第四章聚酰胺纤维

第四章聚酰胺纤维 第四章 聚酰胺纤维 第一节 概述 聚酰胺(PA)纤维是世界上最早实现工业化生产的合成纤维，也是化学纤维的主要品种之一。1935年Carothers等人在实验室用己二酸和己二胺制成了聚己二酰己二胺(聚酰胺66)，1936,1937年发明了用熔体纺丝法制造聚酰胺66纤维的技术，1939年实现了工业化生产。另外，德国的Schlack在1938年发明了用己内酰胺合成聚己内酰胺(聚酰胺6)和生产纤维的技术，并于1941年实现工业化生产。随后，其它类型的聚酰胺纤维也相继问世。由于聚酰胺纤维具有优良的物理性能和纺织性能，发展速度很快，其产量曾长期居合成纤维首位，只是从1972年为聚酯纤维所替代而退居第二位。1997年起世界总产量为409万吨，占世界合成纤维总产量的16.4%。随着新纤维和新品种的开发和一些老品种的改性，预计今后聚酰胺纤维的绝对产量仍然会不断增长。 聚酰胺纤维有许多品种，目前工业化生产及应用最广泛的仍以聚酰胺66和聚酰胺6为主，两者产量约占聚酰胺纤维的98,。聚酰胺66约占聚酰胺纤维总产量的69,。我国聚酰胺66的产量约占60,，聚酰胺6的产量约占40,左右。由于历史原因和各国具体条件不同，美国以及英国、法国等西欧国家以生产聚酰胺66为主，而日本、意大利、原苏联及东欧各国以生产聚酰胺6为主，一些发展中国家也大多发展聚酰胺6纤维。聚酰胺纤维生产中长丝占绝大部分，但短纤维的生产比例逐步有所上升。 OH CN聚酰胺纤维是指其分子主链由酰胺键()连接起来的一类合成纤维。各国的商品名称不同，我国称聚酰胺纤维为“锦纶”，美国称“尼龙”(Nylon)，前苏联称“卡普隆”(Kapron)，德国称“贝纶”(Perlon)，日本称“阿米纶”(Amilan)等。 聚酰胺纤维一般可分为两大类。一类是由二元胺和二元酸缩聚而得，通式为: [],HN(CH)NHCO(CH)CO,2x2x 根据二元胺和二元酸的碳原子数目，可以得到不同品种的命名，其前一个数字是二元胺的碳原子数，后一数字是二元酸的碳原子数。如聚酰胺66(PA-66)纤维是由己二胺[HN(CH)NH]和己二酸[HOOC(CH)COOH]缩聚制得，而聚酰胺610(锦纶610)226224 126 是由己二胺和癸二酸缩聚制得的。 另一类是由ω-氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合制得的聚酰胺，通式为: [],NH(CH)CO,2xn 根据结构单元所含碳原子数目，亦可得到不同品种的命名。例如聚酰胺6纤维(锦纶6)就是由含6个碳原子的己内酰胺开环聚合而得的。其它聚酰胺纤维的命名，依次类推。 聚酰胺纤维除脂肪族聚酰胺纤维外，还有含脂肪环的脂环族聚酰胺纤维，含芳香环的脂肪族(芳香族)聚酰胺纤维等类别。根据国际 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化组织(ISO)的定义，聚酰胺纤维仅包括上面几种类型的纤维，而不包括全芳香族聚酰胺纤维。表4-1列出目前主要聚酰胺纤维的品种。 表4-1聚酰胺纤维的主要品种 纤维名称 单体或原料 分子结构 国内通用名称 [],NH(CH)CO,聚酰胺4 丁内酰胺 锦纶4 23n [],NH(CH)CO,聚酰胺6 己内酰胺 锦纶6 25n [],NH(CH)CO,聚酰胺7 7-氨基庚酸 锦纶7 26n [],NH(CH)CO,聚酰胺8 辛内酰胺 锦纶8 27n [],NH(CH)CO,聚酰胺9 9-氨基壬酸 锦纶9 28n [],NH(CH)CO,聚酰胺11 11-氨基十一酸 锦纶11 210n [],NH(CH)CO,聚酰胺12 十二内酰胺 锦纶12 211n 聚酰胺66 己二胺和己二酸 锦纶66 [],NH(CH)NHCO(CH)CO,2624n 聚酰胺610 己二胺和癸二酸 锦纶610 [],NH(CH)NHCO(CH)CO,2628n 聚酰胺癸二胺和癸二酸 锦纶1010 [],NH(CH)NHCO(CH)CO,21028n 1010 聚酰胺6T 间苯二甲胺和己二酸 锦纶6T [],NH(CH)NHCOCO,26n MXD6 二(4-氨基环己烷)MXD6 [],NHCHCHNHCO(CH)CO,2224n甲烷和十二二酸 凯纳1己二胺和十二二酸 [],NHCNHCO(CH)CO,(Qiana)210n H2(PACM-12) 聚酰胺612 间苯二甲胺和己二酸 锦纶612 [],NH(CH)NHCO(CH)CO,26210n 127 本章主要介绍聚酰胺66和聚酰胺6两大纤维品种的生产过程及其成型加工工艺。 第二节 聚酰胺的生产 聚酰胺树脂的制造 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 很多，但工业上最重要的方法不外乎熔融缩聚法、开环聚合法和低温聚合法三种。低温聚合法又包括界面聚合和溶液聚合。根据原料单体以及聚合体的特性而采用不同的制备方法。 一、聚己二酰己二胺的制备 聚己二酰己二胺(聚酰胺66，PA-66)由己二酸和己二胺缩聚制得。为了保证获得相对分子质量足够高的聚合体， 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 在缩聚反应时己二胺和己二酸有相等的摩尔比，因为任何一种组分过量都会使由酸或氨端基构成的链增长终止。为此，在工业生产聚己二酰己二胺时，先使己二酸和己二胺生成聚酰胺66盐(PA-66盐)，然后用这种盐作为中间体进行缩聚制取聚己二酰己二胺。 1(PA-66盐的制备 PA-66盐通常用己二酸的20,甲醇溶液和己二胺的50,甲醇溶液中和制得，因为此反应是放热反应，所以温度要严格控制，采用甲醇回流除去中和热;一般温度控制在60—70?，不断搅拌，使之中和成盐;控制pH值为6.7,7.0，进行冷却、结晶，离心分离。析出的66盐用甲醇洗净，滤去洗涤液，干燥后即得精制66盐。其反应式如下: HOOC(CH)COOH + NH(CH)NH242262 ，- HN(CH)NH? HOOC(CH)COO326224 另一种生产PA-66盐的方法是以水为溶剂，即所谓水溶液法。这种方法是使己二酸和己二胺在水介质中发生反应，制成60,的PA-66盐水溶液，然后用泵送到贮槽，直接供缩聚工序使用。此法省去了固体PA-66盐的再溶解过程和溶剂的回收蒸馏过程，成本低，生产安全，但产品稳定性稍差，并要求己二酸和己二胺的纯度高。 固体PA-66盐为白色结晶粉末，熔点为192.5?，含水量<0.5,。 2.PA-66盐缩聚反应 (1)PA-66盐缩聚反应的特点:PA-66盐在适当条件下发生脱水缩聚逐步形成大量酰胺键，生成聚己二酰己二胺，其缩聚反应方程式为: 128 +-n[HN(CH)NH ? HOOC(CH)COO]326224 [])NHOC(CH)CO,OH + (2n-1)HOH,HN(CH2624n2 PA-66盐的缩聚反应是逐步进行的吸热可逆平衡反应，反应过程中有低分子水生成。 (2)影响PA-66盐缩聚反应的因素: ?单体摩尔比:己二胺和己二酸的用量摩尔比是关系缩聚反应进展和控制聚合物相对分子质量的重要因素。为此，生产上采用等摩尔比的中性PA-66盐进行缩聚。另外，PA-66盐的熔融温度为192.5?，己二胺在常压下的沸点为196?，开始进行缩聚反应的温度为210?，如果在常压下将PA-66盐加热到缩聚反应温度时，其中的己二胺会受热分解，并大量挥发，破坏己二胺和己二酸的等摩尔比。为此，生产上采用将PA-66盐水溶液在高压下进行缩聚，利用溶解水在高温蒸发时所产生的蒸汽高压，使己二胺的沸点升高，从而防止己二胺的挥发。 ?反应压力:单纯从缩聚反应本身而言，减压对反应有利，但为防止PA-66盐的分解及己二胺的挥发，保证生成的聚合体相对分子质量足够高，需要提高反应压力。但压力越大，越不利于水分的排除，而使聚合速度减慢，聚合体的平均相对分子质量降低。所以无论间歇缩聚，还是连续缩聚，都采用先在高压下预缩聚的方法即先使66盐在一定压力下初步缩聚成具有一定粘度的预聚体(聚合度在20左右)。反应压力是因PA-66盐水溶液中的水被加热蒸发所致，压力一般控制在1.47—1.96MPa范围内。待PA-66盐中的己二胺和己二酸在预缩聚中形成酰胺键后，再在真空条件下进行后缩聚，以排除水分，提高产物的相对分子质量。 ?反应温度:缩聚初期反应温度为210,215?，中期为250,260?，后期为285?。升高温度可以提高反应速度，但反应初期为防止己二胺的挥发，温度不能太高。随着缩聚反应的不断进行，游离的己二胺逐渐消失，体系的粘度不断增大。提高温度可以降低聚合体粘度，有利于排除水分，提高聚合物相对分子质量。 ?体系中的水分:体系中水分含量和聚合度的关系可由下式表示: K DP,nW DP式中:—— PA-66的数均聚合度; K —— 缩聚反应的平衡常数; 129 n—— 平衡时系统中水的摩尔数。 ww 缩聚反应后期排除水分有利于提高聚合度。PA-66的反应平衡常数K,501，由于其数值较大，对体系中水分含量的要求不是十分严格。在PA-66民用丝的生产中，连续缩聚过程只需采用常压薄膜脱水即可;在帘子线的生产中，也只要采用低真空后缩聚[真空度39.9—52.2kPa(300,400mmHg)]便可获得具有较高聚合度的产物。 ?添加剂:为了控制聚酰胺的相对分子质量在所需要的范围内，在缩聚过程中还要加入少量醋酸或己二酸作为相对分子质量稳定剂。这样，体系中所有聚合物的端基，均被单官能团的物质封闭或完全成为单一的端基，从而使大分子链的增长终止，达到控制聚合物相对分子质量的目的。 为了提高聚酰胺66的光、热稳定性，有时还要加入锰盐、铜盐、卤化物等光、热稳定剂。 ?熔融聚合体的热稳定性:在缩聚过程中，聚己二酰己二胺比聚己内酰胺等更易热分解和产生凝胶。高温时聚己二酰己二胺可以生成环戊酮。环戊酮是聚己二酰己二胺的一种交联剂，能促使大分子链间交联，产生网状结构而形成凝胶，并释放出二氧化碳、一氧化碳、二胺等气体。而且大分子链上的己二酰结构容易与末端的氨基缩合生成吡咯结构，使聚合体泛黄。因此，在聚己二酰己二胺的缩聚和纺丝过程中，应特别注意防止凝胶的生成和防止聚合体泛黄。 3.缩聚工艺及设备 通常采用熔融缩聚的方法，以PA-66盐作为中间体进行缩聚制取聚己二酰己二胺。目前工业生产聚己二酰己二胺有间歇缩聚和连续缩聚两种方法。 (1)间歇缩聚:PA-66间歇缩聚包括溶解、调配、缩聚、铸带、切粒等工序，其 生产流程见图4-1。 130 图4-1 间歇缩聚生产流程图 l—无离子水高位槽 2—溶解锅 3—送料泵 4—过滤器 5—缩聚釜 6—铸带槽 7—切片机 8—湿切片贮存桶 生产上一般把PA-66盐配成浓度为50,,60,的水溶液。PA-66盐的浓度高，则缩聚反应速度快，所需蒸发的水量也少，但浓度过高(>60,)，在贮存或输送时容易结晶。在配制PA-66盐的同时，加入己二酸或醋酸作为相对分子质量调节剂，其用量根据聚合物的相对分子质量而定，如要求相对分子质量在13000左右，则己二 ?0.05),或醋酸0.5,(按PA-66盐重量计)。在工业生产中，还加入酸用量为(0.9 2,的己内酰胺，使聚合物熔点稍有降低，并能改进纤维的拉伸性能和增加纤维的柔韧性。 间歇缩聚设备简单，工艺比较成熟，容易变换品种，可以进行小批量生产。但是聚合纺丝不能连续化，要经过铸带、切粒、干燥和再熔融才能纺丝，因此能耗高，生产效率低，而且产品质量不稳定。 (2)连续缩聚:过去PA-66盐的缩聚均采用间歇式，近年来大型工厂已倾向于连续聚合工艺，其操作方便，劳动生产率高，工艺先进，经济合理，是聚己二酰己二胺生产发展的方向。 PA-66盐的连续缩聚与间歇缩聚的反应过程无本质差别，因而反应条件基本相同。连续缩聚只是把间歇法中随反应时间而变化的反应过程在不同的设备中相应完成。即在间歇法中缩聚过程随反应时间而变化，而连续法的反应过程则随空间位置而变化。 PA-66盐的连续缩聚，根据设备的形式和能力的不同可分为横管式连续缩聚、立管式连续缩聚以及“五大器”式连续缩聚等。下面简要介绍前两种连续缩聚工艺。 ? 横管式连续缩聚:横管式连续缩聚工艺流程如图4-2所示。 131 图4-2横管式连续缩聚工艺流程示意图 在溶解锅1内，把PA-66盐配成50,,60,浓度的水溶液，加入0.5,的己二酸和2,的己内酰胺(以PA-66盐重量计)，加热至80,90?，使之完全溶解，经过滤器2过滤后压入贮存桶3中，这个过程是间歇进行的，只要保持贮存桶中不脱料即可。通过柱塞泵4把贮存桶内的物料不断压入高一管6，料温保持在210,215?之间。物料从高一管不断被推入横管7、8中，在横管中温度不断升高，水分不断由高二管9的排气口排出，PA-66盐浓度提高，并初步缩聚，缩聚压力为176kPa左右。物料从横管进入高二管，中心温度一般为225?左右，然后由减压泵10定量输送到闪蒸器11。物料在闪蒸器中流速很快，停留时间仅约3—5S，同时压力从1764kPa降至常压，在闪蒸器中控制加热温度为285?左右，并继续分离出水分，进入脱泡器12后，水分被排除，聚合物以薄膜状流入后缩聚釜13，后缩聚温度控制在275,280?之间，于真空状态下进行缩聚反应。在此期间，缩聚产生的水被大量排除，反应迅速进行，约30min后便可达到平衡，聚合物平均相对分子质量约14500。所得聚合物熔体由立式螺杆14挤出，送去铸带切片或直接纺丝。一般控制预缩聚时间为2,3h，后缩聚时间为30,40min。 ?立管式连续缩聚:由于缩聚的主要设备(预缩聚釜、后缩聚釜)是立式安放，故此工艺过程称为立式连续缩聚。图4-3是工艺流程示意图。该设备是我国工程技术人员自行设计的，可用于生产民用复丝、渔网复丝、帘子线等多种产品。 立管式连续缩聚工艺参数举例: PA-66盐水溶液浓度,, 57.8,59.2 132 己二酸,, 0.2 (按PA-66盐重量计) 己内酰胺,% 3 (按PA-66盐重量计) 溶解锅溶解温度,? 80,90 贮存桶保温温度,? 85,95 高一管壁温,? 275,285; 出料温度,? >210 高二管壁温,? 295,305; 料温,? 239 高三管壁温,? 314 高四管壁温,? 315; 料温,? 280 图4-3 立管式连续缩聚工艺流程示意图 1—溶解锅 2—齿形过滤器 3—贮存桶 4—烛形过滤器 5—柱塞泵 6—高一管 7—高二管 8—高三管 9—高四管 10—减压泵 11—脱泡器 12—后缩聚釜 13—惰性气体入口 14—出料螺杆 高一管至高四管均为高压，压力为1.764MPa，停留时间约3h，聚合物平均相对 分子质量可达5000,6000。 减压泵保温温度,? 290; 出口压力 常压 输料管保温温度,? 307 后缩聚釜内温 ,? 280; 压力 常压 后缩聚时间 ,h 3; 聚合度达到要求 出料螺杆保温温度,? 285 133 二、聚己内酰胺的制备 聚己内酰胺(PA-6)可以由ω-氨基己酸缩聚制得，也可由己内酰胺开环聚合制得。但由于己内酰胺的制造方法和精制提纯均比ω-氨基己酸简单，因此在大规模工业生产上，都采用以己内酰胺作为原料。己内酰胺开环聚合制备聚己内酰胺的生产工艺可以采用三种不同的聚合方法:水解聚合，阴离子聚合(由于采用碱性催化剂，也称碱聚合)和固相聚合。目前生产纤维用的聚己内酰胺主要采用水解聚合工艺。 1.己内酰胺的开环聚合 己内酰胺水解(开环)聚合的主要化学反应如下: NH 引发:(HC)OHN(CH2)COOH+ H22525 CO NH 加成:N(CH2)COOH(HC)H，n2525 CO[]H,NH(CH2)CO,OH5n + 1 缩聚:[][]CO,OH ，H,NH(CH2)CO,OHH,NH(CH2)5n 5m []H,NH(CH2)CO,OH ，HO5n + m2 [][]链交换:H,NH(CH2)CO,,NH(CH2)CO,，5k5k12 []CO,OHH,NH(CH2)5k 3 []][CO,,NH(CH2)CO,，H,NH(CH2)5k5k13 []CO,OHH,NH(CH2)5k 2 反应式中的n、m、k、k、k均为任意正整数。 123 根据以上水解聚合反应式，可将其过程划分为三个阶段。 (1)己内酰胺的引发和加成:当己内酰胺被水解生成氨基己酸后，己内酰胺分子就逐个连接到氨基己酸的链上，相对分子质量为8000,14000。 (2)链的增长:由于在第一阶段中绝大部分己内酰胺单体都参加了反应，因此在这一阶段主要是进行上阶段形成的短链之间的连接，聚合物的相对分子质量得到进一步提高。这一阶段以缩聚反应为主，也伴随发生少量引发和加成反应。 (3)平衡阶段:此阶段同时进行链交换、缩聚和水解等反应，使相对分子质量重新分布，最后根据反应条件(如温度、水分及相对分子质量稳定剂的用量等)达到一定的动态平衡，聚合物的平均相对分子质量也达到一定值。此阶段包含着链的终止，可采用胺或酸作为链的终止剂，使反应到达一个平衡点。由于反应是可逆的，平衡时水分含量也影响相对分子质量大小，因此在第二和第三阶段质量传递和水的去除 134 是控制反应速度的主要因素。 己内酰胺开环聚合生成聚己内酰胺时，仅仅是分子内的酰胺键变成了分子间的酰胺键，这就像其它没有新键产生的基团重排反应一样，反应进行的自由能?F变化很小，所以己内酰胺开环聚合具有可逆平衡的性质，它不可能全部转变成高聚物，而总残留部分单体和低聚体。例如250?时，在聚己内酰胺的平衡体系中，单体、二聚体、三聚体多达10,,11,。采用连续聚合时，聚合物中低分子物质有10.3,(其中，己内酰胺占75,，低聚物占25,);采用间歇聚合时，聚合物中低分子物质有11.6,(其中，己内酰胺占42,;低聚物占58,)。因此清除聚合体或纤维中的低分子物是聚己内酰胺纤维生产中不可缺少的工序。 2.己内酰胺的聚合工艺 己内酰胺的聚合工艺也分间歇式和连续式两种。间歇聚合是将引发剂、相对分子质量调节剂和熔融的己内酰胺的混合物一起加入聚合釜中，在一定温度和压力下进行聚合。当相对分子质量达到预定要求后，将聚合物从釜底排出，并用水急冷，经铸带、切粒，即得到聚己内酰胺树脂。这种间歇聚合法虽然设备比较简单、更换品种及开停车较为方便，但各批聚合物的质量均一性差，操作比较频繁，因此只适于小批量生产。随着生产规模不断扩大、技术进步和设备的不断更新，工业生产多趋向采用连续聚合，并在此基础上发展了直接纺丝新技术。图4-3为连续聚合工艺流程简图。 图 图4-3 KF型连续聚合工艺流程示意图 1—己内酰胺投料器 2—熔解锅 3、6、10、14、17、20、21、22、28、31、34、36 —输送 4、7、15—过滤器 5—己内酰胺熔体贮槽 8—己内酰胺熔体罐 9—Ti02 添加剂调配器 11、23、26、32、35—热交换器 12—中间罐 13—调制计量罐 16 135 —高压槽 18、19—无离子水加水槽 24—VK聚合管 25—分馏柱 27—冷凝水受槽 29—铸带切粒机 30—联苯贮槽 37—水循环槽 经称量的己内酰胺装入熔融锅，同时将经准确计量的活化剂水(己内酰胺重量的3,)和相对分子质量稳定剂己二酸(己内酰胺重量的0.15,,0.4,)加入熔融锅内，通入N和C0，以防止物料氧化，借助于夹套蒸汽加热，控制锅内温度在85,98?，22 经1.5,2h全熔融后，开动压料泵，将物料经过滤器过滤，然后进入单体贮罐。己内酰胺熔体由贮罐用柱塞泵或齿轮泵连续均匀地送至前聚合器，由底部进料，熔体在200?温度下由内壁和夹套管之间缓慢上升，液流呈薄膜状沿套管内壁由上而下流入聚合管。聚合管温度分三段控制，第一段开环聚合，熔体温度低于壁温，为240?左右;第二段以聚合为主，因己内酰胺反应是放热反应，熔体温度超过管壁温度，约为260?左右;第三段为平衡阶段，熔体温度仍高于壁温，约为250?，聚合时间一般为25,35h。聚合后的聚己内酰胺熔体经铸带头成带状流入冷却槽，凝固后，切成切片。 3.影响聚合的工艺参数 (1)开环剂水的用量:己内酰胺水解开环聚合反应存在诱导期。随着水量增加，诱导期缩短，反应速率增加，从而缩短了达到平衡所需时间;但水量增加会使聚合物相对分子质量降低，因此在反应后期要尽量除去体系中的水。 (2)聚合温度:提高反应温度可以加快己内酰胺的聚合速度，缩短聚合时间，但也使反应平衡时的相应单体含量增加，并且容易产生热裂解，使聚合度降低。 (3)聚合时间:随着聚合时间延长，单体转化率和聚合物相对分子质量都相应增加，直至达到平衡。在聚合反应后期，随时间的延长，相对分子质量分布越趋平均。工艺控制的聚合时间与开环剂用量、聚合温度以及所要求的产物平均相对分子质量有关。 (4)相对分子质量稳定剂:聚己内酰胺的平均相对分子质量根据纤维品种的不同而有不同的要求。聚合时必须加入适当的相对分子质量稳定剂，以封闭聚己内酰胺的端基，控制分子链的增长，保证其熔体有比较稳定的粘度。常用的相对分子质量稳定剂是己二酸、醋酸等有机酸。相对分子质量稳定剂加入的越多，高聚物的平均相对分子质量越小。用己二酸作稳定剂时，一般加入量为0.15,,0.4,(对己内酰胺的重量)。 136 三、聚酰胺的结构与性能 (一) 聚酰胺的结构 (1)分子结构:聚酰胺的分子是由许多重复结构单元(即链节)，通过酰胺键 OH CN()连接起来的线型长链分子，在晶体中为完全伸展的平面锯齿形构型。聚己内酰胺的链节结构为一NH(CH)CO一，聚己二酰己二胺的链节结构为一25 OC(CH)CONH(CH)NH一，大分子中含有的链节数目(聚合度)决定了大分子链的长度2426 和相对分子质量。 高聚物的相对分子质量及其分布是链结构的一个基本参数，适合于纺织纤维的聚酰胺的平均相对分子质量要控制在一定范围内，过高和过低都会给聚合物的加工性能和产品性质带来不利影响。通常，成纤聚己内酰胺的数均相对分子质量为14000,20000左右，成纤聚己二酰己二胺的相对分子质量为20000,30000左右。聚合物的相对分子质量分布对纺丝和拉伸也有一定影响。相对分子质量分布常用多分散指数 (重均相对分子质量与数均相对分子质量之比)来表示，聚己二酰己二MMWn 胺的=1.85, 聚己内酰胺的。 MM,2MMWnWn (2)晶态结构:聚己二酰己二胺的晶态结构有两种形式:α型和β型。其分子链在晶体中具有完全伸展的平面锯齿形构象，如图4-4所示。氢键将这些分子固定形成片，这些片的简单堆砌就形成了α结构的三斜晶胞。在聚己二酰己二胺的结构单元中有偶数的碳原子，因此大分子中的羰基上的氧和氨基上的氢都能形成氢键，比较容易形成结晶，其动力学结晶能力G,133。 化学重复单元及晶体重复单元 O HHHHHHHH222222NCNCCCCCC CCCCCNCCC HHHHHHH222222OO O HHHHHHHH222222NCNCCCCCC CCCCCNCCC HHHHHHH222222OO对称中心 图4-4 晶体中聚己二酰己二胺分子链排列示意图 137 聚己内酰胺大分子在晶体中的排列方式有平行排列和反平行排列两种可能，当反平行排列时，羰基上的氧和氨基上的氢才能全部形成氢键;而平行排列时，只能部分地形成氢键，见图4-5。由于氢键作用的不同，聚己内酰胺的晶态结构比较复杂，有γ型(假六方晶系); β型(六方晶系);α型(单斜晶系)。α晶体是最稳定的形式，大分子呈完全伸展的平面锯齿形构象，相邻分子链以反平行方式排列，形成无应变的氢键。 (二) 聚酰胺的性质 (1)密度:聚己内酰胺的密度随着内部结构和制造条件不同而有差异。不同晶型的晶态密度的数值不同;测试方法不同，结果也不一致。据洛尔丹(Roldan)报道， 3根据射线的数据计算得到下列数值:α型晶体密度计算值为1.230g,cm，β型晶 333体为1.150g,cm ,γ型晶体为1.159g,cm，无定形区的密度为1.084g,cm，。通 3常，聚己内酰胺是部分结晶的，因此测得的密度在1.12,1.14g,cm之间。而聚己 3二酰己二胺也是部分结晶的，其密度在1.13,1.16g,cm左右。 化学重复单元O HHHHHHHH222222 CCCCCCCNN CCCCCNCCC HHHHHHH222222OO O HHHHHHHH222222 CNCCCCCCN CCCCNCCCCH2HHHHHH22222OO 晶体重复单元逆平行排列 O HHHHHHHH222222CCCCCCCNN CCCCCNCCC HHHHHHH222222OO O HHHHHHHH222222CCCCCCCNN CCCNCCCCC HHHHHHH222222O O平行排列 图4-5 晶体中聚己内酰胺分子链排列示意图 138 (1)熔点:聚酰胺是一种部分结晶高聚物，具有较窄的熔融范围，通常测得的聚己内酰胺的熔点为220?，聚己二酰己二胺的熔点为260?。同其它高聚物一样，聚酰胺也容易受过冷作用的影响，实际上其凝固点常常比熔点低约30?，如聚己二酰己二胺的凝固温度为215,240?。 (2)玻璃化温度:聚己内酰胺的玻璃化温度为50,75?，聚己二酰己二胺的玻璃化温度为40—60?。 第三节 聚酰胺的纺丝 一、聚己内酰胺的纺前处理及切片干燥 1.聚己内酰胺的纺前处理 前文已指出，己内酰胺的聚合反应是一个可逆的平衡反应，当反应达到平衡后，聚合体中还含有大约10,的单体和低聚物，这些低分子物质会妨碍纤维成形过程的正常进行。低分子物质容易汽化而恶化工作环境。另外，低分子物质的存在会影响成品纤维的染色均匀性，而且存放时间稍长，低分子物质会在纤维表面析出，像发霉的霉点一样，使纤维发黄变脆，对纤维的外观和内在质量都有一定影响。 (1)纺前脱单体:为了实施连续聚合直接纺丝，纺前可以设置单体抽吸装置，去除熔体中大部分单体以后，再送去纺丝，以保证纺丝过程的正常进行和纤维质量。 纺前脱单体是利用聚己内酰胺和单体的挥发性不同，使聚己内酰胺中的单体蒸发出来。常压下己内酰胺的沸点约为262.5?，剩余压力为400Pa(3mmHg)时约为120?。为了减少熔体在蒸发器中的停留时间，纺前脱单体过程一般都在真空状态下进行。为了提高单体的蒸发效率，纺前脱单体设备的设计应尽量增加熔体的蒸发面积，同时使蒸发表面能不断更新，以便在最短的时间内使熔体中的单体含量达到工艺要求。 (2)切片萃取:萃取过程是水分子不断渗透到切片内部，低分子物质不断从切片中扩散出来并溶解在热水中的过程。萃取后切片中的低分子物含量可下降到1.5,,2.0,，达到纺丝要求。 2.切片干燥 萃取后的聚己内酰胺切片经机械脱水或自然干燥，仍含有10,左右的水分;聚己二酰己二胺切片虽不经萃取过程，但也含有0.2,,0.4,的水分。纺丝前必须将湿切片进行干燥，使含水率降至0.06,以下，否则聚己内酰胺熔融时 139 会发生水解，使粘度降低。 聚酰胺切片干燥一般使用真空转鼓干燥机，这类设备既可用于干燥聚酯切片，又可用于干燥聚酰胺切片，只是工艺条件略有不同。高速纺丝时聚酰胺切片含水率要求小于0.08,。 二、聚酰胺的纺丝工艺及特点 除特殊类型的耐高温和改性聚酰胺纤维以外，聚酰胺纤维均采用熔体纺丝法成型。 聚酰胺纤维主要以切片纺丝法为主，虽然在生产上也有采用缩聚后熔体直接纺丝的，但由于其技术要求高，质量较难控制，特别是聚酰胺6，聚合体中还含有大约10,的单体和低聚物，造成纺丝困难，纤维结构不均匀，因此聚酰胺6直接纺丝法目前大多限于生产短纤维，而对于长丝品种则主要采用切片纺丝法。 聚酰胺的纺丝也采用螺杆挤出机，纺丝过程与聚酯纺丝基本相同，只是由于聚合物的特性不同而使得工艺过程及其控制有些差别。70年代后期，聚酰胺的熔体纺丝技术有了新突破，即由原来的常规纺丝(1000,1500m,min)发展为高速纺丝(制POY)和高速纺丝拉伸一步法(制FDY)工艺。熔体纺丝机的卷绕速度向高速(3000,4000m,min)发展，使所得的卷绕丝由原来结构和性能都不太稳定的未拉伸丝(UDY)转变为结构和性能都比较稳定的预取向丝(POY)。但聚酰胺纤维的结构与聚酯不同，为了避免卷绕丝在卷装时发生过多的松弛而导致变软、崩塌，要求相应的高速纺丝速度必须达到4200,4500m,min。 进入80年代，随着机械制造技术的进一步提高，在聚酰胺纤维生产中已成功地应用高速卷绕头(机械速度可达6000m,min)一步法制取全拉伸丝(FDY)。目前从国外生产发展情况看，聚酰胺纤维的常规纺丝已逐步为高速纺丝所取代。下面着重介绍聚酰胺纤维高速纺丝的工艺和特点。 1. 纺丝温度、速度和冷却成形条件 聚己内酰胺高速纺丝设备与聚酯高速纺丝设备基本相同，但两者纺丝工艺却有差别。聚己内酰胺纺丝温度为265,270?，纺丝速度比聚酯高，至少在4000m,min以上，这主要是由于聚酰胺纤维分子间的结合力大,容易结晶，吸水性强之故。 聚己内酰胺纺丝冷却成形条件与聚酯基本相同，风温20?，风速0.3,0.5m,s，相对湿度65,,75,。 140 2.取向丝的取向度及卷绕张力 聚己内酰胺预取向丝的取向度与纺丝速度和卷绕张力有关。在卷绕张力的作用下，丝条受到拉伸而发生分子取向或结晶取向，这主要发生于纺丝头与上油装置之间。 3.纺丝速度对卷绕丝结构和性能的影响 聚酰胺纤维的取向度随纺丝速度的增加而增加，高速纺的目的是取得大而稳定的预取向度，以减小后拉伸倍数。 min时，随着纺速的提高，由于纤维中生产实践证明，当纺丝速度超过1500m, 晶核的迅速增加和丝条到达卷绕的时间的缩短，水分来不及渗透到微晶胞的空隙中去，因此丝条绕到筒子上后，将继续吸收水分，使晶核长大成晶粒，并使丝条伸长，而导致松筒塌边，以致不能进行后加工。 随着卷绕速度的进一步提高(至3500m,min以上)，由于大分子的取向度随着卷绕速度的增加而明显提高，取向诱导结晶，丝条到达卷装时结晶度也随之增加，其后结晶效应明显减弱，因而卷绕后丝条的伸长也就大大减小。当纺速高达4000m,min以上时，丝条的伸长率相当于常规纺，因此在此速度下仍可卷绕。 为了实现卷绕工艺的最大稳定性，尤其是防止复丝中单丝线密度差异，生产聚酰胺预取向丝的纺速以4000,5200m,min为宜。 三、聚酰胺高速纺丝拉伸一步法工艺 聚酰胺高速纺丝拉伸一步法工艺(FDY工艺，生产全拉伸丝)是在POY工艺基础上发展起来的崭新工艺。由于它是在同一机台上完成高速纺丝、拉伸和蒸汽定型、因此这一工艺简称为H4S (HighSpeed-Stretch-Set—Spinning)技术。我国广东新会锦纶厂引进的瑞士EMS—INVEN—TA(伊文达公司)的H4S工艺设备是世界上第一条投入工业化生产的装置，已获得成功。该设备也已被国内外厂家所引进，相继投产，看来该技术具有广阔的发展前景。 1.全拉伸丝生产流程 图4-6为聚己内酰胺全拉伸丝(FDY)生产流程图。来自切片料斗的聚己内酰胺切片进入螺杆挤出机，切片在挤出机内通过加热和螺杆转动使之熔融、压缩和均匀化，聚合物熔体经熔体分配管进入纺丝箱体，经纺丝组件、喷丝板压出而成为熔体细流，并在骤冷室的恒温、恒湿空气中迅速凝固成为丝条，经喷嘴上油后，丝条离开纺丝 141 甬道，被牵引到第一导丝辊，以一定的高速度将丝条从喷丝板拉下，得到预取向丝(POY)。丝条自第一导丝辊出来后被牵引到第二导丝辊，并通过改变两导丝辊的速度比来调节所要求的拉伸比，丝条最后经过第三导丝辊，以控制一定的卷绕张力和松弛时间，然后进入卷绕装置。在卷绕机的上方配有交络喷嘴，在喷嘴中通入蒸汽或热空气，使丝条交络并热定型。成品丝卷绕在筒管上，落筒后经检验、分级和包装，便得到锦纶长丝FDY产品。 图4-6 聚己内酰胺FDY生产流程图 1—螺杆挤出机 2—熔体分配管 3—纺丝箱体 4—纺丝甬道 5、6、7—第一、二、三导丝辊 8—高速卷绕头 2.全拉伸丝生产工艺 生产聚酰胺FDY的设备类似于聚酯纤维的生产设备，但纺丝过程中各主要工艺参数对成品丝质量的影响，聚酰胺FDY却与聚酯纤维不同。 (1)纺丝温度:聚酰胺熔体的纺丝温度主要取决于聚合体的熔体粘度和熔点。纺丝温度必须高于熔点而低于分解温度，聚酰胺6和66的熔点分别为215?和255?，而两者的分解温度基本相近，约300?左右，为此聚酰胺6的纺丝温度可控制在270?，聚酰胺66则控制在280,290?左右。由于聚酰胺66的熔点与分解温度之间 142 的范围较窄，因此纺丝时允许的温度波动范围更小，对纺丝温度的控制要求更为严格。 在选择纺丝温度时应考虑以下因素:聚酰胺的熔体粘度随相对分子质量增大而增大，在相对分子质量相同的情况下，熔体粘度随温度升高而减小。此外聚酰胺6的熔体粘度还与低分子物含量及水含量有关。 纺丝温度选择是否恰当，直接影响纤维的质量和纺丝过程的正常进行。纺丝温度过高，会使聚合物的热分解加剧，造成相对分子质量降低和出现气泡丝，并因熔体粘度太低而出现毛细断裂，形成所谓“注头”。当纺丝温度过低时，则使熔体粘度过高，增加泵输送的负担，往往出现漏料，而且使挤出物胀大现象趋于严重，甚至出现“熔体破裂”现象，还会出现硬头丝，使后拉伸时断点增加，甚至不能拉伸，对纤维的质量造成不良影响，因此生产上应严格控制好纺丝温度。 (2)冷却条件:纺丝时冷却条件的选择对保证纺丝过程的稳定、均匀、避免受外界条件影响至关重要。对于一定的冷却吹风装置，冷却条件主要指冷却空气的温度、湿度、风量、风压、流动状态及丝室温度等参数。通常冷却吹风使用20?左右的露点风，送风速度一般为0.4,0.5m,s，相对湿度为75,,85,，冷却吹风位置上部应靠近喷丝板，但不能使喷丝板温度降低，以保证纺丝的顺利进行。 (3)纺丝速度和喷丝头拉伸比:目前高速纺丝的纺速已达到4000,6000m,min，甚至更高，由于熔体纺丝法的纺丝速度很高，因而喷丝头拉伸比也较大。 卷绕速度和喷丝头拉伸比的变化给卷绕丝的结构和拉伸性能带来影响。一般喷丝头拉伸比越大，剩余拉伸倍数就越小。在2000,3000m,min的纺丝速度以下时，剩余拉伸倍数随纺丝速度的增加而迅速减小，当纺速高于3000m,min之后，剩余拉伸倍数变化较为缓慢。这一规律可作为高速纺丝与常规纺丝的分界点，当纺速超过此界限时，就能有效地减小后(剩余)拉伸倍数。FDY机通过第一导丝辊的高速纺丝和第二导丝辊的补充拉伸，便可获得全拉伸丝。 (4)上油:高速纺丝上油比常规纺丝上油更为重要，它直接影响纺丝拉伸卷绕成形工艺的正常进行和丝条质量，特别是丝条与机件的高速接触摩擦，更容易产生静电，引起毛丝和断头，因此要施加性能良好的纺丝油剂。 常规纺丝采用油盘上油，但对于高速纺丝，油盘上油不但均匀性差，而且油滴会飞离油盘，因此FDY工艺采用上油量比较均匀的齿轮泵计量、喷嘴上油法。且由 143 于FDY已具有相当高的取向度和结晶度，所以在卷绕机上上油效果欠佳，故采用设在吹风窗下端的喷嘴上油。 高速纺丝所用的油剂有多种类型，但基本是由润滑剂、抗静电剂和乳化剂等三种组分组成。高速纺丝对丝条的含油量也有一定的要求。当油剂含量过少时，表面不能均匀地形成油膜，摩擦阻力增大，集束性差，易产生毛丝;但含油量过多，则会使丝条在后加工过程中造成油剂下滴及污染加剧。一般用于机织物的丝条含油量为0.4,,0.6,，用于针织物的则高达2,,3,。 (5)拉伸倍数:FDY工艺是将经第一导辊的预取向丝连续绕经高速运行的辊筒来实行拉伸的，拉伸作用发生在两个转速不同的辊筒之间，后一个速度大于前一个，两个辊筒的速度比即为拉伸倍数。纺制聚酰胺FDY一般第一导辊的速度可达POY的生产水平(4000,5000m,min)，而拉伸的卷绕辊筒则速度高达5500,6000m,min。对于不同的聚合物，拉伸辊筒的组数、温度及排列方式也有差异。对于聚酰胺，因为玻璃化温度比较低，模量也稍低，所需拉伸应力相应较小，故可采用冷拉伸形式，采用第一辊不加热或微热而第二辊进行加热的形式，以实现对纤维的热定型。 聚酰胺纤维的强度随着拉伸倍数的增加而提高，伸度则相应降低，但拉伸倍数如果超过临界限，则纤维内的大分子因承受不了强大的拉力而发生滑移和断裂，使取向度和强力下降，因此拉伸倍数要考虑成形丝条的性质。聚酰胺FDY工艺的拉伸 1.3倍。 倍数一般只有1.2, (6)交络作用:FDY工艺过程设计，是以一步法生产直接用于纺织加工的全拉伸丝为目的，考虑到高速卷绕过程中无法加捻的实际情况，故在第二拉伸辊下部对应于每根丝束设置交络喷嘴，以保证每根丝束中具有每米约20个交络点。喷嘴的另一作用是热定型，为此在喷嘴中通入蒸汽和热空气，以消除聚酰胺纤维经冷拉伸后存在的后收缩现象。丝束经交络后，便进入高速卷绕头，卷绕成为FDY成品丝。原则上卷绕头的速度必须低于第二拉伸辊的转 速，这样可以保证拉伸后的丝条得到一定程度的低张力收缩，获得满意的成品质量和卷装。聚酰胺FDY的卷绕速度一般为5000m,min。 第四节 聚酰胺纤维的后加工 根据产品的品种和用途，聚酰胺纤维的后加工工艺和设备是不同的。本节将介 144 绍聚酰胺短纤维、聚酰胺长丝、聚酰胺弹力丝以及聚酰胺帘子线的后加工工艺和设备。 一、聚酰胺短纤维的后加工 聚酰胺短纤维的生产过程在原料熔融和聚合等方面和长丝生产工艺基本相同，但在纺丝方法上一般是采用熔体直接纺丝法。短纤维的纺丝生产设备在向多孔方向发展，如喷丝板的孔数可多达1000,2000孔，卷绕一般都采用棉条桶大卷装。聚酰胺短纤维纺丝后与聚酯短纤维一样也要进行后加工，其后加工过程与聚酯纤维类似，除加工工艺条件有一定差别外，聚己内酰胺纤维的后加工还需要去除纤维中残存的单体及低聚物。聚己内酰胺短纤维的后加工过程为:集束?拉伸?洗涤?上油?卷曲?切断?开毛?干燥定型?打包。相应地还需要上油、压干、开松、干燥等辅助过程。通过水洗使单体含量降低到1.5,以下。水洗采用热水，故同时也起到一定的热定型作用。水洗的方法一般有长丝束洗涤或切断成短纤维后淋洗两种，可分别在水洗槽和淋洗机上进行。开松过程需进行两次，一次是水洗上油后进行湿开松，以利于干燥过程的进行;另一次是在干燥后进行干开松，以增加纤维的开松程度。干燥设备有帘带式干燥机和网式圆筒干燥机等类型。 二、聚酰胺长丝的后加工 普通长丝又称拉伸加捻丝(DT丝)，它是由常规纺的卷绕丝或高速纺的预取向丝在拉伸加捻机上经拉伸和加捻(或无捻)，制成的具有取向度、高强力、低伸长的长丝。由高速纺丝拉伸一步法制得的FDY丝也属普通长丝。 目前聚酰胺长丝的生产多采用POY—DY工艺，即以高速纺的POY丝为原料，在同一机台上(拉伸加捻机又称DT机)一步完成拉伸加捻作用。 (一) 长丝后加工工艺流程 POY-DT工艺流程如下: POY丝筒?导丝器?喂入罗拉?热盘?热板?拉伸盘?钢丝圈?环锭加捻? 卷绕筒管?DT丝 从图4-7可看出，卷绕丝从筒子架引出，经导丝器、喂给罗拉到达拉伸盘， 在喂给罗拉和拉伸盘之间进行冷(或热)拉伸，从拉伸盘引出的拉伸丝再经导丝 钩和上下移动着的钢领板，被卷饶在筒管上，并获得一定的捻度，成为拉伸加捻 丝。 145 图4-7单区拉伸机示意图 a)拉伸机结构(b)拉伸机的加热板(c)拉伸机的加热盘 ( 1-未拉伸丝筒子2-上压辊3-给丝罗拉4-拉伸棒5-分丝棒 6-拉伸盘7-导丝钩8-纲领板9-锭子10-加热板11-热锭 (二)长丝后加工工艺特点 1.拉伸 在聚酰胺长丝加工过程中，拉伸是一个关键工序。通过拉伸使纤维根据用途不同而具有适当的物理机械性能和纺织性能，如强度、延伸度、弹性、沸水收缩率，染色性等。 聚酰胺6纤维与其它合成纤维不同的是聚合物中含有低分子化合物，低分子物的存在降低了大分子间的相互作用力，起着增塑剂的作用，使纤维易于拉伸，但强度却不能同时改善。而且低分子物含量过高，易于游离在丝的表面。沾污拉伸机械，给拉伸带来困难。 拉伸过程的主要工艺参数: (1)拉伸倍数。拉伸倍数的选择决定于原丝的性质和对成品质量的要求，随着拉伸倍数的提高，纤维的取向度和结晶度都会进一步提高，从而使纤维的强度增大，延伸度下降，沸水收缩率增加。 民用丝要求有一定的延伸度，柔软而有弹性，染色性好，因此拉伸倍数选择较低，UDY需经拉伸3.5,4倍左右。若采用POY，因已具有一定的取向度，故拉伸倍数应适当降低，一般为1.2,1.3倍。高强力丝及帘子线要求强度高延伸度低，因此拉伸倍数要求高些，一般在5倍以上(对UDY),此时应采取二或三段 146 拉伸。 (2)拉伸温度。一般拉伸温度要求高于玻璃化转变温度Tg，并低于软化温度，温度过高时，大分子解取向的速度很大，因此，不能得到稳定的取向结构。聚酰胺6纤维的玻璃化温度约为35,50?，熔融温度约为215,220?。对于民用单、复丝，一般可在室温下进行拉伸;而对于强力丝或短纤维，则应在升温下(,150?)进行拉伸。所谓室温拉伸即冷拉伸，不对纤维进行加热，拉伸所产生的变形热，一部分传递给空气介质，另一部分热量使纤维自身温度升高，当纤维本身的温度超过其玻璃化温度时，拉伸便可顺利进行。含水含单体的聚酰胺6纤维的玻璃化温度在室温附近，且民用长丝的拉伸倍数不高，所以聚酰胺6长丝生产一般采取室温下拉伸。而热拉伸则多用于聚酰胺66纤维，该种纤维玻璃化温度约为40,60?，熔融温度约为265?，均比聚酰胺6纤维高，且此种纤维中无小分子的增塑作用，要使拉伸温度高于其玻璃化温度，必须对纤维进行加热，以促进分子的热运动，有利于拉伸的顺利进行。对帘子线等高强力聚酰胺6长 丝，因采用较高倍数的拉伸，为了降低拉伸所需张力，并使拉伸均匀，也需采用热拉伸。 (3)拉伸速度。在拉伸过程中，当拉伸倍数和拉伸温度一定时，提高拉伸速度，拉伸应力也相应增加。但另一方面拉伸热效应也会随拉伸速度的提高而增加。而使拉伸应力降低，前者是主要因素时，拉伸速度提高使拉伸应力随着提高;后者是主要因素时，拉伸速度提高则使拉伸力减小。 但在实际拉伸条件下，速度变化的范围较小，如在200,700m,min的范围内，拉伸张力只出现单调的变化;随着拉伸速度增大，聚酰胺丝的拉伸张力增大。 2.环锭加捻 丝条经拉伸后，通过拉伸加捻机上的加捻机构，而获得一定的捻度。环锭加捻机构由导丝钩、隔丝板、钢领、钢丝钩、锭子和筒管等几个重要部分组成。 拉伸加捻机常用的加捻方法是，拉伸盘和小转子握持丝的一端，另一端由锭子和钢丝钩带动加以回转，而使丝条得到加捻。纤维在拉伸加捻机上所获得的捻度随卷取筒子卷绕直径增大而增加，在卷绕直径一定范围内，丝条的捻度可按下式近似计算: 147 ,1锭子转速/r,min,1捻度/捻,m, ,1拉伸盘出丝速度/m,min 用于聚酰胺纤维的国产拉伸加捻机类型有VC443A型复丝拉伸加捻机、VC431型、SFZN-1型重特(旦)拉伸加捻机及VC451型单丝拉伸加捻机。 目前拉伸加捻机的发展趋势是高速度、大卷装、高效能和自动化。如德国辛泽(Zinser)公司的519型拉伸加捻机就属于此类型，其拉伸速度可提高到2500m,min，锭子转速达20000m,min，卷装净重达4kg，并具有自动装载筒子架机构和自动落纱的拔筒插管机。 3(后加捻 经过拉伸加捻后的纤维，尽管已经获得一定的捻度(5,20捻,m)，但因捻度太少，所以仍称为无捻丝。聚酰胺长丝除以无捻丝(拉伸丝)形式出厂外，有时还要根据品种和纺织后加工的要求，特别是针织物甩丝，在层式加捻机或倍捻机上，对拉伸丝进行后加捻，亦有采用环锭式后加捻。 后加捻的目的是增大长丝的捻度，一般要求100,400捻,m，使纱线中的纤维抱合得更 好，以增加纱线的强力，提高纺织加工性能。 在加捻过程中，随着捻度增加，丝条强力也逐渐增加，但是当捻度增加到一定极限值后，强力反而下降。 三、聚酰胺弹力丝的后加工 现代的聚酰胺弹力丝生产多采用假捻变形法。由于聚酰胺纤维的模量较低，织物不够挺括，因此产品一般以高弹丝为主。与低弹丝不同，高弹丝的生产仅使用一个加热器，这是与低弹丝生产工艺的最大区别。 聚酰胺高弹丝的生产多采用摩擦式拉伸变形工艺，而聚酰胺膨体长丝(BCF)则以SDTY法即纺丝、拉伸和喷气变形加工—步法为主。 (一)假捻法高弹丝生产工艺流程 用摩擦式拉伸变形法生产聚酰胺高弹丝，其工艺流程如下: 拉伸丝?加捻、热定型和解捻 络筒 合股并捻 上油 ?整理包装?成品 预取向丝?内拉伸加捻、热定型和解捻 倒框成绞?放置平衡 现代假捻变形的合股工序在同一机台上完成。在一个部件上同时安装捻向相反的 148 两个假捻器，可同时得到两束捻向相反的变形丝，经过输出辊合股后卷绕于筒管 上。这既减少了工序，又提高了生产率，可得到优质的合股变形丝。 (二)聚酰胺高弹丝内拉伸变形工艺 聚酰胺高弹丝的生产可采用拉伸变形联合机，即DTY机。拉伸变形工艺参数的选 择首先应考虑假捻张力比。一般加捻和解捻张力尽可能接近一致，或其比值稍高于1。假捻张力主要受拉伸比和D,y值两个因素影响。 为了提高变形丝质量，增加变形丝的稳定性和防止气圈的形成。对于高速拉伸假 捻变形，多采用空气冷却或水冷却板进行强制冷却。聚酰胺66冷却距离对丝温有较大的影响。从板冷却和空气冷却丝的温度差可以看出，约0.75m的冷却距离最佳。 四、聚酰胺帘子线的生产特点及后加工 帘子线是产业用纺织材料的重要品种之一，是橡胶制品的骨架材料，广泛用于轮胎、胶管、运输带、传动带等领域。作为橡胶制品的骨架材料的帘子线，其第一代产品是棉帘子线，到了20世纪50,60年代，为粘胶帘子线所代替。由于聚酰胺帘子线具有断裂强度高、抗冲击负荷性能优异、耐疲劳强度高以及橡胶的附着力好等优良性能，因此其生产发展很快，已逐步取代粘胶帘子线。近年来，由于轮胎加工技术的改进及美国与西欧一些国家公路路面质量的提高，涤纶及钢丝的子午轮胎帘子布已成为第四代产品，但对于路面质量较差的国家和地区，特别是第三世界国家，强力高、韧性和回弹性好的聚酰胺帘子线仍是第一选择。但聚酰胺帘子线也存在缺点，如初始模量及动态弹性模量较低等，易产生“平点”效应。 (一)聚酰胺帘子线生产(聚合和纺丝)的特点 聚酰胺帘子线丝一般采用切片法生产。在生产中，聚合至拉伸过程的工艺与普通长丝基本相同。但某些工序存在一些不同之处。 1(聚合 由于要求帘线丝的强度高于一般的长丝，因此必须用高粘度(相对粘度3.2,3.5，相对分子质量大于20000)的聚合体来制备。为了制取高粘度的聚合体，聚酰胺6目前采用加压-常压(或真空)或加压-真空闪蒸-常压后聚合的聚合工艺。采用直接纺丝法生产聚酰胺66 帘子丝时，通常采用加压预缩聚-真空闪蒸-后缩聚工艺;用切片纺丝法生产时，也可采用固相后缩聚以提高切片的粘度。 149 2.纺丝成形 目前国外在帘子线纺丝技术上最突出的特点是采用高压纺丝法，压力约在29400—49000kPa，这样，高粘度的聚合物可在较低温度下纺丝，有利于产品质量的提高。最近高压纺丝的压力已达196MPa。实现高压纺丝一般采用两种方式:加大喷丝头组件内过滤层的阻力;选用喷丝孔长径比大的喷丝板，同时配以相应的高压纺丝泵。 适当控制纺丝冷却成型条件也是提高帘子线质量的关键之一。纺制帘子线时，由于聚合物熔体粘度较高，通常在喷丝板下加装徐冷装置，以延缓丝条冷却，使丝条的结构均匀，从而获得具有良好拉伸性能的卷绕丝，最终使产品强度提高。徐冷装置下部多采用侧吹风冷却。 为了提高帘子丝的耐热性，常在纺丝前，在干燥好的切片中加入防老化剂等添加剂(有时也可在聚合时加入)，与此同时还加入润滑剂(如硬脂酸镁)以减少螺杆的磨损。并使切片在螺杆中输送通畅，有利于防止环结。对于聚酰胺6帘子线，由于纺丝后不再进行洗涤单体的工序，因此要求纺丝前聚合物的单体含量在0.5,,1.0,的范围内。 3.卷绕设备 目前多数采用纺丝一拉伸联合机，其卷绕速度在1500m,min以上，少数厂家采用高速纺丝法。 .拉伸 4 有向多区拉伸和大卷装发展的趋势。重旦拉伸机一般为双区热拉伸机，国产重旦拉伸加捻机有VC431型和SFZN—1型。目前国外已有三段拉伸的重旦拉伸加捻机出现。 (二)聚酰胺帘子线的复捻和合股 经拉伸加捻后的高线密度丝条，捻度比较低，尚不符合帘子线的规格要求。为了进一步提高帘子线的强力，还需要进行复捻(也有称之为初捻的)和合股(也有称之为复捻的)。环锭加捻机是专门用来加捻和合股较粗的合股线的设备，根据工艺需要分为前环锭加捻机和后环锭加捻机两种。前环锭加捻机可以单独作复捻用，后环锭加捻机一般只作再合股和加捻用。在复捻合股时，复捻的捻向和原丝相同，合股的捻向和复捻相反，得到的成品其捻向称为“ZS”捻。在双捻(即前环锭加捻和后环锭加捻)时，各次捻合的方向往往是和上一次捻向相反，即先为S捻，而后环锭加捻则 150 为Z捻，其成品捻向称为“ZSZ”捻，也有采用“SZS”捻。 国内帘子线复捻设备采用R811A型、1192型复捻机，合股并线采用1391型并线机。 (三)帘子布的织造和浸胶 1.帘子布的织造 为了便于浸胶和轮胎加工。保证帘子线在轮胎中合理排列，需要将帘子线织成帘子布。帘子布用聚酰胺帘线作经纱，纬纱可用19.7,29.5tex的棉纱或丙纶，纬纱仅仅起固定经纱位置的作用，在轮胎加工过程中，纬纱断裂而失去其作用。为了适应帘子布的浸胶、热伸张与定型处理，以及轮胎工业的要求，帘子布的幅宽为1.4,1.6m，长度短者数百米，长者为数千米。 在织造帘子布时，要求帘线松紧均匀，否则因帘布的不平整，将影响轮胎的紧密性，甚至刚浸胶时的张力使紧张的帘线断裂。 目前国内适合于织造聚酰胺帘子布的设备有G24Z型等帘子布机。 2(帘子布的浸胶热拉伸 帘子布浸胶热拉伸的目的是为了改善聚酰胺帘子线对橡胶的粘着力及进一步改善帘子布的质量。浸胶工艺一般采用热拉伸-热定型-浸胶工艺;或浸胶-干燥-拉伸-定型工艺;或二次浸胶工艺。 : 帘布的浸胶过程主要由三个部分组成: (1)帘布的热拉伸:帘布的热拉伸是在热拉伸箱和第一、二两组拉伸辊之间进行的。热拉伸箱内用温度为190?左右的循环热空气加热，帘布在箱内既热拉伸又热定型。第二组拉伸辊内需通冷水，使帘布迅速降温，不致影响后道浸胶液的温度而使其变质。 (2)浸胶:帘布的浸胶液一般用间苯二酚、甲醛、胶乳的混合液(又称间甲胶或RFZ液)，测胶时间约为5s。浸胶后用重型挤压辊挤去多余的胶液，再通过真空抽吸装置，吸去帘子线间隙中的胶液，使附胶量控制在4,,6,。 间甲胶的配制一般分两步进行，先配制成间甲液，再用熟成(预缩聚)的间甲液配制成间甲胶。间苯二酚与甲醛的摩尔比为1:1.5,1:1.4时粘着强力好，从文献专利资料来看，该比值大都定为1:2。根据生产实践，间甲液配制间甲胶前经室温下熟成4,8h为好，间甲胶的熟成时间为12,24h，要求72h内使用完。胶乳的作用 151 是使间甲树脂对被覆橡胶赋予亲和性。所以当粘着的橡胶改变时，胶乳也应随之改变。 (3)干燥热定型:浸胶后的帘布，先经红外线干燥，然后进入热定型箱，定型温度为190?，定型温度必须高于轮胎制造时的硫化温度(140,160?)，否则硫化时会发生收缩，帘布在第二、三组辊之间给予回缩，第三组辊内通冷水，以降低帘布温度，便于卷取。 帘子布浸胶后提高了帘子线与橡胶的粘着力。粘着力是指浸胶后的帘布与橡胶的粘着能力，通常以H抽出力表示(即帘子线在橡胶内硫化后，抽出来所需之力)。H抽出力大，则表示帘布与橡胶的粘着性能优良。 影响H抽出力的主要因素是间甲胶的附着状态和浸胶后热处理条件。间甲胶的附着量增加，粘着力增高，但附胶量达4,,6,就开始饱和，附胶量过多，帘布变硬，耐疲劳性恶化，成本也增高，因此附胶量一般要求在3,,5,范围内。同一附胶量时，若浸入帘布内的胶量多，则表面量减少，也会使粘着力恶化。影响附胶量的因素是预浸水(或胶)的方式、浸胶时间、浸胶张力、浸胶后的挤压、浸胶与热处理的先后、纤维的油剂以及纤维的规格、间甲胶的浓度、粘度等。 浸胶后的热处理过程，使间甲树脂逐步硬化形成良好强度的粘着剂皮膜，并达到与纤维粘着。热处理过度或不足都会使粘着力下降。时间、张力、温度是热处理过程中的三个主要控制因素，这三个因素相互有影响。热处理温度和时间视加热炉的热效率不同而变化，另外也视热拉伸的拉伸松弛情况而变。热处理条件大致如表4-2。 表4-2帘子布的热处理条件 区域 张力/kN 温度/? 时间/s 拉伸率/% 干燥 9.8,24.5 100,140 50,120 0,2 热拉伸 34.3,78.4 190,210 20,40 4,12 热定型 24.5,58.8 190,210 20,40 0,2 (四)锦纶帘子布的质量指标 规格 139.86tex,2f(1260旦,2f) -1捻度,捻.m 366z×367s 干燥强力,N ?196 6.8kg定伸,, 8.0?0.5 干燥断裂伸长,, ?23 152 干热收缩率,, < 8 粗度,mm 0.68?0.03 线密度,tex 320(2884旦) -1H抽出力,N.根 ?117(6 树脂附着量,, ?35 五、聚酰胺膨体长丝的生产 聚酰胺膨体长丝(BCF)是采用纺丝、拉伸和喷气变形加工一步法(或称SDTY法)进行连续生产制成的。该方法具有投资少、废丝少、设备保养容易、操作人员少、生产成本低等优点。 聚酰胺膨体长丝具有三维卷曲、手感柔软、覆盖性能好、不掉毛、不起球、耐磨、清扫方便等特点，是生产簇绒地毯的理想材料。 1(BCF加工工艺流程 用纺丝、拉伸和变形一步法生产BCF，不仅可生产BCF地毯长丝，而且还可以生产BCF短纤维。 (1)BCF地毯长丝生产的工艺流程: 纺丝?热拉伸?热喷气变形?空气冷却?卷绕?变形地毯长丝筒子。 (2)BCF短纤维生产的工艺流程: ?热拉伸?热喷气变形?空气冷却?切断?纤维输送?成包的BCF短纤维。 纺丝 图4-8为生产BCF地毯丝联合机示意图。纺出的丝束经过喂入辊引向热拉伸辊拉伸3.5,5倍，然后进入喷气变形箱。向箱内吹入过热蒸汽或热空气，在热和湍流介质的作用下，纤维发生变形，形成卷缩和蓬松的变形丝。由喷气变形箱排出的丝束落在回转的筛鼓上，在回转中卷缩的丝束被强制冷却定型。BCF经过空气喷嘴形成网络丝，最后经张力和卷绕速度调节器进行卷绕。当丝束一旦断头时，切丝器自动启动，切断丝束，把丝吸入废丝室。 153 图4-8 BCF地毯丝生产联合机示意图 1-喂入辊2-热拉伸辊3-喷气变形箱4-筛鼓5-较低速度输送辊6-张力和卷饶速度调节器7- 卷饶装置8-切丝器9-空气喷嘴 2(BCF加工工艺 BCF产品有聚酰胺和聚丙烯两大类。聚酰胺BCF制做的簇绒地毯具有覆盖性、蓬松性、回弹性优异，手感柔滑、外观光润等特性，这些正是作为地毯制品最重要的特性。地毯用聚酰胺BCF的单丝线密度为17,22dtex，丝束根数为50,150根，总线密度为556,4444dtex。 聚酰胺BCF生产工艺条件如下: 拉伸: 温度,? 喂入辊温度 90?以下 拉伸辊温度 100,190 -1 速度,m.min 喂入速度 300,1000 -1拉伸速度,m.min 1000,3500 拉伸倍数,倍 3.5,5 变形: 温度,? 过热蒸汽 130,230 或热空气 150,250 空气喷射压力,kPa 196.1,490.3 -1卷绕速度,m.min 600,3000 超喂率,, 15,30 冷却: 冷却空气温度,? 25 SDTY法适宜生产高线密度丝。对于低线密度丝，喷气变形发展的倾向是多束丝一起变形。 154 第五节 聚酰胺纤维的性能、用途及其改性 一、聚酰胺纤维的性能 聚酰胺66及聚酰胺6纤维的主要性能如下: (1)断裂强度:聚酰胺纤维因为结晶度、取向度高以及分子间作用力大，所以强度也比较高。一般纺织用聚酰胺长丝的断裂强度4.457dN / tex，作为特殊用途的聚酰胺强力丝断裂强度高达6.2,8.4 dN / tex甚至更高。聚酰胺纤维的吸湿率较低，其湿态强度约为干态的85%,90%。 (2)断裂伸长:聚酰胺纤维的断裂伸长随品种而异，强力丝断裂伸长要低一些，约为20%,30%，普通长丝为25%,40%。通常湿态时的断裂伸长较干态高3%,5%。 (3)初始模量:聚酰胺纤维的初始模量比其他大多数纤维都低，因此，聚酰胺纤维在使用过程中容易变形。在同样的条件下，聚酰胺66纤维的初始模量较聚酰胺6纤维稍高一些，接近于羊毛和聚丙烯腈纤维。 (4)弹性:聚酰胺纤维的回弹性极好，例如聚酰胺6长丝在伸长10%的情况下，回弹率为99%，在同样伸长的情况下，聚酯长丝回弹率为67%，而粘胶长丝的回弹率仅为32%。 (5)耐多次变形性或耐疲劳性:由于聚酰胺纤维的弹性好，因此它的打结强度和耐多次变形性很好。普通聚酰胺长丝的打结强度为断裂强度的80%,90%，较其他纤维。聚酰胺纤维耐多次变形性接近于涤纶，而高于其他所有化学纤维和天然纤维。因此聚酰胺纤维是制造轮胎帘子线较好的纤维材料之一。 (6)耐磨性:聚酰胺纤维是所有纺织纤维中耐磨性最好的纤维，其耐磨性是棉花的10倍，羊毛的20倍，黏胶纤维的50倍。 (7)吸湿性:聚酰胺纤维的吸湿性比天然纤维和再生纤维都低，但在合成纤维中，除维纶纤维外，它的吸湿性是较高的。聚酰胺6纤维中由于单体和低分子物的存在，吸湿性略高于聚酰胺66纤维。 (8)密度:聚酰胺纤维密度小，在所有纤维中其密度仅高于聚丙烯和聚乙烯纤维。 (9)染色性:聚酰胺纤维的染色性能虽然不及天然纤维和再生纤维，但在合成纤维中是较容易染色的。 (10)光学性质:聚酰胺纤维具有光学各向异性，有双折射现象。双折射数值随拉伸比变化很大，充分拉伸后，聚酰胺66纤维的横纵向折射率为1.582，横向折射 155 率为1.591;聚酰胺6纤维的横纵向折射率为1.580，横向折射率为1.530; (11)耐光性:聚酰胺纤维的耐光性较差，在长时间的日光和紫外光照射下，强度下降，颜色发黄，通常在纤维中加入耐光剂，可以改善耐光性能。 (12)耐热性:聚酰胺纤维的耐热性能不够好，在150?下经历5小时即变黄，强度和延伸度显著下降，收缩率增加。但在熔纺合成纤维中，其耐热性较聚烯烃好得多，仅次于涤纶。通常聚酰胺66纤维的耐热性较聚酰胺6纤维好，它们的安全使用温度分别为130?和93?。在聚酰胺66和聚酰胺6聚合时加入热稳定剂，可改善其耐热性能。 聚酰胺纤维具有良好的耐低温性能，即使在,70?下，其回弹性变化也不大。 (13)电性能:聚酰胺纤维直流电导率很低, 在加工时容易摩擦产生静电，但其电导率随吸湿率增加而增加。例如，当大气中相对湿度从0变化到100%时，聚酰胺 666纤维的电导率增加10倍，因此在纤维加工中，进行给湿处理，可减少静电效应。 (14)耐微生物作用:聚酰胺纤维耐微生物作用的能力较好，在淤泥水或碱中，耐微生物作用的能力仅次于聚氯乙烯 ，但有油剂或上浆剂的聚酰胺纤维，耐微生物的能力降低。 (15)化学性能:聚酰胺纤维耐碱性、耐还原剂作用的能力很好，但耐酸性和耐氧化剂作用的性能较差。 二、聚酰胺纤维的主要用途 聚酰胺纤维具有一系列，因此被广泛应用于人民生活和社会经济各个方面，其主要用途可分为衣料服装用、产业用和装饰地毯用三大方面。 1.服装用纤维 聚酰胺长丝可以纯织，或经加弹、蓬松等加工过程后作机织物、针织物和纬编织物等的原料。总线密度在200tex以下的低密度长丝多用于妇女内衣、紧身衣、长统袜和连裤袜。在聚酰胺衣料中，除锦丝绸、锦丝被面等多采用纯聚酰胺长丝，市场销售的锦纶华达呢、锦纶凡立丁等大部分是聚酰胺短纤维与粘胶、羊毛、棉的混纺织物。作为衣料，聚酰胺纤维在运动衣、游泳衣、健美服、袜类等方面占有稳定的市场，并日益发展。 2.产业用纤维 产业用聚酰胺纤维涉及工农业、交通运输业、渔业等领域。 156 由于聚酰胺纤维具有高干湿强度和耐腐蚀性，因此是制造工业滤布和造纸毛毡的理想材料，并已在食品、制糖、造纸、染料的等轻化工行业中得到广泛应用。 聚酰胺帘布轮胎在汽车制造行业中占有重要地位，由于其强度高、延伸度较大，断裂功大，故与其他各类帘布相比，更能经受汽车在高速行使中速率、重量和粗糙路面三要素的考验而不易产生车胎破裂。 聚酰胺纤维由于耐磨、柔软、质轻，用来制作渔网、绳索和安全网等。此外，聚酰胺纤维还广泛用做传动运输带、消防软管、缝纫线、安全带和降落伞等多种产业用品。 3.地毯用纤维 地毯用聚酰胺纤维正逐年增长，特别是新技术开发赋予纤维以抗静电、阻燃特殊功能，加之旅游、住宅业兴旺也促进了地毯用纤维的增长。近年来随着聚酰胺BCF生产的迅速发展，大面积全覆盖式地毯均以聚酰胺簇绒地毯为主，其风格多变，用于家庭、宾馆、公共场所和车内装饰等，很有发展前途。 三、聚酰胺纤维改性及新品种 聚酰胺纤维有许多优良性能，但也存在着一些缺点。如模量低，耐光性、耐热性、 抗静电性、染色性以及吸湿性较差，需要加以改进，以适应各种用途的需要。 改进聚酰胺纤维性质的方法一般分为化学改性和物理改性两种。化学改性的方法是共聚、接枝等，改变原有聚酰胺大分子的化学结构，以达到改善纤维的吸湿性、耐光性、染色和抗静电性等的目的，化学改性具有持久性的效果;物理改性的方法在不改变原有聚酰胺大分子的化学结构的情况下，通过改变喷丝孔的形状和结构，改变纺丝成型条件和后加工技术等来改变纤维的形态结构，达到改善纤维的蓬松性、手感、伸缩性、光泽等性能，如纺制复合纺丝、异性纤维、共混纺丝或经特殊处理的聚酰胺丝，以获得聚酰胺差别化纤维。 1.异性截面纤维 可以改善纤维的蓬松性、弹性、手感、并赋予纤维特殊的光泽。聚酰胺异性纤维截面形状主要有三角形、四角形、三叶形、多叶形、藕形和中空形等。中空纤维由于内部存在着气体，还可改善其保暖性。 2.双组分纤维 将两种热性能相差较大的聚合物进行双组分复合纺丝，如由尤尼吉卡公司开发 157 的并列型双组分尼龙长丝“Z-10-N”，经染色和后整理，它的卷曲稳定性相当好，该纤维具有充分的可拉伸性、触感柔软、有弹性、悬垂性及染色性得以改善。 3.混纤丝 一般采用异收缩丝混纤和不同截面、不同线密度丝的混纤技术。高收缩率和低收缩率的混纤组合，是纱线成为包芯、空心和螺旋型等结构;不同截面和线密度丝的组合，则可利用纤维间弯曲模量的差异，避免单纤维间的紧密充填而造成柔和蓬松的手感，并赋予织物以丰满感和悬垂感。 抗静电、导电纤维 4. 由于聚酰胺的疏水性，易在纤维上积聚静电荷，使纤维之间彼此排斥或被吸附在机械部件上，且易沾尘埃，造成加工困难。为了克服聚酰胺纤维易带静电的缺点，在纺织加工中，通常采用导电油剂涂敷在织物上，且在纤维表面聚合;也可将抗静电剂经共聚和共混方法制备抗静电聚酰胺纤维。抗静电添加剂一般是离子型、非离子型和两性型的表面活性剂。纤维的抗静电是靠吸湿使静电荷泄漏而获得的。如日本东丽公司开发的NylonL就是在聚己内酰胺的大分子中引进聚乙二醇(PEG)组分， 8生成PA6—PEG共聚物，其电阻为10Ω.cm，具有良好的抗静电性。 导电纤维是基于自由电子传递电荷或半导体特征性导电，因此其抗电性能不受湿度的影响。用于导电纤维的导电成分一般有金属、金属化合物、炭素等。以少量的导电纤维和常规纤维进行混纤、混纺或交织，能有效地散逸电荷，如美国Du Pont公司开发的“Antron—?”产品是混有有机导电纤维的聚酰胺BCF膨体长丝，其混纤比例为1%,2%，其中的有机导电纤维是由含炭黑的聚乙烯为芯层，聚酰胺66为皮 35层的复合纤维，其比电阻为10,10Ω.cm，该产品已广泛应用于BCF簇绒地毯。 5.高吸湿纤维 为了提高穿着的舒适性，使其容易吸湿透气须对服用的聚酰胺纤维进行吸湿改性。其改性方法可应用聚氧乙烯衍生物与己内酰胺共聚，经熔融纺丝后，再用环氧乙烷、氢氧化钾、马来酸共聚物对纤维进行后处理而制得。此外，还可以将聚酰胺纤维先润胀，再用金属盐溶液浸渍和稀碱溶液后处理等方法，以获得高吸湿聚酰胺纤维。 据报道，意大利Snia Fibre 公司开发“Fibre—S”是一种改性高吸湿聚酰胺纤维，即在聚己内酰胺中添加20%的聚4，7-二氧环葵烷己二酰己二胺，通过共混纺丝 158 而制得，其强度和吸湿性有很大改善，这种纤维的吸湿性和棉相似，且具有柔软的手感。 6.耐光耐热纤维 聚酰胺纤维在光和热的长期照射下，会发生老化，性能变差。其老化机理是在光和热的作用下，形成游离基，产生连锁反应而使纤维降解的结果，特别是当聚酰胺纤维中含有消光剂二氧化汰时，在日光的照射下，与之共存的水和氧生成的过氧化氢会使二氧化汰分解而引起聚酰胺性能恶化。为了提高其耐热、耐光性，目前研究了各种各样的防老化剂，如苯酮系的紫外光吸收剂;酚、胺类的有机稳定剂;铜、锰盐等无机稳定剂。采用锰盐无机稳定剂对于提高聚酰胺纤维的耐光性更为有效。 抗菌防臭纤维 7. 抗菌防臭纤维又称抗微生物纤维，其制造方法大体有两种。一种是聚酰胺纺丝成型前添加抗菌药物，另一种是对成型后的纤维和织物进行后整理。两者相比，前者抗菌耐久性较好，但由于添加剂在纺丝前加入，与聚酰胺一起经历整个纺丝成型、后加工过程，故对抗菌剂的稳定性要求高。 用于聚酰胺的抗菌剂一般为有机锡化合物和有机汞化合物。此外，2-溴肉桂醛和 2-(3，5-二甲吡唑)-6-羧-4-苯基吡啶，也是众所周知的卫生剂，被聚酰胺66吸附后，具有抗菌效果，可抑制白癣菌生长。 抗菌防臭聚酰胺纤维不仅是做袜子的理想材料，而且还用于鞋垫、运动鞋以及运动衫、贴身内衣等。 8.改善“平点”效应的聚酰胺帘子线 聚酰胺纤维的模量较低，且纤维含水率对其玻璃化温度影响较大，因此在使用过程中容易变形，作为轮胎帘子线易产生“平点”效应。为了克服这一缺点，可采用共混纺丝技术，即在聚酰胺中加入模量较高而对水不敏感的组分，制备共混纤维，以提高纤维的抗变形和抗湿热降解的能力。如美国Du Pont 公司N-44G和Allied公司的EF-121(AC-001)改性聚酰胺纤维，前者为聚酰胺66/聚间苯二甲酰乙二胺共混，后者为聚酰胺6/聚对苯二甲酸乙二酯共混纤维，这两种产品均能显著改善聚酰胺帘子线轮胎的“平点”效应。 9.聚酰胺纤维的新品种 近年来，世界各国都致力于研究开发高强、高模、耐高温聚酰胺纤维，如脂环 159 族聚酰胺纤维、芳香族聚酰胺纤维等，成为商品化聚酰胺纤维新系列品种。有关内容将在本 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 第十章中论述。 主要参考文献 [1] 董纪震等,合成纤维生产工艺学,第二版,北京,中国纺织出版社,1994 [2] 邬国铭等,高分子材料加工工艺学,北京,中国纺织出版社,2000 [3] 吴大诚等,合成纤维熔体纺丝,北京,纺织工业出版社,1980 [4] 成晓旭、杨浩之,合成纤维新品种和用途,北京,纺织工业出版社,1988 [5] 辽阳石油化纤公司、上海第九化学纤维厂, PA-66生产基本知识,北京,纺织工 业出版社,1985 [6] 王贵恒等,高分子材料成型加工原理,北京,化学工业出版社,1982 [7] (苏)V.乌申科,化学纤维的加工,毛伟民等译,北京,纺织工业出版社,1985 [8] 肖长发等，化学纤维概论，北京,中国纺织出版社,1997 [9] 张树钧等,改性纤维与特种纤维,北京,中国石化出版社,1995 [10] JIN Monthly,2001,3,p68 160