將人工合成的、具有適宜分子量並具有可溶(或可熔)性的線型聚合物,經紡絲成形和後處理而制得的化學纖維。通常將這類具有成纖性能的聚合物稱為成纖聚合物。與天然纖維和人造纖維相比,合成纖維的原料是由人工合成方法制得的,生產不受自然條件的限制。合成纖維除瞭具有化學纖維的一般優越性能,如強度高、質輕、易洗快幹、彈性好、不怕黴蛀等外,不同品種的合成纖維各具有某些獨特性能。例如:聚醯胺纖維的耐磨性、聚酯纖維的挺括耐摺性、聚丙烯腈纖維的保暖性和良好手感。合成纖維可以純紡,也也可以與其他紡織纖維混紡、交織,用做衣料和室內裝飾用品。

  合成纖維還具有耐摩擦、高模量、低吸水率、耐酸堿、電絕緣等特性。在工業領域中制作輪胎用簾子線,可提高輪胎使用壽命,並節約橡膠用量;也可制作漁網,因吸水性小、透明度高和耐腐蝕性好,不僅經久耐用,還能提高捕魚效率;還可用作繩索、運輸帶、傳動帶、帆佈、濾佈、潛水服、工作服、塗層織物等以及用作堤壩、路基的鋪墊材料(見彩圖)。

用化學纖維制作的潛水服

  具有特殊性能的合成纖維,主要用於航天器、飛機、火箭、導彈的絕緣材料,特殊防護材料,增強材料,人工內臟、外科縫線等。1984年世界合成纖維產量已從1971年的5.6Mt增加到11.9Mt(見圖),占化學纖維總產量的80%、紡織纖維總產量的36%。

  分類 合成纖維品種繁多,比較重要的有40多種,按主鏈結構一般可分為碳鏈合成纖維和雜鏈合成纖維兩類(見表)。碳鏈合成纖維是由大分子主鏈上全由碳原子構成的聚合物得到的纖維,雜鏈合成纖維則是在大分子主鏈上,除含有碳原子外還含有氧、氮、硫等雜原子的聚合物制得的纖維。具有特殊使用性能的合成纖維也有按應用功能進行分類的,如高溫耐腐蝕纖維(如聚四氟乙烯纖維)、耐高溫纖維(如聚間苯二甲酰間苯二胺纖維、聚苯並咪唑纖維等)、高強度纖維(如聚對苯二甲酰對苯二胺纖維、聚對苯甲酰胺纖維等)、高模量纖維(如碳纖維、石墨纖維等)、耐輻射纖維(如聚酰亞胺纖維等)以及抗燃纖維、高分子光導纖維、離子交換纖維、吸油纖維等。

合成纖維分類

  原料要求 合成纖維用成纖聚合物必須在熔融時不分解,或能在溶劑中溶解形成濃溶液,並具有良好的成纖能力。因此,這類聚合物應是線型結構並有很高的分子量(但分子量一般低於相應塑料)用合成樹脂的分子量),分子量分佈較窄,支鏈少,一般情況下聚合物還應具一定的熱穩定性,並有紡絲所要求的熔點和軟化點。

  生產方法 合成纖維的生產分成纖聚合物制備、紡絲成形和後處理三大工序。成纖聚合物可通過聚合反應制得,所得聚合物可制成切片或溶液,然後經熔融或再溶解於溶劑中,制得紡絲液,用於紡絲。根據聚合物結構和性質的不同,紡絲可采用多種方法。聚酰胺、聚酯、聚烯烴等聚合物常采用熔體紡絲。聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氨酯等,采用濕法紡絲或幹法紡絲。有一些聚合物的結構和性質特殊(或是要紡制具有特殊性能纖維),采用特殊的紡絲方法,如幹噴濕紡、乳液或懸浮液紡絲、液晶紡絲、靜電紡絲、離心紡絲、噴射紡絲、膜裂紡絲等(見化學纖維紡絲)。紡絲得到的初生纖維(見彩圖),經拉伸和熱定形,得到結構完善和穩定的纖維。再根據紡絲方法的不同和使用要求的不同,進行不同的後處理,得到合乎紡織加工和使用要求的合成纖維。

一根合成纖維