體規整性,由此獲得固體高結晶性的聚丙烯,可以製成性能優越的纖維。聚丙烯纖維吸濕率低,不能用常規方法染色常在聚合物里摻入顏料,熔態時捏和紡製成有色纖維。丙綸耐老化性能很差,必須添加防老化劑以改善其耐日光性能。丙綸可用作地毯、大面積的人工草坪、工業用濾布、工作服以及家用織物如蚊帳等,還可與其他纖維混紡製成各種針織物和機織物。
⑤聚乙烯醇纖維:中國稱維綸。是以醋酸乙烯為原料進行聚合、醇解、紡絲,然後經縮甲醛而製得。維綸性質接近於棉,吸濕性比其他合成纖維高。主要產品為短纖維,用於製做漁網、 濾布、帆布、輪胎簾子線、軟管織物、傳動帶以及工作服等。生產維綸的主要國家有日本、朝鮮和中國。維綸與聚氯乙烯纖維混紡的產品稱為維氯綸。
特種纖維 指具有耐腐蝕、耐高溫、難燃、高強度、高模量等一些特殊性能的新型合成纖維。特種纖維除作為紡織材料外,廣泛用於國防工業、航空航天、交通運輸、醫療衛生、海洋水產和通信等部門。主要品種有:
①耐腐蝕纖維:是用四氟乙烯聚合製成的含氟纖維1954年在美國試製成功,商品名特氟綸(Teflon),中國稱氟綸。聚四氟乙烯熔點327℃極難溶解,化學穩定性極好,在王水、酸液和濃鹼液中沸煮而不分解,除在高溫下經過高度氟化過的試劑外,幾乎不溶於任何溶劑。氟綸織物主要用作工業填料和濾布。
②耐高溫纖維:有聚間苯二甲醯間苯二胺纖維、聚醯亞胺纖維等種類,其熔點和軟化點高,長期使用溫度在200℃以上能保持良好的性能。
③高強度高模量纖維:指強度大於10克/旦、模量大於200克/旦的合成纖維。如1968年美國研製的凱夫拉爾,是將聚對苯二甲醯對苯二胺製成液晶溶液,通過干-濕法紡絲製成的纖維,中國稱芳綸1414,可用作飛機輪胎簾子線和航天、航空器材的增強材料。以粘膠纖維、腈綸纖維、瀝青為原料經高溫碳化、石墨化可以得到高強度、高模量碳纖維。用碳纖維製成的復合材料,是製造宇宙飛船、火箭、導彈、飛機的結構材料,在原子能、冶金、化工等工業部門和體育運動器材方面也有廣泛的應用。
④難燃纖維:如酚醛纖維、PTO纖維等在火焰中難燃,可用作防火耐熱簾子布、絕熱材料和濾材等。
⑤彈性體纖維:斷裂伸長率在400%以上,拉伸外力除去後能快速恢復原來長度。彈性纖維的代表品種是聚氨酯纖維,中國稱氨綸。彈性纖維是由硬鏈段和軟鏈段嵌段共聚物製成的。軟鏈段賦予纖維高的伸長率,硬鏈段不發生形變,阻止分子間的相對滑移,因而賦予纖維較高的回彈性。彈性纖維可制緊身衣、游泳衣、松緊帶、襪子羅口、外科手術用襪等。
⑥功能纖維:改變纖維形狀和結構使其具有某種特殊功能,例如將銅銨纖維或聚丙烯腈纖維製成中空形式,在醫療上可用作人工腎透析血液病毒的材料。聚醯胺66中空纖維用作海水淡化透析器,聚酯中空纖維用作濃縮、純化和分離各種氣體的反滲透器材等。
改性纖維 合成纖維雖然有良好的物理機械性質,但是由於表面光滑,吸水性、染色性差,織物的服用性能不及天然纖維織物。為使合成纖維具有天然纖維特色,50年代開展合成纖維改性研究,主要是用物理方法或化學方法改善合成纖維的吸濕、染色、抗靜電、抗燃、抗污、抗起球等性質,同時還增加了化學纖維的品種。
①化學改性:主要有接枝變性、共聚變性以及將原纖維經過化學處理變性等三種方法。
②物理改性:主要有通過改變噴絲孔形狀紡制的異形纖維;利用合成纖維的熱塑性,將伸直的纖維變為捲曲的變形纖維(如膨體紗和彈力絲);將兩類性質不同的高聚物流體從同一噴絲孔擠出而製成的復合纖維。
無機纖維 近代工業的發展需要耐高溫、高強度、電絕緣、耐腐蝕的特種材料,為此人們試制出一系列無機物纖維,如玻璃纖維、硅酸鋁纖維、硼纖維、鈦酸鉀纖維、陶瓷纖維、石英纖維、硅氧纖維等。玻璃纖維可用作防火焰、防腐蝕、防輻射以及塑料增強材料,也是優良的電絕緣材料。鈦酸鉀、硅酸鋁纖維是1200℃高溫下的絕緣材料。
化學纖維的結構
大分子結構 化學纖維大多由分子量很高的高聚物製成,許多分子量不大、化學結構相同或不同的小分子稱為單體,經過縮聚或聚合反應串連成線形高聚物,就象一根有許多環節的鏈條,即為高分子:
A′-A-A……-A-A-A-A……-A-A-A″鏈中A為單體,A′及A″為末端基團。由A、B兩種或A、B、C三種化學組成不同的單體構成的高聚物稱作二元或三元共聚物。用二元或三元共聚物製成的纖維又稱做二元或三元共聚纖維。高分子的特徵是分子量很高,但其分子量W是一系列不同分子量的平均值。大分子中重復單元稱為鏈節,可以由一個或一個以上單體組成。構成分子鏈的鏈節的重復數目稱聚合度DP。纖維的平均分子量是鏈節的分子量A與聚合度的乘積,即W=A×DP。
由化學結構不同的高聚物制備的化學纖維,其分子量也不相同。如聚醯胺 6分子量為16000~22000,是由130~180多個己內醯胺單體組成的,DP=130~180。丙綸的分子量為180000~300000,是由4000個以上丙烯單體組成的DP=4000~7000。化學纖維中大分子伸展的平均長度為200~400毫微米。分子量越高,纖維的強度也越高。
製造化學纖維的大分子的一般要求是:線形能伸直,支鏈盡可能少,沒有龐大的側基,大分子間無化學鍵具有一定規律的化學結構和空間結構。大分子的化學結構對纖維性能有一定的影響。例如:大分子中含有共軛體系的纖維,其熔點高;含有鹵素的纖維難燃;含有親水基團的纖維吸濕性好。
織態結構 纖維是高分子物質,在空間構型上常是一個方向的長度大於其他兩向長度好多倍。集合幾個這樣的大分子構成一個組織單元,既可能成為晶體,也可能是無定形區。大分子長度可以貫穿一個或數個晶體組織和無定形區。連接多個分子的單元組織的集合體,稱做超分子,又名織態結構。纖維的各種性質和特徵,既和大分子的化學結構有聯系,也在較大程度上和它的超分子結構有關。表徵纖維織態結構的因素有多種,重要的有:序態、結晶形態、側序分布和取向。
序態 纖維中相鄰大分子的聚集狀態稱為序態。這種序態可以由紊亂的無定形態直到三維有序的結晶態,兩者在纖維中常同時存在。晶區由許多更小的微晶體構成,微晶體中最小的重復單位為晶胞。晶體的存在和它的特徵可以從 X射線的衍射圖譜中得到證實和說明。纖維中結晶與無定形的分布形態及其對纖維宏觀性質的影響,是一個復雜而且尚不能十分肯定的問題,較有重要影響的學說有:
①兩相結構:它的基本概念是一些大分子的長度可以遠超過晶區或無定形區各自的長度,足夠把若干個晶區和無定形區串連起來形成網路結構。粘膠人造纖維在溶液中的溶脹行為支持了這種論點,它是屬於分散的晶相和連續的無定形相所組成的例子。其他纖維如棉及薴麻等則屬於連續晶相和分散的無定形相的兩相結構。圖1 表示兩相結構的兩種模型,纓狀微胞模型中大分子可以穿過若干晶區和無定形區,而折疊鏈纓狀微胞模型中大分子可以折疊在一個晶區內,也可以穿過無定形區進入另一晶區折疊。連結二個晶區的分子稱為縛結分子,它們的數量和形態對纖維的物理機械性質有重要的影響。
②單相結構:認為實際上有一些纖維的結晶不夠規整,不能視作真正的結晶,屬於過渡態的蘊晶(准晶),它們與以島嶼形式分散在無定形基質中的兩相結構不同,兩相不能截然分開,故稱單相結構。它們的實際結晶度和密度都低於理想結晶性纖維的結晶度和密度。染料和水的吸附作用都發生在無定形區內。
結晶形態 晶區在整個纖維中的百分含量為結晶度,結晶度的大小與纖維性質有直接關系,對纖維的物理機械和熱學性質影響尤大。纖維中結晶有多種不同形態。例如在聚醯胺、聚烯烴纖維的初生纖維中常出現球狀晶。這種初生纖維經過拉伸以後,球狀晶常被破壞變成其他晶型。纖維中晶型可能是單晶,例如在聚乙烯中以折疊鏈狀組成的單晶型;也可能是由條帶狀折疊鏈盤旋成的串晶;還可能是柱狀晶。
纖維中的晶區大小並不均衡一致,常呈一定的分布。長度可由數十至一、二百埃,寬度則甚小。檢測晶體的X射線衍射譜上的衍射點的寬度直接與晶區的寬度相關。
側序分布 分子聚集成序垂直於大分子軸向的形狀稱為側序。側序最高的部分是微晶體,最低的部分是無定形。各種纖維的側序分布都不相同。有些纖維的晶相和無定形相不能截然分離,應看作是由無定形到結晶同時存在的連續相。用這樣的側序分布圖譜闡述它們的性質很容易理解。
通常測定側序分布的方法是將試樣置於逐漸增加濃度或溫度的溶劑內,依次測定各物理量,如溶脹、溶解、收縮、吸附或吸收等性質的變化。凡側序較低的部分首先受到溶劑的影響而發生相應的變化。圖3 是纖維側序分布的例子。
取向 以特定方向(如纖維軸向)為基準的纖維大分子作有序的排列狀態,稱為取向。纖維在成形拉伸過程中所形成的平行於軸向的取向稱單軸取向,纖維的性質在平行和垂直於軸向的兩個方向呈各向異性,例如偏振光在纖維上的折射率、用直接染料染色的纖維的光吸收率和聲波傳播速度都呈各向異性。根據光折射原理所測定的平行於纖維軸的折射率與垂直於纖維軸的折射率之差(即雙折射),是表示纖維取向度的一個重要指標。薄膜則可以兼有平行和垂直於軸的雙取向。
表徵化學纖維性質的參數 屬於形態方面的有:纖度(見支數)、截面形狀、長度、捲曲和折皺、光澤;屬於機械性質方面的有:斷裂強度和繼裂伸長度、彈性模量、耐疲勞性、耐磨性;屬於物理方面的有:耐熱性、耐光性、導電性、難燃或抗燃性、比重;屬於化學方面的有:纖維和水、酸、鹼、有機溶劑以及微生物等的作用性能。各種化學纖維分子結構和織態結構不同,反映化學纖維各方面性質的參數也不相同。
按制備方法分
化學纖維又分為兩大類:①人造纖維,以天然高分子化合物(如纖維素)為原料製成的化學纖維,如粘膠纖維、醋酯纖維。②合成纖維,以人工合成的高分子化合物為原料製成的化學纖維,如聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚丙烯腈纖維。化學纖維具有強度高、耐磨、密度小、彈性好、不發霉、不怕蟲蛀、易洗快乾等優點,但其缺點是染色性較差、靜電大、耐光和耐候性差、吸水性差。 耐磨性、耐熱性、吸濕性、透氣性較差,遇熱容易變形,容易產生靜電。

② 為什麼必須將纖維放在標准溫濕度條件下一定時間調濕後才可進行物理性能的測試

通俗點說,就是為了恢復纖維韌性。
因為纖維儲存的時候會乾燥失水,理化性能會大幅改變,比如柔韌性降低。。

參考 粉條泡水。。。 哈哈

③ 想了解玻璃纖維的製作工藝和製作流程,越詳細越好,多謝

纖維增強環氧樹脂復合材料成型工藝
一、前言
相比傳統材料,復合材料具有一系列不可替代的特性,自二次大占以來發展很快。盡管產量小(據法國Vetrotex公司統計,2003年全球復合材料達700萬噸),但復合材料的水平已是衡量一個國家或地區科技、經濟水平的標志之一。美、日、西歐水平較高。北美、歐洲的產量分別佔全球產量的33%與32%,以中國(含台灣省)、日本為主的亞洲佔30%。中國大陸2003年玻班纖維增強塑料(玻璃纖維與樹脂復合的復合材料、俗稱「玻璃鋼」)逾90萬噸,已居世界第二位(美國2003年為169萬噸,日本不足70萬噸)。
復合材料主要由增強材料與基體材料兩大部分組成:
增強材料:在復合材料中不構成連續相賦於復合材料的主要力學性能,如玻璃鋼中的玻璃纖維,CFRP(碳纖維增強塑料)中的碳纖維素就是增強材料。
基體:構成復合材料連續相的單一材料如玻璃鋼(GRP)中的樹脂(本文談到的環氧樹脂)就是基體。 y
按基體材料不同,復合材料可分為三大類:
樹脂復合材料
金屬基復合材料
無機非金屬基復合材料,如陶瓷基復合材料。
本文討論環氧樹脂基復合材料。
1、為什麼採用環氧樹脂做基體?
固化收縮率代低,僅1%-3%,而不飽和聚酯樹脂卻高達7%-8%;
粘結力強;
有B階段,有利於生產工藝;
可低壓固化,揮發份甚低;
固化後力學性能、耐化學性佳,電絕緣性能良好。
值得指出的是環氧樹脂耐有機溶劑、耐鹼性能較常用的酚醛與不飽和聚酯權勢脂為佳,然耐酸性差;固化後一般較脆,韌性較差。
2、環氧玻璃鋼性能(按ASTM)
以FW(纖維纏繞)法製造的玻纖增強環氧樹脂的產品為例,將其與鋼比較。
表1 GF/EPR與鋼的性能比較

玻璃含量 GF/EPR(玻纖含量80wt%) AISI1008 冷軋鋼
相對密度 2.08 7.86 V
拉伸強度 551.6Mpa 331.0MPa
拉伸模量 27.58GPa 206.7GPa
伸長率 1.6% 37.0%
彎曲強度 689.5MPa
彎曲模量 34.48GPa
壓縮強度 310.3MPa 331.0MPa
懸臂沖擊強度 2385J/m
燃燒性(UL-94) V-O
比熱容 535J/kg•k 233J/kg•k
膨脹系數 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1
熱變形溫度 204ºC(1.82MPa)
熱導率 1.85W/m•k 33.7W/m•k
介電強度 11.8×106V/m
吸水率 0.5%(24h)

表2 幾種常用材料與復合材料的比強度和比模量

材料名稱 密度g/cm3 拉伸強度×104MPa 彈性模量×106MPa 比強度×106cm 比模量×109cm
鋼 7.8 10.10 20.59 0.13 0.27
鋁 2.8 4.61 7.35 0.17 0.26
鈦 4.5 9.41 11.18 0.21 0.25
玻璃鋼 2.0 10.40 3.92 0.53 0.21
碳纖維/環氧樹脂 1.45 14.71 13.73
碳纖維/環氧樹脂 1.6 1049 23.54
芳綸纖維/環氧樹脂 1.4 13.73 7.85
硼纖維/環氧樹脂 2.1 13.53 20.59
硼纖維/鋁 2.65 9.81 19.61 0.75 c2

二、纖維增強環氧樹脂復合材料成型工藝簡介
1、手糊成型 (hand lay up)
(1)概要 依次在模具表面上施加
脫模劑
膠衣
一層粘度為0.3-0.4PaS的中等活性液體熱固性樹脂(須待膠衣凝結後)
一層纖維增強材料(玻纖、芳綸、碳纖維......),纖維增強材料有表面氈、無捻粗紗布(方格布)等幾種。以手持輥子或刷子使樹脂浸漬纖維增強材料,並驅除氣泡,壓實基層。鋪層操作反復多次,直到達到製品的設計厚度。
樹脂因聚合反應,常溫固化。可加熱加速固化。
(2)原材料 F gb NG ^
樹脂 不飽和聚酯樹脂、已烯基酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂等。
纖維 玻纖、碳纖、芳綸等。雖然厚的芳綸織物難於手工將樹脂浸透,亦可用。
芯材 任意。
(3)優點
1)適合少量生產;
2)可室溫成型,設備投資少,模具折舊費低;
3)可製造大型製品和型狀復雜產品;
4)樹脂和增強材料可自由組合,易進行材料設計;
5)可採用加強筋局部增強,可嵌入金屬件;
6)可用膠衣層獲得具有自由色彩和光澤的表面(如開模成型則一面不平滑);
7)玻纖含量較噴射成型高。
無捻粗紗布 50%左右
織物 35%-45%
短切原絲氈 30%-40%
(4)缺點
1)屬於勞動密集型生產,產品質量由工人訓練程度決定; ;
2)玻纖含量不可能太高;樹脂需要粘度較低才易手工操作,溶劑/苯乙烯量高,力學與熱性能受限制;
3)手糊用樹脂分子量低;通常可能較分子量高的樹脂有害於人的健康和安全。
(5)典型產品
艦艇、風力發電機葉片、游樂設備、冷卻塔殼體、建築模型。
2、樹脂傳遞成型(RTM)
(1)概要
RTM是一種閉模低壓成型的方法。
將纖維增強材料置於上下模之間;合模並將模具夾緊;在壓力下注射樹脂;樹脂固化後打開模具,取下產品。
樹脂膠凝過程開始前,必須讓樹脂充滿模腔,壓力促使樹脂快速傳遞到模個內,浸漬纖維材料。
RTM是一低壓系統,樹脂注射壓力范圍0.4-0.5MPa,當製造高纖維含量(體積比超過50%)的製品,如航空航天用零部件時,壓力甚至達0.7MPa。
纖維增強材料有時可預先在一個模具內預成型大致形狀(帶粘結劑),再在第二個模具內注射成型。 為了提高樹脂浸透纖維能力,可選擇真空輔助注射(VARI-vacuum saaistedrsin injection)。
注意樹脂一經將纖維材料浸透,樹脂注口要封閉,以便樹脂固化。注射與固化可在室溫或加熱條件下進行。模具可以復合材料與鋼材料 製作。若採用加熱工藝。宜用鋼模。
(2)原材料
樹脂:一般多用環氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛;當加溫時,高溫樹脂台雙馬列來醯亞胺樹脂亦可用。
法國 Vetrotex公司開發了熱塑性樹脂RTM。
纖維:任意。常用玻纖連續氈、縫編材料(其纖維間的縫隙得於樹脂傳遞)、無捻粗紗布;玻纖與熱塑性塑料的復合紗及其織物與片材(法國Vetrotex商品名TWINTEX)。
芯材:不用蜂窩,因蜂窩空格全被樹脂填滿,壓力會導致其破壞。可用耐溶劑發泡材料PU、PP、CL、VC等。
(3)優點
1)製品纖維含量可較高,未被樹脂浸得部分非常少;
2)閉模成型,生產環境好;
3)勞動強度低,對工人技術熟練程度的要求也比手糊與噴射成型低;
4)製品兩面光,可作有表面膠衣的製品,精度也比較高;
5)成型周期較短;
6)產品可大型化;
7)強度可按設計要求具有方向性;
8)可與芯村、嵌件一體成型;
9)相對注射設備與模具成本較低。
(4)缺點
1)不易製作較小產品;
2)因要承壓,故模具較手糊與噴射工藝用模具要重和復雜,價位也高一些;
3)能有未被浸漬的材料,導致邊角料浪費。
(5)典型產品
小型飛機與汽車零部件、客車座椅、儀表殼
3、纖維纏繞(FW)
(1)概要
通常採用直接無捻粗紗作為增強材料。粗紗排列在紗架上。粗紗自紗架上退繞,通過張力系統、樹脂槽、繞絲嘴,由小車帶動其往復移動並纏繞在回轉的芯軸(模)上。纖維纏繞角度與纖維排列密度根據強度設計,並由芯軸(模)轉速與小車往復速度之比,精確地控制。固化後將纏繞的復合材料製品脫模。
對某些兩端密閉的產品不用脫模,芯模即包在復合材料產品內,作為內襯。
(2)原材料
樹脂:任意。環氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛樹脂。
纖維:任意。無捻粗紗、縫編和無紡織物。生產管罐時,常用表面氈、短切原絲作為內襯材料。
芯材:可用。雖然復合材料製品通常是單一殼體,一般不用。
(3)優點
1)因為纖維逕直以合理的線形鋪設,承擔負荷,故復合材料製品的結構特性可非常高;
2)由於同內襯層組合,可製得耐腐蝕、耐壓、耐熱的製品;
3)可製造兩端封閉的製品;
4)鋪放材料快、經濟、用無捻粗紗,材料費用低;
5)可採用樹脂計量,然浸膠後的纖維通過擠膠或口模,控制樹脂含量;
6)可大理生產和自動化;
7)機械成型,復合材料材質及方向性均勻,質量穩定。
(4)缺點
1)製品形狀限於圓柱形或其它回轉體;
2)纖維不易沿製品長度方向精確排列;
3)對於大型製品,芯模成本高;
4)成品外表不是「模製」的,不盡人意;
5)對於承受壓力的製品,如選擇樹脂不合適或無內襯,就易發生滲漏。
(5)典型產品 '
管道、貯罐、氣瓶(消防呼吸氣瓶、壓縮天然氣瓶等)、固體火箭發動機殼體。
4、RIM(Reaction Injection Molding一反應注射成型)
(1)概要
將兩種或兩種以上的組分在混合區低壓(0.5MPa)混合後,即在低壓(0.5-1.5MPa)下注射到閉模中反應成型,此即為工藝過程。若組分一為多元醇,一為異氰酸酯,則反應生成聚氨酯 。為增加強度,可直接在一種組分內行加入磨碎玻纖原絲和(或)填料。弈可採用長纖維(如連續纖維氈、織物、復合氈、短切原絲等的預成型物等)增強,在注射前,將長纖維增強材料預先置模具內。用此法可得到高力學性能的製品。這種工藝稱為SRIM(Structural Reaction Injection Molding-結構反應注射成型)。
(2)原材料
樹脂:常用聚氨酯體系或聚氨酯/脲混合體系;亦可採用環氧、尼龍、聚酯等基本;
纖維:常用長0.2-0.4mm的磨碎玻璃纖維;
芯材:不用。
(3)優點
1)製造成本比熱塑性塑料注射工藝低;
2)可製造大尺寸、開頭復雜的產品;
3)固化快,適於快速生產。
(4)缺點
採用磨碎玻璃纖維增強原料費用高,薦用礦物復合材料取代之。
(5)主要產品
汽車儀表盤、保險杠、建築門、窗、桌、沙發、電絕緣件。
5、拉擠成型 (Pultrusion)
(1)概要
主要採用玻璃纖維無捻粗紗(使用前預先放置在紗架上),它提供縱向(沿生產線方向)增強。
其它類型的增強有連續原絲氈、織物等,它們補充橫向增強,表面氈則用於提高成品表面質量。樹脂中可加入填料,改進型材料性能(如阻燃),並降低成本。
拉擠成型的程序是
1)使玻璃纖維增強材料浸漬樹脂;
2)玻璃纖維預成型後進入加熱模具內,進一步浸漬(擠膠)、基本樹脂固化、復合材料定型;
3)將型材按要求長度切斷。 現在已有變截面的、長度方向呈弧型的拉擠製品成型技術。 拉擠成型將增強材料浸漬樹脂有兩種方式:
膠槽浸漬法:通常採用此法,即將增強材料通過樹脂槽浸膠,然後進入模具。此法設備便宜作業性好,適於不飽和聚酯樹脂,乙烯基酯樹脂。
注入浸漬法(圖6):玻纖增強材料進入模具後,被注入模具內的樹脂所浸漬。此法適於凝膠時間短、粘度高、生產附產物的樹脂基體,如酚醛、環氧、雙馬來醯亞胺樹脂。
(2)原材料
樹脂:常用不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂;
纖維:拉擠用玻璃纖維無捻粗紗、連續氈、縫編氈、縫編復合氈、織物、玻纖表面氈、聚酯纖維表面氈等;
芯材:一般不用,現有以PU發泡材料為芯材,外為連續拉擠框型型材,作為保溫牆板的。
(3)優點
1)典型拉擠速度0.5-2m/min,效率較高,適於大批量生產,製造長尺寸製品;
2)樹脂含量可精確控制;
3)由於纖維呈縱向,且體種比可較高(40%-80%),因而型材軸向結構特性可非常好;
4)主要用無捻粗紗增強,原材料成本低,多種增強材料組合使用,可調節製品力學性能;
5)製品質量穩定,外觀平滑。
(4)缺點
1)模具費用較高;
2)一般限於生產恆定橫截面的製品。
(5)典型產品
建築屋頂橫梁、椽子、門窗框架型材、牆板、石油開采抽油桿、帳篷竿、梯子、橋梁、工具把、手機微波站罩殼、汽車板簧、傳動軸、電纜管、光纖光纜芯、釣魚竿、隔柵、汽車空調器罩、擴軌罩。 0}1x p* V
6、真空袋法法成型(Vacuum bag process)
(1)概要 :
此法是手糊法與噴射法的延伸。將手糊或噴射好的積層在樹脂的A階段與模具在一 起,在積層上覆以橡膠袋,周邊密封,在後用真空泵抽真空,積層從而受到不大於1個氣壓的壓力,而被壓實、成型。
(2)原材料
樹脂:主要採用環氧樹脂、酚醛樹脂。不飽和聚酯樹脂與乙烯基酯樹脂則因真空泵將樹脂中的苯乙烯(交聯劑)過度抽出,可能會造成問題,故一般不用;
纖維:同手糊法;
芯材:任意。
(3)優點
1)採用普通的濕法鋪層技術,通常可獲得高纖維含量的製品;
2)可製造大尺寸產品;
3)產品兩面光;
4)較濕法鋪層浸膠孔隙率低;
5)由於壓力,樹脂流經結構纖維,纖維得以較好地浸漬樹脂;
6)有利於操作人員健康和安全;真空袋減少了固化時逸出的揮發性物質。
(4)缺點
1)額外的工藝過程增加了勞動力和袋材成本;
2)要求操作人員有較高的技術熟練水平;
3)樹脂混合和含量控制基本上仍然取決於操作人員的技術;
4)生產效率不高。
(5)典型產品
艇、賽車、芯材粘結、飛機鼻錐雷達罩、機翼、方向舵。
7、樹脂膜熔浸成型(RFI-Resin Film Infusion)
(1)概 要
將干強物與樹脂片(樹脂片系放在一層脫模紙上提供)交替鋪放在模具內。鋪層被真空袋包覆,藉真空泵抽真空,將干織物內空氣抽出。然後加熱,令樹脂熔化並流浸已抽出空氣的織物,然後經過一事實上時間即固化。
(2)原材料
樹脂:一般僅用環氧樹脂; ¬
纖維:任意;
芯材:許多種芯材都可以使用,由於工藝過程中溫度高,對PVC泡沫需要專門處理,以免泡沫損壞。
(3)優點
1)空隙率低,可精確獲得高的纖維含量;
2)鋪層清潔,有利於健康和安全(似預浸);
3)可較預浸法成本低,此為主要的優點;
4)由於樹脂僅能過織物厚度方向傳遞,故樹脂未浸到白斑區可較SCRIMP(西曼復合材料公司樹脂參入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process)少。
(4)缺點
1)目前僅用於宇航工業,還未推廣;
2)雖然宇航工業用高壓釜系統產非總是需要,但加熱室和真空袋系統對於復合材料固化,總是不可少的;
3)模具要求能經受樹脂膜片的工藝溫度(低溫固化即需60-100ºC);
4)要求所用芯材能經受工藝溫度和壓力;
(5)典型產品
飛機雷達罩、艦艇聲納整流罩。
8、預浸料(高壓釜)成型
(1)概要
預先在加熱、加壓或使用溶劑的條件下,將織物和(或)纖維預先用預催化樹脂預浸漬。固化劑大多能在環境溫度下,讓預浸材料貯存幾周或幾個月,仍能保質使用。當要延長保持期,材料須在冷凍條件下貯存。樹脂通常在環境溫度下呈臨界固態。故觸摸預浸材料時有輕微的黏附感,象膠帶似的。製作單向預浸漬材料的纖維直接由紗架下來,與樹脂結合。預浸漬材料用手或機械鋪於模具表面,通過真空袋抽真空,並通常加熱到120-180ºC。使樹脂重新流動,並最終固化。盛開附加壓力通常藉助高壓釜(實際上是一座壓力加熱罐)提供,它能對鋪層施加達5個大氣壓的壓力。
(2)原材料
樹脂:通常用環氧樹脂,不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂及高溫樹脂,如聚醯亞胺、氰酸酯、雙馬來醯亞胺樹脂等;
纖維:任意。雖然由於在工藝過程中,高溫分對芯材有些影響,需要採用某些專門的泡沫芯材。
(3)優點
1)預浸材料製造人員可精確地調整樹脂/固化劑水平和樹脂在纖維中的含量;可以可靠地得到高纖維含量。
2)材料於操作人員十分安全,無礙健康,操作清潔;
3)單向帶纖維成本最低,因為毋須將纖維預先轉為織物的二次加工過程;
4)由於製造過程採用可滲透的高粘度樹脂,樹脂化學性能力學和熱性能可以是最適宜的;
5)材料有效時間長(室溫下可保質數月),這意味著可優化結構、復合材料易鋪層;
6)可能實現自動化和節省勞動力。
(4)缺點
1)對於預浸織物,材料成本高;
2)通常要對高壓釜固化復合材料製品,耗費大、作業慢、製品尺寸受限制;
3)模具需能承受作業溫度;
4)芯材需要承受作業溫度和壓力。
(5)典型產品
飛機結構復合材料(如機翼和尾翼)、衛星與運載火箭結構件(太陽能電池基板、夾層結構板、衛星介面支架、火箭整流罩等)、賽車、運動器材(如網球拍、滑雪板等)。
9、低溫 固化預浸料成型
(1)概要
低溫固化預浸料完全按通常的預浸料方法制備,但樹脂的化學性質使其得以在60-100ºC溫度下固化。在60ºC時,材料可操作保持期可小到限於1個星期,但亦可延長到幾個月。樹脂系統的流動截面適於採用真空袋壓力,避免採用高壓釜。
(2)材料 |
樹脂:一般僅採用環氧樹脂;
纖維:任意,同通常的預浸料;
芯材:任意,雖然一般 的PVC泡沫需要特別注意。
(3)優點
1)具有傳統預浸料法所具備的(1)-(6)條優點;
2)模具材料較便宜,如木材亦可用,因其固化溫度較低故;
3)可容易地製造大型結構。因為僅需真空袋壓力;固化溫度低,可採用簡單的熱空氣循環加熱室(經常就地建造大於製品的加熱室 )
4)可採用普通的PVC泡沫芯材,略作處理即可;
5)能耗低。
(4)缺點
1)材料成本仍高於預浸織物;
2)需加熱室和真空袋系統,以固化製品;
3)模具需能經受高於環境溫度的溫度(常用60-100ºC);
4)仍有能耗,因需高於環境溫度固化。
(5)典型產品
高性能風力發電機葉片、賽艇、救生艇、火車用零部件。
10、SCRIMP,RIFT,VARTM

圖11 SCRIMP,RIFT,VARTM示意圖
(1)概要
SCRIMP(Seeman Composite Infusion Molding Process—西曼復合材料公司樹脂滲透成型法),RIFT(Resin Infusion umder Flexibe Tooling—柔性模具樹脂滲透法) ,VARTM(Vscuum Assisted Transfer Molding—真空輔助樹脂傳遞成型)這三種工藝原理相似。
將織物作為干鋪層材料入模內,如同RTM。然後覆以剝離保護層和縫編非結構織物。整個鋪層用真空袋覆罩好。袋無滲漏後,讓樹脂流到積層。樹脂很容易流經非結構織物而在整個鋪層分布。SCRIMP法在真空袋與鋪層之間可置加壓模塊,利於提高製作表觀與結構密實度。
(2)材料
樹脂:常和環氧樹脂、不飽和聚酯和乙烯基酯樹脂;
纖維:任意種類普通織物。這些工藝方法縫編材料很好用,因其間隙使得樹脂快速流動;
芯材:除蜂窩外,各種芯材均可用。
(3)優點
1)同RTM,但製品僅一面光,不似RTM兩面光;
2)由於模具一半是真空袋,主模具僅需較低強度,故模具成本甚低;
3)可製造大尺寸產品;
4)通常的濕法鋪層工具可改進以用於這些成型法;
5)一次作業即可生產芯材結構。
(4)缺點
1)要完成好相對復雜的操作過程;
2)樹脂粘度必須非常低,限制了製品的力學性能;
3)鋪層未浸到樹脂而造成的廢品浪費甚大;
4) SCRIMP的一些工藝要素已被專利所限。
(5)典型產品
小艇半成品、列車和卡車車身面板。

④ 黏膠纖維織物前處理的目的是什麼

① 粘膠的制備:包括浸漬、壓榨、粉碎、老化、黃化、溶解、熟成、過濾、脫泡等工序。漿粕經濃度為18%左右的氫氧化鈉水溶液浸漬,使纖維素轉化成鹼纖維素,半纖維素溶出,聚合度部分下降;再經壓榨除去多餘的鹼液。塊狀的鹼纖維素在粉碎機上粉碎後變為疏鬆的絮狀體,由於表面積增大使以後的化學反應均勻性提高。鹼纖維素在氧的作用下發生氧化裂解使平均聚合度下降,這個過程稱為老化。聚合度下降的程度與溫度、時間有關。老化後將鹼纖維素與二硫化碳反應生成纖維素黃酸酯稱黃化,使大分子間的氫鍵進一步削弱,由於黃酸基團的親水性,使纖維素黃酸酯在稀鹼液中的溶解性能大為提高。把固體纖維素黃酸酯溶解在稀鹼液中,即是粘膠。剛製成的粘膠因粘度和鹽值較高不易成形,必須在一定溫度下放置一定時間稱為熟成,使粘膠中纖維素黃酸鈉逐漸水解和皂化,酯化度降低,粘度和對電解質作用的穩定性也隨著改變。在熟成的同時應進行脫泡和過濾,以除去氣泡和雜質。
制備粘膠的設備主要有古典法、連續浸漬壓榨粉碎和五合機等三種形式。
② 紡絲成形:採用濕法紡絲。粘膠通過噴絲孔形成細流進入含酸凝固浴,粘膠中鹼被中和,細流凝固成絲條,纖維素黃酸酯分解再生成水化纖維素。凝固和分解可同時發生,也可先後進行。在同一浴中完成凝固和分解的方法稱單浴法紡絲。粘膠長絲用單浴法紡絲。在一浴內凝固而在另一浴中分解再生的方法稱二浴法紡絲。強力絲或短纖維一般用二浴法紡絲。為改善纖維的某些性能,也有採用三浴法、四浴法甚至五浴法的。凝固浴是硫酸和硫酸鋅的水溶液,各組分的含量因纖維品種而不同。

③ 後處理:成形後纖維需經過水洗、脫硫、酸洗、上油和乾燥等後處理加工。水洗是除去附在纖維表面的硫酸及其鹽類和部分硫。脫硫可在氫氧化鈉、亞硫酸鈉或硫化鈉的水溶液中進行。金屬離子可用鹽酸處理去除。上油可降低纖維的摩擦系數,減少靜電效應,改善纖維手感,提高纖維的可紡性能。上油後的絲條經過乾燥即可包裝出廠。粘膠短纖維的切段工序通常在後處理以前進行。強力絲主要作為輪胎或運輸帶的簾子布,對纖維的外觀無特殊要求,只需用熱水洗去纖維上硫酸及其鹽類,經上油、乾燥後即可,後處理可在紡絲機上進行。

⑤ 碳纖維增強型塑料在注塑成型中的注意事項

為了避免量產時無謂的浪費時間及困擾,的確有必要付出耐心來調整及控制各種加工條件,並找出最好的溫度及壓力條件,且制訂標準的試模程序,並可資利用於建立日常工作方法。
1.查看料筒內的塑料料是否正確無誤,及有否依規定烘烤,(試模與生產若用不同的原料很可能得出不同的結果)。
2.料管的清理務求徹底,以防劣解膠料或雜料射入模內,因為劣解膠料及雜料可能會將模具卡死。檢查料管的溫度及模具的溫度是否適合於加工之原料。
3.調整壓力及射出量以求生產出外觀令人滿意的成品,但是不可跑毛邊尤其是還有某些模穴成品尚未完全凝固時,在調整各種控制條件之前應思考一下,因為充模率稍微變動,可能會引起甚大的充模變化。
4.要耐心的等到機器及模具的條件穩定下來,即是中型機器可能也要等30分鍾以上。可利用這段時間來查看成品可能發生的問題。
5.螺桿前進的時間不可短於閘口塑料凝固的時間,否則成品重量會降低而損及成品之性能。且當模具被加熱時螺桿前進時間亦需酌予加長以便壓實成品。
6.合理調整減低總加工周期。
7.把新調出的條件至少運轉30分鍾以至穩定,然後至少連續生產一打全模樣品,在其盛具上標明日期、數量,並按模穴分別放置,以便測試其確實運轉之穩定性及導出合理的控制公差。(對多穴模具尤有價值)。
8.將連續的樣品測量並記錄其重要尺寸(應等樣品冷卻至室溫時再量)。
9.把每模樣品量得的尺寸作個比較,應注意:
(a)製品尺寸是否穩定。
(b)是否某些尺寸有增加或降低的趨勢而顯示機器加工條件仍在變化,如不良的溫度控制或油壓控制。
(c)尺寸之變動是否在公差范圍之內。
10.如果成品尺寸不甚變動而加工之條件亦正常,則需觀察是否每一模穴之成品其質量都可被接受,其尺寸都能在容許公差之內。把量出連續或大或小於平均值的模穴號記下,以便檢查模具之尺寸是否正確。
記錄試模過程中所得到的參數
記錄且分析數據以做為修改模具及生產條件之需要,且為未來量產時之參考依據 。
1.使加工運轉時間長些,以穩定熔膠溫度及液壓油溫度。
2.按所有成品尺寸的過大或過小以調整機器條件,若縮水率太大及成品顯得射料不足,也可資參考以增加閘口尺寸。
3.各模穴尺寸的過大或過小予以修正之,若模穴與門口尺寸尚屬正確,那麼就應試改機器條件,如充模速率, 模具溫度及各部壓力等,並檢視某些模穴是否充模較慢。
4.依各模穴成品之配合情形或模蕊移位,予以各別修正,也許可再試調充模率及模具溫度,以便改善其均勻度
5.檢查及修改射出機之故障,如油泵、油閥、溫度控制器等等的不良都會引起加工條件之變動,即使再完善的模具也不能在維護不良的機器發揮良好工作效率。在檢討所有的記錄數值之後,保留一套樣品以便校對比較已修正之後的樣品是否改善。
妥善保存所有在試模過程中樣品檢驗的記錄,包括加工周期各種壓力、熔膠及模具溫度、料管溫度、射出動作時間、螺桿加料時期等,簡言之,應保存所有將來有助於能藉以順利建立相同加工條件之數據,以便獲得合乎質量標準的產品。
目前工廠試模時往往忽略模具溫度,而在短時試模及將來量產時模具溫度最不易掌握,而不正確的模溫足以影響樣品之尺寸、光度、縮水、流紋及欠料等現象,若不用模溫控制器予以當握將來量產時就可能出現困難

⑥ 裝配保溫材料前為什麼要把保溫材料放置一段時間

需要自然陳化很長一段時間,因為剛剛做出來的聚苯板水分含量高,密度不是太穩定,一般的就是在60度的恆溫車間存放7天左右就可以使用了,

⑦ 尼龍紗線在紡出來後要放置一段時間的原理是什麼

放置在濕度一定的房間中是為了回潮,因尼龍紗線中含水率不同會影響後段織造,所以放置一段時間使絲柄上的絲含水率達到飽和。

⑧ 化學纖維在紡絲後為什麼還要進行後加工

紡絲成形後得到的初生纖維其結構還不穩定,物理機械性能較差,如伸長度大、強度低、尺寸不穩定等,因此還不能直接用於紡絲加工,必須經過一系列後加工。後加工隨化學纖維品種、紡絲方法對產品要求的不同而不同,其中主要的工序是拉伸和熱定型。

什麼是拉伸呢?拉伸是靠前後兩個(組)輥子的速度不同來將絲抽長。拉伸的目的是使纖維的斷裂強度提高,降低斷裂伸長率,提高耐磨性和對各種不同形變的疲勞強度。一般熔融紡絲纖維的總拉伸倍數為3~7倍;濕法紡絲纖維可達8~12倍;生產高強度纖維時,拉伸倍數更高,甚至達數十倍。

熱定型的目的是消除纖維的內應力,提高纖維的尺寸穩定性,並進一步改善其物理機械性能。隨著熱定型的方式和工藝條件的改變,所得纖維的結構和性能也不同。

在化學纖維生產中,無論是紡絲還是後加工都需要進行上油,上油的目的是提高纖維的平滑性和柔軟性,減少摩擦和靜電的產生,改善化學纖維的紡織加工性能。不同品種和規格的纖維需採用不同的專用油劑。

除上述主要工序外,在濕法紡絲和用直接紡絲法生產的錦綸後處理過程中,都設有水洗工序,以除去附著在纖維上的凝固劑和溶劑及混在纖維中的單體及機械雜質等。在短纖維的生產中需進行捲曲和切斷,在生產長絲時,需要進行加捻,加捻的目的是使復絲中的單纖維能緊密地抱在一起,避免在紡織加工時發生斷頭和紊亂現象,並使纖維的斷裂強度提高。生產彈力絲時需進行變形加工。生產網路絲時,在長絲後加工設備上加裝網路噴嘴,經噴射氣體的作用,單絲互相纏結而呈周期性網路點,以提高其紡織加工性能,免去上漿、退漿,代替加捻和並捻,提高紡織效率,降低生產成本。隨著合成纖維工業生產技術的發展,紡絲和後加工技術已從間歇式的多道工序發展為連續、高速一步法的聯合工藝,如聚酯全拉伸絲可在紡絲—牽伸聯合機上生產。而利用超高速紡絲(紡速5500米/分以上)生產的全取向絲則不需後加工,可直接用作紡織原料。

化學纖維紡絲後加工

⑨ 為什麼在施工現場裝配保溫材料,應使保溫材料先放置在現場一段時間

為了適應當地的溫度 濕度 防止裝璜後發生彎曲變形,對建築物表面造成影響。

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