应用技术
Fiber Technology
纤维技术
43
纺织导报 China Textile Leader · 2019 No.8
生物基化学纤维PA56的性能与应用
文 | 马雪松 徐晓晨 陈 英
作者简介：马雪松，女，1994年生，硕士在读，主要从事PA56活性染料染色研究。
通信作者：陈 英，教授，E-mail ：yingchen0209@https://www.doczj.com/doc/f418589889.html, 。作者单位：马雪松、陈 英，东华大学化学化工与生物工程学院；徐晓晨，上海凯赛生物技术研发中心有限公司；陈 英，生态纺织品教育部重点实验室。
目前，以聚酰胺为原料制造的商品在纺织用纤维、军用产品、工程塑料等领域具有不可取代的作用。生物基聚酰胺以天然植物为原料，通过微生物、物理和化学方法制备，目前已开发出PA46、PA66、PA510、PA56等产品。其中，PA56是以可再生资源如玉米、小麦等为原料，通过微生物法制备1,5－戊二胺，再与己二酸聚合而得，各项性能与PA6和PA66相近，可应用于纺织、工程塑料等领域。从环境影响性来说，可替代部分石油基聚酰胺纤维产品。
1 生物基聚酰胺的发展现状
1.1 主要品种
生物基聚酰胺分为完全生物基聚酰胺和部分生物基聚酰胺，最早期的生物基聚酰胺产品PA11可追溯至上世
纪50年代，是通过蓖麻油与甲醇反应，再经裂解等一系列化学反应生成ω－十一氨基酸，最后经过聚合反应制备而成。此后新型生物基聚酰胺产品应运而生，拓宽了原料范围。表 1 为主要生物基聚酰胺品种及其相关信息。
Performance and Application of Bio-based PA56 Fiber
摘要：面对全球石油能源日渐枯竭、人们环境保护意识的提高，以生物质原料开发可再生的生物基聚酰胺成为全球化工及相关行业研究开发的热点。文章阐述了生物基聚酰胺的分类及主要合成路线，重点介绍了生物基PA56的制备方法、性能、纤维的开发及应用现状。关键词：PA56；生物基聚酰胺；合成路线；性能；应用中图分类号：TQ342.19 文献标志码：A
Abstract: Faced with the depletion of global petroleum energy and the improvement of people’s awareness of environmental protection, the development of clean and renewable bio-based polyamides from biomass raw materials has become a hot spot in the research and development of the global chemical industry and related industries. This paper reviews the classification and synthetic routes of bio-based polyamides, and introduces the production process, properties, fiber forming and application status of bio-based PA56.
Key words: PA56; bio-based polyamides; synthetic route; property; application
表 1 生物基聚酰胺品种及相关信息
生物基聚酰胺原料类别用途
PA11蓖麻油完全生物基汽车、飞机的部件等PA1010蓖麻油完全生物基纤维增强复合材料
PA46葡萄糖，淀粉完全生物基工程塑料PA66葡萄糖完全生物基纤维、工程塑料PA510蓖麻油，葡萄糖完全生物基纤维、工程塑料PA56葡萄糖，植物油
完全生物基纤维、工程塑料PA4葡萄糖完全生物基纤维、包装材料PA6葡萄糖完全生物基纤维、工程塑料PA610蓖麻油，丁二烯部分生物基汽车和其他设备制造领域PA410蓖麻油，丙烯腈部分生物基汽车部件、食品包装等PA69以动物或植物油脂制得油酸，丁二烯部分生物基纤维、包装材料PA1012蓖麻油，无环烷烃部分生物基工程塑料PA636
二聚酸，丁二烯部分生物基工程塑料PA10T 蓖麻油，对苯二甲酸
部分生物基工程塑料
PA56六碳糖，丁二烯
部分生物基纤维、工程塑料、食品包装膜蓖麻油，丁二烯部分生物基工程塑料（汽车部件、电子部
件）
PA66
葡萄糖，丁二烯
部分生物基
纤维、工程塑料
常见化学纤维的性能和用途 不同的化学纤维，因化学组成不同，性能各异，所以在应用上也是扬长避短，充分发挥其优势。下面简单介绍几种常见化学纤维的性能和用途。 ☆粘胶纤维它是人造纤维，在1891年发明，1905年投入工业生产。它吸湿性好，容易染色，干态时的强度接近棉纤维。它的缺点是湿态时强度较低，容易变形。它广泛用作棉、毛、丝绸厂的原料，常跟棉纤维、涤纶、锦纶等混纺。工业上用它作制造轮胎的帘子布。 ☆涤纶它是最常见的合成纤维，在1941年发明，1953年投入工业生产。它的最大特点是弹性好，抗皱、保型，强度高，耐磨性比棉高1倍、比羊毛高3倍。热稳定性好，电绝缘性优良，不发霉，不怕虫蛀。缺点是吸湿性、染色性较差。它主要用于生产各种混纺或交织品，大量用作衣料。目前通过纺织加工，生产各种仿丝、仿毛、仿棉、仿麻织品。这类混纺织品的效果越来越近似于天然纤维织品，在工业上作绝缘材料，传送带、轮胎的帘子线等，在医疗上用于制造血管、角膜支架、心瓣膜、心血管等。最近，用针织涤纶和硅橡胶试制成人造头颅骨。参考资料https://www.doczj.com/doc/f418589889.html,/study/1/stu-info1585.html ☆锦纶它在1935年发明，1939年投入工业生产。它的耐磨性比棉纤维高10倍，比羊毛高20倍。它强度高，弹性好，耐腐蚀，不霉、不蛀。缺点是耐光、耐热性较差。它主要用于生产长丝，是各种针织品和丝绸品的原料。短纤维主要跟羊毛或其他纤维混纺，增强织物的牢度。它在工业上制作渔网、降落伞，也是生产日用品牙刷、衣刷、绳索的材料。 ☆腈纶它在1942年发明，1950年投入工业生产。腈纶质轻而柔软，弹性特别好，蓬松而保暖，性能胜过羊毛，还耐热、耐晒、耐酸腐蚀，不霉、不蛀。缺点是耐磨性差，吸湿、染色性能不够好。它主要用于生产短纤维，用以代替羊毛纯纺，或跟羊毛和其他化纤毛型产品混纺，如腈纶膨体纱、混纺毛线及各种混纺衣料。腈纶长丝能织成绸缎，还是生产工业用石墨纤维和碳纤维的原料。 ☆维纶它在1939年发明，1950年投入工业生产。它的最大优点是吸湿性好，在标准条件下的吸湿率是4.5%～5%。它结实耐磨，比棉纤维高5倍多，还耐酸、耐腐蚀，不蛀。缺点是耐光、耐热性较差，不容易染色，织物不够挺括。它的短纤维主要跟棉纤维混纺，少量跟粘胶纤维混纺，制成隐条、隐格。工业上做帆布、过滤布、输送带、包装材料和劳动保护品，更宜做渔网、舰船绳缆等。 ☆丙纶它在1954年研制成功，1957年投入工业化生产。丙纶强度高，耐磨性能仅次于锦纶，弹性好。它密度小，能浮在水面上，吸水率低，还耐酸、碱腐蚀，不霉不蛀。最大的缺点是难染色，容易老化。这一缺点限制它应用在服饰上。它主要用于生产不经传统的机织、针织或编织等加工制成的无经、无纬之别的纺织品，广泛用于建筑、水利、装潢、医疗和服装等各个行业。丙纶经改性后能制成抗老化、着色和吸水性好的特色纤维。https://www.doczj.com/doc/f418589889.html,贡献 ☆氯纶氯纶于1941年研制成功，1950年投入工业生产。它的主要特点是难燃，离火后自熄，能耐酸、碱、氧化剂和还原剂，稳定性极好，而且保暖性能好，耐晒、耐磨。利用氯纶
实验三纤维卷曲性能测定实验 一、实验目的 1.通过实验，熟悉卷曲弹性仪的结构原理和操作步骤； 2.掌握纤维卷曲性能的测试原理、方法标准和相关指标计算。 二、基础知识 1.纺织上通常把沿纤维纵向形成的规则或不规则的弯曲称为卷曲。卷曲的存在可增加纺纱时纤维间的抱合力，与纤维的可纺性、成纱的质量关系密切，对织物的柔软性、膨松性、弹性、抗皱性、光泽、冷暖感等影响很大，而且视其形态不同而影响各异。 2.羊毛纤维具有天然卷曲，棉纤维具有天然转曲，而化学纤维表面光滑，纤维间的抱合力和摩擦力较差，给纺织加工带来一定的困难。为了改善化学短纤维的可纺性和织物性能，在后加工时要用机械或化学方法，赋予纤维一定的卷曲。 3.卷曲方法不同，纤维的卷曲特征亦不同，通常可用两类四项指标表示，即: 反映卷曲程度——卷曲数J n、卷曲率J 反映卷曲牢度——卷曲回复率J w（残余卷曲率）、卷曲弹性率J d（卷曲弹性回复率）。 J n = J A L×2 ×25 J = L1－L0 L1×100% J w = L1－L2 L1×100% J d = L1－L2 L1－L0 ×100%
三、方法标准 GB/T 14338-2008 化学纤维短纤维卷曲性能试验方法 四、仪器与设备 YG362A纤维卷曲弹性仪 五、实验步骤 1. 样品准备：从调湿后的试验样品中，随机抽取20束纤维放在黑绒板上。 2. 调整仪器： （1）仪器水平调整； （2）加载器平衡调整。开启电源开关， 挂上上夹持器，读数指针对准零位“0”， 打开天平制动旋钮，调节读数旋钮中央 的平衡螺丝，使平衡指针与检验线重合， 且“平衡”灯亮。 3. 预置长度校正：关闭天平制动旋钮， 将20mm标距的预置棒放在下夹持器钳 口平面上，并对准上夹持器，打开制动 旋钮，按“校正”键，完成校正程序。 4.夹持试样：关闭天平制动旋钮，用镊子取下上夹持器，从纤维束中夹取一根纤维试样，悬挂回张力加载器，用镊子将纤维试样的另一端松弛夹入下夹持器，使上下夹持器间的试样自然长度为25~30mm。 5. 参数设置：开启天平制动旋钮，加轻负荷后“平衡”灯灭，按“选择”键选择测试程序。 6. 数据测试： （1）按“下降”键，下夹持器开始下降，当“平衡”灯亮，下夹持器停止，记录试样的自然长度L。，测出25mm内的卷曲数J n； （2）加重负荷，“平衡”灯灭，按“下降”键，下夹持器再次下降，等“平衡”灯亮，下夹持器停止，记录试样伸直长度L1； （3）下夹持器持续重负荷静止30 s后，自动上升至初始位置自停，开始定时2 min 应力恢复，此时卸去重负荷，加轻负荷； （4）定时结束，下夹持器自动下降至“平衡”灯亮，记录试样伸直长度L2；
纺织原料基本单位 D是DENIER（旦尼尔）的缩写，是化学纤维的一种细度表达方法，是指9000米长的丝在公定回潮率时的重量克数，也称为旦数。 D越大,表示纱线越 粗.eg:75D比50D要粗. S是英支的缩写，用于纯棉纱的细度表达，指一磅重（454克）的棉纱所具有的840码（1码=0.9144米）长度的个数. 即有几个840码,就是几支,所以S 越大,纱线越细.eg:32S比21S要细. N公支的缩写，用于毛和麻以及雪尼尔等纱线原料细度的表示，指纱在公定回潮率时一克所具有的长度（M）。 纺织常用原料以及性能介绍 一、原料的分类 纺织纤维（textile fibre） (1)天然纤维 (natural fibre) 植物纤维(plant fiber) 种子毛纤维(seed fibre): 棉花(cotton)：主要有陆地棉和海岛棉，是主要的天然纤维。木棉(kapok) 韧皮纤维(bast fiber): 亚麻(flax)：亚麻科亚麻属一年生或多年生植物的韧皮纤维。 大麻(Hemp) 青麻、洋麻 苎麻(Ramie)(China grass)：苎麻科苎麻属多年生植物的茎皮。 黄麻(Jute)：田麻科黄麻属一年生草本植物的茎皮纤维。 叶纤维(leaf fibre)：剑麻(sisal hemp)、蕉麻(Manila hemp) 果实纤维(fruit fibre): 椰子纤维(coconut fibre) 动物纤维（animal fibre）毛发(hair) : 羊毛(wool)：主要指绵羊毛，属于蛋白质短纤维。 兔毛(rabbit hair)：主要为安哥拉兔和家兔所产蛋白质短纤维。 鸵毛(camel hair)：纤维较粗，主要用于工业纺织品。 分泌物: 柞蚕丝(tussah silk)：野蚕丝，以柞蚕丝为食的蚕所吐出的长丝。 桑蚕丝(mulberry silk) ：家蚕丝，以桑叶为食的蚕所吐出的长丝。
二、常规化学纤维的基本特性(Conventional Fiber) （一）再生纤维 1、粘胶纤维 纤维来源：粘胶纤维以木材、棉短绒、甘蔗渣、芦苇等为原料，经物理化学反应制成纺丝溶液，然后经喷丝孔喷射出 来，凝固成纤维。粘胶纤维的主要成分是纤维素大分 子，因此很多性能与棉相似。1905年在美国实现工业 化。 纤维形态：普通粘胶纤维纵向为平直的柱状体，表面有凹槽，截面为锯齿状，皮芯结构，皮厚无中腔。富强纤维纵向 光滑，截面近似圆形。粘胶纤维有长丝、短纤维两种 形式。长丝又称粘胶丝（Rayon） 性能特点：吸湿能力好，在一般大气条件下回潮率可达13%，吸湿后显著膨胀，制成的织物下水收缩大、发硬；干态 强度不高，吸湿后强度明显下降，湿强只及干强的 50%，不耐水洗；耐磨性较差；小负荷下容易变形，尺 寸稳定性差；耐热性较好。 2、醋酯纤维 纤维来源：醋酯纤维（简称醋纤）是用含纤维素的天然材料，经过一定的化学加工制得。其主要成分是纤维素醋酸酯， 因此不属于纤维素纤维，性质上与纤维素纤维相差较 大，与合成纤维有些相似。常见的醋酯纤维分为二醋 酯纤维和三醋酯纤维两种。 纤维形态：醋酯纤维纵向平直光滑，横截面一般为花朵状。传统
的二醋酯纤维为长丝，三醋酯纤维为短纤维形式，常 与锦纶混纺，用于经编起绒织物。 性能特点： （二）合成纤维 1、涤纶纤维 纤维来源：涤纶学名聚酯纤维（Polyester），1946年涤纶首先在英国开发成功，商品名特丽纶（Terylene）。目前 涤纶应用广泛，是世界上用量最大的纤维。 纤维形态：涤纶纤维纵向平滑光洁，横截面一般为圆形。涤纶有短纤维和长丝两种形式。最初涤纶以短纤维为主，包 括棉型、毛型、中长型；后来涤纶长丝发展很快，有 涤纶低弹丝、涤纶仿真丝。 性能特点：强伸度较好，弹性优良；耐磨性能好，但其织物易起毛起球；小负荷下不易变形，尺寸稳定性好，易洗快 干，洗后保形性好，具有优良的免烫性；耐热性好， 耐晒性也好，但遇火容易熔融；染色性能较差。 2、锦纶纤维 纤维来源：锦纶学名聚酰胺纤维（Polyamide），1939年在美国开发成功，最早的服装产品是尼龙袜。常见商品名有 尼龙（Nylon），主要品种有锦纶6和锦纶66。 纤维形态：锦纶纤维是纵向平直光滑、截面圆形，具有光泽的长丝。主要品种是锦纶高弹丝。 性能特点：强伸度较好，弹性优良；耐磨性特别优良，是袜子的主要原料；小负荷下容易变形，多制作为高弹锦纶丝； 耐热、耐晒性差，晒后发黄发脆，遇火熔融；染色性
化学长丝和短纤维的定义和性能区别 织物的使用性能除与织物结构、织物的后整理有关外，还与纤维、纱线的结构和性能有密切关系，其中，纱线的结构对织物的影响更为明显。 一、长丝（FILAMENT）是指连续的纤维，如蚕丝及化纤制丝时喷出的连续丝束。通常用十几根或数十根单根长丝并合在一起织造，织物表面光滑，光泽较强，常用作夏季面料。 短纤维（SPUN）是指长度在几毫米至几十毫米的纤维，如棉、毛、麻等天然纤维，也可以是由长丝切断后制成。短纤维必须经纺纱工序，使纤维间加捻抱合后才能形成连续的纱线，用于织造。短纤维织物表面有毛羽，丰满蓬松，常用于秋冬织物 除此外，化学纤维长纤维束被切断或拉断成相当于各种天然纤维长度的纤维，称切段纤维。 短纤维界限，长度一般为35～150mm。按天然纤维的规格可分为棉型，毛型，地毯型和中长型等短纤维。它们可以纯纺，也可和不同比例的天然纤维或其他纤维混纺制成纱条，织物和毡。 例如，将通用级沥青碳纤维切成150mm长，直径为15μm，强度为800GPa，模量41GPa的碳纤维，与酚醛系碳纤维(长度70mm，强度200MPa，直径14μm)以8:2的比例混合，制得稳定均整的纱条。编织成各种形状的织物或短切成纤维用于复合材料如水泥、铝合金的增强体。 二、化学纤维长丝与短纤的区别在于：长丝是化学纤维加工得到的连续丝条，未经过切断工序，分为单丝和复丝。短纤是化学纤维在纺丝后加工中由丝束经切断而成的各种长度规格的短纤维。 三、短丝纤维、长丝、变形长丝、各类纱的结构性能比较： 1．短纤纱： 特性： （1）纱身外观具有毛羽，织物有棉型感和毛型感，在织物中不易滑移。 （2）具有良好的吸湿性能。 （3）与长丝相比纤维强度低，因此，织物没有长丝耐用。 （4）织物易起毛起球，纱线在织物中不易抽出易沾污。 （5）覆盖性大，透明度小。 2．光滑长丝纱： 特性： （1）纱身外观光滑而紧密，织物有丝绸感，表面光滑并有光泽，在织物中易散开或移动。 （2）吸湿性小。 （3）纤维强度高，其织物耐用性好。 （4）织物不易起毛起球，易抽丝，不易沾污。 （5）其覆盖性小，透明度大。 3．变形长丝纱 特性： （1）外观蓬松，兼有长丝织物和短纤纱织物的外观，织物光泽较弱，织物表面无毛羽，在织物中略有移动。（2）吸湿性比光滑长丝大。 （3）纤维强度比短纤纱高。 （4）织物不易起毛，但可能起球，可能抽丝，比长丝纱易沾污。 （5）覆盖性大，透明度小
谈化学纤维的各种性能及新型应用 聚酰亚胺纤维是20 世纪90 年代兴起的一种 高分子有机合成纤维，纤维分子结构中含有稳定的 酰亚胺基团。聚酰亚胺纤维具有耐腐蚀、耐辐射、 耐高温和电绝缘等特性，同时还有很好的机械性 能，其强度和模量全面超过了Kevlar-49 纤维，在 航空航天、原子能、电子、核工业等领域得到了广泛的应用[1]。由于聚酰亚胺纤维良好的力学性能和 电绝缘性能，欧美及日本等一些发达国家已经将其 应用扩展到了造纸领域[2, 3]，并且做了初步的研究。由于聚酰亚胺纤维性质稳定，表面钝化，没有 活性基团，且经过打浆处理也不会产生分丝帚化， 经过湿法成形得到的原纸强度较低。为了提高其强度，需要用树脂对原纸进行浸渍处理，但是浸渍量 过小纸页强度性能改善不明显，浸渍量过大则对纸 页撕裂强度和伸缩率有较大影响。聚酯纤维具有较 好的介电性能和耐高温性能，其熔点在255~260℃ 之间，在205℃时开始产生黏结，初始分解温度在350℃以上，且纤维伸长率可达7.5%~12.5% ；同时 还有优良的耐皱性、弹性和尺寸稳定性，有良好的 电绝缘性能，耐日光，耐摩擦，不霉不蛀，有较好的耐化学试剂性能，能耐弱酸及弱碱，能够与其他具
有耐高温性能和电绝缘性能的合成纤维混合抄造 耐高温绝缘纸[4]。在聚酰亚胺纤维原纸的抄造过程 中添加一定比例的聚酯纤维，不但能够提高纸张的 强度，还能在热压过程中发生熔融从而提高纤维间 结合力，改善纸张的电气性能。 本文主要研究聚酯纤维对聚酰亚胺纤维纸基 材料的强度性能、电气性能、耐高温性能和纸张表 面结构的影响，旨在为开发高性能聚酰亚胺纤维纸 基材料打下一定理论基础。 随着聚酯纤维添加量的增加，纤维间结合力 增强，成纸的抗张指数和伸长率逐渐增大，而撕裂 指数逐渐减小。 纸张的耐压强度和介电常数随着聚酯纤维添 加量的增大而上升，但介电损耗正切值受其影响不大。 添加聚酯纤维后纤维间结合更加紧密，纸张 孔隙率降低，当聚酯纤维添加量为9% 时纸张有较 好的强度性能和电气性能，但是对纸张的热稳定性 有一定影响。 聚乙烯醇纤维，即聚乙烯醇羧甲醛纤维，其英文缩写为P VA，也简称维纶、维尼纶。1924年，德国化学 家Hermann WO和Hannel W首先在实验室制得
纤维的种类、特性、性能资料源于网络
目录 一、天然纤维 .......................................... 1、植物纤维........................................ 2、动物纤维........................................ 二、化学纤维 .......................................... 1、人造纤维 ........................................... A黏胶纤维.......................................... B醋酸纤维.......................................... C铜氨纤维.......................................... 2合成纤维............................................. A聚酯纤维.......................................... B聚酰胺纤维........................................ C聚乙烯醇纤维...................................... D聚丙烯纤维........................................ E聚丙烯腈纤维...................................... F聚氯乙烯纤维...................................... 第二节织物纤维特性 .......................................... 一，棉纤维 ............................................ 二麻纤维 .............................................. 三丝纤维 .............................................. 四毛纤维 .............................................. 五黏胶纤维 ............................................
化学纤维的种类) 化学纤维的种类 2009-05-11 浏览：318次 化学纤维是指以天然或人工高分子物质为原料制成的纤维。 一、化学纤维可根据原料来源的不同，分为再生纤维和合成纤维等。 (一)再生纤维 再生纤维的生产是受了蚕吐丝的启发，用纤维素和蛋白质等天然高分子化合物为原料，经化学加工制成高分子浓溶液，再经纺丝和后处理而制得的纺织纤维。 ■1．再生纤维素纤维用天然纤维素为原料的再生纤维，由于它的化学组成和天然纤维素相同而物理结构已经改变，所以称再生纤维素纤维。 粘胶纤维是以天然棉短绒、木材为原料制成的，它具有以下几个突出的优点。 (1)手感柔软光泽好，粘胶纤维像棉纤维一样柔软，丝纤维一样光滑。 (2)吸湿性、透气性良好，粘胶纤维的基本化学成份与棉纤维相同，因此，它的一些性能和棉纤维接近，不同的是它的吸湿性与透气性比棉纤维好，可以说它是所有化学纤维中吸湿性与透气性最好的一种。 (3)染色性能好，由于粘胶纤维吸湿性较强，所以粘胶纤维比棉纤维更容易上色，色彩纯正、艳丽，色谱也最齐全。 粘胶纤维最大的缺点是湿牢度差，弹性也较差，织物易折皱且不易恢复；耐酸、耐碱性也不如棉纤维。 ■2．富强纤维俗称虎木棉、强力人造棉。它是变性的粘胶纤维。 富强纤维同普通粘胶纤维(即人造棉、人造毛、人造丝)比较起来，有以下几个主要特点： (1)强度大，也就是说富强纤维织物比粘胶纤维织物结实耐穿。 (2)缩水率小，富强纤维的缩水率比粘胶纤维小1倍。 (3)弹性好，用富强纤维制做的衣服比较板整，耐折皱性比粘胶纤维好。 (4)耐碱性好，由于富强纤维的耐碱性比粘胶纤维好，因此富强纤维织物在洗涤中对肥皂等洗涤剂的选择就不像粘胶纤维那样严格。 (二)合成纤维 合成纤维是由合成的高分子化合物制成的，常用的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、氯纶、维纶、氨纶等。 ■1．涤纶涤纶的学名叫聚对苯二甲酸乙二酯，简称聚酯纤维。涤纶是我国的商品名称，国外有称“大可纶”，“特利纶”，“帝特纶”等。 涤纶由于原料易得、性能优异、用途广泛、发展非常迅速，现在的产量已居化学纤维的首位。 涤纶最大的特点是它的弹性比任何纤维都强；强度和耐磨性较好，由它纺织的面料不但牢度比其它纤维高出3～4倍，而且挺括、不易变形，有“免烫”的美称；涤纶的耐热性也是较强的；具有较好的化学稳定性，在正常温度下，都不会与弱酸、弱碱、氧
高性能纤维的研究与发展现状 一、高性能纤维定义 高性能纤维是具有特殊的物理化学结构、性能和用途，或具有特殊功能的化学纤维，具有耐强腐蚀、低磨损、耐高温、耐辐射、抗燃、耐高电压、高强度高模量、高弹性、反渗透、高效过滤、吸附、离子交换、导光、导电以及多种医学功能，主要应用于工业、国防、医疗、环境保护和尖端科学各方面。 二、高性能纤维分类 高性能纤维按性能可分为耐腐蚀性纤维、耐高温纤维、抗燃纤维、高强度高模量纤维、功能纤维和弹性体纤维等。 ①耐腐蚀纤维：即含氟纤维。有聚四氟乙烯纤维、四氟乙烯-六氟丙烯共聚纤维、聚偏氯乙烯纤维、乙烯-三氟氯乙烯共聚纤维等。 ②耐高温纤维：有聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯砜酰胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维等。 ③抗燃纤维:有酚醛纤维、芳香族聚酰胺表面化学处理纤维、金属螯合纤维、聚丙烯腈预氧化纤维等。 ④高强度高模量纤维：有聚苯二甲酰对苯二胺纤维、芳香族聚酰胺共聚纤维、杂环族聚酰胺纤维、碳纤维、石墨纤维、碳化硅纤维等。 ⑤功能纤维:有中空纤维半透膜、活性碳纤维、超细纤维毡、吸
油纤维毡、光导纤维、导电纤维等。 ⑥弹性体纤维：有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纤维、聚丙烯酸酯类纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维等。 三、高性能纤维主要产品及发展现状 按照合成的原料不同，高性能纤维主要分为碳纤维、芳纶纤维、特殊玻璃纤维、超高分子聚乙烯纤维等，其中碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维是当今世界三大高性能纤维。 （一）高性能纤维之一：碳纤维 1、简介 碳纤维是含碳量在95%以上的新型高性能纤维，可用来替代铜、钢铁等金属。它是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。其中聚丙烯腈(PAN)基碳纤维是当今世界碳纤维发展的主流，占世界碳纤维市场的90%以上。 碳纤维比重不到钢的1/4，抗拉强度是钢的7-9倍，具有轻质高强、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热等特性，属典型的高新技术产品。目前成熟市场有航空航天及国防领域和体育休闲用品；新兴市场有隔热保温、增强塑料、压力容器、建筑加固、风力发电、摩擦材料、钻井平台等；待开发市场有汽车、医疗器械、新能源等。 2、全球碳纤维概况
第四节化学纤维的主要品质指标及其检测方法 纤维的品质是指对纤维制品的使用价值有决定意义的许多指标的总体而言。反映纤维品质的主要指标有物理性能指标，包括纤维的长度、细度、比重、光泽、吸湿性、热性能、电性能等；机械性能指标，包括断裂强度、断裂伸长、初始模量、回弹性、耐多次变形性等；稳定性能指标，包括对高温和低温的稳定性、对光－大气的稳定性、对化学试剂的稳定性及对微生物作用的稳定性等；加工性能指标包括纤维的抱合性，起静电性和染色性等；短纤维的附加品质指标包括纤维长度、卷曲度、纤维疵点等[1]。 一、细度 细度是纤维粗细的程度。分直接指标和间接指标两种。直接指标一般用纤维的直径和截面积表示，由于纤维截面积不规则，且不易测量，通常用直接指标表示其粗细的时候并不多，故常采用间接指标表示。间接指标是以纤维质量或长度确定，即定长或定重时纤维所具有的质量（定长制）或长度（定重制），在化学纤维工业中通常以单位长度的纤维质量，即线密度（Linear density）（旧称纤度）表示，常用的有以下三种表示方法。 （一）表示方法 1．特（tex）或分特（dtex）特或分特是国际单位制（法定计量单位）。1000米长的纤维的重量克数称为特；其十分之一为分特。由于纤维细度较细，用特数表示细度时数值较小，故通常以分特表示纤维的细度。 对同一种纤维来讲（即纤维的比重一定时），特数越小，单纤维越细，手感越柔软，光泽柔和且易变形加工[2]。 2．旦（denier）9000米长的纤维的重量克数称为旦，对同一种纤维来讲（即纤维的比重一定时），旦数越小，单纤维越细。旦为线密度的非法定计量单位。1旦=9特。 3．公制支数公制支数简称公支，指单位质量（g）的纤维所具有的长度（m）。对同一种纤维而言，支数越高，表示纤维越细。公制支数为线密度的非法定计量单位。 特或分特、旦数和支数的数值可相互换算，关系如下： 旦数×支数=9000 特数×支数=1000 旦数=9×特数 分特数=10×特数 （二）测定方法 化学纤维细度的测定方法有直接和间接法两种。直接法用得最广的是中段切取称重法。间接法利用振动仪或气流仪测定纤维的细度[3]。国际上推荐采用振动法来测量单根化学纤