
《高技術纖維概論》,西鵬、張宇峰、安樹林,PDF。通高等教育"十二五"部委級規劃教材(本科),6M。
1 U2 s: _) ^! d9 L; t內容提要
, F3 E- K9 q! L; c/ w《高技術纖維概論》結合高技術纖維的結構與特點,對近年來發展的高技術纖維的基本概念、發展狀況、功能特性、制造工藝與原理以及應用等內容進行了系統闡述。全書共分三篇,共九章,主要包括高性能纖維(高強高模聚乙烯纖維、碳纖維、聚苯硫醚纖維、聚酰亞胺纖維)、高功能纖維(稀土發光纖維、阻燃纖維、導電纖維)和特種高技術纖維(中空纖維膜、生物醫用纖維)。7 p9 J% T( X6 v- w7 q/ `
《高技術纖維概論》是高等學校高分子材料專業教材,也適用于廣大科研人員進行高技術纖維方面知識的了解和研究,對于從事高技術纖維方面生產的專業技術人員也具有重要的指導意義
" C: g. J$ ~7 L0 D$ N目錄
1 z% @: t! r. {8 s* D第一篇 高性能纖維 16
$ @, Z# Z$ J4 s9 i7 z. Y2 L9 D: \+ X( f 第一章 高強高模聚乙烯纖維 16* \+ T, |/ A B( U1 `8 C8 L; B* E
第一節 概述 16
9 z4 z% p' T# n% w) u 一、高強高模聚乙烯纖維的誕生與發展歷程 165 x. Z/ |5 g5 \1 W, R5 P" c z
二、國內外高強高模聚乙烯纖維的生產概況 19
5 j5 c- z1 Q5 m( h 第二節 高強高模聚乙烯纖維的制備 21; ?2 [3 x3 ?6 v: I O; }
一、凝膠紡絲法 21 h% f$ ^) R4 R! H S% Z4 g( g; q
二、固體擠出法 25
, a2 Q4 P" t0 M( b! V 三、超拉伸或局部拉伸法 25
6 k" M1 i5 i4 x. S- i 四、表面結晶生長法 26
/ o! y& V4 ]- ^; Y; a! G# o: G" E7 S 第三節 高強高模聚乙烯纖維的性能與用途 26, O/ w1 `0 Y- W/ p. J' R$ ^( M
一、高強高模聚乙烯纖維的性能 26
$ r+ m8 @" T) K8 E+ _ 二、高強高模聚乙烯纖維的用途 304 W, F9 e& L3 L) g
第四節 高強高模聚乙烯纖維的性能缺陷及改性 33- v) m6 N* V* V( P9 M6 x i1 Y
一、高強高模聚乙烯纖維的性能缺陷 332 B, p8 c% j: @* a% h& m
二、高強高模聚乙烯纖維的改性 33, l R) o8 a9 `2 ?! ?
三、主要的表面改性方法比較 350 ] T* q& C6 z# s, j
四、改性高強高模聚乙烯纖維性能的表征方法 36
, l6 O$ v) K* |( P 第五節 展望 371 R, T0 a* }8 Y4 ]
專業術語與基本概念 37' l' M/ m5 Y" {5 U5 ]1 K
習題和思考題 38
3 ]" I: C! ?7 s$ W. r 參考文獻 38! d5 I# n3 O% y6 {1 U9 m6 y
第二章 碳纖維 41
7 _+ M2 q2 ~ R 第一節 概述 41/ g2 L4 F; Q8 l* u
一、碳纖維的基本性能 412 E2 j. P+ Z3 J2 s
二、碳纖維的分類 42
/ K, [. K l" v0 p 三、碳纖維的發展歷程 43, w9 [, H6 ?# H( H" L+ X, D8 O
四、世界碳纖維的需求 45
. c" |+ {7 | k! }" w2 d6 K4 r O- s 第二節 碳纖維的制造 47
% j8 Q5 ~: ~$ s) i 一、聚丙烯腈基(PAN)碳纖維的制造 470 @/ F4 E1 n) a; o( B
二、瀝青基碳纖維的制造 53
! ?$ Q+ ]2 Z5 W; I$ i6 z+ O/ t" O 三、黏膠基碳纖維的制造 56; e& C% R& l( G- ?4 h3 V
第三節 碳纖維的表面處理 57 g$ `. x) L% p! A* }0 P" P
一、氧化處理 58; s ?# t/ t3 B' h. l% Q- f
二、涂覆處理 59
* L0 Y. q# R3 W. D5 e! U 三、射線、激光、等離子體處理 60
2 t& Z- }( g1 }5 r) i1 H3 E+ v8 ` 四、接枝聚合表面處理 61
5 x6 [9 H" R+ l 五、表面生長晶須處理 61
# u0 `/ x. }3 z. @* F+ t. O 第四節 氣相生長碳纖維 61
0 I3 O; g" @; g 一、氣相生長碳纖維的生長機理 61
+ d0 |: [; T2 @- U- J7 |/ G& w" g+ O 二、氣相生長碳纖維的催化劑 63
n$ p8 F( d6 T- f& L' u 三、氣相生長碳纖維的生產工藝 63
$ |. W. Z. l3 x 四、氣相生長碳纖維的結構和性能 64
( t# k4 Z3 c9 O+ B+ p. ~ 第五節 活性碳纖維 65
' f: u5 M4 _" s$ d 一、活性碳纖維的性能特點 65
S% v8 P* ^; }& t; h x6 s 二、活性碳纖維的種類 66% S6 [' o3 @$ M/ {6 L z
三、活性碳纖維的活化機理 66
, a( z y0 w i% A5 ^ 四、活性碳纖維的生產工藝 678 V9 A' a: i1 I$ {; J7 r0 e
五、活性碳纖維的應用 68
; E* f! l2 |4 | k: w s U8 a9 j 第六節 PAN基碳纖維 680 C5 V* H4 O( G1 O- F
一、PAN基碳纖維的性能 697 E( ~6 v/ G) k& O
二、PAN基碳纖維的發展狀況 71
" x8 r7 I1 x9 j3 {) y2 z, }. Z- a 三、PAN基碳纖維的用途 72
7 E) K, L) @( z# q: w* b 專業術語與基本概念 75% F- V$ m! g8 _: A3 [+ u; A
習題和思考題 75
+ i; r# R, P, O' L Y# [ 參考文獻 75
3 B: s3 o, E) P1 t* {8 W# q$ z 第三章 聚苯硫醚纖維 787 {# ^& o0 C0 p- o, _
第一節 概述 783 Q$ E8 L3 o* p: |& R; o: ^ } R
一、PPS纖維的結構與性能 78
& W# w% J% }+ U' B- r) ~ 二、PPS纖維的應用 82- D1 `2 [% m7 U0 j+ i
三、國內外PPS纖維的發展現狀 83
7 |* p. m0 P& o2 P7 {) o9 u, D 第二節 線型聚苯硫醚樹脂的合成 865 U: X2 I+ L; F. [6 F d' e4 L
一、早期PPS合成途徑 86
9 b b) \, S4 M4 W 二、國內PPS合成方法 87$ U& |, B$ Z# `$ S! r
三、一些新的工藝路線 88
& a! M- j) E# y6 Q% U 第三節 PPS纖維的制備 889 y9 V1 X9 g. Z1 H! n' K$ Z
一、PPS熔體的流變性能與可紡性 89
+ l* {* ]( M% r) v8 C 二、PPS纖維的紡絲工藝 90
; _3 l v+ P3 Z& w8 z( Z 三、PPS纖維生產對原料及加工技術的要求 92
6 h3 d4 {1 I+ i( T5 L. q 第四節 PPS纖維的改性 935 e4 H8 {+ K8 {( y' J/ o% V3 s) w
一、PPS的結構改性 93
7 W! `: k# {* ?) |8 D 二、PPS纖維的共混改性 94
* m8 |7 J8 b2 z3 Z 三、PPS纖維的表面處理改性 97
) _( a7 }6 i+ h8 [% x( Z0 [ 第五節 我國PPS纖維的發展現狀與應用前景 97: w. S# v8 Y( j6 i; G% A. [
一、我國PPS纖維的發展現狀 972 y ?2 Z6 U- A7 u1 j
二、我國PPS纖維的發展前景 98
! b4 S# B8 x9 A. N+ _ 專業術語與基本概念 99- E8 X: A. `% n/ E4 X( y( I' U1 C
習題和思考題 100
D0 b4 J7 N) d6 @3 v! O! { 參考文獻 100
( ^3 o. C4 u, O$ ~! M9 M o" x 第四章 聚酰亞胺纖維 103. ^3 W, r- w, y% ?$ h" t; @* Q1 B- _
第一節 概述 103
9 g$ i6 n4 Q( t' M$ T% o8 C/ Z 一、聚酰亞胺簡介 103% @: y$ e. ?9 K1 B( l
二、聚酰亞胺纖維的發展概況 105: y6 m6 Q% L3 B
三、聚酰亞胺纖維的性能介紹 106- l2 \ _3 W/ Y, T, p
四、聚酰亞胺纖維的應用 107+ o( k! S+ a. @6 o6 [1 w3 _6 y
五、聚酰亞胺纖維的種類 107
e3 M% r( D# O$ ]/ O/ U 第二節 聚酰亞胺纖維的制備 107( h* ?9 P% i( o: _
一、聚酰亞胺的合成方法 107! [$ g; S; G+ f, n8 T
二、聚酰亞胺纖維的制備方法 110# c$ W2 O: K# |- }* j' Z
第三節 聚酰亞胺纖維的改性 115
8 f7 s9 d3 p8 l1 Y 一、聚酰亞胺的改性 115 X u4 l$ J( D" C& F' {
二、聚醚酰亞胺(PEI)纖維 118& r4 v4 d O5 Q: r3 W
三、PEI纖維的性能 119& ~$ L2 }. M# s s2 K
第四節 展望 120
. i( K! X( z; a U 專業術語與基本概念 121- ^* J$ I" Q4 F. n& ~
習題和思考題 121
1 t/ z2 N. W# |7 I 參考文獻 121: D, D. Z; I4 z0 V+ o
第二篇 高功能纖維 123
0 j3 ]- @' u3 W9 h. n8 _ 第五章 稀土發光纖維 123
1 |+ f& F2 K! S! r5 r, s% E 第一節 概述 123
4 w, F' r* G4 ]& n3 _2 t7 p 一、稀土元素簡介 124) N8 `) V8 m. z2 x. ?
二、稀土元素的發光機理 125" Z8 ` V0 ]% E1 U, ?% k+ u
三、稀土發光纖維的定義與分類 1270 j% D+ z; L0 y) W6 p
第二節 稀土發光纖維的制備 128
4 `, P. z/ u# ]8 u+ U 一、稀土發光纖維的制備流程 128) u0 l. G$ P+ T. X7 V. a
二、稀土發光纖維的制備 128
3 L) F0 i0 K* k# E) w" S5 c 第三節 稀土發光纖維的研究進展 133$ u% Y6 ^0 v' N3 m3 E
一、稀土發光材料的研究歷史 133
6 P. m/ W r2 t1 g% [1 o0 C 二、國內稀土發光纖維的研究進展 135$ j" [$ I; A1 H" m
三、國外稀土發光纖維的研究進展 136+ j2 g* d! a3 C- m
四、稀土發光纖維的現實意義 136
; J' K$ x0 J7 O! _8 W7 x; p6 ]$ F 五、稀土發光纖維在各方面的運用 136
1 g2 K5 T5 d! m0 y* ` 六、稀土發光纖維的主要生產廠家 142
# W- t1 H9 y. c5 ` 七、稀土發光纖維研究及生產中存在的問題及可能的解決途徑 1436 j# H5 { q1 z0 a* P
八、展望 143
& x; \. M5 x& s/ r 專業術語與基本概念 144 M: `6 h# L4 y f( G
習題和思考題 144" q) Q! v% l4 G5 h6 F5 I
參考文獻 144
/ j5 ~% v0 _" N. C! u 第六章 阻燃纖維 147- Z$ z8 U! Q% {0 D
第一節 概述 147
' J' y1 X/ u) P 一、纖維的燃燒性能 147
( `1 R7 A5 c: w% C+ e' @# v- p 二、阻燃劑及其阻燃作用 149
, i6 o" f( F; l3 b y9 X2 L, B 三、纖維的阻燃改性方法 152
+ e$ ^/ q& P6 M3 Z2 c7 C 四、纖維的阻燃性能表征 1545 w1 K; {$ ^& m3 K( D
五、阻燃纖維的用途 156
$ t0 x) L5 r( _ l 第二節 阻燃黏膠纖維 157% ]" D- R* G/ v. d+ F9 j
一、概述 157
7 d: Q; e( K- n$ }0 ^7 [) q 二、黏膠纖維的熱性能和燃燒性 157
8 f1 e' Z2 j2 B/ x 三、黏膠纖維的阻燃改性 159. q; e! m* R9 p
四、阻燃黏膠纖維的應用 1603 H% e9 ^' _7 n
第三節 阻燃聚酯纖維 161
' y/ k7 L8 U1 H 一、概述 1612 U* u& B( N" ~5 m7 W
二、聚酯纖維的熱性能與燃燒性 1623 Z9 L) B7 N; z: B: N1 n' i
三、聚酯纖維的阻燃改性 162# ^; r2 `8 ]0 i/ \
四、阻燃聚酯纖維的發展與應用 166! u# g+ X/ Z' a
第四節 阻燃聚丙烯纖維 168
. z! X- B* _# J* Z! O; p' Q* L( X 一、概述 168
7 Q# y: q2 @2 t! X+ l* f 二、聚丙烯纖維的熱性能和燃燒性 168
2 Z; f% L) K# T- _; G3 n 三、聚丙烯纖維的阻燃改性 170
; C6 d2 }: N( q* y! X l% v 四、典型的聚丙烯阻燃纖維及其應用 1715 X2 U: R7 b1 H; K% K
專業術語與基本概念 172) _5 J" r7 P6 l$ I0 {" C% N
習題和思考題 172
+ c* G+ q) ?8 S4 l/ u9 w 參考文獻 172
# b! t- }: g4 o 第七章 導電纖維 175
0 K" M7 C$ |3 ? 第一節 概述 175) t; o7 Y# i1 S8 D# E; n. d& N
一、導電纖維的性能 175# ^2 @0 w# R. z5 [2 ~) o
二、導電纖維的發展概況 176
# }+ v. U# T2 A1 A" {7 z. t 三、導電纖維的導電機理及其影響因素 178
3 u( }" P/ ]; W/ h0 q. k 四、導電纖維的應用及其市場前景 182
. w! v6 |5 O) k+ k1 E 五、導電纖維的分類 183, C- i0 R/ i$ z; Z7 d1 J
第二節 主要導電纖維的制備 183
; z7 g; {* O5 D1 h( o# q7 L 一、金屬系導電纖維的制備 183
+ d' _' ? |4 {1 M3 }; P. r 二、炭黑系導電纖維的制備 185! \+ \+ f% T/ U. A
三、金屬化合物型導電纖維的制備 187
! N6 ~1 m* E3 h6 W6 \ 四、聚合物導電纖維的制備 188
: A9 G- N! E& N3 C# r 第三節 聚苯胺導電纖維 191, j9 V+ h! t; V& A1 K
一、聚苯胺的結構與性質 191
, F- ?+ {: |5 E0 | 二、聚苯胺導電機理 191
, a. u: h j5 f8 [3 V0 E 三、聚苯胺導電纖維的優點 192
; H/ i( e: K8 H2 E 四、聚苯胺導電纖維的制備方法 192+ Z' i2 q n3 d
第四節 導電纖維目前的生產廠家 194
* M3 @1 \/ R1 p$ T* d$ F 一、深圳市中晟創新科技股份有限公司 1943 a. {1 G& L* L1 X: ~ H: Y( y0 g; h0 m
二、北京中紡優絲特種纖維科技有限公司 195. d7 @0 P9 z8 ?5 M S4 W, a3 u
三、湖南錦宏新合纖有限公司 196
- f9 H1 x" W& o0 j! z% @8 | 專業術語與基本概念 196
1 A% }7 y# M- ?% U E 習題和思考題 1977 b% U* y9 E$ @+ I
參考文獻 197
5 k, @) Y# a( x: ]- u第三篇 特種高技術纖維 200
! T2 a% K2 y; I/ g 第八章 中空纖維膜 200
; c8 Q" q$ `2 i! L4 D/ h 第一節 概述 200
' Z9 q# g/ D& x% Z% h$ F1 ? 一、膜技術 200
7 E8 ]# b7 t# h; x" B 二、膜和中空纖維膜 2012 O+ q0 ~: I; m6 `
三、中空纖維膜的特點 202, B8 W. J' B7 [8 e
四、中空纖維膜的性能指標 203
) f' L0 T/ f$ w 五、中空纖維膜的發展歷史及發展趨勢 203# R. e- x0 }" I
第二節 中空纖維膜的分類 204
0 h( x6 p0 m' V0 @5 v8 y+ [ 一、按膜的結構分類 204
. n; }9 N6 _6 n" `, R5 D: W 二、按膜的功能分類 2056 D2 a* P: K7 r( W5 \+ ?8 f
三、按膜材料分類 214
6 w. q, x" n6 a 第三節 中空纖維膜的制備 214) K) z# c# c8 K& X0 }/ }, S- B
一、溶液紡絲法 215. o! T9 C6 v4 u6 n" b3 z
二、熔融紡絲—拉伸法(MSCS法) 219" T5 b8 b% a; P. W I* E/ Q
三、熱致相分離法(TIPS法) 220
( f/ x/ D& ^* s i. R 四、中空纖維膜制備技術展望 224
- \/ ~- Q" W: ~ 第四節 中空纖維膜的應用 224
: j- k' P- `8 B' _ 一、應用范圍 224% D4 Y1 F6 c3 n/ s; w! z+ a* O
二、應用過程中的膜污染及控制 230
4 ^) Y3 Z, T' s" _ 專業術語與基本概念 231$ G1 K+ d8 M* u2 Q3 D. H
習題和思考題 233
4 C! M, z; M6 A% Y6 C 參考文獻 2339 |& _4 Z/ Y+ T
第九章 生物醫用纖維 235! Q( S6 k' z. M" W# f G: Z3 y: m+ B
第一節 聚乳酸纖維 235
1 G& p v9 f# g& o 一、聚乳酸的發展歷程 235' a4 O$ `0 {: L1 |- t
二、聚乳酸的合成 236
5 |3 k6 |; k. y/ p5 `5 I 三、聚乳酸纖維的制備 237 ^5 M9 y, n- c, i% V
四、PLA纖維的應用 247# G. g9 Q* w2 n4 U& s3 A6 k* _
第二節 聚羥基脂肪酸酯纖維 249
% }! x: g* c) m9 n. V+ u. F# r 一、概述 249
# ^( R9 g; z5 p2 }# q 二、PHA的合成 250% e; t r. k/ x* m, a& y
三、PHA的物理性能 251
5 ]. W* |( d% n) N( Y# x; A, t$ g" L 四、PHA的熱性能 252% }4 E7 ^: j& J8 \ ?
五、PHA纖維的研究 252
5 E" Z' b1 e' N g# v 六、PHA纖維的應用 254, a7 {4 q7 a3 j9 v: B
第三節 甲殼素纖維 255
! u# V: _) J$ T8 ^6 N; @, z/ z7 P" z 一、概述 255: p7 Q+ _: \* ^$ E4 _) }$ Z3 p
二、甲殼素纖維的研究進展 2572 T3 f. A. q( g% ]
三、甲殼素纖維的制備 2572 @ n& t4 |- T
四、甲殼素纖維的性能 259
5 x. W. y5 q) s( I0 p2 W 五、甲殼素纖維在醫學方面的應用 261
6 L' a- i2 l$ M 專業術語與基本概念 263
, p9 i- [- K" K 習題和思考題 263
) x p9 D3 }( v6 j/ h/ J% n$ l 參考文獻 264' z: H7 {- [8 d6 K" Y1 ^
習題答案 270
9 Z4 K* F- f$ m6 q* L |
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