新型纤维材料醋酸纤维.ppt

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1、1.1纺织用二醋酸纤维素战后，1921年在英国Dreyfuss兄弟为英国的塞拉尼斯（Celanese）公司成功地开发出二醋酸纤维素的长丝干法纺丝工艺，产品命名为“Celanese”。1.2烟用过滤丝束世界上第一个香烟滤嘴1930年问世，是用棉花作为过滤介质。1936年纸质滤嘴上市，但发展缓慢。1952年Brownh和Williamson首次使用二醋酸纤维作为卷烟过滤材料。目前，全世界烟用醋酸纤维占全部醋酸纤维产量的四分之三。1.3醋酸纤维素塑料的运用二醋酸纤维素和三醋酸纤维结合增塑剂和混合酯，用于制备具有优良清晰度和力学性能的透明热塑性塑料。这些

2、材料不变黄、不易脆化并且良好的电绝缘性。通过模压和挤出，热塑性的醋酸纤维素或混合酯可加工成许多产品如工具炳，牙刷炳，梳子，发夹和玩具等。历史上，许多汽车零部件像驾驶轮，信号玻璃等可用醋酸纤维素制成，从十九世纪八十年代以后，在这些运用上醋酸纤维素已被其他聚合物取代。1.4醋酸纤维素膜醋酸纤维素膜早在1901年就被推荐用作照相胶卷。醋酸纤维素膜的其他使用还有构造汽车安全玻璃，电容器的绝缘膜。如今醋酸纤维素膜一个日益增长的需求是液晶显示屏。2．醋酸纤维素的原料2.1木材作为醋酸纤维素的原料2.1.1木材的分类木材有两大类。裸子植物绝大部分是针叶常绿的，

3、称为针叶木，商业上称为软木。主要种类有云杉、冷杉、铁杉、落叶松、马尾松、柏松等。被子植物的木本植物是阔叶的，称为阔叶木，商业上称为硬木，如白杨、桦木、桉木、槭木等。2.1.2木材纤维的超微结构纤维素作为结构主体以微纤维的形态存在于木材细胞壁中，而半纤维素是存在于这些微纤维之间的填充物质。在另一方面木质素是把木细胞粘合在一起，给细胞壁以硬度的结壳物质。一般来说木纤维细胞壁分为初生层(P层)和次生层(S层)，次生层(S层)由外到内又分为次生外层(S1层)、次生中层(S2层)和次生内层(S3层)。一般来说S2层厚度随细胞壁厚度增加而增加，而S1和S3层

4、相对恒定。因为S2层厚度较大，所以S2层不仅可以很大程度地反映细胞壁的物理和机械性能，而且还能反映化学性能。典型的硬木纤维或软木管胞（针叶木主要细胞）的细胞壁组织如图所示。P层是在细胞壁表面生长的过程中形成的，而S层是细胞壁增厚的过程中形成的。纤维素微纤维在P层聚集松散，外表层（P0层）沿细胞轴轴向取向，内表层（P1层）沿横切面取向。S层在P层内部，在S1层，微纤维S螺旋和Z螺旋交替取向，形成的平面螺旋和交叉的纤维状结构，而S2层是最厚的细胞壁层，其中微纤维按陡峭的Z螺旋排列，几乎与纤维轴平行。S3层比较薄，微纤维呈平坦的S螺旋结构。除了这些细胞

5、壁层，在相邻细胞之间有一胞间层（ML）。右图（木材细胞壁中纤维素微纤（M）、半纤维素（H）和木质素（L）的超微结构排列示意图）显示的是木材细胞壁中主要的化学组成，纤维素、半纤维素和木质素的超微结构排列的模型2.1.2木材化学组成众所周知，木材的主要化学组成是纤维素，半纤维素和木质素，其它的聚合物组成还有各种抽提物，淀粉，胶质以及或多或少数量变化的无机物。硬木和软木的纤维素的含量基本相同（43±2%），然而，硬木含有的木质素要比软木少。硬木木质素的含量在19%到24%之间变化，而软木在27%到33%之间变化。2.2棉纤维作为醋酸纤维素的原料2.2.

6、1棉纤维的超微结构棉纤维的结构与木材纤维相似。棉纤维的截面由外至内主要由初生层、次生层和中腔三个部分组成。初生层是棉纤维在伸长期形成的初生细胞壁，它的外皮是一层极薄的蜡质与果胶。初生层很薄，纤维素含量也不多。纤维素在初生层中呈螺旋形网络状结构。次生层是棉纤维在加厚期淀积而成的部分，几乎都是纤维素。纤维素在次生层中的淀积并不均匀，以束状小纤维的形态与纤维轴倾斜呈螺旋形(螺旋角约为25º~30º)，并沿纤维长度方向有转向。这是使棉纤维具有天然转曲的原因，它决定了棉纤维的主要物理性质。与木材相似，棉纤维次生层(S层)由外到内也分为次生外层(S1层)、次

7、生中层(S2层)和次生内层(S3层)。棉纤维生长停止后遗留下来的内部空隙就是中腔。2.2.2棉纤维的化学组成棉纤维的主要化学成分是纤维素，如表所示。而次要成分在原纤维中的量很少，有腊、脂、含有蛋白质和多酚的表皮，以及灰分。2.3竹子作为醋酸纤维素的原料的可行性2.3.1竹子的生长与特征竹子是单子叶禾本科多年生植物；我国的竹子资源主要分布在黄河以南地区，浙江、江西、四川、广西、福建、湖南、广东和安徽是竹子的主产地，这几个省区的竹林面积，占全国竹林总面积的88%。竹子是速生的造林树种，具有分布广、适应性强、生长快、成材早、经济价值高等特点。一次造林成

8、功后，经4-5年以后就可以砍伐，且年年都可以砍伐，一般可砍几十年，甚至上百年。2.3.2竹纤维的结构竹材细胞主要有纤维细胞，薄壁细胞、导