《聚合物成型原理与工艺》课程教学资源（PPT课件）第四篇 合成纤维的纺丝与加工 第十一章 合成纤维的纺丝与加工 第十二章 纤维成形原理与方法

第四篇合成纤维的纺丝与加工No.11纺丝液体的性质及制备

第四篇 合成纤维的纺丝与加工 No.11 纺丝液体的性质及制备

11.1、成纤聚合物的性质线性结构具有良好的结晶性- Tg>TTm>T洗、T烫用分子量分布窄亲水极性基团染色、吸附、耐热、耐水等抗菌、耐光、导电- PP PAN PVC PET Nylon6 et al

11.1、成纤聚合物的性质 ▪ 线性结构 具有良好的结晶性 ▪ Tg>T用 Tm>T洗、T烫 ▪ 分子量分布窄 ▪ 亲水极性基团 染色、吸附、耐热、耐水等 ▪ 抗菌、耐光、导电 – PP PAN PVC PET Nylon6 et al

温度特性及热稳定性Tg在T用以上■Tm在T洗、T烫以上纺丝在Tf以上松弛热处理在Tg~Tm之间影响因素：作用介质氧、热、水分等杂质成纤聚合物应有很高的热稳定性

温度特性及热稳定性 ▪ Tg在T用以上 ▪ Tm在T洗、T烫以上 ▪ 纺丝在 Tf 以上 ▪ 松弛热处理 在Tg~Tm之间 影响因素：作用介质 氧、热、水分等杂质 成纤聚合物应有很高的热稳定性

成纤聚合物的结晶性能无定形成纤聚合物Tg低无实用价值■结晶耐磨纤维形状稳定综合性能好影响因素：链的结构、立构规整性链柔性热力学性质结晶动力学1高高结晶的纤维拉伸性能可能降低f

成纤聚合物的结晶性能 ▪ 无定形成纤聚合物 Tg低 无实用价值 ▪ 结晶 纤维形状稳定 综合性能好 耐磨 影响因素：链的结构、立构规整性 链柔性 热力学性质 结晶动力学 高结晶的纤维拉伸性能可能降低 f λ 高

分子链的结构对性能的影响影响结晶的因素影响性能■分子量及其分布分子量在2万~10万窄分子量分布低分子级分过多纤维强度下降高分子级分过多粘度增大，难拉伸bQM成纤聚合物的其它性能

分子链的结构对性能的影响 ▪ 影响结晶的因素影响性能 ▪ 分子量及其分布 – 分子量在2万~10万 – 窄分子量分布 低分子级分过多 纤维强度下降 高分子级分过多 粘度增大，难拉伸 Mn b  = a − 成纤聚合物的其它性能

11.2成纤聚合物的熔融与溶解熔融法非极性结晶聚合物-PE PP等溶液法极性聚合物大-PVCPVAPAN一溶剂的选择高浓度时低粘度沸程50~160℃■热及化学稳定性毒性小、惰性不引起聚合物的降解和其它变化

11.2 成纤聚合物的熔融与溶解 ▪ 非极性结晶聚合物 熔融法 – PE PP 等 ▪ 极性聚合物 溶液法 – PVC PAN PVA – 溶剂的选择 ▪ 高浓度时低粘度 ▪ 沸程 50~160℃ ▪ 热及化学稳定性 ▪ 毒性小、惰性 ▪ 不引起聚合物的降解和其它变化

溶解与溶胀动力学2聚合物溶解过程主3要取决于溶剂的扩1.0散速度-温度时间图11-3聚合物试样在溶胀及溶解时的一搅拌重量变化曲线1一有限溶胀（速度小），曲线2一有限溶胀（速度大）：曲线3一有限溶胀，件随萃出低分子级分！一聚合物颗粒减小曲线4一有限洛胀转化成溶解

▪ 聚合物溶解过程主 要取决于溶剂的扩 散速度 – 温度 – 搅拌 – 聚合物颗粒减小 溶解与溶胀动力学

纺丝液体的净化与脱泡■净化一杂质来源：不完全溶解的聚合产物分子量很高的未溶解级分部分交联聚合物其它的杂质颗粒，如砂粒尘埃操作中引入的固体粒子过滤：熔融法喷丝孔大筛网、石英砂、素烧瓷溶液法喷丝孔小布或石英砂、素烧瓷■脱泡一升高温度和减压的办法脱泡

▪ 净化 – 杂质来源：不完全溶解的聚合产物 分子量很高的未溶解级分 部分交联聚合物 其它的杂质颗粒，如砂粒 尘埃 操作中引入的固体粒子 过滤：熔融法 筛网、石英砂、素烧瓷 喷丝孔大 溶液法 布或石英砂、素烧瓷 喷丝孔小 ▪ 脱泡 – 升高温度和减压的办法脱泡 纺丝液体的净化与脱泡

11.3纺丝液体的性能粘度与温度、压力的关系=A·eE/RTE为粘度的活化能，R为通用气体常数，A为常数，T为绝对温度·粘度与聚合物结构的关系粘度随分子量的增大而增加n=KP.-aK为比例常数，a为指数在P.>P时，α=3.4，P.<P时，1<a≤2.5P。为临界聚合度，P.为平均聚合度

11.3 纺丝液体的性能 ▪ 粘度与温度、压力的关系 ▪ 粘度与聚合物结构的关系

11.3纺丝液体的性能■粘度与浓度的关系Ign=A+BC-A、B为常数，C为浓度，n为粘度聚合物液体在陈化过程中粘度的变化6056524844爱40363228408101216214时间，小时图11-9粘胶液的粘度与陈化时间的关系

11.3 纺丝液体的性能 ▪ 粘度与浓度的关系 ▪ 聚合物液体在陈化过程中粘度的变化