gl_第二章 再生纤维素纤维
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再生纤维概述页数:1
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新型再生纤维素纤维页数:6
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浅谈新型再生纤维素纤维的发展前景页数:4
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几种再生纤维素纤维页数:1
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离子液体法新型再生纤维素纤维的研究页数:6
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新型再生纤维素纤维纱线性能的综合评价页数:5
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再生纤维素纤维
表2-4 浆粕的理想质量
指标名称 纤维素 杂度
聚合度分布 反应性能 纤维长度分布 浆粕成分均一性
理想要求 越高越好 越低越好 均匀一致，分布带越窄越好
优良 均匀 好
α－纤维素含量高、半纤维素含量低标志着浆粕纯 度高,在纤维生产中浆粕及CS２ 的单位消耗低,也容易进 行碱的回收。
浆粕中的杂质包括SiO２、铁、镁等,它们使粘胶的粘 度增高 ,并能与酸生成不溶性盐如 CaS0４、MgS0４,从而 降低酸浴的透明度或堵塞喷丝头。杂质中的铁、铜、锰 等能加速碱纤维素的老成降解,使工艺不稳定,最终
1.56g/cm3, 比热容为 0.32～0.33, 不溶于水、稀酸、稀 碱和一般的有机溶剂 ,但能溶解在浓硫酸和浓氯化锌溶液 中,同时发生一定程度的分子链断裂,使聚合度降低。纤维 素能很好地溶解在铜氨溶液和复合有机溶液体系中。 纤维素对金属离子具有交换吸附能力。纤维素中含杂质
如木质素及半纤维素越多,其对金属离子的吸附能力越强。 纤维素对金属离子的交换吸附能力与溶液的pHpH值有关,pH 值越高,交换吸附能力越强。
1、纤维素浆粕的制造 纤维素浆粕的生产过程与造纸工业的制浆过程区别
不大 , 但对浆粕的化学纯度及反应性能要求严格,对机 械强度等物理性质无特殊要求,因而生产工艺与造纸工 业有所不同。其生产工艺流程可用图2-4表示。
备料：制浆原料要进行预处理。甘蔗渣原料要经过 开松和除髓,除去其中的蔗髓及其它机械杂质；棉短绒则 要进行开松、除尘,除去砂粒和矿物性杂质以及棉籽壳 等；木材原料则要经过剥皮、除节、切片等处理。
纤维素一般具有良好的对水或其它溶液的吸附性。吸 附性的强弱与纤维素的结构及毛细管作用有关。
纤维素在200200℃以下热稳定性尚好；当温度高于200 时,纤维素的表面性质发生变化,聚合度下降。影响纤维素
2第二章 化纤(再生)
第一节 再生纤维
一、再生纤维素纤维
１．粘胶纤维
• 1891年在英国研制成功，1905年投入工业化生产 • 粘胶纤维的原料来源：棉短绒、木材、芦苇、甘蔗渣等
（1）粘胶结构特征：
• 分子结构与棉纤维相同 ： 纤维素（C6H10O5）n • 纤维截面 粘胶纤维在成形时按凝固、拉伸和再生过程进行的形式和 次序的不同，具有不同的横截面结构。
第一节 再生纤维
一、再生蛋白质纤维 （1）大豆纤维性质
• 吸湿染色性 吸湿性好 本身为淡黄色，可用酸性染料、活性染料染色 • 机械性能 物理机械性能好，单纤断裂强度高于棉、毛，仅次 于涤纶 织物尺寸稳定，常规洗涤不收缩，抗皱性好，易洗 快干
第一节 再生纤维
一、再生蛋白质纤维
• 其他性能 保健功能 （2）大豆纤维的用途
（2）长丝的后加工 • 牵伸 • 加捻 • 热定形 • 上油 • 成品包装
第一节 再生纤维
• 再生纤维：采用天然聚合物为原料，
经过化学方法与机械加工而再生制得的、 与原聚合物在化学组成上基本相同的纤维。
• 再生纤维分为：再生纤维素纤维和再生蛋白质纤维 一、再生纤维素纤维
粘胶纤维 醋酯纤维 天丝 莫代尔 竹纤维 Viscose Fiber、 Acetate Fiber、 Tencel 、 Modal、 Bamboo Fiber
加工工序：纺丝液制备、纺丝成型和后加工 1. 纺丝液制备 • 将成纤高聚物用熔融或溶解的方法制成纺丝流体。 • 纺丝液要粘度均匀、适当，不含气泡和杂质
第二章 化学纤维
2. 纺丝
• 纺丝溶液/纺丝熔体
计量装置 介质
喷丝头
细丝
• 纺丝方法：熔体纺丝和溶液纺丝（分为干法和湿法） （1）熔体纺丝 • 将熔融的成纤高聚物熔体从喷丝孔中挤出，在周围空气 中冷却固化成丝。
第二章 再生纤维素纤维
——
（单位：%）
阔 叶 木 云南松 11.60 0.34 —— 3.39 14.43 3.95 —— —— 27.94 10.41 46.54
——
抽 出 物
成分 水 分 灰 分 冷水 热水
1% NaOH
马尾松 8.17 0.50 2.50 2.80 14.67 3.06 —— —— 27.79 11.40 58.79
聚合度越低纤维素越易溶解，显然，α－纤维素的 聚合度高于半纤维素的聚合度。 α－纤维素的聚合度一般在200以上， β－纤维素为140～200, γ－纤维素则为 10～140。 浆粕的α－纤维素含量越高越好。
3、纤维素的物理性质 纤维素是白色、无味、无臭的物质。
密度为1.50～1.56g/cm3, 比热容为 0.32～0.33,
波里诺西克纤维（polynosic） 高强高模纤维 高卷曲、高弹性纤维
普通强力纤维
超强力纤维
改性及特种纤维：接枝纤维、阻燃纤维、中空纤维
粘胶纤维虽然湿强低,织物易变形褶皱,但其它具有吸湿性好、 透气性强、染色性好、穿着舒适、易于纺织加工、可以生物降 解等优良性能。
这恰好可以弥补合成纤维的不足。因此,粘胶纤维与合成纤维
从60年代中期起,粘胶纤维的发展趋于平缓,到1968年产量开始
落后于合成纤维； 目前世界粘胶纤维的产量约300万吨,约占化学纤维总产量的 10% ； 在粘胶纤维中,短纤维的产量约占三分之二, 其余三分之一是
粘胶长丝和强力纤维
我国自解放后,粘胶纤维的生产才刚刚起步,随后得到迅速发 展,先后建成了近50家中小型粘胶纤维厂,遍及全国20多个省、 市、自治区； 到2003年粘胶纤维总产量达到70多万吨,产量位居世界第一。
1893年由此发展成为一种最早制备化学纤维的方法；
（单位：%）
阔 叶 木 云南松 11.60 0.34 —— 3.39 14.43 3.95 —— —— 27.94 10.41 46.54
——
抽 出 物
成分 水 分 灰 分 冷水 热水
1% NaOH
马尾松 8.17 0.50 2.50 2.80 14.67 3.06 —— —— 27.79 11.40 58.79
聚合度越低纤维素越易溶解，显然，α－纤维素的 聚合度高于半纤维素的聚合度。 α－纤维素的聚合度一般在200以上， β－纤维素为140～200, γ－纤维素则为 10～140。 浆粕的α－纤维素含量越高越好。
3、纤维素的物理性质 纤维素是白色、无味、无臭的物质。
密度为1.50～1.56g/cm3, 比热容为 0.32～0.33,
波里诺西克纤维（polynosic） 高强高模纤维 高卷曲、高弹性纤维
普通强力纤维
超强力纤维
改性及特种纤维：接枝纤维、阻燃纤维、中空纤维
粘胶纤维虽然湿强低,织物易变形褶皱,但其它具有吸湿性好、 透气性强、染色性好、穿着舒适、易于纺织加工、可以生物降 解等优良性能。
这恰好可以弥补合成纤维的不足。因此,粘胶纤维与合成纤维
从60年代中期起,粘胶纤维的发展趋于平缓,到1968年产量开始
落后于合成纤维； 目前世界粘胶纤维的产量约300万吨,约占化学纤维总产量的 10% ； 在粘胶纤维中,短纤维的产量约占三分之二, 其余三分之一是
粘胶长丝和强力纤维
我国自解放后,粘胶纤维的生产才刚刚起步,随后得到迅速发 展,先后建成了近50家中小型粘胶纤维厂,遍及全国20多个省、 市、自治区； 到2003年粘胶纤维总产量达到70多万吨,产量位居世界第一。
1893年由此发展成为一种最早制备化学纤维的方法；
【全文】再生纤维素纤维
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Modal纤维又称“木代尔”“莫代尔”是一种全新的纤维素纤维，Modal纤维的原料来自于大自然的木材，使 用后可以自然降解。由于这类纤维是采用天然纤维素为原料，具有生物降解性，并且在纤维生产过程中不产生类 似粘胶纤维的严重污染环境问题，是21世纪的新型环保纤维。Modal纤维价格是Tencel纤维的一半，系第二代再 生纤维素纤维。Modal纤维可与多种纤维混纺、交织，发挥各自纤维的特点，达到更佳的效果。Modal纤维面料吸 湿性能、透气性能优于纯棉织物，其手感柔软，悬垂性好，穿着舒适，色泽光亮，是一种天然的丝光面料。正因 为莫代尔面料舒适，弹性好，透气性佳等特性，它被很多知名的内衣品牌像七匹狼、纤丝鸟、健将、富妮来、 David archy等用在了内衣生产中，也有越来越多的国内消费者喜爱莫代尔内衣。但是也因为这些特性，莫代尔 面料用在成衣中的较少，因为它较难达到定型塑形的效果。
性质
再生纤维素纤维产品是以天然植物纤维为原料，100%纯天然材质，自然生物降解、无添加、无重金属、无有 害化学物，对皮肤亲和无刺激。是一种性能优良的环保型“绿色”纤维。纤维素分子上存在活泼的羟基，使得再 生纤维素纤维生产中的各个环节可与许多其他分子接枝共聚，进行结合改性，为各种高新技术在再生纤维素纤维 上的发展提供广阔空间。
甲壳素广泛存在于虾、鳖等水产品和昆虫等节肢动物的外壳中，也存在于菌类、藻类的细胞壁中。粘胶基甲 壳素纤维是以甲壳素、壳聚糖与纤维素混合通过常规的湿纺工艺制成的纤维。它具有生物活性、生物降解性和生 物相容性，具有优良的吸湿保湿功能。采用甲壳素纤维与棉混纺的织物服用除臭的功能，在保健服饰应用开发方 面有着广阔的发展前景。
再生纤维素纤维
易燃物应远离明火
01 简介
03 主要特点 05 发展阶段
第二章 再生纤维素纤维
⒉纤维素浸渍
⑴浸渍过程中化学及物理变化 碱与纤维素的相互作用可分为两个阶段（化学 变化），首先生成加成化合物
加成化合物还可进一步形成醇化物
酸性较弱的伯羟基则生成
纤维素大分子上酸 性较强的仲羟基生成
物理变化：溶胀和部分低分子溶出，纤维 素的聚合度有所降低。 ⑵影响纤维素溶胀作用的因素 浆粕的膨润作用，包含了纤维间毛细管水 的凝聚作用和纤维素分子上羟基的溶剂化作用。 主要受温度和碱液浓度影响。 ⑶浸渍过程的工艺参数 ①碱液浓度 通常浸渍碱的质量分数控制在18%～20% （最终会被稀释到10%～12% ，该浓度下溶 胀最剧烈）。
⒊纤维素的物理性质 纤维素是白色、无臭、无味的物质 不溶于水、稀酸、稀碱和一般的有机溶剂 能溶解在浓硫酸和浓氯化锌溶液中，同时发生一 定程度的分子链断裂，使聚合度降低 能很好地溶解在铜氨溶液和复合有机溶液体系中 对金属离子具有交换吸附能力（木质素和半纤维 素的作用） 具有良好的对水和其他溶液的吸附性，吸附性 的强弱与纤维素结构及毛细管作用有关 200 ℃以下热稳定性尚好， 200 ℃以上聚合度 下降
苛性钠法—适用于棉短绒。 在蒸煮过程中，纤维细胞发生膨润，初生 壁被破坏，浆粕反应性能提高，大部分半纤维 素及其他非纤维素混合物得以除去，浆粕的聚 合度降低。 ⑶精选 经过洗涤、打浆、筛选、除沙和浓缩等过 程，以提高其纯度和反应性能。 ⑷漂白 除去浆料中的有色杂质和残存的木质素、 灰分、铁质，进一步提高纤维素的反应性能， 并最终调节纤维素的聚合度。
⒉碱纤维素黄酸酯的混合 溶解结束后，为尽量减小各批粘胶间的质 量差异，需将溶解终了的数批粘胶进行混合， 使粘胶均匀，易于纺丝。 四、粘胶的纺前准备 ⒈粘胶的熟成 纤维素黄酸酯在热力学上是不稳定的，即 使在常温下放置也会逐步分解，酯化度下降。 粘胶在放置过程中会发生一系列的化学和物理 化学变化，称之为粘胶的熟成。 ⑴粘胶在熟成过程中的化学变化
第二章再生纤维素纤维
24
2、纤维素的分类
根据纤维素在特定条件下在17.5%NaOH溶液中溶解毒的 不同分为：α-纤维素和半纤维素 α-纤维素：植物纤维素在特定的条件下不溶于20℃，用 17.5%NaOH溶液那部分纤维素； 聚合度＞200
半纤维素：浆粕在20℃，用17.5%NaOH溶液处理45min， 溶解的那部分纤维素。 其中溶解部分中用醋酸中和又重新 沉淀分离出来的那部分称β纤维素：聚合度140～200；不能 沉淀出来的称γ纤维素：聚合度10~140）
３．浆粕的混合：
目的：减少或消除各批浆粕间品质的差异 原则：混粕批数：6～16个批号；批数越多→混粕均匀性↑→粘胶质量稳定
41
（二）碱纤维素的制备
浆粕在18%左右的烧碱溶液中，纤 维素与烧碱作用，生成碱纤维素；同 时浆粕膨胀，使浆粕中的半纤维素和 其它杂质溶出，这个过程称为浸渍， 又称碱化。
除非纤维素杂质 和提高浆粕的反 应能力
提高纯度和 反应性能
提高白度和 反应能力
30
生产车间
棉浆粕
浆粕包装车间
产品检验
31
2、浆粕的质量要求
（1）纯度高 α-纤维素↑→制得纤维质量↑ →浆粕生产成本↑ 长丝浆：α-纤维素＞95.5%（棉浆）；90%（木浆）
短纤浆：α-纤维素＞92%（棉浆）；88%（木浆）
羟基发生反应，生成不同的纤维素衍生物。
27
酸对纤维素的作用： 甙键具有缩醛键的性质→酸→水解作用→甙键发生断裂→ 聚合度↓ 氧化剂对纤维素的作用： 纤维素是多羟基化合物→氧化剂→分子链断裂→聚合度↓ ——伯羟基（-CH2OH）氧化成醛基（CHO），并可继续 氧化成羧基。 ——链末端环节中的还原性基团氧化成羧基。 ——葡萄糖酐环节中C（2）和C（3）上羟基氧化成醛基， 并可继续氧化成羧基 ——C（2）和C（3）上的羟基在环不破裂下氧化成一个 酮基或二个酮基。 28
再生纤维素纤维纤维
再生纤维素纤维纤维再生纤维素纤维是一种环保、多功能的纤维材料，它可以广泛用于服装、家居、医疗和工业等领域。
本文将介绍再生纤维素纤维的特点、应用以及如何正确选择和维护这种纤维，希望能对读者有所指导和启发。
再生纤维素纤维与传统的纤维材料相比具有明显的优势。
首先，再生纤维素纤维是以天然植物纤维素为原料制成的，具有良好的生物可降解性，对环境没有任何污染。
其次，再生纤维素纤维具有良好的吸湿性和透气性，可以使人体保持干爽舒适的状态。
此外，再生纤维素纤维具有高强度、耐磨损等特点，在厚度较细的情况下依然能保持良好的韧性和耐用性。
再生纤维素纤维的广泛应用使得人们生活的品质得到了提升。
在服装领域，再生纤维素纤维可以制作出柔软舒适的面料，具有良好的触感和透气性，非常适合制作夏季服装。
在家居领域，再生纤维素纤维可以制作床上用品、窗帘等，提供安全、健康的睡眠环境。
在医疗领域，再生纤维素纤维可以用于制作口罩、医用服装等，具有抗菌、防霉、透气等功能，能够为医护人员提供更好的保护。
在工业领域，再生纤维素纤维可以用于制作过滤材料、隔热材料等，具有良好的物理性能和耐腐蚀性。
在选择和维护再生纤维素纤维时，我们需要注意几个关键点。
首先，我们应选择来自可持续发展的植物纤维源，确保它们是经过合法和环保的采集和处理。
其次，需要选择具有较高纤维密度和优良加工技术的纤维产品，以确保其使用寿命和性能。
另外，要避免使用过多的清洁剂和化学物质，选择温和的洗涤方式，以避免对再生纤维素纤维造成破坏。
此外，存储时要避免阳光直射和潮湿环境，以免造成纤维强度下降和外观变差。
再生纤维素纤维作为一种环保、多功能的纤维材料，具有广泛的应用前景。
我们应当积极推广和使用再生纤维素纤维，通过正确选择和维护，发挥其优点，为我们的生活环境和健康提供更好的保护。
同时，纺织行业也应积极探索和研发更多高品质的再生纤维素纤维，推动行业向可持续发展的方向发展，为社会和环境做出贡献。
再生纤维素纤维生产流程
再生纤维素纤维生产流程再生纤维素纤维是一种新型的纤维素材料，它通过将废旧纺织品和纸张等再生材料进行加工制造而成。
这种纤维具有良好的生物降解性和可持续性，是一种环保型材料。
下面我们来了解一下再生纤维素纤维的生产流程。
一、废旧纺织品的回收再生纤维素纤维的生产过程首先需要回收废旧的纺织品。
废旧纺织品可以通过回收站、垃圾堆等途径获取。
在回收过程中，需要将不同种类的纺织品分开，避免不同种类的纤维混杂在一起，影响后续的加工和质量。
二、纺织品的剪碎回收的废旧纺织品需要进行剪碎处理，将其变成一定大小的纤维。
这个过程通常使用机器进行，将纺织品放入机器中进行剪切和磨碎，将其变成一定大小的纤维束。
三、纤维的混合将剪碎后的纤维进行混合，将不同种类的纤维混合在一起，制成一定比例的纤维混合料。
这个过程需要根据不同种类的纤维性质，进行合理的配比，以达到理想的纤维质量。
四、纤维的脱色和漂白纤维混合料需要进行脱色和漂白处理，以去除其中的色素和杂质。
这个过程需要使用一定的化学药剂进行处理，将纤维混合料浸泡在药液中，进行脱色和漂白处理。
五、纤维的再生经过脱色和漂白处理后的纤维混合料需要进行再生处理。
这个过程需要将纤维混合料浸泡在一定的化学药液中，使其溶解，然后通过特定的工艺进行再生，使其变成纤维素纤维。
六、纤维的加工再生纤维素纤维经过再生处理后，需要进行一系列的加工处理，以制成不同的纤维制品。
这个过程包括纤维的拉伸、捻合、织造等工艺，将纤维制成不同的纺织品、纸张等制品。
再生纤维素纤维的生产流程需要经过多个环节的处理，其中每个环节都需要经过精心的设计和科学的控制，才能制造出符合要求的纤维素纤维产品。
这种纤维素材料具有良好的环保性和可持续性，是未来发展的重要方向之一。
再生纤维素纤维和纤维素纤维
再生纤维素纤维和纤维素纤维
哇塞，说起再生纤维素纤维和纤维素纤维，这可真是个有趣又有点复杂的话题呢！
先来讲讲纤维素纤维吧。
纤维素纤维就像是大自然给我们的一份神秘礼物！你想想看，棉花是不是我们常见的纤维素纤维呀？那柔软又舒服的棉花，做成衣服穿在身上，哎呀，就好像是被云朵轻轻地包裹着，超级舒服的！
那再生纤维素纤维又是啥呢？这就好比是一个神奇的魔法变变变！本来被用过或者废弃的一些材料，经过一番加工处理，摇身一变，就成了再生纤维素纤维。
比如说，从旧的纸张或者一些植物废料里，就能变出这种神奇的纤维来。
我记得有一次，在学校的手工课上，老师就给我们讲了再生纤维素纤维的事儿。
老师说：“同学们，你们知道吗？这些再生纤维素纤维就像是一个个勇敢的小战士，它们经过重重困难，重新获得了新的生命，为我们的生活服务！”同学们都听得津津有味。
我同桌小明还举手问老师：“老师，那再生纤维素纤维做的衣服和棉花做的衣服有啥不一样呢？”老师笑着回答：“小明这个问题问得好！再生纤维素纤维做的衣服可能会更有弹性，而且颜色也能染得更鲜艳呢。
”
这时候，我也忍不住发言了：“那是不是说以后我们都要用再生纤维素纤维，不用棉花啦？”老师摇摇头说：“不是这样的哟，它们都有自己的优点和用处。
棉花天然又环保，而再生纤维素纤维能让一些废料重新发挥作用，减少浪费。
它们就像是两个好伙伴，一起为我们的生活增添色彩。
”
你说，这再生纤维素纤维和纤维素纤维是不是都很厉害？它们就像是生活中的小精灵，默默地为我们服务，让我们的生活变得更加美好！
所以呀，我觉得我们既要珍惜大自然给我们的纤维素纤维，也要好好利用再生纤维素纤维，让它们一起为我们创造更舒适、更环保的未来！。
第二章 再生纤维素纤维
等首先制成了纤维素黄酸钠溶液，由于这种溶液的粘度很大， 因而命名为“粘胶”。粘胶遇酸后，纤维素又重新析出； ➢ 1893年由此发展成为一种最早制备化学纤维的方法； ➢ 1905年,Mueller等发明了稀硫酸和硫酸盐组成的凝固浴,使粘 胶纤维性能得到较大改善,从而实现了粘胶纤维的工业化生产
自工业化以来，粘胶纤维得到了不断的完善和发展
➢ 本世纪 30 年代末期,出现了强力粘胶纤维； ➢ 50年代初期,高湿模量粘胶纤维实现了工业化； ➢ 60年代初期,粘胶纤维的发展达到高峰,其产量占化学纤维总产
量的80%以上； ➢ 从60年代中期起,粘胶纤维的发展趋于平缓,到1968年产量开始
落后于合成纤维； ➢ 目前世界粘胶纤维的产量约300万吨,约占化学纤维总产量的
蔗髓 成分名称
4.67 灰分
2.84 热水抽出物
未除髓
2.47 2.74
除髓（45%）1.49 2.57
1%NaOH 抽 木素 出物
33.73 31.59
20.12 20.01
树脂
1.68 1.63
39.31
19.53
1%NaOH 抽 木素 出物
33.73 31.59
20.12 20.01
2.22 树脂
缨状微胞结构理论认为结晶区较短而缨状原纤结构理论认为结晶区较长认为结晶区较长晶区是长链分子的小片断构成的长链晶区是长链分子的小片断构成的长链分布依次地通过结晶的原纤和它们中间的非晶区如图23所示
➢ 纤维素（Cellulose）最丰富的天然高分子物质，它 不仅来源丰富，而且是可再生的资源。
➢ 自然界通过光合作用每年可产生几千亿吨的纤维素， 只有大约六十亿吨的纤维素被人们所使用。
程度的分子链断裂,使聚合度降低。 纤维素能很好地溶解在铜氨溶液和复合有机溶液体
自工业化以来，粘胶纤维得到了不断的完善和发展
➢ 本世纪 30 年代末期,出现了强力粘胶纤维； ➢ 50年代初期,高湿模量粘胶纤维实现了工业化； ➢ 60年代初期,粘胶纤维的发展达到高峰,其产量占化学纤维总产
量的80%以上； ➢ 从60年代中期起,粘胶纤维的发展趋于平缓,到1968年产量开始
落后于合成纤维； ➢ 目前世界粘胶纤维的产量约300万吨,约占化学纤维总产量的
蔗髓 成分名称
4.67 灰分
2.84 热水抽出物
未除髓
2.47 2.74
除髓（45%）1.49 2.57
1%NaOH 抽 木素 出物
33.73 31.59
20.12 20.01
树脂
1.68 1.63
39.31
19.53
1%NaOH 抽 木素 出物
33.73 31.59
20.12 20.01
2.22 树脂
缨状微胞结构理论认为结晶区较短而缨状原纤结构理论认为结晶区较长认为结晶区较长晶区是长链分子的小片断构成的长链晶区是长链分子的小片断构成的长链分布依次地通过结晶的原纤和它们中间的非晶区如图23所示
➢ 纤维素（Cellulose）最丰富的天然高分子物质，它 不仅来源丰富，而且是可再生的资源。
➢ 自然界通过光合作用每年可产生几千亿吨的纤维素， 只有大约六十亿吨的纤维素被人们所使用。
程度的分子链断裂,使聚合度降低。 纤维素能很好地溶解在铜氨溶液和复合有机溶液体
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第二章再生纤维素纤维第一节概述纤维素是自然界赐予人类的最丰富的天然高分子物质，它不仅来源丰富，而且是可再生的资源。
自古以来人们就懂得用棉花织布及用木材造纸，但直到1838年，法国科学家Anselme Payen对大量植物细胞经过详细的分析发现它们都具有相同的一种物质，他把这种物质命名为纤维素（Cellulose）。
据科学家估计，自然界通过光合作用每年可产生几千亿吨的纤维素，然而，只有大约六十亿吨的纤维素被人们所使用。
纤维素可以广泛应用于人类的日常生活中，与人类生活和社会文明息息相关。
利用纤维素生产再生纤维素纤维是纤维素应用较早和非常成功的应用实例。
早在1891年，克罗斯（Cross），贝文(Bevan)和比德尔（Beadle）等首先制成了纤维素黄酸钠溶液，由于这种溶液的粘度很大，因而命名为“粘胶”。
粘胶遇酸后，纤维素又重新析出。
1893年由此发展成为一种最早制备化学纤维的方法。
到1905年,Mueller等发明了稀硫酸和硫酸盐组成的凝固浴,使粘胶纤维性能得到较大改善,从而实现了粘胶纤维的工业化生产。
这种方法得到的再生纤维素纤维就是人们至今一直应用的粘胶纤维。
目前，再生纤维素纤维的生产方法具体有如下几种：1、粘胶法：粘胶纤维2、溶剂法：铜氨纤维；Lyocell纤维等；3、纤维素氨基甲酸酯法（CC法）：纤维素氨基甲酸酯(cellulose Carbamate)纤维4、闪爆法：新纤维素纤维5、熔融增塑纺丝法：新纤维素纤维环境友好的并可能工业化生产的为属于生产第三代纤维素纤维的N－甲基吗啉－N－氧化物（NMMO）法和CC法。
但是，目前纤维素纤维的主要生产方法还是以粘胶法为主，产量占90％以上。
所以，我们将主要介绍粘胶纤维。
粘胶纤维是一类历史悠久、技术成熟、产量巨大、用途广泛的化学纤维。
据其结构和性能可分为以下品种:(Polynosic)(),由于原料丰富，性能优良，自工业化以来，粘胶纤维得到了不断的完善和发展。
在本世纪30年代末期,出现了强力粘胶纤维；50年代初期,高湿模量粘胶纤维实现了工业化；60年代初期,粘胶纤维的发展达到高峰,其产量占化学纤维总产量的80%以上。
由于合成纤维的兴起,从60年代中期起,粘胶纤维的发展趋于平缓,到1968年产量开始落后于合成纤维。
目前世界粘胶纤维的产量约300万吨,约占化学纤维总产量的10%。
在粘胶纤维中,短纤维的产量约占三分之二,其余三分之一是粘胶长丝和强力纤维。
我国自解放后,粘胶纤维的生产才刚刚起步,随后得到迅速发展,先后建成了近50家中小型粘胶纤维厂,遍及全国20多个省、市、自治区。
近年其产量又得到较大发展。
到2003年粘胶纤维总产量达到70多万吨,产量位居世界第一。
除普通品种外,改性粘胶纤维也有生产。
在改进生产设备,及生产工艺方面,都取得了明显成就。
粘胶纤维在70年代由于合成纤维的兴起及本身的"三废"问题的影响，其发展处于停滞状态,由于它与合成纤维具有各自的优缺点，在化学纤维中仍占有不可忽视的地位。
粘胶纤维虽然湿强低,织物易变形褶皱,但其它具有吸湿性好、透气性强、染色性好、穿着舒适、易于纺织加工、可以生物降解等优良性能。
这恰好可以弥补合成纤维的不足。
因此,粘胶纤维与合成纤维按一定比例混纺或交织,可以相互取长补短,提高织物的服用性能。
合成纤维主要原料是不同地质时期形成的石油、煤、天然气，这些原料的贮藏量虽然很大,但消耗量大,而且实际上是难以恢复的。
据专家预测，地球上的石油资源到本世纪中叶将要耗尽。
而粘胶纤维的原料纤维素来自植物资源,贮备量很大,而且有巨大的再生量（100亿吨/年～1000亿吨/年）。
只要有阳光和水,树木及含有丰富纤维素的植物和农作物就能不断生长，这些原料目前只有极少的一部分被粘胶纤维工业所利用。
随着科学技木的发展,可被利用的植物将逐步增多。
因此,粘胶纤维的原料丰富而易得,为其发展提供了可靠的保证。
通过各种方法对粘胶纤维进行改性,可以制得兼有粘胶纤维与合成纤维优良性能及特殊功能的纤维素纤维,从而又促进了粘胶纤维的进一步发展。
此外,开发对环境友好型非粘胶法纤维素纤维绿色生产工艺受到了国内外专家的普遍关注，寻找少毒或无毒纺丝工艺；建立完善的回收体系；对"三废"进行综合治理；改造生产设备,提生产自动化、连续化；可使纤维素纤维生产更具活力。
其中溶剂直接溶解纤维素、纺制纤维素纤维的研究,从根本上改革粘胶体系并解决"三废"污染问题的生产工艺已在国外实现了工业化,这将是纤维素纤维工业的发展方向,也是纤维素纤维工业的重大变革。
第二节生产纤维素纤维的基本原料一、植物纤维原料的来源及其化学成分植物纤维是制造纤维素浆粕的原料,纤维素浆粕是生产再生纤维素纤维的原料。
所谓植物纤维是植物的一种细胞。
植物细胞由细胞膜、细胞壁、细胞质和细胞核组成。
在植物细胞形成过程中，首先是在原生质体的外表面形成细胞膜,细胞膜很快生长加厚形成细胞壁。
当细胞壁形成后,其原生质体消失,在细胞的中心形成细胞腔,其中充满水和空气,这时细胞已变成了中空细长的形态,称为植物纤维。
制造纤维素纤维的植物纤维原料主要有以下来源。
1、木材纤维木材纤维可分为针叶木和阔叶木两类。
阔叶木如桦木、白杨、栗木、山毛榉等,针叶木如落叶松、鱼鳞松、云南松、云杉、铁杉、马尾松等。
针叶木是制造纤维素纤维的优质原料,阔叶木也可以用于制造纤维素纤维。
木材的化学成分因品种、生长条件及生长部位的不同而有较大差异。
我国几种木材的化学成分如表2-1。
表2-1几种木材的化学成分（单位：%）2、棉纤维棉纤维属种子纤维,附着在棉籽壳上的短纤维为棉短绒,它不能直接作为纺织原料,而是制造纤维素纤维的优质原料。
品种成分针叶木阔叶木冷杉马尾松云南松白杨桦木分9.32118.1711.6013.35——分0.310.990.500.34 1.430.33出物冷水0.96 1.92 2.50—— 1.52——2.35 4.56 2.80 3.39 3.19 2.61NaOH10.6814.5114.6714.43——25.060.890.21 3.06 3.95 3.59 3.930.590.72————0.51——1.28 1.08————————29.1231.6527.7927.9423.8423.8411.4510.7911.4010.4117.31——-纤维素48.4545.9358.7946.5446.7944.58————58.79——60.3359.97棉短绒和棉纤维的化学成分无多大差异,只是纤维素的含量稍低,灰分等杂质较多,如表2-2所示。
表2-2一般成熟的棉纤维和棉短绒的化学成分(单位：%)3、禾本科植物纤维禾本科植物纤维包括竹、芦苇、麦杆、甘蔗渣、高梁秆、玉米秆、棉秆等,这些也可以作为制造纤维素纤维的原料。
目前我国已经有用甘蔗渣、竹子浆粕用作粘胶纤维。
甘蔗渣的化学成分与甘蔗的品种、生长时间和榨蔗的工艺条件有关,同一根甘蔗各部位的化学成分也有差异。
甘蔗渣的化学成分如表2-3所示。
表2-3甘蔗渣化学成分分析表(单位:%)注:全纤维素为已扣除灰分数字。
二、纤维素的结构与性能1、纤维素的结构纤维素是一种由大量葡萄糖残基彼此按照一定的联接原则,即通过第一个、第四个碳原子用β键联接起来的不溶于水的直链状大分子化合物。
其分子通式为（C 6H 10O 5）n ，n 为聚合度。
纤维素结构包括纤维素分子链结构及纤维素聚集态结构两方面。
纤维素的化学结构式如下所示：成分名称灰分热水抽出物1%NaOH抽出物木素树脂戊糖全纤维素铁质/mg·kg -12.47 2.7433.7320.12 1.6827.1343.31168（45%）1.492.5731.5920.011.6327.6043.581274.672.8439.3119.532.2226.8938.15483成分棉纤维棉短绒成分棉纤维棉短绒纤维素95～9790～91果胶质和戊糖 1.2 1.9脂肪和蜡0.5～0.60.5～1.O 木素3氮1.O～1.10.2～0.3灰分1.141.0～1.5纤维素的聚集态结构和其它固体高聚物一样,是十分复杂的。
早期的微胞结构理论认为,纤维素分子聚集成微胞,每个微胞都有严格整齐的界面,象砖块堆砌起来一祥,而现代观点则认为这是不确切的。
在此基础上发展而形成的缨状微胞结构和缨状原纤结构理论,是目前普遍采用的结构观点。
缨状微胞结构理论认为纤维素结构存在两个相态,即所谓的结晶区和无定形区。
认为纤维素的结构是许多大分子形成的连续结构,在大分子致密的地方,它们平行排列定向良好,并构成纤维素的高序部分。
当致密度较小时,大分子彼此之间的结合程度亦较弱,有较大的空隙部分,分子链分布也不完全平行,构成纤维素的无定形部分。
缨状微胞结构理论认为纤维素结构中包含结晶部分和无定形部分,这是目前普遍被承认的。
但对结晶部分和无定形部分的分布,则没有一致的观点。
例如,有人认为无定形部分是由结晶部分伸出来的分子链所组成,结晶部分和无定形部分之间由分子链贯穿,而二者之间没有严格的界面,如图2-1所示。
有人则认为结晶部分是由折叠链构成的,如图2-2所示。
缨状微胞结构是普通粘胶纤维的结构形式。
缨状原纤结构理论和缨状微胞结构理论都认为纤维素结构中包含结晶部分和无定形部分,但二者的区别是,缨状微胞结构理论认为结晶区较短,而缨状原纤结构理论认为结晶区较长,晶区是长链分子的小片断构成的,长链分布依次地通过结晶的原纤和它们中间的非晶区,如图2-3所示。
天然纤维素纤维、波里诺西克纤维、高温模量纤维和Lyocell纤维都具有缨状原纤结构。
2、纤维素的分类纤维素不是一种均一的物质,而是一种不同相对分子质量的混合物。
在工业上分为:α－纤维素、β－纤维素、γ－纤维素。
后两种纤维素统称为半纤维素。
α－纤维素是植物纤维素在特定条件下不溶于20℃的17.5%NaOH溶液的部分；溶解的部分称为半纤维素。
β－纤维素是以上溶解部分用酯酸中和又重新沉淀分离出来的那一部分纤维素。
不能沉淀的部分为γ－纤维素。
聚合度越低纤维素越易溶解，显然，α－纤维素的聚合度高于半纤维素的聚合度。
α－纤维素的聚合度一般在200以上，β－纤维素为140～200,而γ－纤维素则为10～140。
浆粕的α－纤维素含量越高越好。
3、纤维素的物理性质纤维素是白色、无味、无臭的物质。
密度为1.50～1.56g/cm3,比热容为0.32～0.33,不溶于水、稀酸、稀碱和一般的有机溶剂,但能溶解在浓硫酸和浓氯化锌溶液中,同时发生一定程度的分子链断裂,使聚合度降低。
纤维素能很好地溶解在铜氨溶液和复合有机溶液体系中。
纤维素对金属离子具有交换吸附能力。
纤维素中含杂质如木质素及半纤维素越多,其对金属离子的吸附能力越强。