化学纤维工业发展史

生物科学2023-03-21 23:54:51百科

化学纤维工业发展史

1664年,英国人R.胡克在他所著的《微晶图案》一书中,首次提到人类可以模仿食桑蚕吐的丝而用人工方法生产纺织纤维。经过200多年的不断探索,终于在1891年首次用人工的方法工业生产了化学纤维,由此开始了化学纤维工业的历史。

人造纤维的工业化

1884年,法国H.B.夏尔多内将硝酸纤维素,溶解在乙醇或乙醚中制成粘稠液,再通过细管吹到空气中凝固而成细丝。这是最早的人造纤维──硝酸酯纤维。于1891年在法国贝桑松建厂进行工业生产。由于硝酸酯纤维易燃,生产中使用的溶剂易爆,纤维质量差,未能大量发展。

1899年,由纤维素的铜氨溶液为纺丝液,经化学处理和机械加工制得的铜氨纤维实现工业生产,1905年粘胶纤维问世,因原料(纤维素)来源充分、辅助材料价廉、穿着性能优良,而发展成为人造纤维的最主要品种。其间,1900年英国托珀姆还开发了金属喷丝头、离心式纺丝罐、纺丝泵等,从而完善了粘胶纤维的加工设备。继粘胶纤维之后,又实现了醋酯纤维(1916)、再生蛋白质纤维(1933)等人造纤维的工业生产。1922年,人造纤维产量超过了真丝产量,成为重要的纺织原料。1940年,粘胶纤维的世界产量超过1Mt。40年代以来,人造纤维的发展速度相对减慢,人们主要致力于提高现有纤维的质量。50年代,出现了各种粘胶纤维强力丝。60年代,石油蛋白质纤维稍有发展。

合成纤维的工业化

由于人造纤维原料受自然条件的限制,人们试图以合成聚合物为原料,经过化学和机械加工,制得性能更好的纤维。1939年杜邦公司首先在美国特拉华州的锡福德实现了聚酰胺66纤维(见聚酰胺纤维)的工业化生产。随后德国于1941年、1946年分别进行了聚酰胺 6纤维、聚氯乙烯纤维的工业化生产。50年代以后,聚乙烯醇缩甲醛纤维(见聚乙烯醇纤维)、聚丙烯腈纤维、聚酯纤维等合成纤维品种相继工业化。1953年由英国卜内门化学工业公司R.希尔博士主编的《合成纤维》一书出版,总结了合成纤维工业发展初期的研究成果和生产实践,对合成、加工工艺和理论作了全面的阐述,并对以后的发展作了预测。

化学纤维的高速发展

60年代,石油化工的发展,促进了合成纤维工业的发展,合成纤维产量于1962年,超过羊毛产量,1967年又超过人造纤维,在化学纤维中占主导地位,成为仅次于棉的主要纺织原料。70年代初,化学纤维的总产量超过了10Mt。在这期间,人造纤维的产量一直维持在 3Mt左右。70年代合成纤维仍然得到一定发展,1978年突破10Mt,1984年达到11.9Mt(见图)。在生产技术方面,70年代以后,合成纤维技术开发的重点,从创制新的成纤聚合物,转向通过改性或纺丝加工去改进纤维的性能。通过化学和物理改性,纤维的使用性能,如染色、光热稳定、抗静电、防污、抗燃、抗起球、蓬松、手感、吸湿等都有较大改进。各种仿棉、仿毛、仿丝、仿麻的改性品种逐步开发,并投入生产。生产工艺技术向着连续化、自动化、大型化和高速化的方向发展。逐步采用了聚合、纺丝和后处理连续工艺,熔体纺丝卷绕速度由500~1500m/min提高到3000~4000m/min,从而制得性能优异的部分取向丝。部分取向丝经拉伸和变形制得的变形丝称拉伸变形丝,其工艺是纺丝和拉伸、变形、热定型、卷曲联合在一起,缩短了工序,降低了成本。

图

化学纤维的应用领域不断扩大,开发了一些具有特殊性能的合成纤维品种。1957年,杜邦公司生产了耐腐蚀的聚四氟乙烯纤维。 1967年,又生产了耐高温纤维──聚间苯二甲酰间苯二胺纤维和高强高模量纤维──聚对苯二甲酰对苯二胺纤维(见芳香族聚酰胺纤维)。此外,还有作为增强材料的碳纤维等问世。同时,对现有的化学纤维品种的改性也取得了明显成效,有改变纤维性能的抗静电、吸湿、吸汗、抗起球、耐热、阻燃、高卷曲、高收缩、高蓬松纤维,有改变纤维形状的异形、中空、超细、特殊立体卷曲纤维,还有仿棉、仿毛、仿麻、仿丝类纤维。在人造纤维中也生产了三超、四超粘胶纤维等。此外,用于三废处理的反渗透膜、离子交换纤维以及高分子光导纤维、导电纤维、医用纤维、超细纤维等也纷纷投入使用。

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