
纖維應用物理學,高緒珊,吳大誠,PDF。電子目錄,52M。
7 I0 q$ i4 h s7 j& [5 M- J內容提要
+ @' G+ f" l% V, i. A" N& A3 I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。8 y1 H% E h0 k M/ Q
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。9 ~0 W3 }) X& a7 G
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:
4 Q* q r9 l/ u! i' P6 G第一 、 二 章 高 緒 珊# r" d5 @! p8 G! @# Z! S
第三章 江錫夏 李振華& y+ s: \1 P4 s; U
第四章 高緒珊 童儼
1 f% @3 |/ O+ a( S) m4 L) e& {; J第五章 童儼 李燕立
( @- M& _# P! M1 H第六章 解孝林 吳大誠
) O! A8 s+ u( _0 e, O/ W第七章 童儼 李瑞霞 吳大誠 高緒珊 吳行
$ b. J" a7 { l+ {& [$ U第八章 高緒珊 童儼 吳大誠1 @1 T$ k J$ a1 o" ?, P2 {, _8 W3 Z: a
全書由高緒珊、吳大誠統一定稿并審 稿。
7 m0 A, B1 ~% N$ Q/ M8 E7 V3 P目錄: V5 d. g0 n' u/ i2 Z/ ^
第一章 概論 152 d0 N& J- h/ R2 F& O, s) i
第一節 纖維應用物理學的發展 15
, w$ _0 X5 p0 P4 n7 }( ^ 一、纖維物理學的發展歷史 15
: e; z' s6 m$ S9 c u+ z8 q 二、現代纖維技術的進步和纖維應用物理學的進展 16
4 ]1 i* K5 U3 Z( I; e! A4 ] 第二節 纖維的結構和性能 187 H* s0 L9 f2 [+ x' g
一、單纖維結構 18
; {& F( O7 P1 Q6 v 二、纖維集合體的結構和特征 22- Z! t4 K/ a, A( _+ u/ J$ H
三、超纖維集合體開發的現狀與未來 273 B5 E, y. U: t
第三節 單纖維和纖維集合體的次(維)概念 285 ^1 g d5 a" q( {$ n
一、概述 28
1 }% w. u, D) F6 J |: o 二、纖維材料科學的次(維)分類 32
" F# P* |+ }" ^. N+ @; s 第四節 纖維材料的結構設計和控制 36
+ d7 A6 b# D' _1 a. Z- ^ 一、概述 36! _# Y8 h1 G( ^9 d
二、超(維)纖維結構的形成 37
?) [- Q- C+ z$ V- ~ 三、單纖維的設計和控制 42
2 d( _3 { R2 `- h4 y 四、纖維集合體的設計和控制 50
: W2 D. A/ |# k7 d" H, ~; c; P 第五節 纖維應用物理學的研究內容和方向 54
7 X) ]# u4 K' l: X( T 一、纖維應用物理學的基本內容 54; {2 ]! i; U* n/ {& U1 p
二、根據纖維的系統科學技術開發綜合功能性纖維材料 56( I$ p/ N% ?: G) [
三、纖維成形新機理和超前沿纖維的開發 56$ A, [; v d3 E% W5 `6 [' M0 c
主要參考文獻 57+ N1 D J6 Q: D* a3 s) A# o
第二章 纖維結構的表征 59
& C' w3 w& d$ V3 m 第一節 纖維的形態結構 594 ^0 X6 S3 r* B
一、天然纖維的組成及其特殊形態結構 60$ O" n5 K, [' c+ [ m. y: ~
(一)羊毛纖維的結構特征 61
; d3 v/ n- q3 n, K( | (二)蠶絲的結構特征 72
0 Y1 r( Z: M+ k5 p! K2 v3 z/ o* i (三)棉纖維的結構特征 77
. N' c% Z- T: y( t1 j+ Q% }0 m( T (四)麻纖維的結構特征 81+ u, i9 W5 L% v
二、纖維形態結構的基本特征 83- ?1 _: Q4 a0 h
(一)纖維外部形態的基本特征 849 V5 q/ Z! i+ g1 o2 p* Y# `1 ~! k
(二)纖維的截面形態結構 111# C5 ]" W" v; J9 h) \
(三)纖維的表面形態結構 121. \& i' }3 G1 O7 Y, o" P; @2 O
第二節 纖維大分子的聚集狀態和纖維結構的發展過程 1255 n1 m- ]/ }* m+ |6 }0 N/ N
一、大分子的內聚能密度和對稱性 125
: |* O/ c( n" u6 N3 Q (一)大分子的內聚能密度 125
9 u; K* N9 Y% `9 Y+ g (二)大分子的對稱性 127
8 M* f2 M2 h1 W Y* X0 b 二、高分子熔體或濃容液的等溫結晶 1306 G5 q& ~9 N7 j# n
(一)線性高分子在稀溶液中結晶 130% u, a# [; c! s8 l1 w" i
(二)球晶的生成、成長及其性質 132
" W: y+ G; `% L% P8 E' a7 I (三)高分子熔體或濃溶液的等溫結晶 134! e6 ^) n2 g4 w& g" T2 C
三、纖維的微晶結構 138
! x% C+ R2 \' M1 u (一)束狀結晶和微纖構造 138
! k# i! r4 K* q' } (二)纖維的結晶組織和結構模型 1425 G( A5 } O" E" O H( ~
四、纖維的結晶結構和結晶熱力學 148
( U: w( l& [9 x* v U$ u: W (一)結晶分子鏈的構象及熱力學影響因素 1491 R" G! `# i/ z- ]* p7 x
(二)高分子結晶單元中分子鏈填充構造的表征 150! r s/ m. Y$ o9 [" x" o' X
(三)常見成纖高聚物的晶型和晶胞結構 152" T& c+ [' I, S' c; n
第三節 纖維成形及其取向和結晶 158, I( K' w- W% G# O4 ` z# h
一、紡絲成形及纖維結構的形成 158. q( Y+ h# p9 A: V
二、高速紡絲的取向結晶 163
3 F" \$ V- i) V( U) a 三、硬彈性纖維的結構特征 185: o. f: k& x0 _. y `# }
主要參考文獻 195$ P) [; H2 e+ M& g% @
第三章 熔體紡絲 198
$ d# [- O& g% m% m/ A5 c9 Z4 P 第一節 熔體紡絲的一般特征和基本規律 1989 |) R- ?2 w2 L2 h) C% d
第二節 高聚物熔體的基本特征 202
/ }' J4 g8 g, G, m$ M 一、高聚物熔體的流變性 202/ e7 Z' M0 ~0 x3 }1 R& }# F
二、孔道中熔體的流動與擠出脹大 2202 E1 [7 ]8 L8 C3 y9 Y
三、高聚物熔體的可紡性 226: D. d( |! s3 O9 R+ E- `
第三節 紡絲線上各參數的變化 229
- v! a5 `5 b' b. ? 一、紡絲線上的直徑變化和速度分布 229+ ~6 q8 F" g# T, w
二、紡絲線上的力平衡 234
3 w2 r8 S& L5 i3 x: Z9 w 三、紡絲線上的傳熱和溫度分布 237% [! M" a3 r2 R$ @ m( [1 D& w. j
四、拉伸共振現象 242
* x0 w/ ^$ O" E0 H( |+ X 五、非穩態紡絲 244
. f0 V# a" M! _, E 六、熔體紡絲過程的計算機模擬 2492 H& ^* \& ]" G2 k' z
第四節 纖維結構性能與紡絲條件的關系 2586 r. P+ t) r3 V7 Q4 U# H
一、熔紡過程中纖維結構的形成與發展 258
# O* ~: c; B' _ E% ~) ?4 k 二、高聚物原料特性對纖維結構性能的影響 2680 g9 X" w8 F' N7 c7 f! u3 ]9 k
三、紡絲工藝條件對纖維結構性能的影響 275, N7 ~) O# w# f* p! [$ j3 j
四、纖維橫截面上的結構差異和不均勻性 281
0 H: L7 |9 T% x8 A* \0 Q0 [ 第五節 熔體紡絲工藝的新進展 284
( C8 x r" b0 M: B' c 一、熔體直接紡絲 284; h0 ^0 _( ?$ f9 E: \4 I; o4 ^
二、高速紡絲 285& O0 s G7 b; Y, k0 J
三、雙組分紡絲 292
( j: V" T3 e* Q* n& |% z Y2 t& [ 四、熔噴紡絲 297
, }) N2 G; C7 W1 J! d 主要參考文獻 301
- B5 n( ]/ b$ V$ K9 ^9 ?# |* |$ f9 \第四章 溶液紡絲 305 z* @6 z6 s8 N9 ?- [, v$ ^, ]
第一節 紡絲溶液的制備 305
- v) \+ E4 E' [8 g3 u" D D) r$ I. l% I 一、溶解過程的熱力學 305
9 M# X& |$ D" q 二、溶解過程的動力學 312
3 w6 K; ]* u4 ?9 e3 _# R! V- J# b. ~ 三、紡絲溶液的流變性 313
: t7 k3 X! ~% c4 e+ S9 ]# | 第二節 溶液紡絲的沿紡絲線解析 320
$ @* }- m1 f1 I% f H 一、紡絲原液的固化成形及紡絲條件的影響 320
' _2 P$ z, i7 |1 d2 P 二、紡絲線上各參數的變化 325
' L, z4 E6 K: A+ f o& H/ \ (一)溶液紡絲的概要 325
; c( w8 W5 C/ y! T8 b (二)紡絲線上的受力分析 327
_8 ?5 g6 u& A; W ~1 G d* } (三)紡絲線上的傳熱分析 3321 y. W) n) j7 o! A- K4 R4 n& l
第三節 纖維結構的形成和構造的發現 3360 {2 R3 Z" [8 p; Y+ b2 \' @, W& ~
一、干法紡絲過程中的結構變化 336. v6 m4 w# o) S: j# Q
二、濕法紡絲過程中的結構變化 343
: @6 D! h. m9 b* J& D e) a( I# @ 三、纖維成形過程中的分子取向 3525 F3 _: O C" C" R- a0 k- c
四、拉伸和平衡、熱處理過程中的分子取向 3557 P+ ^3 b m* B
主要參考文獻 358
! h3 T! T" n% r D7 P# U第五章 拉伸和熱定形 360
3 F, b) K1 R T% ?: Z0 A 第一節 拉伸和熱定形過程的特征 360! z- H" H9 H2 Z8 @* c# R3 B7 j
一、拉伸過程研究的現狀 360% t8 v2 c( q# ~( z
二、拉伸過程的作用和特征 361
- J$ W0 b( _" a9 r4 T 三、熱定形過程的作用和特征 362& B9 n, g, I* k* t0 q7 ]& `. ]/ m' M% y* F
第二節 拉伸過程的物理原理 3630 p" M0 _! a6 f; \
一、拉伸流變學 363
( a% B$ B, ^+ u( j# u* O (一)WLF方程及其物理意義 363( i) Z; ] m; t/ d* ~
(二)時間—溫度參數變換原理 366
& h+ ?: I5 i4 y9 F. V( P8 q% B8 ^ 二、纖維拉伸變形過程的力學行為 3697 v) ]0 h7 p7 K, O
三、用于研究拉伸過程的各種理論 379) X) R8 k% A q6 ]# v7 ?& b
四、分子網絡理論基礎 382) V4 j( S- b# o3 r, m* Q( ^! r6 g9 Y
(一)彈性體形變的熱力學 382
5 q! s$ y0 Q$ B1 A (二)彈性體形變的統計力學理論 3868 O/ L( Z# k0 l1 e
(三)彈性體的模量及應力—應變的行為 389
6 c4 s7 b; X! ~8 g 五、網絡理論的發展 390
- N/ A1 v/ W; f3 Q# e, x (一)Mooney-Rivlin方程 391+ P$ Y: I' U" a/ z
(二)滑動鏈理論的發展 393& w9 v( e8 L" g2 \ @/ v. Z! m
第三節 拉伸過程中纖維結構的變化 401" D3 ]3 X- q+ j P$ {6 k9 L, L
一、概述 401/ `7 c: c7 G2 \+ q
二、拉伸取向機理 402
7 K# n; g4 F* k- H% t; ~ (一)玻璃化轉變溫度對拉伸過程的重要影響 404
2 C5 P% K O' X (二)拉伸倍數 406
/ @; P2 U. Z1 u2 V 三、拉伸過程中的纖維結構 408
) {/ {# N% O4 I" v" @ 四、水分在拉伸過程中的作用 410
: f% i) R+ p; G v3 [9 P1 A 五、PET纖維的拉伸行為 412
6 F8 |9 D9 I: X (一)PET纖維拉伸的一般特性及相關理論 412$ }- {1 H& _6 j6 x* s
(二)PET纖維的拉伸實踐 422
6 u! C# t0 H' i3 O. M( S 第四節 熱定形過程的物理原理 4291 j% h A1 R9 I" w
一、纖維尺寸和結構的穩定性 429" q, F5 r. f$ `( i# s
二、熱定形的力學弛豫及其分子理論 432
" `4 c+ W- V6 r) p 三、熱定形與高聚物的多重轉變 443- Z( S* ]0 |3 E
第五節 熱定形過程中纖維結構的變化 4475 K6 g7 J+ a2 Z* g) M( l1 t" R6 q% G
主要參考文獻 453* A8 l' ]- c+ s5 c
第六章 纖維的物理性質 457
! E* k5 ~( L! I' T 第一節 纖維物理性質研究的意義和方法 457# h) Z! b; K, s
第二節 纖維的力學性質 458# T; N6 M$ h! O2 k& Y. T: Q
一、纖維的拉伸性質 458
1 x/ G$ y2 L9 _0 S0 w+ [ (一)纖維的應力—應變試驗 4580 O7 Y6 `& z4 H. W4 i* R
(二)纖維的拉伸彈性 4635 `# s: b# u( T5 p
(三)纖維的強度 472
- k2 U* D& } a- R% I$ K) }4 E 二、纖維的彎曲性質 485
- ]* x( |% {0 q3 \- f% @: u! A 三、纖維的扭轉性質 4910 _3 { C+ `+ T# Z f0 j
四、纖維的壓縮性質 495
' T+ F! P& y# c$ W6 R 第三節 纖維的電學性質 499
" i3 e# T+ m7 k7 m! T7 p/ z 一、電導性質 500
" Q6 E e. V+ v: d; @ 二、靜電起電 5073 F% [3 A7 w7 N. [7 y
(一)靜電的產生 507
! }! M, D8 }6 _7 ?& C( t (二)摩擦起電機理 509
! f- G0 \) S4 s+ t: l (三)纖維的靜電積聚過程 511
8 m' K; m/ ]5 j8 @: e& O2 d3 B (四)防靜電作用 513: `9 |5 T- `( H& K* ?
三、介電性質 515" |/ {$ C) {5 N' K8 |' i
(一)介電系數 515& f( ^6 w( m- |6 Q/ Z' ?
(二)介電損耗 5160 }: P: `. `; r2 p% R" ~ e, F. S e
(三)影響纖維介電性質的因素 519* g, z+ u* g: G5 a
第四節 纖維的光學性質 521* ^ @+ ]8 F. s2 I9 ~- q. F3 ^
一、纖維的折光指數與雙折射 521
3 p7 I; U2 O$ O& |. R, x 二、光的反射與全反射 526
* ?1 i, y: W- f* @ 三、光吸收與二向色性 529! n' v- U& y$ Q1 D9 o
第五節 纖維的熱學性質 532
* h5 b5 u; D6 K7 w4 |) L 一、比熱容 532" u" Z$ n( Y" |" f, I$ |) F+ X" F
二、導熱性 5339 K: @7 p7 n% @: K- ~2 W
三、熱對纖維的影響 535
, r- U& N, r9 c+ Y" K0 X, L: Z 第六節 纖維的聲學性質 5405 O6 ?8 b* A( Y1 \" x
一、聲波在纖維中的傳播 541
: z' A' J' z( ?( H5 A' J+ ~ 二、纖維的聲速 5415 P, \4 x" w" r6 Z; J7 W3 C; J. w* J
三、纖維的聲吸收 5454 c# a. ]) Y- y* y2 t
四、纖維的聲阻抗 548: a5 R! ], J: ~3 o- n
五、超聲顯微術 549
: b Q- @! G) `) f% l' Q! l# W0 d 主要參考文獻 550
4 N: B% j( c3 a第七章 高性能纖維 551$ U7 y- j& a# _
第一節 超高強度功能性纖維 551: f& }8 H3 E4 |# v9 Z
一、超高強度耐高溫芳香族聚酰胺纖維 551- o8 [, ]' P9 O5 `: m8 R( ]+ ~ ?
二、超高強度高密度聚乙烯纖維 5621 {# e }3 |4 w! h# i
第二節 聚苯并咪唑纖維和聚醚酯纖維 570
6 K5 U7 A1 l9 R8 }5 w, _/ P 一、聚苯并咪唑(PBI)纖維 570* ]' a" @3 R3 k$ Y j
(一)概述 570
) { Q v7 K r8 h5 ]- [ I (二)聚苯并咪唑纖維的制造 570; @0 E4 Z8 F- u9 f7 x
(三)聚苯并咪唑纖維的性能 575
$ M% x. G1 i* `1 I) `% Z 二、聚醚酯(PEET)纖維 579
* H& c$ ~% U& }9 Y (一)概述 579
7 m" b- z& C# b! a (二)聚醚酯纖維的工業化 581
$ K- B |, W& R" D$ w E 第三節 碳纖維及其復合強化材料 583. ]$ E' u t; X! @3 { `
一、碳纖維 583
, a- w1 P2 ~0 e4 K; j (一)碳纖維的種類和制備 584
: O f' J/ V1 K! u; m3 [9 J. h* M# ?& H (二)纖維素系列碳纖維 5854 S, I6 j) {& B, g1 O
(三)聚丙烯腈系列碳纖維 586
8 f6 |' g$ v# u2 r2 E. ^. `6 ` (四)瀝青系列碳纖維 588
0 {; y8 R9 c* H& E- {6 M8 M/ _ 二、碳纖維復合強化材料 591- V0 y8 w9 U$ l& h4 O3 U- ^ N
(一)碳纖維及其復合材料的用途 5911 x* Q1 V! V2 q0 o3 J
(二)碳纖維的尖端復合材料的兩種主要類型 592; R3 c* Q% \! \! b1 l' c
第四節 特殊和環境功能的高性能纖維 593
1 A, U1 D' }" J1 p% o, A 一、無機系耐熱纖維材料 593' S" j5 }5 z, [6 f
二、超導纖維 595
; Z. } W% [% q9 r; \4 G 三、光纖維 5973 E( ~$ B) g! E9 t3 `) d
四、無定形酚樹脂纖維 6006 p. L) v' v9 p6 i v7 g5 x! o
五、聚四氟乙烯(PTFE)纖維 601
+ @7 {% j) H7 z: D& i. | 六、導電纖維開發的現狀與未來 601 ?& ~" N& |8 Y4 J
主要參考文獻 606/ A+ Z( w7 b; l" O0 t1 J7 n* }
第八章 新合纖和生體高分子纖維 608
0 U$ }% x: `( a 第一節 新合纖的現狀和動向 608
6 u( F2 {4 r$ e& _ 一、新合纖的誕生 6087 A2 u8 l- i8 O( F) v7 E
(一)人們對合成纖維性能的新要求 608
4 h7 W2 g9 M0 U: P (二)合成纖維新產品開發的動向 609' R2 @2 y Q8 L" G2 b$ o( l" ?
(三)新合纖的誕生 612
7 V$ n6 I+ _/ w (四)新合纖的技術特征 614" ~+ {6 q2 O2 N, U- |
二、微細纖維的制造及其應用 618
9 |; t& r2 z3 G! F$ V (一)合成纖維的微細化 618
, ~: r' M$ ], }; N5 E3 D, y (二)超細纖維及其紡絲技術 622' r3 a v# F& u9 ?$ L6 \, i
(三)超細纖維的應用 629) M) _% c. X% ?* Z6 V/ ~* f
三、新合纖的染色加工 632
- \# I$ Q0 {# C4 l- Q" P, n/ V7 Q (一)精練工程 632
1 m+ H7 y7 r `7 h9 C (二)堿減量加工工程 633# z3 E2 t) W( w3 t
(三)染色工程 635 {1 l" n- L ]- q4 e* N" V7 X
四、復合超細纖維的染整加工 635
) Q8 R( T F L! Q4 F (一)開纖超細化工程 635
7 \% m; @# k; j9 K (二)染色工程 6363 ^# Y6 V7 \& C. o2 c
第二節 生體和仿生高分子纖維 638
6 X F8 g) R+ C, w+ M W 一、模仿生體組織形態的纖維材料 638
. j8 e% Y9 x7 j3 q/ W# B 二、醫療用纖維材料 643
. D j" f9 p0 R2 n$ C) [+ ~6 s s, y (一)生體縫合線 643
0 T" Q( q7 j, N2 K. R* P (二)人工血管 646
8 Y9 G# E6 m+ A# K' n2 B (三)人工腎臟和人工肝臟 650+ k/ ?$ f4 J. |* d0 u( A
(四)人工心臟和肺臟 652
& D( V* b& W1 Y) w (五)人工皮膚 6534 S& f3 {! c: O# g; K# i
三、生命技術與天然纖維 653- v u) a0 ?+ ~: o9 o
主要參考文獻 662) m* q. z, i) _& s
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