常见与高性能纤维纺织品课件资料讲解.ppt

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1、常见与高性能纤维纺织品课件 美国农业部北部研究所于美国农业部北部研究所于1974年年开发，主要由丙烯腈接枝聚合到糊状开发，主要由丙烯腈接枝聚合到糊状淀粉上，再进行水解而成。淀粉上，再进行水解而成。高吸水聚合物制品形状共分为高吸水聚合物制品形状共分为4种：种：粉末状、颗粒状、膜状、纤维。粉末状、颗粒状、膜状、纤维。（二）高吸水纤维的种类（二）高吸水纤维的种类 1、纤维素类：、纤维素类：是最早开发的吸湿性纤维之一，是最早开发的吸湿性纤维之一，包括物理改性和化学改性。包括物理改性和化学改性。物理改性：从纤维截面、形状、平直物理改性：从纤维截面、形状、平直度、容积等增加纤维的内外比表面积度、容积等增加

2、纤维的内外比表面积来提高吸收量。主要有：来提高吸收量。主要有：中空型：中空型：充气型：充气型：化学改性：化学改性：纤维素与尿素反应生成纤维纤维素与尿素反应生成纤维素氨基酸酯。素氨基酸酯。将醚基引入纤维素链，即羟甲将醚基引入纤维素链，即羟甲基化纤维素基化纤维素 在纤维素纤维未挤压成型之前，在纤维素纤维未挤压成型之前，加入淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯加入淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酯这样的物质于纺丝液中，然后共酸酯这样的物质于纺丝液中，然后共同纺丝成型。同纺丝成型。2、聚羧酸类、聚羧酸类 丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸 中添加适量的多羟基醇作为交联中添加适量的多羟基醇作为交

3、联剂，共同制成纺丝液。剂，共同制成纺丝液。极性基团的数量对吸水能力有很极性基团的数量对吸水能力有很大的影响。大的影响。3、聚丙烯腈类、聚丙烯腈类 丙稀腈甲基丙烯酸丙稀腈甲基丙烯酸N羟甲基丙羟甲基丙稀酰胺共聚纺丝，浸渍于浓硫酸中干稀酰胺共聚纺丝，浸渍于浓硫酸中干燥后，即得到高吸水纤维。燥后，即得到高吸水纤维。4、改性聚乙烯醇类、改性聚乙烯醇类 并不具有短时间内吸收大量水份并不具有短时间内吸收大量水份的高吸水型，但引入羧基后，经干法的高吸水型，但引入羧基后，经干法或湿法纺丝后得到的纤维，吸水能力或湿法纺丝后得到的纤维，吸水能力可达到自重可达到自重100倍以上，在倍以上，在40度的温度的温水中基本不

4、溶。水中基本不溶。（三）高吸水纤维的吸水机理（三）高吸水纤维的吸水机理 1、水分子进入网状结构后，与离、水分子进入网状结构后，与离子基团形成化学键，网状结构具有弹子基团形成化学键，网状结构具有弹性，可以容纳许多分子，外观呈现一性，可以容纳许多分子，外观呈现一种透明凝胶状态。种透明凝胶状态。2、高吸水聚合物是一种高分子电解、高吸水聚合物是一种高分子电解质，能在水或溶剂中电离。质，能在水或溶剂中电离。高吸水聚合物吸水能力的计算公式：高吸水聚合物吸水能力的计算公式：Q5/3=(i/2VVS1/2)2+(1/2-X1)/V1/(Ve/V0)式中：式中：Q吸水能力吸水能力 Ve/V0聚合物交联密度聚合物

5、交联密度 (1/2-X1)聚合物亲水性聚合物亲水性 i/2VV聚合物中固定电荷密度聚合物中固定电荷密度 S外部电解质的离子强度外部电解质的离子强度（四）高吸水纤维的开发应用（四）高吸水纤维的开发应用 日本的日本的Exlan公司的公司的“兰西尔兰西尔F”，能吸收，能吸收120ml/g150ml/g的纯水，的纯水，40ml/g-50ml/g的的0.9盐溶液。盐溶液。美国美国Arco多公司研制的多公司研制的Fibersorb纤维是以丙烯酸类化合物作芯的高吸纤维是以丙烯酸类化合物作芯的高吸水纤维，能吸收自重水纤维，能吸收自重200300倍。倍。英国考陶尔兹的英国考陶尔兹的ST高吸湿粘胶连续长高吸湿粘胶

6、连续长丝。丝。美国杜邦的聚酯美国杜邦的聚酯Aquasorb是一种羧是一种羧甲基纤维素钠。甲基纤维素钠。卫生用品材料卫生用品材料尿布、卫生巾、尿布、卫生巾、高效吸血纱布、绷带，快速吸收体液，高效吸血纱布、绷带，快速吸收体液，不沾伤口。不沾伤口。农业、林业、园艺农业、林业、园艺与其他纤维与其他纤维混用制成的膜，作为土壤保水剂，透混用制成的膜，作为土壤保水剂，透水透气性好，所吸收的水份水透气性好，所吸收的水份95可被可被植物利用，用它制成的植物利用，用它制成的“水合土水合土”可可在沙漠中种植庄稼。在沙漠中种植庄稼。二、生体吸收性纤维二、生体吸收性纤维 （一）生体吸收性纤维的分类（一）生体吸收性纤维的

7、分类 天然材料天然材料羊肠线、纤维素、羊肠线、纤维素、甲壳素、胶原质、海藻酸盐。甲壳素、胶原质、海藻酸盐。合成材料合成材料聚乙交酯类聚乙交酯类（PGA）、聚二氧杂环己酮（）、聚二氧杂环己酮（PDS）、）、草酸酯共聚物、琥珀酸共聚物、聚酰草酸酯共聚物、琥珀酸共聚物、聚酰胺酯、玻璃质。胺酯、玻璃质。混合材料混合材料明胶聚乙烯醇明胶聚乙烯醇 （二）应用（二）应用 1、缝合线、缝合线 最大的应用领域。最大的应用领域。3080天后，天后，吸收作用完成。吸收作用完成。2、内脏修补织物及固定材料、内脏修补织物及固定材料 腹壁修补、胸隔膜修补、疝修腹壁修补、胸隔膜修补、疝修补作为暂时支撑材料。补作为暂时支撑材

8、料。器官修复（脾脏、肝脏、肾脏）器官修复（脾脏、肝脏、肾脏）的包复物的包复物 体内定位材料。体内定位材料。3、人工假肢、人工假肢 和其他纤维一起混合制作人工骨和其他纤维一起混合制作人工骨的强化纤维。的强化纤维。4、人工皮肤、人工皮肤 创面敷布，不仅保证创面纤维芽创面敷布，不仅保证创面纤维芽细胞很好生长。而且与生体亲和性好，细胞很好生长。而且与生体亲和性好，能被创面吸收，愈后皮肤光滑。能被创面吸收，愈后皮肤光滑。此外还开发了许多止血纤维，其此外还开发了许多止血纤维，其他载体性纤维。他载体性纤维。三、离子交换纤维三、离子交换纤维纤维大分子长链上具有活性侧基的纤维大分子长链上具有活性侧基的合成纤维，

9、经与具有离子交换功能合成纤维，经与具有离子交换功能官能团的化合物进行侧基置换，使官能团的化合物进行侧基置换，使构成该纤维的大分子长链上，带有构成该纤维的大分子长链上，带有相应的可以用作离子交换用的官能相应的可以用作离子交换用的官能团，从而使之成为具有离子交换功团，从而使之成为具有离子交换功能的能的“离子交换纤维离子交换纤维”。（一）分类：（一）分类：强酸型阳离子交换纤维强酸型阳离子交换纤维弱酸型阳离子交换纤维弱酸型阳离子交换纤维强碱型阴离子交换纤维强碱型阴离子交换纤维弱碱型阴离子交换纤维弱碱型阴离子交换纤维（二）制法：（二）制法：1.化学转化法：化学转化法：将离子交换基团以置换的方法加至将离子

10、交换基团以置换的方法加至基材纤维的分子链上，常用的基材基材纤维的分子链上，常用的基材有聚乙烯醇、纤维素、聚氯乙烯、有聚乙烯醇、纤维素、聚氯乙烯、聚酚醛、聚苯乙烯、聚乙烯、氯乙聚酚醛、聚苯乙烯、聚乙烯、氯乙烯烯-丙烯腈共聚物等。丙烯腈共聚物等。2.接枝单体法接枝单体法 以聚烯烃、聚乙烯醇、聚氯乙烯以及聚以聚烯烃、聚乙烯醇、聚氯乙烯以及聚己内酰胺纤维为基体，经过辐射或化学接枝己内酰胺纤维为基体，经过辐射或化学接枝可以制备离子交换纤维。如以聚烯烃纤维为可以制备离子交换纤维。如以聚烯烃纤维为基体，辐射接枝苯乙烯，再经磺化或氯甲基基体，辐射接枝苯乙烯，再经磺化或氯甲基化、胺化反应可以制得阳离子或阴离子交

11、换化、胺化反应可以制得阳离子或阴离子交换纤维。聚烯烃纤维接枝丙烯酸可制备弱酸性纤维。聚烯烃纤维接枝丙烯酸可制备弱酸性阳离子交换纤维。阳离子交换纤维。3.混合成纤法混合成纤法 在纺丝液中加入离子交换剂，均匀混合在纺丝液中加入离子交换剂，均匀混合后进行纺丝，可以制成离子交换纤维。用复后进行纺丝，可以制成离子交换纤维。用复合纺丝法将两种共聚物纺制成海岛纤维，如合纺丝法将两种共聚物纺制成海岛纤维，如以聚乙烯为岛，聚苯乙烯为海成纤后再将聚以聚乙烯为岛，聚苯乙烯为海成纤后再将聚苯乙烯交联，经功能化后可以制得阴离子或苯乙烯交联，经功能化后可以制得阴离子或阳离子交换纤维。阳离子交换纤维。（三）离子交换纤维举例

12、（三）离子交换纤维举例1.聚乙烯醇系强酸性阳离子交换纤维聚乙烯醇系强酸性阳离子交换纤维 聚乙烯醇系磺酸型阳离子交换纤维聚乙烯醇系磺酸型阳离子交换纤维 聚乙烯醇纤维在进行磺化前先经部分碳化处聚乙烯醇纤维在进行磺化前先经部分碳化处理，因此实际结构较复杂，难以用简单的结理，因此实际结构较复杂，难以用简单的结构式加以表述，通常其含碳量为构式加以表述，通常其含碳量为52%53%，含硫量为含硫量为6.7%6.8%（以（以SO3H形式存在）。形式存在）。选用干法纺丝制取的维纶长丝做原丝，选用干法纺丝制取的维纶长丝做原丝，相应要求其单丝的线密度相应要求其单丝的线密度9.39.6dtex，总线密度，总线密度12

13、221333dtex，经脱水及，经脱水及催化处理后，在催化处理后，在80120下烘干，再使下烘干，再使之在之在140180空气中部分碳化，继而空气中部分碳化，继而又在浓硫酸和硫酸盐的溶液中对其进行又在浓硫酸和硫酸盐的溶液中对其进行磺化、经水洗后再用磺化、经水洗后再用10%20%氯化钠氯化钠水溶液使之转型，即使它的磺酸基团转水溶液使之转型，即使它的磺酸基团转变为磺酸钠型，经水洗、卷绕即可。变为磺酸钠型，经水洗、卷绕即可。具有较高的离子交换容量，对钙离具有较高的离子交换容量，对钙离子和铜离子的交换速度快，十几分钟即子和铜离子的交换速度快，十几分钟即可达到交换平衡。可达到交换平衡。对亚甲基蓝有很高的

14、吸附能力。对亚甲基蓝有很高的吸附能力。较好的耐热性、耐化学药品性和耐辐较好的耐热性、耐化学药品性和耐辐射性，吸附、脱色能力强，通水性良好。射性，吸附、脱色能力强，通水性良好。纤维呈棕褐色至黑色，相对膨润度为纤维呈棕褐色至黑色，相对膨润度为1.2%。用途：用途：充填有该纤维的电渗析器，可以用作核充填有该纤维的电渗析器，可以用作核工业排放的低水平放射物的废水处理，工业排放的低水平放射物的废水处理，另外，也可用它制作饮用水的净化器、另外，也可用它制作饮用水的净化器、木糖醇才净化器，以及用于分离稀土金木糖醇才净化器，以及用于分离稀土金属等。属等。（三）离子交换纤维举例（三）离子交换纤维举例2.聚乙烯醇

15、系阴离子交换纤维聚乙烯醇系阴离子交换纤维 聚乙烯醇系氨基离子交换纤维聚乙烯醇系氨基离子交换纤维 取用干纺的维纶长丝作原丝，性能指标要求取用干纺的维纶长丝作原丝，性能指标要求与上述聚乙烯醇系阳离子交换纤维相同。经与上述聚乙烯醇系阳离子交换纤维相同。经脱水及催化剂处理后，经用上述同样的条件脱水及催化剂处理后，经用上述同样的条件烘干和碳化后，放入胺类溶液中进行侧基置烘干和碳化后，放入胺类溶液中进行侧基置换，再经水洗、卷绕、包装即得成品。根据换，再经水洗、卷绕、包装即得成品。根据侧基置换所选用的胺类溶液性能的不同，成侧基置换所选用的胺类溶液性能的不同，成品可分为品可分为“弱碱性弱碱性”或或“强碱性强碱

16、性”的阳离子的阳离子交换纤维两类。交换纤维两类。纤维为棕褐色，含水率约纤维为棕褐色，含水率约50%，总，总交换能量为交换能量为2meq/g（干态），其交换、（干态），其交换、再生和洗脱速度均比相应的离子交换树再生和洗脱速度均比相应的离子交换树脂要快。耐热性、耐化学药品性优良，脂要快。耐热性、耐化学药品性优良，膨润性较小。膨润性较小。主要与阳离子交换纤维配套使用于主要与阳离子交换纤维配套使用于纯水的制备、组装电渗析器、净化木糖纯水的制备、组装电渗析器、净化木糖醇，以及组装水处理装置等。醇，以及组装水处理装置等。（三）离子交换纤维举例（三）离子交换纤维举例3.聚丙烯腈离子交换纤维聚丙烯腈离子交换纤

17、维 聚丙烯腈螯合型离子交换纤维聚丙烯腈螯合型离子交换纤维 实际为两性离子交换纤维，既有弱酸性的实际为两性离子交换纤维，既有弱酸性的离子交换基团，也有弱碱性的阴离子交换基离子交换基团，也有弱碱性的阴离子交换基团，同时对某些稀有金属离子和贵金属离子团，同时对某些稀有金属离子和贵金属离子具有特殊的螯合性能。其离子交换容量为具有特殊的螯合性能。其离子交换容量为2.7meq/g，孔连续对这些金属离子进行富集，孔连续对这些金属离子进行富集和分离。和分离。由丙烯腈、丙烯酸甲酯、亚甲基丁二酸三元由丙烯腈、丙烯酸甲酯、亚甲基丁二酸三元共聚的聚丙烯腈短纤维，使之与盐酸羟胺溶共聚的聚丙烯腈短纤维，使之与盐酸羟胺溶液

18、反应，随后用氢氧化钠的溶液进行中和，液反应，随后用氢氧化钠的溶液进行中和，接着再在接着再在6264的甲醇中回流反应的甲醇中回流反应46h46h，随，随后取出纤维进行水洗、甩干，在后取出纤维进行水洗、甩干，在9595下烘干下烘干即可。即可。主要用于在各种场合下富集各种稀有和贵金主要用于在各种场合下富集各种稀有和贵金属元素，并可用于化学找矿，以及过滤、吸属元素，并可用于化学找矿，以及过滤、吸附某些有害物质。附某些有害物质。（三）离子交换纤维举例（三）离子交换纤维举例4.两性离子交换纤维两性离子交换纤维 纤维结构中同时含有阳离子和阴离子交换纤维结构中同时含有阳离子和阴离子交换基团，兼有阴、阳离子交换

19、性能的纤维，它基团，兼有阴、阳离子交换性能的纤维，它对一般有机溶剂稳定、耐酸碱、强度良好。对一般有机溶剂稳定、耐酸碱、强度良好。制造方法有两种：制造方法有两种：一是采用聚乙烯纤维为原料，先一是采用聚乙烯纤维为原料，先按磷酸酯型阳离子交换纤维的制法，按磷酸酯型阳离子交换纤维的制法，进行缩甲醛化及水解反应，然后浸进行缩甲醛化及水解反应，然后浸渍在甲胺和乙二胺水溶液中，得阴、渍在甲胺和乙二胺水溶液中，得阴、阳离子交换容量分别为阳离子交换容量分别为1.02.0meq/g和和1.52.5meq/g的的纤维；纤维；制造方法有两种：制造方法有两种：二是采用氯乙烯二是采用氯乙烯-丙烯腈共聚纤维为丙烯腈共聚纤维

20、为原料，先按羧酸型阳离子交换纤维原料，先按羧酸型阳离子交换纤维的制法进行水解反应，然后用乙二的制法进行水解反应，然后用乙二胺的乙醇溶液作胺化反应，可制得胺的乙醇溶液作胺化反应，可制得具有阴、阳离子交换容量分别为具有阴、阳离子交换容量分别为1.53.0meq/g和和2.53.5meq/g的的纤维纤维可以制成织物和非织造布，用于废可以制成织物和非织造布，用于废水处理、无离子水的制备或由高粘水处理、无离子水的制备或由高粘度溶液和饮料中除去氯离子等。度溶液和饮料中除去氯离子等。（三）离子交换纤维举例（三）离子交换纤维举例5.超吸附纤维超吸附纤维 具有超高吸附速率和吸附容量的纤维，吸具有超高吸附速率和吸

21、附容量的纤维，吸附物包括水、盐溶液、血和某些高毒性物质。附物包括水、盐溶液、血和某些高毒性物质。当其吸水时具有高度的膨润和密封特性、有当其吸水时具有高度的膨润和密封特性、有效的阻水性、非常好的湿态完整性和强度保效的阻水性、非常好的湿态完整性和强度保持性，使被吸附物难以从干湿态纤维中迁移持性，使被吸附物难以从干湿态纤维中迁移出来。出来。将聚丙烯酸盐、聚丙烯腈或水合纤维素纤维将聚丙烯酸盐、聚丙烯腈或水合纤维素纤维等，加工成具有吸水功能的交联纤维或微孔等，加工成具有吸水功能的交联纤维或微孔的碳化活化纤维。的碳化活化纤维。主要用作防露材料、食物的托盘垫、农业和主要用作防露材料、食物的托盘垫、农业和园艺

22、保水材料、电缆或光缆阻纱、医用绷带、园艺保水材料、电缆或光缆阻纱、医用绷带、毒物吸附以及混凝土固化片材等。毒物吸附以及混凝土固化片材等。（三）离子交换纤维举例（三）离子交换纤维举例6.含正丙胺基离子交换纤维含正丙胺基离子交换纤维 其最大特点是对三价金离子具有离子交换、其最大特点是对三价金离子具有离子交换、吸附或螯合的功能，还具有氧化还原的功能。吸附或螯合的功能，还具有氧化还原的功能。在静态吸附情况下，当溶液的在静态吸附情况下，当溶液的pH3.5时，对金离子具有金离子具有较高吸附量，而在高吸附量，而在pH为1.53.5时，则吸附量吸附量较低或低或为零。零。制法：制法：1.将聚乙烯醇纤维在经将聚乙

23、烯醇纤维在经射线照射后与苯乙烯射线照射后与苯乙烯-二乙烯基接枝，然后取二乙烯基接枝，然后取1,2-1,2-二氯乙烷为溶剂，二氯乙烷为溶剂，使经接枝了的纤维与甲醛、二氯亚砜反应，使经接枝了的纤维与甲醛、二氯亚砜反应，产物用甲醇、蒸馏水洗至中性，制成氯甲基产物用甲醇、蒸馏水洗至中性，制成氯甲基化纤维，把其置于化纤维，把其置于1,4-1,4-二氯六环中溶胀后，二氯六环中溶胀后，在在6060下、与过量的正丙胺反应制成。下、与过量的正丙胺反应制成。2.2.将聚乙将聚乙烯醇醇纤维与甲基丙与甲基丙烯酸酸缩水甘油水甘油酯接枝共聚，再与丙接枝共聚，再与丙烯酸双酸双酯发生交生交换，最后，最后再与正丙胺反再与正丙胺

24、反应而制成。而制成。主要用于对金离子的吸附、回收和主要用于对金离子的吸附、回收和提取。提取。四、中空纤维分离膜四、中空纤维分离膜（一）类型（一）类型按功能：按功能：微滤型中空纤维膜微滤型中空纤维膜 超滤型中空纤维膜超滤型中空纤维膜 反渗透型中空纤维膜反渗透型中空纤维膜 透析型中空纤维膜透析型中空纤维膜 气体分离型中空纤维膜气体分离型中空纤维膜 蒸发渗透型中空纤维膜等。蒸发渗透型中空纤维膜等。其材质遍及所有主要化学纤维品种。还有一其材质遍及所有主要化学纤维品种。还有一些非常规的纤维品种。些非常规的纤维品种。按其结构：按其结构：均质膜均质膜 复合膜复合膜 非对称膜（双重膜结构、三重膜结构）非对称膜

25、（双重膜结构、三重膜结构）中空纤维分离膜的分离功能主要取决于中空纤维分离膜的分离功能主要取决于其膜壁微孔的大小和分布，一般情况下：其膜壁微孔的大小和分布，一般情况下：微孔的平均直径在微孔的平均直径在0.510微米，称为微米，称为“微滤膜微滤膜”；在在0.014微米，称为超滤膜；微米，称为超滤膜；在在0.0051微米，称为微米，称为“反渗透膜反渗透膜”。（二）用途：（二）用途：根据中空纤维分离膜的特性和功能，根据中空纤维分离膜的特性和功能，它可用于分离超微粒子、悬浊物、不同它可用于分离超微粒子、悬浊物、不同分子量区间的聚合物、大分子、菌类、分子量区间的聚合物、大分子、菌类、细胞、血浆、血清、蛋白

26、质、霉类、尿细胞、血浆、血清、蛋白质、霉类、尿素、尿酸、肌酐、各种离子以及各种混素、尿酸、肌酐、各种离子以及各种混合气体，此外还可用于固化酶的固定载合气体，此外还可用于固化酶的固定载体和生物反应器等。体和生物反应器等。（三）中空纤维分离膜举例：（三）中空纤维分离膜举例：1.聚丙烯腈中空纤维透析膜聚丙烯腈中空纤维透析膜 具有微孔直径和孔隙率较大的特点，具有微孔直径和孔隙率较大的特点，透水量大，耐霉菌性、时间稳定性和耐透水量大，耐霉菌性、时间稳定性和耐光性极好，耐溶剂性、耐化学稳定性和光性极好，耐溶剂性、耐化学稳定性和耐热性也很好，可以在较宽的耐热性也很好，可以在较宽的pH值范围值范围内使用，对某

27、些物质的截留选择性很好，内使用，对某些物质的截留选择性很好，透析率大，血透时无血栓产生。透析率大，血透时无血栓产生。适用于尿激酶液、黏多糖、果胶酶、适用于尿激酶液、黏多糖、果胶酶、青霉素酰化霉和人血蛋白的浓缩，白蛋青霉素酰化霉和人血蛋白的浓缩，白蛋白的超滤和盐析，结晶猪胰岛素和细胞白的超滤和盐析，结晶猪胰岛素和细胞色素色素C的回收和测定。的回收和测定。组装人工肝透析器，以及纯水制造组装人工肝透析器，以及纯水制造和棉浆黑液的综合治理。和棉浆黑液的综合治理。（三）中空纤维分离膜举例：（三）中空纤维分离膜举例：2.三醋酯纤维素中空纤维反渗透膜三醋酯纤维素中空纤维反渗透膜 将三醋酯纤维素粉碎，用将三醋

28、酯纤维素粉碎，用100目筛网目筛网过筛，在过筛，在130下烘干，以环丁砜为溶下烘干，以环丁砜为溶剂将其溶解，加入脱水的聚乙二醇和其剂将其溶解，加入脱水的聚乙二醇和其他无机物添加剂，配制成一定浓度的纺他无机物添加剂，配制成一定浓度的纺丝液，中空纤维纺丝。丝液，中空纤维纺丝。其内外径分别为其内外径分别为15025微米和微米和35050微米，初始脱微米，初始脱盐率大于率大于85%，产水量水量1mL/cm2h，耐，耐氯性能好。性能好。用于制用于制备电子工子工业用的高用的高纯度水、低度水、低盐度苦咸水的淡化、度苦咸水的淡化、锅炉炉给水的水的软化，以化，以及食品工及食品工业、化学工、化学工业、医、医药卫生

29、、科生、科研和研和环保等保等领域高要求用水的制域高要求用水的制备。（三）中空纤维分离膜举例：（三）中空纤维分离膜举例：3.芳族聚酰胺中空纤维反渗透膜芳族聚酰胺中空纤维反渗透膜 结构式：结构式：具有良好的反渗透性能，它有较高的具有良好的反渗透性能，它有较高的机械强度和较好的热稳定性及耐化学稳机械强度和较好的热稳定性及耐化学稳定性，但其耐氯性较差。定性，但其耐氯性较差。主要用于海水和苦咸水的淡化、超纯主要用于海水和苦咸水的淡化、超纯水及锅炉用水的制备以及医疗领域用纯水及锅炉用水的制备以及医疗领域用纯净水的制备等。净水的制备等。（三）中空纤维分离膜举例：（三）中空纤维分离膜举例：4.聚聚4-甲基甲基

30、-1-戊烯中空纤维空气分离戊烯中空纤维空气分离膜膜 结构式：结构式：只需（只需（815）105Pa的空气的空气压力，即力，即可生可生产出出纯度达度达90%99.9%的氮气，的氮气，氮气的氮气的产量可量可为0.15000m3/h。耗能。耗能低，分离效率高，可以分离湿气。低，分离效率高，可以分离湿气。主要用于对空气中氮、氧的分离，所得主要用于对空气中氮、氧的分离，所得到的氮气可用于易燃、易爆化学品仓库到的氮气可用于易燃、易爆化学品仓库的保护、传送化学品、冲洗管道和储罐的保护、传送化学品、冲洗管道和储罐以及水果保鲜等、以及水果保鲜等、（三）中空纤维分离膜举例：（三）中空纤维分离膜举例：5.聚丙烯中空

31、纤维人工肺聚丙烯中空纤维人工肺 聚丙烯中空纤维氧合器聚丙烯中空纤维氧合器用于制作用于制作“人工肺人工肺”的聚丙烯中空纤维的聚丙烯中空纤维内径为内径为170微米，外径微米，外径250微米，拉伸强微米，拉伸强度度88.2Pa，断裂伸长，断裂伸长150%；由于聚丙；由于聚丙烯本身所具有的稳定性和无害性，制品烯本身所具有的稳定性和无害性，制品的毒性极小，与血液的相容性好。的毒性极小，与血液的相容性好。（三）中空纤维分离膜举例：（三）中空纤维分离膜举例：6.聚乙烯醇中空纤维膜聚乙烯醇中空纤维膜是一种具有超滤、微滤和血浆分离等功是一种具有超滤、微滤和血浆分离等功能的聚乙烯醇中空纤维。纤维内经能的聚乙烯醇中

32、空纤维。纤维内经330微米，膜厚微米，膜厚125微米，膜微孔最大孔径微米，膜微孔最大孔径为为0.2微米，透过性良好，其改进后的微米，透过性良好，其改进后的纤维耐溶剂性和耐药性好，可以在纤维耐溶剂性和耐药性好，可以在90下过滤。下过滤。主要用于水、溶剂、润滑油的精制，由主要用于水、溶剂、润滑油的精制，由溶剂中回收有用物质、废水和废液处理、溶剂中回收有用物质、废水和废液处理、血浆的分离等。血浆的分离等。五、活性炭纤维五、活性炭纤维可分为聚丙烯腈基、酚醛基、粘胶基、沥青可分为聚丙烯腈基、酚醛基、粘胶基、沥青基四类。基四类。用于各种挥发性有机溶剂、异味气体，用于用于各种挥发性有机溶剂、异味气体，用于环

33、保、回收有用物质、人工脏器、日常生活。环保、回收有用物质、人工脏器、日常生活。六、导电纤维六、导电纤维聚苯胺纤维聚苯胺纤维结构式：结构式：具有具有50100S/cm的导电性和抗静的导电性和抗静电性能。电性能。雷达波吸收材料、抗静电服和导电雷达波吸收材料、抗静电服和导电复合材料，可根据用途控制其导电复合材料，可根据用途控制其导电率，飞机机身材料取代金属。率，飞机机身材料取代金属。聚吡咯纤维聚吡咯纤维聚噻吩纤维聚噻吩纤维常见的功能纤维常见的功能纤维一、芳香纤维一、芳香纤维 是指带有芳香气味的纤维是指带有芳香气味的纤维。（一）芳香物质的分类（一）芳香物质的分类 芳香：芳香：是通过嗅觉器官刺激中枢神经

34、是通过嗅觉器官刺激中枢神经系统所形成的一种物理感觉系统所形成的一种物理感觉。价值：价值：炫耀个人身分和环境气氛炫耀个人身分和环境气氛 具有心理上、生理上的医疗保健具有心理上、生理上的医疗保健功能。功能。历程：历程：古代祭祀古代祭祀达官贵人达官贵人医医疗功效疗功效 世界上的有味物质世界上的有味物质40万种，万种，芳香气味的芳香气味的 物质仅有物质仅有5000种，种，常用芳香物质常用芳香物质1500种。种。目前香型分类尚无定论，大目前香型分类尚无定论，大致分为柑桔香、青草香、花香、林致分为柑桔香、青草香、花香、林木香、东洋香及各种混合香。木香、东洋香及各种混合香。1、植物香料、植物香料 各类具有芳

35、香气味的植物，涉及花、各类具有芳香气味的植物，涉及花、叶、茎、果实、根各个部分。叶、茎、果实、根各个部分。提取方法：水溶解提取方法：水溶解 水蒸汽蒸馏水蒸汽蒸馏 溶剂萃取溶剂萃取 可以提取植物精油的植物，品种繁可以提取植物精油的植物，品种繁多，但需要大量资源才能提取少量多，但需要大量资源才能提取少量香料。如用香料。如用3吨玫瑰花才能制成吨玫瑰花才能制成1kg香料。香料。2、动物香料、动物香料 数量极少，世界上仅有麝香、龙数量极少，世界上仅有麝香、龙诞香等诞香等4种。种。麝香最为著名，我国西南尼泊麝香最为著名，我国西南尼泊尔一带，约尔一带，约2040克，每千克克，每千克10万万美元。美元。193

36、9年，鲁奇因分析出麝香年，鲁奇因分析出麝香的化学成分而获得诺贝尔奖。的化学成分而获得诺贝尔奖。香气浓郁。香气浓郁。3、合成香料、合成香料 19世纪末期，合成香料问世，世纪末期，合成香料问世，开始广泛应用，打开了市场的大门。开始广泛应用，打开了市场的大门。各种芳香气味的心理医疗效果各种芳香气味的心理医疗效果:醒神醒神 薄荷、桉树、柠檬、马薄荷、桉树、柠檬、马鞭草、香茅、麝香草、玫瑰、鞭草、香茅、麝香草、玫瑰、迷失香迷失香 各种芳香气味的心理医疗效果各种芳香气味的心理医疗效果:催眠催眠 檀香、橙花油、熏衣草檀香、橙花油、熏衣草各种芳香气味的心理医疗效果各种芳香气味的心理医疗效果:抑制食欲抑制食欲艾

37、蒿精油、迷失香精艾蒿精油、迷失香精油、桉树精油、松藻精油油、桉树精油、松藻精油各种芳香气味的心理医疗效果各种芳香气味的心理医疗效果:促进食欲促进食欲 麝香草、月桂叶、麝香草、月桂叶、柠檬、肉豆蔻、香精花、洋柠檬、肉豆蔻、香精花、洋 葱、大蒜葱、大蒜各种芳香气味的心理医疗效果各种芳香气味的心理医疗效果:抗偏头痛抗偏头痛 橙香、柠檬、橙香、柠檬、佛手柑、熏衣草、迷失香、欧薄佛手柑、熏衣草、迷失香、欧薄 各种芳香气味的心理医疗效果各种芳香气味的心理医疗效果:厌烟厌烟 橙香、柠檬、佛手柑、橙香、柠檬、佛手柑、肉桂、肉豆蔻、香姜花肉桂、肉豆蔻、香姜花各种芳香气味的心理医疗效果各种芳香气味的心理医疗效果:

38、催淫催淫 檀香木精油、土香檀香木精油、土香根精油、劳丹胶精油、琥珀、根精油、劳丹胶精油、琥珀、麝香麝香各种芳香气味的心理医疗效果各种芳香气味的心理医疗效果:清心镇静清心镇静 熏衣草、佛手柑、熏衣草、佛手柑、柠檬、迷失香、欧薄荷、玫瑰、肉柠檬、迷失香、欧薄荷、玫瑰、肉 桂、肉豆蔻桂、肉豆蔻(二二)芳香纤维的技术类型芳香纤维的技术类型 芳香与纺织品的结合由来已久，芳香与纺织品的结合由来已久，最初的办法很简单：最初的办法很简单：喷洒或缝缀喷洒或缝缀熏香熏香活性炭吸附活性炭吸附涂香和涂香和浸香（水溶液中浸渍、粘合剂涂层、浸香（水溶液中浸渍、粘合剂涂层、微胶囊整理）微胶囊整理）1、共混型、共混型 纤维基

39、材（纤维基材（常规聚酯和聚酰胺类常规聚酯和聚酰胺类）分散剂（分散剂（分子量分子量20004000的聚的聚酯多元醇酯多元醇）增粘剂香料。）增粘剂香料。缺点：芳香物质的沸点在缺点：芳香物质的沸点在250以上，否则挥发。以上，否则挥发。2、包芯型、包芯型 直接借用芯鞘复合纤维技术。直接借用芯鞘复合纤维技术。鞘层：聚酯、聚酰胺。鞘层：聚酯、聚酰胺。芯层：熔点特别低的聚合物如聚芯层：熔点特别低的聚合物如聚乙乙 烯共聚物或均聚物。烯共聚物或均聚物。芳香物质加入到芯层。芳香物质加入到芯层。香味只能沿纤维纵向从端面逸出香味只能沿纤维纵向从端面逸出。改进：中空包芯型改进：中空包芯型3、吸入型、吸入型 解决低沸点

40、问题。解决低沸点问题。乙烯醋酸乙烯共聚物以共混方乙烯醋酸乙烯共聚物以共混方式纺入，浸入油性芳香剂中式纺入，浸入油性芳香剂中加加压或常压下保持一定时间，吸收足压或常压下保持一定时间，吸收足够的芳香剂。够的芳香剂。优点：优点：对芳香物质的沸点没有限制对芳香物质的沸点没有限制 挥发缓慢、不溶于水挥发缓慢、不溶于水 改善作业环境，提高纺丝工改善作业环境，提高纺丝工艺性能艺性能（三）芳香纤维举例（三）芳香纤维举例 1、“花之精花之精”芳香纤维芳香纤维 采用微胶囊技术，以聚氨酯为微采用微胶囊技术，以聚氨酯为微胶囊壁材，用硅系特殊粘合剂进行胶囊壁材，用硅系特殊粘合剂进行涂敷加工。有涂敷加工。有15种香型。种

41、香型。2、森林浴纤维、森林浴纤维 复合包芯纤维，鞘部：聚酯，复合包芯纤维，鞘部：聚酯，芯部：刺柏天然芯部：刺柏天然精油的复合聚合物。精油的复合聚合物。有一种漫步在森林中的感觉，使人神清气有一种漫步在森林中的感觉，使人神清气爽，忘记疲劳。爽，忘记疲劳。3、共混型芳香纤维、共混型芳香纤维 沸点沸点250以上的芳香物质以上的芳香物质 平均分子量平均分子量20004000的脂的脂肪族聚酯多元醇肪族聚酯多元醇 平均粒子直径平均粒子直径0.10.5微米的微米的TrO2微粒。微粒。混合后，掺入聚酯纺丝液中，获得混合后，掺入聚酯纺丝液中，获得内部物质均匀分散的聚酯短纤维。内部物质均匀分散的聚酯短纤维。其他各种

42、类型：其他各种类型：4、微胶囊共混型芳香纤维、微胶囊共混型芳香纤维 5、包芯中空型芳香纤维、包芯中空型芳香纤维 6、中空型多芯芯鞘芳香纤维、中空型多芯芯鞘芳香纤维 7、吸入型共混芳香纤维、吸入型共混芳香纤维 8、吸入型非完全包芯芳香纤、吸入型非完全包芯芳香纤维维二、抗菌纤维二、抗菌纤维 是指在织物形成之前就赋予抗菌是指在织物形成之前就赋予抗菌性的纤维。性的纤维。（一）抗菌的价值（一）抗菌的价值 微生物广泛存在，包括细菌、微生物广泛存在，包括细菌、霉菌、放线菌、酵母等菌类达数千霉菌、放线菌、酵母等菌类达数千种，人类处于细菌的包围之中。纤种，人类处于细菌的包围之中。纤维上也附着很多微生物，一般在维

43、上也附着很多微生物，一般在10103 310108 8个个/cm/cm2 2之间，条件适宜就会迅之间，条件适宜就会迅速繁殖，产生危害。速繁殖，产生危害。1 1、医护用品的主要性能要求、医护用品的主要性能要求 医院的服装、被单、窗帘、地医院的服装、被单、窗帘、地毯等纺织品。毯等纺织品。2 2、食品卫生的主要措施、食品卫生的主要措施 工作服、围裙、抹布、食品包工作服、围裙、抹布、食品包装布等必须要考虑抗菌功能。装布等必须要考虑抗菌功能。3 3、舒适生活环境的有效途径、舒适生活环境的有效途径 服装内气候构成微生物滋生繁服装内气候构成微生物滋生繁殖的条件。如金色葡萄球菌、假白殖的条件。如金色葡萄球菌、

44、假白喉杆菌、大肠杆菌、黑曲霉菌等。喉杆菌、大肠杆菌、黑曲霉菌等。也会产生一定的病理刺激。也会产生一定的病理刺激。即使这些细菌即使这些细菌是非致病性细菌。是非致病性细菌。此外，人体分泌产生的汗液、此外，人体分泌产生的汗液、皮脂受到细菌的分解作用，产生氨皮脂受到细菌的分解作用，产生氨气等恶臭气体，不仅使服装沾带体气等恶臭气体，不仅使服装沾带体臭，还会使人穿着不舒适。臭，还会使人穿着不舒适。4 4、对纤维本身性能的保护、对纤维本身性能的保护 高温高湿气候，造成微生物大高温高湿气候，造成微生物大量繁殖，使衣料变色、材料变脆，量繁殖，使衣料变色、材料变脆，甚至会危及皮肤。甚至会危及皮肤。抗菌纤维的发展过

45、程：抗菌纤维的发展过程：第一次世界大战，丹麦科学家第一次世界大战，丹麦科学家发现毒气受害者的伤口不会化脓。发现毒气受害者的伤口不会化脓。第二次世界大战部分德军的军第二次世界大战部分德军的军服进行抗菌整理服进行抗菌整理 1955 195519651965第一阶段，酝酿时第一阶段，酝酿时期，期，SanitarySanitary整理，引起了人们的整理，引起了人们的兴趣。兴趣。1965 196519751975第二阶段，前半期第二阶段，前半期追求抗菌效果（有机汞、有机锡、追求抗菌效果（有机汞、有机锡、有机铜、有机锌、酯系列化合物及有机铜、有机锌、酯系列化合物及含硫有机物）；后半期安全性引起含硫有机物）

46、；后半期安全性引起了争议。了争议。19731973年（日本）停止使用年（日本）停止使用有机汞。美国道康宁公司开发了有机汞。美国道康宁公司开发了DCDC57005700抗菌剂，抗菌剂，19751975年开始商品化年开始商品化生产。生产。8080年代末，出现了抗菌纤维。年代末，出现了抗菌纤维。（二）抗菌纤维使用的抗菌剂（二）抗菌纤维使用的抗菌剂 要求：要求：安全性安全性 耐水洗、干洗耐水洗、干洗 无色、无味无色、无味 不损伤纤维不损伤纤维 与助剂相溶与助剂相溶 成本低成本低1 1、金属化合物、金属化合物 机理：细菌体内的一些酶因硫机理：细菌体内的一些酶因硫氢基的存在得以保持活性，金属离氢基的存在得

47、以保持活性，金属离子能与这些水解酶中的硫氢基结合子能与这些水解酶中的硫氢基结合使之钝化，使硫氢基失去活性并导使之钝化，使硫氢基失去活性并导致硫氢基团的消失，细菌失去这种致硫氢基团的消失，细菌失去这种重要的代谢物质则不能繁殖。重要的代谢物质则不能繁殖。有机金属化合物：有机金属化合物：有机汞、锡、锌、银、钛有机汞、锡、锌、银、钛无机金属化合物：无机金属化合物：硝酸银、硫酸铜、氯化锌。硝酸银、硫酸铜、氯化锌。具有很高的抗菌性，与硫氢基具有很高的抗菌性，与硫氢基结合性强。对金黄色葡萄球菌、白结合性强。对金黄色葡萄球菌、白癣菌、大肠杆菌显示很好的杀灭作癣菌、大肠杆菌显示很好的杀灭作用。用。很多不受温度、

48、湿度条件的影很多不受温度、湿度条件的影响，而且不易溶出，提高了安全性。响，而且不易溶出，提高了安全性。2、苯酚类抗菌剂、苯酚类抗菌剂 机理：机理：能进入细菌细胞的内能进入细菌细胞的内部，破坏细胞壁，影响其脱氧核糖部，破坏细胞壁，影响其脱氧核糖核酸核酸DNA和核糖核酸和核糖核酸RNA，抑止与，抑止与合成核酸和蛋白质相关的酶的功能。合成核酸和蛋白质相关的酶的功能。最重要的是二苯基醚类抗菌剂。最重要的是二苯基醚类抗菌剂。GGGG1 1型抗菌剂（型抗菌剂（我国开发我国开发）有优异抗菌性，毒性低。有优异抗菌性，毒性低。3 3、有机硅季胺盐类抗菌剂、有机硅季胺盐类抗菌剂 机理：细菌一般带有负电荷，机理：细

49、菌一般带有负电荷，而季胺盐中的而季胺盐中的N N带正电荷，造成相带正电荷，造成相互吸引。这将导致细菌细胞中酶的互吸引。这将导致细菌细胞中酶的代谢功能障碍，使其丧失呼吸功能代谢功能障碍，使其丧失呼吸功能而失去活性。这种抗菌机理称为而失去活性。这种抗菌机理称为“接触杀死接触杀死”一般季胺盐处理织物易于从织一般季胺盐处理织物易于从织物上溶出，不仅杀死有害细菌，也物上溶出，不仅杀死有害细菌，也使耐洗性能降低，为此采用与有机使耐洗性能降低，为此采用与有机硅共用的办法。硅共用的办法。DCDC57005700抗菌剂有效成分：是抗菌剂有效成分：是3 3（三甲氧基硅烷基）丙基二甲基（三甲氧基硅烷基）丙基二甲基十

50、八烷基氯化铵。十八烷基氯化铵。SAQSAQ1 1（上海）和（上海）和STUSTUAM10AM10与与之类似。之类似。4 4、其它抗菌剂、其它抗菌剂 脲类、胍类、含氮杂环类以及脲类、胍类、含氮杂环类以及硫和含硫化合物等许多抗菌剂。此硫和含硫化合物等许多抗菌剂。此外一些医用抗菌和抗菌剂如庆大霉外一些医用抗菌和抗菌剂如庆大霉素、卡那霉素、四环素以及洗比泰、素、卡那霉素、四环素以及洗比泰、碘化物等。碘化物等。（三）抗菌纤维的生产方法（三）抗菌纤维的生产方法 历经十数年的发展，技术上历经十数年的发展，技术上呈现多样化。呈现多样化。1 1、对纤维进行接枝改性、对纤维进行接枝改性 通过化学反应在纤维上接上通