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《化学纤维》教学大纲一、课程基本信息课程名称（中、英文）：《化学纤维》（CHEMICAL FIBER）课程号（代码）：300024030课程类别：专业选修课学时：48 学分：3二、教学目的及要求化学纤维是高分子材料的一大类型，与人们的生产生活及国民经济的发展息息相关。
本课程针对化学纤维发展现状和趋势，主要讲授熔融法、湿法、干法、凝胶纺丝、干湿法纺丝等各种纺丝成形方法的基本原理，成纤聚合物在纺丝过程中纤维中大分子取向、结晶和形态结构的形成过程，成形工艺条件-结构-性能之间的相互关系。
结合纺丝技术，分别介绍各种纺丝方法生产的相应的化学纤维品种。
根据成纤聚合物的性能，选择满足其要求且合理可行的纺丝方法，并介绍近期研究发展起来的纺丝成型新技术。
使学生掌握化学纤维的基本概念、主要成型过程及原理等基础理论知识，同时掌握化学纤维的成型条件、结构与性能三者之间的关系，以及化学纤维领域相关的测试表征手段，了解化学纤维前沿发展现状和趋势，最终使学生能够应用化学纤维基础课程及相关基础理论知识，识别、表达、并通过文献研究分析化学纤维及相关领域复杂工程问题，以获得有效结论。
对毕业要求及其分指标点支撑情况：（1）毕业要求 1，分指标点1.4；（2）毕业要求2，分指标点2.5；（3）毕业要求3，分指标点3.2；三、教学内容（含各章节主要内容、学时分配，并红字方式注明重点难点）第一章绪论（1学时）简要介绍化学纤维的国内外发展历史，化学纤维的定义、分类、应用及发展方向等内容，介绍本课程的学习目的、方法及要求。
要点：化学纤维作为三大高分子材料之一在结构与性能上的显著特点。
化学纤维的定义及分类按原料来源或加工方法对于化学纤维进行分类第二章化学纤维的基本概念及质量指标（2学时）介绍长丝、短纤、丝束、牵切纱、预取向丝、变形纱、异形纤维、复合纤维、超细纤维、差别化纤维、特种纤维、高性能纤维、功能纤维、智能纤维等化学纤维领域的基本概念，对纤维线密度、强伸度、弹性、燃烧性能、吸湿性能、染色性能、卷曲性等化学纤维常见质量指标进行讲解，并介绍相关测试方法。
纺丝工艺流程纺丝是将纤维通过拉伸、延长、拉细等加工工序，使其成为纤维束或纤维网的过程。
纺丝工艺流程主要包括预处理、纺粘、加工牵伸、卷绕等几个步骤。
下面我将详细介绍纺丝工艺流程。
首先是预处理。
预处理是指对原料进行处理以去除杂质，并加强原料的可纺性。
预处理的具体步骤包括清洗、拍打、打结、除碎端、剥麻、捻合等。
清洗是将原料浸泡在水中，去除杂质和污染物；拍打是用拍桌将原料击打，使得纤维松散；打结是将原料的脏端或碎端打结，防止纤维松散；除碎端是去除纤维束的末端破损的部分；剥麻是剥去纤维束的表面麻皮层；捻合是将纤维束在手上来回双向搓揉，使纤维束更加均匀。
接下来是纺粘。
纺粘是指将经过预处理的原料纤维束通过纺车进行拉伸和延长，形成纤维网或纤维束。
纺粘主要分为湿法纺丝和干法纺丝两种方式。
湿法纺丝先将纤维束放置在纺纱盘上，然后从盘上抽出一根纤维，经过拉伸、延长和细化，形成单根纤维；干法纺丝是将纤维束固定在纺纱筒上，然后通过旋转纺纱筒使纤维束细化，并通过喷射气流使纤维伸展和拉细。
加工牵伸是纺丝工艺中的重要环节。
通过加工牵伸可以使纤维的细度更加均匀，提高纺纱品质。
加工牵伸采用牵伸机或者拉丝机进行。
牵伸机是将纤维从一个辊筒经过另一个辊筒，通过拉伸和压缩，使纤维的细度更加均匀；拉丝机是将纤维通过针眼，通过来回穿插，拉伸和压缩，进一步细化纤维。
最后是卷绕。
卷绕是将经过加工牵伸的细纤维通过纺纱机或者卷绕机，将其卷绕成纱线或者纱束。
卷绕的目的是为了方便运输和后续加工。
卷绕机通过旋转纺锭，将纤维紧密地绕在纺锭或者纺丝筒上；纺纱机则通过旋转纺杆，将纤维绕在纱锭上，形成纱线，然后通过卷绕装置将纱线卷绕起来。
总结起来，纺丝工艺流程主要包括预处理、纺粘、加工牵伸和卷绕等步骤。
通过这些步骤，原料经过处理和加工，最终成为纱线或者纱束。
纺丝工艺的流程对于纺织品的质量和性能有着重要的影响，需要掌握好每个环节的技术和操作要点，才能得到理想的纺织品。
第三章熔体纺丝工艺原理总结概述熔体纺丝属于聚合物直接纺丝方法，相对于溶液纺丝方法而言，工艺简单，速度快，对环境影响较小，适合于几乎所有热塑性聚合物的纺丝。
溶液纺丝分为干法纺丝（使用挥发性溶剂）和湿法纺丝（采用非挥发性溶剂）两种方法。
由于涉及到溶剂的回收和物质交换，因此纺丝速度低于熔体纺丝，而且溶液纺丝成形过程中丝条所经受的拉伸少，纤维强力低，因此应用很少，只有少数聚合物纺丝使用。
PP、PE、PA 和PET一般采用熔体纺丝；醋酯、聚氨酯和一部分PAN采用干法纺丝；粘胶纤维、维纶、铜氨纤维和大部分PAN纤维采用湿法纺丝。
思考题：试比较熔体纺丝、干法纺丝和湿法纺丝法的工艺特征和产品特征。
第一节熔体纺丝成网工艺原理聚合物切片送入螺杆挤出机，经熔融、挤压、过滤、计量后，由喷丝孔喷出，长丝丝束经气流冷却牵伸后，均匀铺放在凝网帘上，形成的长丝纤网经固网工序（热粘合、化学粘合、水刺或针刺）加固后成为熔体纺丝成网法非织造材料。
1、工艺流程为：聚合物切片→切片烘燥→熔融挤压→纺丝→冷却→牵伸→分丝→铺网→加固→切边→卷绕2、纺粘非织造工艺参数：聚合物种类、熔融挤压条件、纺丝孔尺寸、冷却空气、拉伸/牵伸方式、固网方法（重点掌握热轧粘合工艺参数对纺粘非织造布结构和性能的影响）。
思考题：试画出化纤长丝生产和纺粘非织造布生产工艺流程图，并标出每个工艺步骤的名称和作用。
一、熔体纺丝工艺特点熔体纺丝工艺具有过程简单和纺丝速度高的特点，在熔体纺丝过程中，成纤高聚物经历了两种变化，即几何形状的变化和物理状态的变化。
几何形状的变化是指成纤高聚物经过喷丝孔挤出和拉长而形成连续细丝的过程；物理变化即先将高聚物变为易于加工的流体，挤出后为保持已经改变了的几何形状和取得一定的化纤结构，使高聚物又变为固态。
原则上讲，分解温度高于熔点温度（或流动温度）的热塑性高聚物都可以采用熔体纺丝法。
二、熔体纺丝工艺过程（以纺粘法非织造布生产过程为例）主要步骤：―高聚物纺丝熔体的制备；―熔体自喷丝孔挤出/纺丝；―挤出的熔体细流的冷却和拉伸成形；―成形的纤维长丝铺网与固网。
