合成纤维的种类

合成纤维是人造纤维，约占纤维总用量的一半。它们由源自合成聚合物的小分子组成。形成这些纤维的化合物来源于原材料，例如石油基化学品或石化产品。聚合过程将这些原材料转化为化学键合两个相邻的碳原子。不同的合成纤维由多种化合物组成。

合成纤维的种类

合成纤维在纤维和纺织技术中得到应用。主要的主要合成纤维是尼龙、聚酯、丙烯酸和聚烯烃，它们约占合成纤维产量的 98%。 60% 的责任仅交给聚酯。这些纤维中的大多数被认为是具有潜在价值的商业产品。

以下流程图显示了合成纤维的分类：

人造丝

人造丝，也称为再生纤维素，是最古老的人造纤维。它主要来源于从木浆中获得的纯化纤维素。这种纸浆被化学转化为醋酸纤维素，这使得纤维容易溶于溶剂。由于其来源于天然聚合物，它有时也被称为半合成纤维。

人造丝有很多不同的类型，包括：

• 粘胶
• 模态
• 莱赛尔
• 班贝格

这些品种在各自的制造过程中随着成品的特性而变化。

在皂化醋酸纤维素的情况下 –以下步骤说明了完整的程序：

1. 最初，为了提高反应性，纤维素首先用冰醋酸处理。

2. 用过量的冰醋酸和用硫酸的醋酸酐进行乙酰化。

3. 进行醋酸纤维素的去乙酰化，接下来在受控条件下通过氢氧化钠皂化。在此过程中，纤维被称为Fortisan ，现在更名为 Rayon，被认为是真正的再生纤维素长丝。

在粘胶人造丝的情况下 –以下步骤说明了完整的程序：

1、纤维素与氢氧化钠反应生成碱纤维素。

2. 然后与二硫化碳 (CS ₂ ) 反应，将其转化为黄原酸纤维素。

3. 将该溶液溶解在稀氢氧化钠中，然后通过喷丝头挤出到酸浴中。这个过程被称为湿纺。这种纤维被称为粘胶人造丝。

由于纤维素羟基中只有 15% 的氢被取代，因此，这种纤维变体具有优异的吸水性。

Viscose Rayon Fiber Properties
Tensile Strength	Fair
Abrasion Resistance	Fair
Absorbency	Excellent
Static Resistance	Excellent
Heat Resistance	Good
Wrinkle Resistance	Poor
Resistance to Sunlight	Fair
Elasticity	Poor
Flame Resistance	Flame Resistant
Resilience	Poor

以班贝格为例——以下步骤说明了完整的程序：

1. 最初，纤维素溶解在氢氧化铜铵（氨氧化铜溶液）中。

2.然后溶解，然后在酸浴中挤出以凝结纤维。由于其相似的特性，这种纤维被称为班贝格丝。

人造丝纤维的特性——人造丝是一种多功能纤维，具有多种特性：

• 显示与天然纤维同等的舒适度。柔软凉爽，还具有良好的吸水性能，可在炎热潮湿的气候中保护身体。
• 将外观和质地复制到天然纤维，即丝绸、棉花和羊毛。
• 可以很容易地染成各种颜色。
• 耐用性好，可机洗。例如 – HWM 人造丝
• 建议仅用于干洗目的。
• 任何纤维的弹性回复率都非常低。

人造丝纤维的优点

• 尽管有奢华的感觉，但价格不贵
• 窗帘很好。
• 易于与其他纤维混合
• 长伸长。
• 吸水性强。
• 强大的力量。
• 可以很容易地染成不同的颜色。

缺点

• 暴露在光或湿气中会破裂。
• 洗涤时的收缩必须干洗。
• 熨烫时可能会损坏。
• 不小心处理化学品可能会对环境和工人造成损害。

尼龙

尼龙是最有用的合成材料，应用范围从日常生活活动到工业。它是一种塑料，可以拉制成纤维或模制成日常用品，用于制造便利设施。我们可以在尼龙身边度过一生。你穿过尼龙地毯来到厨房，用尼龙刷毛刷牙后，在尼龙碗上吃早餐。头上的尼龙伞用于在强烈的阳光下搬出房子或防止雨淋。

制造尼龙背后的化学反应

尼龙也称为共聚物，基本上是缩聚物。它们是由含有等量胺和羧酸的功能失调单体反应形成的。在每个组成单体的两端都得到酰胺。在大多数情况下，尼龙是通过使二羧酸与二胺（例如 PA66）反应制成的。在这种情况下，每个重复单元都是一个单体，本质上是交替的（类似于ABAB聚酯结构）。两端支持相同反应基团的存在具有总体方向性：C端→N端。它是一种共聚物，与聚酰胺蛋白形成对比。尼龙甚至可以通过内酰胺或氨基酸与其自身（例如PA6）的反应形成。在这种情况下，重复单元对应于单个单体，用 AA 表示。

尼龙的特性——

• 坚固轻便。
• 吸水性小。因此，服装易于洗涤和干燥。
• 不受飞蛾和普通化学品的侵袭。
• 高耐久性和高耐磨性。
• 抗皱。
• 抗拉强度高。

尼龙的用途——

• 高强度纤维——用于制造渔网、绳索和类型绳索。
• 在纺织工业中用于制造织物。
• 起皱的尼龙纤维用于制作弹力袜。
• 尼龙被广泛用作制造机器零件的塑料。

尼龙的优点：

• 机械强度高
  • 尼龙织物具有良好的韧性以及高拉伸和压缩强度。与金属相比，这种织物具有抗拉强度和抗压强度。
  • 吸收冲击和应力振动的能力强。
• 出色的抗疲劳性
  • 织物即使在反复弯曲后仍能保持其原有的机械强度。
• 高软化点和耐热性（如尼龙46等）和高结晶尼龙热变形温度高，可在150度下长期使用。 PA66用玻璃纤维增强后，其热变形温度达到250度以上）。
• 光滑的表面
  • 摩擦系数小，耐磨。
  • 当用作可移动的机械部件时，它是自润滑的。当摩擦力不是很高时，它可以在没有润滑剂的情况下使用。
• 耐腐蚀性能
  • 高度耐碱和大多数盐溶液。
  • 不耐强酸和氧化剂。
  • 能承受汽油、油、脂肪和酒精的侵蚀。

尼龙的缺点：

• 吸水性差
• 尺寸稳定性差。
• 耐热性差。
• 耐低温性差。
• 抗静电性差。

聚酯纤维

聚酯是一种聚合物类别，在其主链的每个重复单元中都包含酯官能团。这些纤维与天然纤维一起纺成一个单一的单元，以生产具有混合特性的布料。它通常被称为聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)。这些主要被认为是植物和昆虫中的天然化学物质。它还包括合成材料，例如聚丁酸酯。

合成聚酯最常用于制造服装。涤纶和柔软棉混合形成的混合物被认为是坚固的、抗皱和抗撕裂的，并减少收缩。与植物来源的纤维相比，使用聚酯的合成纤维具有更高的耐水性、耐风性和耐环境性。它们被认为不太耐火，并且在点燃时也会熔化。

其中一些液晶聚合物是液晶聚酯。它们的特征性能是机械性能和耐热性。它们主要以可消解密封的形式用于喷气发动机。

涤纶的分类

聚酯可以进一步分为两类，即涤纶和PET。

Terylene	PET
An artificial polyester fiber. It can be easily minutely which in turn can be further woven like any other yarn. This in accompany	A semi-crystalline thermo-plastic polyester. This is a strong  lightweight clear and hence finds use in
Manufactured by polymerizing ethylene glycol and terephthalic acid.	Manufactured from ethylene glycol and terephthalic acid with Polyethylene terephthalate.
Used primarily for making apparel, since it can be easily drawn into fine quality fibers. Along with cotton called Terrycot, it is used to make clothes like sarees and many items like ropes, sheets, sails.	Used primarily for packaging foods and beverages like salad dressings, cooking oils, shampoo, liquid soap, window cleaner, tennis balls, soft drinks, juice, and water.

涤纶的特性

• 耐用且耐多种化学品
• 轻巧而坚固
• 易于处理
• 可以在家轻松清洗和干燥。
• 可以轻松染色
• 保持形状非常好。
• 耐收缩、起皱、磨损和拉伸。

聚酯纤维的用途 -聚酯纤维在以下应用中的用途是，

• 聚酯用于制造多种类型的服装
  • 衬衫、夹克、裤子等
• 家居摆设
  • 床单和床罩，
  • 窗帘、地毯和枕头，
  • 软体家具
• 工业用途
  • 食品包装用聚酯薄膜，
  • 电容器，
  • 输送带
  • 视频和录音带，
  • 电绝缘体，
• PET 瓶、钢琴、线、帆和高强度绳索等产品也由聚酯纤维制成。

涤纶的优点

• 低成本
• 多功能性
• 耐热
• 化学和防霉
• 耐候性，包括抗紫外线/光
• 吸湿排汗
• 耐用性
• 弹性
• 自在

涤纶的缺点

• 缺乏透气性
• 保持气味
• 吸湿少
• 环境和健康影响
• 易燃
• 不舒服

丙烯酸纤维

腈纶织物是由一种称为丙烯腈的合成聚合物合成的。任何正宗的腈纶纤维织物必须含有至少 85% 的丙烯腈。它也可能含有较少量的合成化合物。织物因丙烯腈混合的含量而异。它是由石油或煤基化学品与单体反应产生的。这意味着丙烯酸属于化石燃料纤维的范畴。

腈纶织物可用于保温应用。它也经常用于运动装备，如运动服、连帽衫和运动裤。然而，这种纤维被认为具有致癌性，因此，不希望与这种纤维有更多的接触。

丙烯酸纤维是天然羊毛的一种更便宜的替代品。它是从天然来源获得的，与天然羊毛相比也更耐用。

腈纶面料是如何制成的？

亚克力的制造是以下步骤的顺序：

1. 聚合
   丙烯腈聚合物聚丙烯腈是使用自由基聚合技术在水基溶液中生产的。
2. 溶解
   然后将获得的聚合物溶解在化学溶剂中，产生凝胶状物质。
3. 挤压
   该物质通过喷丝板进一步挤出，从而形成丙烯酸纤维。
4. 湿纺或干纺
   获得的纤维在相同溶剂的溶液中凝固。这种技术被称为湿纺，干纺。它通常使用加热气流蒸发溶剂。
5. 洗涤和拉伸
   获得的纤维经过一系列步骤，即洗涤、拉伸、然后卷曲，制成细长的长丝，可以进一步纺成纱线。
6. 正在加载
   然后将它们装载到线轴上，然后运往纺织产品制造商。
7. 编织
   然后制造商将生产的腈纶纱线编织成服装或地毯等。

丙烯酸单体

CH = CH + HCN ⇢ -(CH ₂ = CH - CN)
(乙炔) (氰化氢) (丙烯腈)

反应后，我们得到如下结果： CH ₂ = CH - CN

丙烯酸单体

腈纶纤维的特性——

• 它轻巧、柔软、温暖，具有羊毛般的感觉。
• 高度灵活。它保持其形状，抵抗收缩和皱纹。
• 它可以很好地染色。
• 丙烯酸纤维坚固耐用。
• 亚克力吸水量极少，因此具有速干性。
• 丙烯酸纤维耐飞蛾和大多数化学品。

丙烯酸纤维的用途 –

• 为其他纤维（例如棉花）提供了很好的替代品。
• 由于材料的类似感觉，一些丙烯酸被用作服装中较便宜的羊绒替代品。
• 腈纶纤维用于手织、袜类服装、室内装潢、毯子、地毯等。

优点：

• 轻巧柔软
• 温暖如羊毛的手
• 可以染成不同的颜色。
• 低过敏性和可机洗。还可以快速干燥。
• 弹性保持形状，抵抗收缩和皱纹。
• 出色的褶皱保持力
• 抵抗飞蛾、油、化学品

缺点：

• 低吸水性
• 对热非常敏感
• 虚弱的
• 溶于丙酮
• 绒毛或药丸容易。

示例问题

问题一：为什么认为涤纶适合制作服装？

解决方案：

The polyester fiber fabrics don’t get wrinkled easily. These fabrics are crisp and also easy to wash. Therefore, it is extensively used in making apparel like dress materials. Terylene is a popular type of polyester, which can be easily drawn in very fine fibers which can be woven like any other yarn.

问题2：解释人造丝的一些特性。

解决方案：

Some features of rayon are:

• Because of the silk-like properties, it is considered to be suitable to make apparel.
• It can be blended with cotton to make materials, like bedsheets and dress materials.
• It can be dyed into different colors.

问题3：详细说明尼龙和人造丝之间的区别。

解决方案：

Following are the differences between nylon and rayon are:

S. no.	Rayon	Nylon
1.	First synthetic fiber.	First truly synthetic fiber.
2.	Manufactured from wood pulp.	Manufactured from coal, water, and air.
3.	e.g. Curtains, bedsheets, etc.	e.g. Socks, rope, parachutes, etc.

问题4：人造毛是如何制造的？

解决方案：

Artificial wool is manufactured from a synthetic fiber called acrylic. Acrylic is preferred over natural wool The material obtained from natural sources is quite expensive whereas materials made from acrylic are relatively cheap. They are available in a variety of colors. Synthetic fibers are more durable and affordable which makes them more popular than natural fibers. 

问题5：人造丝是如何制造的？

解决方案：

Rayon is a man-made fiber that is prepared by chemical treatment from a natural raw material termed cellulose. The cellulose to be used is obtained from the wooden pulp. This is converted to threads with the help of machines. These threads have extensive strength as well as shine. It is also known as synthetic or artificial silk.

问题 6：“制造合成纤维有助于保护森林”。评论。

解决方案：

Synthetic fibers are man-made fibers made obtained from petrochemicals. The manufacturing is dependent on the cutting of trees and doesn’t have to involve the killing of animals. Therefore, the forests can be conserved by manufacturing synthetic fibers.