用人工合成的高分子化合物為原料經紡絲和後加工而制得的化學纖維。20世紀30年代以來,人們在研究與生命直接有關的天然有機化合物(如蛋白質、澱粉及纖維素等)的性質和結構時,建立瞭聚合物科學,它與有機合成化學和紡織科學相結合,遂出現瞭合成纖維。1935年,美國W.H.卡羅瑟斯首先製成第一種聚醯胺纖維──尼龍66。從此人們開始探索供紡織用的、具有優良服用性能的合成纖維。先後發展瞭尼龍、滌綸、腈綸、丙綸、維綸等主要品種。從1956年起,通過適當的化學改性和物理改性而而制成多種具有特殊性能(如蓬松性、彈性、卷曲性、光澤、多種染料適應性、熱與光穩定性、抗靜電、耐污性、難燃性)的合成纖維。從1960年開始註意發展具有特殊優異性能的合成纖維,如耐高溫纖維、增強纖維和無紡織佈。合成纖維品種繁多,性能優良,除大量用作紡織物原料外,還廣泛地應用於化學工業,國防、宇航、交通、通信、醫療、建築等方面。

  原料 合成纖維的原料都是人工合成的高分子化合物,主要來源於兩個方面:①從石油、天然氣、煤中分離出低分子脂肪烴、芳香烴和其他有機化合物作為原料單體,經過縮聚或加聚反應而制成線形高分子聚合物(稱為成纖聚合物)。②從天然的工農業副產物中分離出有機物,直接或經過化學反應轉化成原料單體。

  分類 按照原料高分子聚合物的化學結構,合成纖維可分成兩大類:雜鏈合成纖維和碳鏈合成纖維。雜鏈合成纖維是在聚合物大分子碳鏈主鏈上含有氧、氮、硫等雜原子,通常是由具有雙功能團的單體相互結合而得到,也可從雜環化合物開環聚合而生成。碳鏈合成纖維在大分子主鏈上全是碳原子,通常是由不飽和的碳氫化合物或其衍生物進行自由基的鏈式反應聚合或進行離子型復合得到。

合成纖維的分類

  制造方法 用合成高分子聚合物制造纖維的方法,因原料聚合物的結構和性質而異。腈綸、維綸、氯綸、氨綸等都是把原料聚合物溶解於合適的溶劑中,采用濕法紡絲或幹法紡絲成形。丙綸、滌綸、尼龍等都采用熔體紡絲法。對一些性能特殊(如耐高溫、難燃、高強度高模量)的纖維品種,因原料聚合物的結構和性質特殊,往往不能采用上述方法制成纖維,就需要設計特殊的工藝和機械進行成形加工。如采用幹-濕法紡絲、液晶紡絲、凍膠紡絲、相分離法紡絲、乳液或懸浮液紡絲、反應紡絲等。此外,一般經紡絲成形後的纖維還須經過一系列後加工(拉伸、熱定形過程)才能得到合乎紡織加工要求或其他綜合性能要求的合成纖維。(見彩圖)。

合成纖維材料