纤维化学与物理课件第三节 聚酰胺（锦纶）纤维.pptVIP

dhu 第三节 聚酰胺（锦纶）纤维 聚酰胺纤维是指其分子主链由酰胺键(-CO—NH-)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。 脂肪族聚酰胺纤维一般可分成两大类。 一类是由二元胺和二元酸缩聚制成的，其通式为： 另一类是由?-氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得，其通式为： 概述 一 根据二元胺和二元酸的碳原子数目，可得到不同品种的聚酰胺纤维。命名的原则是聚酰胺纤维前面一个数字是二元胺的碳原子数，后一个数字是二元酸的碳原子数如聚酰胺66（或锦纶66）即由己二胺和己二酸缩聚而成的，聚酰胺纤维610是由己二胺和癸二酸缩聚而成的, 余此类推。 其耐磨性居纺织纤维中最好的； 断裂强度较高；回弹性和耐疲劳性优良； 聚酰胺纤维比重小，是除乙纶和丙纶外的最轻的纤维； 吸湿性低于天然纤维和再生纤维，但在合成纤维中其吸湿性仅决于维纶； 染色性能好等。 耐光性较差，在长时间的日光或紫外光照射下，强度下降，颜色发黄； 聚酰胺纤维的耐热性也较差； 聚酰胺纤维的初始模量比其它大多数纤维都低，因此在使用过程中容易变形。 可赋予织物特殊光泽、手感及弹性的异形截面纤维； 异收缩混纤丝和不同截面、不同线密度的混纤丝； 抗静电和导电纤维；高吸湿纤维； 耐光、耐热纤维；抗菌防臭纤维； 可改善“平点”效应的聚酰胺帘子线等。 聚酰胺纤维也有一些缺点，如 聚酰胺纤维具有一系列优良性能，如 为了克服聚酰胺纤维的不足，可对聚酰胺纤维进行改性，开发聚酰胺纤维新品种，目前已取得很大成效。通过改性制成的聚酰胺差别化纤维有： 生产原理 1 二、 聚酰胺66（锦纶66）和聚酰胺6（锦纶6）纤维 （1）聚酰胺66的制备 （2）聚酰胺6的制备 （1）聚酰胺66的制备 ①聚酰胺66盐的制备： H2N (CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOH→ ②聚酰胺66盐缩聚反应： n ? +（2n-1）H2O （2）聚酰胺6的制备 ①己内酰胺水解开环，生成氨基己酸： NH(CH2)5CO+H2O ?H2N (CH2)5COOH ②氨基己酸与己内酰胺进行加聚反应，形成缩聚体： NH(CH2)5 + H2N (CH2)5COOH → H2N (CH2)5CONH (CH2)5COOH NH(CH2)5C + ? ③大分子官能团之间的缩聚： + ? + H2O 锦纶是经过熔融纺丝制成的，在显微镜下观察的形态与涤纶差不多，截面接近圆形，纵向无特殊结构。在电子显微镜下可以观察到丝状的原纤组织。锦纶66的原纤宽度约为10-15nm。 结构特征 2 (1)分子结构 (2)形态结构和聚集态结构 聚酰胺的聚集态结构与涤纶相似，都是折叠链和伸直链晶体共存的体系。从结构上分析即可看出锦纶分子较涤纶分子容易结晶，一般速度纺丝的初生涤纶是无定形的，而聚酰胺66在纺丝过程中即结晶。聚己二酰己二胺的晶态结构有两种形式：?型和?型。其分子链在晶体中具有完全伸展的平面锯齿形构象。氢键将这些分子固定形成片，这些片的简单堆砌就形成了?结构的三斜晶胞。由于氢键作用的不同，聚己内酰胺的晶态结构比较复杂，有?型(假六方晶系)；?型(六方晶系)；?型(单斜晶系)。?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。 由于冷却成形时内外温度不一致，一般纤维的皮层取向度较高，结晶度较低，而芯层则结晶度较高，取向性较低。锦纶的结晶度约为50％-60％，甚至高达70％。 (1)密度 (2)热性能 热转变点 耐热性 3 聚酰胺纤维的主要性质 图6-5 聚酰胺6的氢键形成模型 (1)正平行(2)反平行 (3)力学性能 (4)耐光性 (5)吸湿性与染色性能 （6）化学性能 锦纶大分子的两端含有氨基和羧基，在酸性介质中带有阳电荷，可用酸性染料染色，而在碱性介质中带有阴电荷，所以可用阳离子染料染色。当然这些端基的数量受缩聚时分子量稳定剂的影响。一般说来，以醋酸为分子量稳定剂，锦纶6大分子的氨基端基数量为0.098毫克当量/克纤