
纖維應用物理學,高緒珊,吳大誠,PDF。電子目錄,52M。
6 n- o/ e7 Y3 R內容提要
+ { U- k. l& p4 ^; x. K' ^; @/ j本書針對纖維應用基礎理論及紡織工 程 技 術 發展的需要,總結出纖維應用物理學的理論系統。全面論述纖維(包括天然纖維和化學纖維)結構的形成和表征,纖維結構與性能的關系,以及在化學纖維制造過程中纖維結構的形成,在紡織、染整加工和紡織品使用過程中結構性能的變化,并展望21世紀的纖維發展。! e3 Q! t) z' f9 X
本書可供從事纖維材料及其加工應用的科學研究、工業生產的有關技術人員閱讀,也可供大專院校有關專業的師生參考。
, B" n) \' t3 C) J本書由高緒珊、吳大誠反復討論、確定大綱,編寫人員的分工如下:8 u# p! Q7 W5 d0 u9 n
第一 、 二 章 高 緒 珊 \4 B3 z3 f, q9 h1 }4 N0 H
第三章 江錫夏 李振華
' Y% h# i) g6 y# a% G第四章 高緒珊 童儼
; k5 B5 Q9 M& j% w第五章 童儼 李燕立; y/ D/ I& q l9 f
第六章 解孝林 吳大誠
- p& r6 e$ }/ f! u& I第七章 童儼 李瑞霞 吳大誠 高緒珊 吳行! v1 O2 V; @! M& K8 I# L3 u2 y
第八章 高緒珊 童儼 吳大誠
: J6 t1 u0 H! x2 R g6 I' o4 C全書由高緒珊、吳大誠統一定稿并審 稿。
* r( C4 A5 J: o. ]# P7 g+ W目錄
8 r& P4 p$ j! R第一章 概論 15. _6 d9 e+ J; `$ e: T
第一節 纖維應用物理學的發展 157 {. \( I& H# {" z; C2 @
一、纖維物理學的發展歷史 15
) h# z! m* q9 O. Z 二、現代纖維技術的進步和纖維應用物理學的進展 16
0 Q# f: [# I0 W7 P 第二節 纖維的結構和性能 18' c) V& U7 G2 |
一、單纖維結構 18
. h: b, }1 m4 q$ G& c- g 二、纖維集合體的結構和特征 22
! D9 |1 a+ V7 u 三、超纖維集合體開發的現狀與未來 27
* X" U9 E& p- a" ^* @, H5 R 第三節 單纖維和纖維集合體的次(維)概念 28
! `2 v* j$ y0 r& n" t" \+ X 一、概述 28" }6 q/ V) z/ X7 a8 V
二、纖維材料科學的次(維)分類 32! c6 H+ v" ~6 y$ L1 n
第四節 纖維材料的結構設計和控制 36
. l0 I3 Q* O, \- U 一、概述 36
% L% e; f) d+ z3 G4 K 二、超(維)纖維結構的形成 37$ B5 o9 O2 ], T
三、單纖維的設計和控制 42
X; A G' R. P+ f* \+ O! Z3 E 四、纖維集合體的設計和控制 50
' Y, ~, c* z$ V3 C 第五節 纖維應用物理學的研究內容和方向 54
1 k" b+ J4 W) ?3 N! D( k2 G" T 一、纖維應用物理學的基本內容 54
( j$ X* _. M. g 二、根據纖維的系統科學技術開發綜合功能性纖維材料 56
4 Y B/ L6 M! a c; V( c0 } 三、纖維成形新機理和超前沿纖維的開發 56
# v* Y; @4 W1 P* o 主要參考文獻 57( Y/ R' J' K$ B
第二章 纖維結構的表征 59$ J1 K; e/ |) v9 W+ O8 F& E
第一節 纖維的形態結構 59
5 X% ^$ W/ O" y# E& ` 一、天然纖維的組成及其特殊形態結構 60
( t/ O, m0 C" h( F/ n (一)羊毛纖維的結構特征 61
, J0 n: B; @0 b$ j% o: W (二)蠶絲的結構特征 72
4 d' `; X2 f8 k( K4 G (三)棉纖維的結構特征 77
5 r! @0 n7 j, Q8 Y4 s (四)麻纖維的結構特征 818 L: N- t9 m2 P# x# K
二、纖維形態結構的基本特征 83
3 N1 V; r- o& q (一)纖維外部形態的基本特征 84
. {2 m p0 L; k (二)纖維的截面形態結構 111
1 e1 _! y' O1 g+ a. D (三)纖維的表面形態結構 121
$ m: N" U) k, K6 U* {, q 第二節 纖維大分子的聚集狀態和纖維結構的發展過程 125' Y+ i4 F7 H4 J4 l6 b
一、大分子的內聚能密度和對稱性 125
7 m& c* L4 k8 h: w- N (一)大分子的內聚能密度 125
- w$ ~: E6 U3 T' K( ?9 } (二)大分子的對稱性 127
) ?4 T% I! w& _3 _ 二、高分子熔體或濃容液的等溫結晶 130
- e: H7 @1 I- P; x2 b+ ]# u0 \ (一)線性高分子在稀溶液中結晶 130( R" a+ l9 M1 H. n
(二)球晶的生成、成長及其性質 132
, x P0 D& Z6 f z7 U$ C: O0 Z (三)高分子熔體或濃溶液的等溫結晶 134
! ~& p3 B) k( V' I5 S; c b2 u 三、纖維的微晶結構 138" V% |% r* [8 S; x
(一)束狀結晶和微纖構造 138/ j. Z4 h' r( k7 K
(二)纖維的結晶組織和結構模型 142
4 u5 j" s9 C% t& P) Q 四、纖維的結晶結構和結晶熱力學 1489 Q1 E o. B, r* d' M4 h$ }
(一)結晶分子鏈的構象及熱力學影響因素 149- M1 P( a0 B9 V
(二)高分子結晶單元中分子鏈填充構造的表征 1500 w' z4 E& x/ M4 q Z9 w1 s
(三)常見成纖高聚物的晶型和晶胞結構 152) U0 h" B o& ~$ [1 D2 `$ g* r
第三節 纖維成形及其取向和結晶 158) m* T' F6 J { O
一、紡絲成形及纖維結構的形成 158
2 p4 @' F, R( n6 ] 二、高速紡絲的取向結晶 163
) i) {2 o$ l5 T D4 f- J 三、硬彈性纖維的結構特征 185
7 W8 d" @: J) s; W, M 主要參考文獻 195
6 o: j6 Q3 J5 ^' X- C. Y ~2 h& S第三章 熔體紡絲 198
1 z) j. X% w& ^ 第一節 熔體紡絲的一般特征和基本規律 198
) ~* N1 [5 U0 b4 ]1 j8 L0 N 第二節 高聚物熔體的基本特征 2024 X; @, _8 d5 M, L1 p
一、高聚物熔體的流變性 202
0 a* X$ t9 b; W5 g) Q 二、孔道中熔體的流動與擠出脹大 220
% A5 J+ e) I, M4 }9 l2 a; q! v1 P 三、高聚物熔體的可紡性 2267 Q& P9 t5 B8 t+ U) ^
第三節 紡絲線上各參數的變化 229+ e# P/ x! D4 t# v, p, f
一、紡絲線上的直徑變化和速度分布 229
: G! d. E7 ~6 V# O$ X 二、紡絲線上的力平衡 234! r: b9 E: @/ u3 K- _, c
三、紡絲線上的傳熱和溫度分布 237 {" @- ~! q$ w7 Z
四、拉伸共振現象 242
, y% K4 U3 W/ ?! b& ? 五、非穩態紡絲 244
2 o5 {# }6 k& [! P! E ] 六、熔體紡絲過程的計算機模擬 249) [7 D! J+ U( {
第四節 纖維結構性能與紡絲條件的關系 258
: t p9 e+ v! R 一、熔紡過程中纖維結構的形成與發展 2585 b1 ~* k' Y% R# M- G1 l
二、高聚物原料特性對纖維結構性能的影響 268
! y! _( F( [* z# K3 D 三、紡絲工藝條件對纖維結構性能的影響 275) [ l3 u) ]" h" o- V- A: L
四、纖維橫截面上的結構差異和不均勻性 281) T4 S' N6 _( x+ b6 F k# ]- W
第五節 熔體紡絲工藝的新進展 284
" f8 X0 M* |6 N7 J8 f* ]; t 一、熔體直接紡絲 2843 a3 ?4 ~; S: F3 y
二、高速紡絲 285) x S2 g9 c7 A" k
三、雙組分紡絲 292% {1 i. B. p! x5 a. d! {1 A
四、熔噴紡絲 297
3 U/ f1 @2 h* J# `) Z! T/ t 主要參考文獻 301* Y8 y; J" p- k8 U$ R) F
第四章 溶液紡絲 305
, \1 ?8 c7 b _# A/ c 第一節 紡絲溶液的制備 305
2 Y- {3 \% T5 U& h- r 一、溶解過程的熱力學 305
9 Y e# t2 D& J 二、溶解過程的動力學 312
+ n s" u" \- |% ^ g4 S 三、紡絲溶液的流變性 313
9 R8 \ M" c8 H" t# c- C0 m 第二節 溶液紡絲的沿紡絲線解析 320
9 X; p+ j c; I 一、紡絲原液的固化成形及紡絲條件的影響 320
$ @; G; u% T8 z& S' w- E 二、紡絲線上各參數的變化 325
E9 H6 J2 L9 E; y# U M (一)溶液紡絲的概要 325) r/ D& f9 U+ \& e( D& C
(二)紡絲線上的受力分析 327
4 n* h$ u+ x4 K3 ~ (三)紡絲線上的傳熱分析 332" I7 U! n5 C3 e# L: V+ h
第三節 纖維結構的形成和構造的發現 336
8 u+ x# c+ P! M4 H; I 一、干法紡絲過程中的結構變化 336
! [8 m9 o4 {' `9 D 二、濕法紡絲過程中的結構變化 343
$ W* j$ e0 k" N! B 三、纖維成形過程中的分子取向 352 m4 I4 ^, {7 U7 S- H( ]0 M3 J& K1 @
四、拉伸和平衡、熱處理過程中的分子取向 355+ y% P* T* o& X7 A6 m0 V
主要參考文獻 358
& b, K" O5 ?8 ~) Y' j& b8 j$ J第五章 拉伸和熱定形 360$ z" ~% C( Z% P3 {1 n: a
第一節 拉伸和熱定形過程的特征 360
0 l/ O: z0 D8 n) }1 r. U 一、拉伸過程研究的現狀 360
' k) z) F" S0 \+ h 二、拉伸過程的作用和特征 361
6 c3 a" p$ ?1 W. ^' P0 }6 ? 三、熱定形過程的作用和特征 362% k8 ~! ~ O3 B& L- P) c8 r
第二節 拉伸過程的物理原理 363
" `+ ]& P' N2 E& z( w# [3 b 一、拉伸流變學 3635 V" n/ t' O: ^3 i) E5 |3 U
(一)WLF方程及其物理意義 3633 h9 h9 Y) B" }2 F- V4 b
(二)時間—溫度參數變換原理 366
3 U* b4 G2 Z+ u0 M& z 二、纖維拉伸變形過程的力學行為 369( Q' r1 l3 r! n4 W/ Z4 r& W3 W
三、用于研究拉伸過程的各種理論 379
6 l. {+ \) Q' G/ p6 v 四、分子網絡理論基礎 382
1 l3 {2 Q1 N3 u$ u/ F (一)彈性體形變的熱力學 382# D* k3 i. W' V6 g+ I1 z
(二)彈性體形變的統計力學理論 386
, b l) A0 B3 N" l! i; p& B (三)彈性體的模量及應力—應變的行為 389
4 I. H: p/ p2 I2 r/ f* Q7 |$ @ 五、網絡理論的發展 390
1 b G4 F& ]! N9 P) O7 _ (一)Mooney-Rivlin方程 391% H0 \: s- d2 _2 b# D( i
(二)滑動鏈理論的發展 393% c* L* l4 o4 h' u
第三節 拉伸過程中纖維結構的變化 401
" q# s8 M! o$ \/ C7 f 一、概述 401; o2 h8 Y0 e }* y* D: k
二、拉伸取向機理 4020 x9 g8 N1 f& d
(一)玻璃化轉變溫度對拉伸過程的重要影響 404
8 G0 e- `4 c+ C w. L8 O% x (二)拉伸倍數 4062 K' {1 l+ n1 x& d( `' U
三、拉伸過程中的纖維結構 408
( A- C7 g8 M2 O0 p8 M4 S' n 四、水分在拉伸過程中的作用 410; ~6 C+ @) b9 ?
五、PET纖維的拉伸行為 412' g" o* F: [# n0 n; n" T
(一)PET纖維拉伸的一般特性及相關理論 412
. M7 _, k) J: q8 {; d0 @. } (二)PET纖維的拉伸實踐 422
3 ^0 B+ z& A& M0 h2 @/ q6 p 第四節 熱定形過程的物理原理 429( I( }. r; g' Z
一、纖維尺寸和結構的穩定性 429! F5 P% s% H3 \" K- t
二、熱定形的力學弛豫及其分子理論 432
2 n$ Z6 g+ ?8 L' M0 ^* M* [ 三、熱定形與高聚物的多重轉變 443
! l3 U* c5 k5 L$ e/ s: r 第五節 熱定形過程中纖維結構的變化 447+ {% m7 G: i9 z
主要參考文獻 453
2 p" f: ~! i6 s F: y第六章 纖維的物理性質 457
. {$ b& R# Y3 O7 w; W 第一節 纖維物理性質研究的意義和方法 4576 ^% ]+ _/ X. K: q% ?) D! T
第二節 纖維的力學性質 4581 s0 Z+ Z3 _! }
一、纖維的拉伸性質 458
* ^! ]& Y# o' _ (一)纖維的應力—應變試驗 458
3 }$ g& o1 i. H) u3 } (二)纖維的拉伸彈性 463* h! ? W6 \. S$ v- E/ M6 H
(三)纖維的強度 472
7 A7 P( G: H4 y/ O/ A- c$ v# R 二、纖維的彎曲性質 485' f& \, L2 { x
三、纖維的扭轉性質 491
7 h# t4 w! {$ K' f 四、纖維的壓縮性質 495, u! q' c* }3 G! j; h
第三節 纖維的電學性質 4995 o2 j2 m# B( h! D, [+ r
一、電導性質 5008 |2 H( Z, V& K$ G* L$ H* s- }
二、靜電起電 5071 ~6 ?7 M% C6 b0 d% A4 }5 Z- O! X8 y' z8 O
(一)靜電的產生 507
, v! c! A w4 y! s (二)摩擦起電機理 509
5 F- ?: o5 ~. T. I& x& H (三)纖維的靜電積聚過程 511
4 z' h$ y; B4 F! z6 A (四)防靜電作用 513
+ ]/ c6 q k6 |5 P 三、介電性質 515
/ ~+ \" z/ B+ f (一)介電系數 515% ~9 q. d* h* N1 t: r; S. G6 p8 a
(二)介電損耗 516
( d( O( k) v1 S7 U @& s: Y, j1 a (三)影響纖維介電性質的因素 519
( `+ h/ a& ]; T. n 第四節 纖維的光學性質 521
( K" Y! }8 Y; K) O 一、纖維的折光指數與雙折射 521
4 g# y" q* ]3 F 二、光的反射與全反射 526( _4 G8 B% P8 Z8 f7 e5 A
三、光吸收與二向色性 529
v% J1 }5 ]" y* _/ K 第五節 纖維的熱學性質 532
5 v% w0 c$ S( R 一、比熱容 532
# ]' l6 K+ ]6 o/ a! T- I% h 二、導熱性 533
/ G5 `; |2 H9 j' e7 H9 i 三、熱對纖維的影響 535- E+ [" P( B% \( m( q9 z# T
第六節 纖維的聲學性質 540) X2 n1 v) p9 I' U
一、聲波在纖維中的傳播 5412 v% l- _2 D( Q$ `; i: V, {
二、纖維的聲速 541' q' X) u7 i9 Y$ @$ g
三、纖維的聲吸收 545
! y- b% S, p+ @( K 四、纖維的聲阻抗 548
* x) l6 S I0 F+ Y. u 五、超聲顯微術 549$ g- J$ d+ ~+ N8 {* @3 _! P
主要參考文獻 550
: N# q) h" ?$ o# a4 n) |6 w第七章 高性能纖維 551
2 S4 F G W: s8 u! I9 Z% I 第一節 超高強度功能性纖維 551
( m, ]9 y) D2 @7 B5 d( l @ 一、超高強度耐高溫芳香族聚酰胺纖維 5510 F! ~; B% v% B9 V5 D( k" ?1 k
二、超高強度高密度聚乙烯纖維 562 A4 R7 C! t) n% g
第二節 聚苯并咪唑纖維和聚醚酯纖維 570( z1 j4 |1 a0 a# V: u6 T) `( H: ^
一、聚苯并咪唑(PBI)纖維 570
. l9 _( ]* W3 ~& { (一)概述 570" f' ^# J0 o6 s: b0 t i
(二)聚苯并咪唑纖維的制造 570% d) K3 b* i/ Q! b" w! ?
(三)聚苯并咪唑纖維的性能 575
t6 O0 O/ g( q. g; L' P 二、聚醚酯(PEET)纖維 579( E$ G% P# J! ~( | u; r$ D/ q! |0 J
(一)概述 5797 S$ a/ Q" |! [2 g2 W
(二)聚醚酯纖維的工業化 5812 y, O6 P4 c* f4 B K1 E. J
第三節 碳纖維及其復合強化材料 5837 X) ?3 J, K M: N! E# g* I
一、碳纖維 583- [; H2 d7 W; f7 | i6 x
(一)碳纖維的種類和制備 584
# o: T& M& @) O; f* E& s* }% }4 U# \ (二)纖維素系列碳纖維 5850 n! W! `3 H$ e7 R7 |3 {( J& W
(三)聚丙烯腈系列碳纖維 586: o9 i1 A6 K0 s3 f+ [" x
(四)瀝青系列碳纖維 5887 N1 r; U% R) W
二、碳纖維復合強化材料 591
6 Y! v5 ?& v, t E+ _ (一)碳纖維及其復合材料的用途 591
$ Y6 I v' i4 _+ P: |. [. { (二)碳纖維的尖端復合材料的兩種主要類型 592
( D+ W4 ?* G/ ^8 r$ C* g w 第四節 特殊和環境功能的高性能纖維 5937 A& J# R4 z6 `3 k5 g4 @
一、無機系耐熱纖維材料 593
/ v* f# Z9 h5 y1 @) W4 v 二、超導纖維 595
! G2 ^8 i. W) O& H# O 三、光纖維 597* | a1 B( ~- H
四、無定形酚樹脂纖維 600& R4 `* A2 B6 U( @
五、聚四氟乙烯(PTFE)纖維 601
7 _2 I7 m0 |1 l3 y, u$ Q! B- h 六、導電纖維開發的現狀與未來 601$ W8 y( \$ H) y" ^
主要參考文獻 606, c- C3 @5 r4 D1 i- w
第八章 新合纖和生體高分子纖維 608
# y X& `& i2 B' [6 K7 q$ Q6 k% m 第一節 新合纖的現狀和動向 608" I7 a3 O% H5 W$ f' H
一、新合纖的誕生 608# R; P) H- C6 F* V: H
(一)人們對合成纖維性能的新要求 608
' N+ L2 N% u5 S% ] (二)合成纖維新產品開發的動向 609) M/ q5 A$ s. v4 ^# S+ h0 w
(三)新合纖的誕生 612
[9 L" P- d" J: S: h; M8 T! O (四)新合纖的技術特征 614/ \- c2 d: V' j% K& K
二、微細纖維的制造及其應用 618
7 i- ~2 i0 c- Q& w' k: Z7 J (一)合成纖維的微細化 6180 g: o& h, d8 |+ e. G
(二)超細纖維及其紡絲技術 622, b \! e& _' U2 F/ D1 `; [' }
(三)超細纖維的應用 6292 Z1 j! }1 U# A) K" q7 x
三、新合纖的染色加工 632* Z# Q3 s5 W/ t6 ?. ?& t- g' d
(一)精練工程 632
8 \4 z# @7 [ s8 |# [ (二)堿減量加工工程 633. ^1 j+ j/ \/ i# i0 b
(三)染色工程 635- @; B8 W$ A: U3 A
四、復合超細纖維的染整加工 635
0 P X: `9 ]- T- y6 J! q7 l5 h# A (一)開纖超細化工程 635, N+ _7 I. l& _) U
(二)染色工程 6363 F; g1 V+ g, @* e# `4 p
第二節 生體和仿生高分子纖維 638
! X% Z y9 \/ B4 L$ v1 ?' | 一、模仿生體組織形態的纖維材料 638
' G) T( W2 l& J' M* j 二、醫療用纖維材料 643' C$ n$ d. N, e- i: |" O6 s0 i; `4 `
(一)生體縫合線 643
" Z- l0 S1 l- \: o5 f0 M3 y' ? (二)人工血管 646* w1 z* P& a, E
(三)人工腎臟和人工肝臟 650
2 y* E- [( [& d; e/ O (四)人工心臟和肺臟 652
. i/ @. ?/ V) O( c (五)人工皮膚 653
; w* O' @5 n' n9 h6 | 三、生命技術與天然纖維 653
4 T# f) @" N, c* b 主要參考文獻 662$ F& L$ G" W/ {6 i# f( e
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