新型纤维综述
- 格式:pdf
- 大小:103.73 KB
- 文档页数:2
PAN基碳纤维摘要:聚丙烯晴基碳纤维是一种力学性能优异的新材料,具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能,是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料,同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。
本文简要介绍了其结构,制备方法,性能,应用领域及其前景。
关键词:PAN基碳纤维碳纤维结构 PAN基碳纤维制备 PAN基碳纤维性能PAN基碳纤维应用前景航天军事体育用品1.碳纤维结构碳纤维属于聚合的碳,它是由有机物经固相反应转化为三维碳化合物,碳化历程不同,形成的产物结构也不同。
碳纤维和石墨纤维在强度和弹性模量上有很大差别,这主要是由于其结构不同,碳纤维是由小的乱层石墨晶体所组成的多晶体,含碳量约75%~95%;石墨纤维的结构与石墨相似,含碳量可达98%~99%,杂志少。
碳纤维的含碳量与制造纤维过程中碳化和石墨化过程有关。
2.PAN基碳纤维的制备从原料丙烯晴到聚丙烯晴基碳纤维的制备过程中可以看出四个关键步骤:PAN的聚合,原丝的制备,原丝的预氧化以及预氧化丝的炭化和石墨化。
2.1 PAN的聚合由于PAN分子结构的特性,纯聚体PAN不适宜作为碳纤维前驱体。
工业生产中,往往采用共聚PAN来制备PAN原丝。
引入共聚单体可以起到如下作用:减少聚合物原液中凝胶的产生;增加聚合物的溶解性和可纺性;降低原丝环化温度及变宽放热峰。
但也可能带来一些负作用:降低原丝的结构规整性和结晶度;增加大分子链结构的不均匀性;引入更多的无机和有机杂质等。
2.2 原丝的制备PAN在熔点(317°C)以下就开始分解,因此形成纤维主要通过湿法或干湿法进行纺丝。
干湿法纺丝由于将挤出膨化与表皮凝固进行了隔离,纤维的成形机理有所改变,因此湿法纺丝凝固过程中皮层破裂或径向大孔及表皮褶皱等现象基本消失,干湿法纺丝的原丝表面及内部的缺陷减少、致密性提高。
干湿法纺丝还具有高倍的喷丝头拉伸(3~10mm的空气层是有效拉伸区),纺丝速度高(为湿法纺丝的5~10倍),容易得到高强度、高取向度的纤维等特点,从而保证了碳纤维有足够的强度,是当前碳纤维原丝生产的发展方向。
碳纤维综述碳纤维指在化学组成中碳元素质量分数在 90%以上的纤维材料,是20世纪60年代开发成功的一种耐高温、耐腐蚀、热膨胀系数小、尺寸稳定性好、高强度、高模量新型碳材料。
碳纤维可采用聚丙烯腈纤维(PAN 纤维)、沥青纤维、粘胶纤维或木质素纤维等经过氧化、低温碳化、高温碳化而制成。
广泛应用于航空航天、体育休闲用品和一般工业领域。
碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面,发挥着非常重要的作用。
碳纤维是上世纪 60 年代兴起的一种新型高性能材料,它具有很多优点,是一种理想的功能材料和结构材料。
起初是为宇航工业和军用飞机的需要发展起来的,但是如今己经广泛应用于商业、民用航空、文体、工业以及运输等领域,具有广阔的应用前景。
高性能碳纤维复合材料的开发应用,进一步促进了碳纤维工业的发展[1]。
[2]二:碳纤维的分类碳纤维一般按原料不同、性能、用途来进行分类。
具体分类如下:(1)碳纤维纸根据其原料不同分为:聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维三种。
(2)碳纤维按性能可分为:高性能碳纤维和低性能碳纤维。
其中高性能碳纤维有分为高强度碳纤维、高模量碳纤维、中模量碳纤维等类型。
低性能碳纤维分为耐火碳纤维、石墨碳纤维等类型。
(3)按用途不同分为五个等级:高模量(模量>500GPa)、高强度(强度>3GPa)、中模量(模量100~500GPa)、低模量(模量100~200GPa)、普通用途(模量<100GPa ,强度<1 GPa)[3]。
三:碳纤维的性能碳纤维呈黑色,坚硬,具有强度高、重量轻等特点,是一种力学性能优异的新材料。
碳纤维具有一些非常优异的特性:抗拉强度高,可高达3000~4000MPa,比钢高4倍,比铝高6一7倍;弹性模量高,可高达600GPa;密度小、比强度高,碳纤维的密度是钢的1/4,是铝的1/2,比强度比钢大16倍,比铝合金大12倍。
此外,还有耐高低温性能好,当温度高于400℃时,才出现明显的氧化,生成Co和Co2 ; 在非氧化气氛中,可在2000℃使用,即使在3000℃也不熔、不软;在-180℃下,钢铁都变得比玻璃脆,而碳纤维依旧很柔软; 耐腐蚀性强,能耐浓盐酸、硫酸、磷酸、苯、丙酮等,将碳纤维放在浓度为50%的盐酸、硫酸和磷酸中,200天后其弹性模量、强度和直径基本没有变化,其耐腐蚀性比黄金还好;热膨胀系数小、摩擦系数小和导热系数大,可以耐急冷急热,即使从3000℃降到室温也不会炸裂;导电性能好,电阻率为10-2 ~ 10-4Ω.cm;与其它材料相容性高、与生物的相容性好;又兼备纺织纤维的柔软,可加工性,设计自由度大,可进行多种设计,以满足不同产品的性能与要求。
静电纺丝法制聚丙烯腈基碳纤维【⽂献综述】毕业设计⽂献综述纺织⼯程静电纺丝法制聚丙烯腈基碳纤维⼀、前⾔部分聚丙烯睛(PAN)碳纤维在航空航天、武器装备,以及⾼科技产业中都具有重要的地位,但是制备碳纤维时,要维持⾼强度,⼀般会降低其模量;只有纳⽶碳纤维不仅具有超⾼强度,还同时具有超⾼模量,从理论上来讲纳⽶碳纤维的综合性能最好[1]。
因此,纳⽶碳纤维的制备和应⽤是现代纳⽶材料领域研究的⼀个热点。
制备纳⽶碳纤维的⽅法主要有两种[2]:⼀是化学⽓相沉积法,这种⽅法⽣产成本⾼,产品纯度低;⼆是静电纺丝法,由静电纺丝可以制备连续碳纤维长丝,⽽且直径均匀性和化学纯度要好得多。
制备纳⽶碳纤维的整个⼯艺过程中不使⽤含有⾦属离⼦的化合物,避免了提纯要求,降低了制造成本,扩⼤了应⽤范围。
1.1 聚丙烯腈聚丙烯腈是由单体丙烯腈经⾃由基聚合反应⽽得到。
⼤分⼦链中的丙烯腈单元是头-尾⽅式相连的,主要⽤于制聚丙烯腈纤维。
聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐⽇晒性好,在室外放置18个⽉后还能保持原有强度的77%。
它还耐化学试剂,特别是⽆机酸、漂⽩粉、过氧化氢及⼀般有机试剂。
1.2 碳纤维碳纤维(carbon fiber 简称CF),是⼀种含碳量在95%以上的新型纤维材料。
⼀般是由有机纤维经热处理⽽得到。
碳纤维具有强度⼤,模量⾼,密度⼩,线膨胀系数⼩等诸多优点,被称为新材料之王[3]。
1.3 纳⽶纤维⼀般是指纤维的直径是在纳⽶级。
有些⼈把直径⼩于111nm的纤维称为纳⽶纤维,⽽有些⼈则定义直径⼩于0.3tlm的纤维称为纳⽶纤维,也有⽂献将纳⽶纤维定义为直径为纳⽶级,长度超过lum的物质。
纳⽶纤维主要包括两个概念:⼀是严格意义上的纳⽶纤维,是指纤维直径⼩于100nm的超细纤维。
另⼀概念是将纳⽶粒⼦填充到纤维中,对纤维进⾏改性。
1.4 ⾼压静电纺丝⾼压静电纺丝[4](简称“电纺”)是⼀种利⽤⾼压静电为驱动⼒产⽣纳⽶纤维的⽅法,可制得直径为300nm左右的纳⽶纤维。
新型纤维材料概述――几种新型纤维及对未来的展望材料科学与工程学院曹慧201013020520摘要:随着科学技术的发展,人们熟知和掌握的纤维生产技术也得到了飞速发展。
由于纤维的生产应用与人类的日常生活密不可分,因此,人们对纤维的要求是纤维生产技术发展的原动力。
本文介绍了几种新型纤维的性能和用途,并综述了今后我国纤维发展的主要方向。
关键词:海藻纤维;竹纤维;LENPUE纤维;纤维发展方向一新型纤维介绍I、海藻纤维随着人类对海洋资源开发的深入,海洋资源在纤维生产领域也带来了新的技术和需求。
结合目前人类对美容和保健的需求,Zimmer公司经过深入研究,开发出了海藻纤维。
主要是利用海藻内含有的碳水化合物、蛋白质(氨基酸)、脂肪、纤维素和丰富矿物质等开发出的纤维。
此种纤维的主要生产原理是在纺丝溶液中加入海藻粉末,再进行纺丝和后处理,使海藻的成分保留在纤维中。
由于海藻具有保湿和丰富的矿物质如钙、镁,以及维生素A、E、C等成分,对皮肤有自然美容的效果…。
经过织造的海藻纤维有助于人体皮肤排泄矿物质、维生素和蛋白质,所以制成的衣物对皮肤有益。
2、LENPUR 纤维随着人类对地球资源的开发和使用,特别是在使用过程中对资源的浪费和破坏性开采,人类已经失去了许多珍贵的物种和资源。
因此,如何在未来资源短缺的情况下,满足人们对纤维的需求,成为了一个必须要面对的问题。
如今,人们开始认识到使用可再生的以及对环境没有危害的资源生产纤维是解决未来需求的最佳手段,其中纤维素纤维是理想的选择。
最近,Texinpro公司推出了LENPUR纤维,该纤维是用成材的白松制成的,主要生产原理与普通的粘胶纤维生产工艺相同。
这种纤维具有独特的性能,如回潮率高、不易缩水、耐洗性好,纤维表面有效裂片,具有柔软的手感。
同时,与粘胶纤维相同的是,该纤维可生产为长丝和短丝。
由于该纤维的断面还具特殊形态结构,因此使纤维具有吸湿快干能力,同时保温隔热,具有良好舒适感。
在当今世界,碳纤维复合材料作为一种轻量化、高强度的新型材料,已经在诸多领域展现出了巨大的发展潜力。
从航空航天到汽车制造,从体育器材到建筑材料,碳纤维复合材料都展现出了其独特的优势和潜力。
本文将对碳纤维复合材料的发展方向及前景进行综述,旨在帮助读者更全面、深刻地了解这一重要材料的未来走向。
1. 碳纤维复合材料的基本概念碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂基体组成的复合材料。
碳纤维具有轻质、高强度、高模量、耐高温和耐腐蚀等优点。
而树脂基体则起着粘结和保护作用。
碳纤维复合材料的制备工艺主要包括预浸法、纺丝法和层压法等。
2. 碳纤维复合材料在航空航天领域的应用碳纤维复合材料在航空航天领域具有重要意义。
它们可以减轻飞机和航天器的重量,提高飞行性能,延长使用寿命,并且有利于节能减排。
未来的发展方向包括更高强度、更低密度的碳纤维复合材料的研发,以及更加智能化的制造工艺和设计方法。
3. 碳纤维复合材料在汽车制造领域的应用碳纤维复合材料在汽车制造领域也有着广阔的应用前景。
它们可以降低汽车的整体重量,提高燃油效率,增加汽车的安全性和舒适性。
未来汽车领域的发展方向包括降低碳纤维复合材料的成本,加快大规模生产工艺的研发,以及更加环保和可持续的材料回收利用方案。
4. 碳纤维复合材料在体育器材领域的应用在体育器材领域,碳纤维复合材料已经成为了许多高端器材的首选材料。
它们轻盈、坚固、具有良好的弹性和吸震性能,可以有效提高运动员的表现。
未来,随着运动科技的不断发展,碳纤维复合材料在体育器材领域的应用前景将会更加广阔。
5. 碳纤维复合材料在建筑材料领域的应用在建筑领域,碳纤维复合材料在结构加固、新型材料研发等方面具有广泛的应用前景。
它们具有较高的抗拉强度、抗压强度和耐久性能,可以提高建筑结构的安全性和耐久性,同时减轻结构自重,有利于节能减排。
总结回顾通过本文的综合介绍,我们可以看到碳纤维复合材料作为一种新型材料,具有广阔的应用前景和发展空间。
Lyocell纤维的整理技术学院:纺织服装学院班级:非织造姓名:学号:南通大学纺织服装学院2012年5月摘要本文简要介绍了Lyocell纤维的概况,主要介绍了Lyocell纤维的发展历史与现状,对Lyocell纤维的生产方法、工艺及纤维和织物的性能和特点作了综合评述。
并探讨了Lyocell织物新型染整工艺,即Tencel纤维氧化前处理+烧碱处理中各工序的工艺原理,介绍了工艺流程,较常规工艺有着明显的优势。
关键词: Lyocell,工艺,性能,染整ABSTRACTThis paper briefly introduces the general situation of the fiber Lyocell, mainly introduces the development of the fiber Lyocell history and current situation, Lyocell fiber to the production method, process and fiber and fabric performance and characteristic in the review. And discusses the new Lyocell fabric dyeing process, namely Tencel fibers oxidation pretreatment + caustic soda processing principle of process in each working procedure, introduced the technological process, the more routine process has obvious advantages.Key words:Lyocell, Process, performance, dyeing目录摘要 (2)ABSTRACT (2)第1章 Lyocell纤维的发展历史 (4)1.1 Lyocell纤维的历史发展与现状 (4)1.2 生产厂家与产能 (4)第2章 lyocell的生产方法、工艺特点 (7)2.1 Lyocell纤维的生产方法 (7)2.2 Lyocell纤维的工艺特点 (7)第3章 Lyocell纤维及其织物的性能和特点 (10)第4章整理工艺路线 (12)4.1 织物与设备 (12)4.1.1 织物 (12)4.1.2 设备 (12)4.2 工艺流程 (12)4.2.1 烧毛 (12)4.2.2 氧化前处理 (12)4.2.3 丝光 (13)4.2.4 气流机染色 (13)4.2.5 烘干机浸轧柔软剂 (13)4.2.6 柔软整理 (14)4.2.8 测试标准 (14)4.3 各工序工艺条件讨论 (14)4.3.1 烧毛 (14)4.3.2 烧碱+双氧水前处理 (14)4.3.3 烧碱丝光处理 (15)4.3.4 气流机染色 (15)4.3.5 柔软机的二次原纤化及抛松 (16)参考文献: (17)第1章 Lyocell纤维的发展历史1.1 Lyocell纤维的历史发展与现状由于Lyocell织物的原纤化特性,传统的Lyocell织物染整工艺需在气流染色机中经过原纤化-酶处理-染色三道加工工序,有时一次酶处理去原纤不净,还需在染色后再补做一次,每机布处理时间长达10~14 h。
智能纤维综述智能纤维综述1-简介智能纤维是一种具有特殊功能或特性的纤维材料,通过在纤维中引入特定的成分或结构,使其能够响应外部刺激、实现特定任务或提供特定功能。
智能纤维在各个领域有着广泛的应用,包括纺织、医疗、电子、能源等等。
2-智能纤维的分类2-1 按响应类型分类2-1-1 温度响应型智能纤维2-1-2 光响应型智能纤维2-1-3 湿度响应型智能纤维2-1-4 电磁响应型智能纤维2-2 按功能分类2-2-1 形状记忆型智能纤维2-2-2 传感型智能纤维2-2-3 发光型智能纤维2-2-4 能量转换型智能纤维3-智能纤维的制备方法3-1 化学方法3-1-1 共聚合法制备智能纤维3-1-2 化学修饰法制备智能纤维3-2 物理方法3-2-1 纺丝法制备智能纤维3-2-2 真空蒸发法制备智能纤维4-智能纤维在各个领域中的应用4-1 纺织领域4-1-1 智能纺织品的舒适性改进4-1-2 智能纺织品的保健功能4-1-3 智能纺织品的环境监测功能4-2 医疗领域4-2-1 智能纤维在外科手术中的应用4-2-2 智能纤维在医疗监测中的应用4-2-3 智能纤维在康复治疗中的应用4-3 电子领域4-3-1 智能纤维在电子器件中的应用4-3-2 智能纤维在智能家居中的应用4-3-3 智能纤维在柔性显示中的应用4-4 能源领域4-4-1 智能纤维在电池中的应用4-4-2 智能纤维在太阳能电池中的应用4-4-3 智能纤维在能量收集中的应用5-法律名词及注释5-1 知识产权:指在法律范围内保护个人或组织的创造性劳动成果的权利。
5-2 专利权:是指法律赋予发明创造者的一种专有权,授权其为发明或实用新型的专利所享有。
5-3 商标:用以区别商品或服务来源的标志,以图形或文字形式呈现。
6-附件本文档涉及的附件请参见附件部分。
新型再生纤维素纤维的现状及发展趋势杨明霞;沈兰萍【摘要】综述了天丝、莫代尔纤维、竹浆纤维、圣麻纤维、丽赛纤维等几种新型再生纤维素纤维的发展现状,简述了我国再生纤维素纤维的发展趋势.【期刊名称】《纺织科技进展》【年(卷),期】2011(000)002【总页数】6页(P16-20,23)【关键词】再生纤维素纤维;竹浆;圣麻;丽赛【作者】杨明霞;沈兰萍【作者单位】河南工程学院纺织工程系,河南郑州450007;西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TS102.51纺织行业是十分依赖纤维原料的加工行业。
但由于耕地的减少和石油资源的日益枯竭,天然纤维、合成纤维的产量将会受到越来越多的制约。
再生纤维素纤维原料来源丰富,可再生,易降解。
人们在重视纺织品消费过程中环保性能的同时,对再生纤维素纤维的价值进行了重新认识和发掘。
目前再生纤维素纤维的开发和应用处在一个空前的黄金时期。
天丝是近30年来研究和开发最为成功的人造纤维,被誉为21世纪的绿色纤维,其系列产品的研制与开发受到国内纺织服装业的广泛关注与青睐。
其原料取自木材,可不断自然再生,采用NMMO纺丝工艺,将木浆溶解在氧化铵溶剂中直接纺丝。
氧化铵溶剂可循环使用,回收率达99%以上,整个生产系统形成闭环回收再循环系统,无废排放,且天丝产品使用后可生化降解,不会对环境造成污染,故被称为绿色纤维。
天丝纤维独特的分子结构,使得它与其他种类纤维的物理机械性能有很大的不同,其强度高于以前生产的纤维素纤维,最重要的特性是湿态时也保持其强度。
天丝纤维具有良好的吸水性和吸湿性,其纱线缩水率仅为0.44%,干态及湿态的断裂伸长较小,其织物水洗后变形较小。
较高的湿模量赋予纤维在小至中等负荷作用下产生的变形较小,使织物具有较高的尺寸稳定性和抗皱性,机织物缩水率仅为1%,经多次洗涤保持尺寸稳定,形状不变,因此,由天丝纤维织物做成的服装可洗性好。
天丝纤维为圆形截面,表面光泽度较好、无条纹,其织物具有丝绸般的光泽、优良的手感、悬垂性和飘逸感。
FRP建筑材料的结构性能及应用综述一、本文概述本文旨在全面综述FRP(Fiber Reinforced Plastics,纤维增强塑料)建筑材料的结构性能及其在各领域的应用。
FRP作为一种轻质、高强、耐腐蚀的新型复合材料,近年来在建筑行业中得到了广泛的应用。
本文将从FRP的基本性质出发,深入探讨其力学特性、耐久性以及设计优化等方面的问题,并结合实际工程案例,分析FRP在桥梁、建筑加固、预应力结构等领域的具体应用情况。
本文还将对FRP 材料的发展趋势和面临的挑战进行展望,以期为相关领域的研究者和实践者提供有益的参考。
二、FRP建筑材料的结构性能FRP(Fiber Reinforced Polymer)建筑材料,作为一种高性能复合材料,其结构性能表现优异,被广泛应用于建筑领域。
FRP材料主要由聚合物基体和增强纤维两部分组成,其中增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等,这些纤维具有高强度、高模量的特性,而聚合物基体则起到固定纤维位置、传递应力的作用。
高强度与轻质化:FRP材料具有极高的比强度和比模量,即在单位质量下,其强度和模量远超传统建筑材料,如钢筋和混凝土。
因此,FRP材料能够在满足结构性能要求的同时,实现建筑结构的轻质化,降低建筑自重,提高建筑的使用效率和经济效益。
良好的抗疲劳性能:FRP材料在循环加载下表现出良好的抗疲劳性能,不易出现疲劳破坏。
这一特性使得FRP材料在桥梁、道路等需要承受长期重复荷载的建筑工程中具有广泛应用前景。
优良的耐腐蚀性:FRP材料具有优异的耐腐蚀性,能够抵抗酸、碱、盐等化学物质的侵蚀。
这使得FRP材料在海洋、化工等恶劣环境下仍能保持良好的结构性能,延长建筑的使用寿命。
良好的可设计性:FRP材料具有良好的可加工性和可设计性,能够根据工程需求进行定制生产。
通过改变纤维类型、含量、排列方式以及聚合物基体的种类和性能,可以调整FRP材料的力学性能和功能特性,以满足不同建筑结构的性能要求。
作者简介:张旺玺:32岁,讲师,现从事碳纤维前驱体聚丙烯腈原丝的研究工作,该工作得到国家自然科学基金等多项资助,发表论文十余篇。
专题论述聚丙烯腈基碳纤维综述张旺玺 王艳芝(山东工业大学,山东济南,250061) 摘 要:对国内外聚丙烯腈基碳纤维的发展历史作了评述,重点对世界聚丙烯腈基碳纤维发展最新趋势作了介绍,并提出了作者对发展我国碳纤维的建议。
关键词:聚丙烯腈 碳纤维 发展 高性能碳纤维的问世,标志着材料发展史上的又一突破。
它具有高比强度、高比模量、耐烧蚀、耐磨、抗疲劳等优异性能。
作为先进复合材料的增强纤维,目前已成为航空航天飞行器不可缺少的材料。
在卫星、运载火箭、战术导弹、飞机上使用,可大幅度减轻结构重量,进而提高技术性能。
在工业,民用产品方面的应用也得到不断开发、扩大,例如:文体用品、运输车辆、机械、建筑材料等。
自聚丙烯腈(PAN )纤维制得了高性能碳纤维以来,由于其生产工艺与粘胶基、沥青基碳纤维相比,具有方法简单,产品力学性能良好等特点得到了大力发展。
PAN 基碳纤维将以强劲的发展势头迈入2000年,届时其生产能力可望突破4.8万吨[1],世界上各大公司竞相扩充自己的生产能力,开发应用范围,形成了系列化、规模化、垄断化高效益生产。
1 国外聚丙烯腈基碳纤维 的发展 1961年日本东丽公司成功地开发出了特殊共聚的PAN 纤维,结合美国Union Carbide 公司的碳化技术,生产出高强、高模的碳纤维。
其后,该公司高性能碳纤维产量一直独居世界之首。
由于该碳纤维是极高附加价值产品,在日本东丽、东邦人造丝、三菱人造丝等公司也争相发展自己的技术,积极参与碳纤维的市场竞争。
70年代末,许多以PAN 纤维为原料制造碳纤维的厂家为扩大产品销路,占领国际市场,在原料供应及碳纤维的生产、供销方面进行广泛交流合作,合资建厂,从而促进了PAN 基碳纤维工业的进一步发展。
80年代后期各公司则着重发展从原丝到碳纤维、制品的配套生产,力求提高经济规模,因此一些大厂不断扩大生产能力,由于产品应用范围开拓不足,从而使世界碳纤维总生产能力大于实际需求。
聚对苯二甲酰对苯二胺(芳纶1414)芳纶是一种新型高科技合成材料,是芳香族聚酰胺的统称。
相对于尼龙6、尼龙66等一般聚酰胺材料,由于分子链上相对较为松软的碳链为刚性的苯环结构所代替。
芳香族聚酰材料其结构的特性,呈现溶致液晶性,是一种重要的主链型高分子液晶,因此芳纶具有超高强度、高模量和耐高温等优良性能。
芳纶目前已被广泛应用于国防军工、及航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。
对位芳纶(PPTA)以其特有的高拉伸强度和热稳定性能成为三大高性能纤维中使用量最大,应用范围最广的产品。
聚对苯二甲酰对苯二胺poly-p-phenyleneterephthamide0 0{2Y>h别名:对位芳纶、芳纶1414性质:化学性质:对苯二胺与对苯二甲酰氯缩合聚合而成的全对位聚芳酰胺。
由于分子链的刚性,有溶致液晶性,在溶液中在剪切力作用下极易形成各向异性态织构。
具有高耐热性,玻璃化温度在300℃以上,热分解温度高达560℃,180℃空气中放置48小时后强度保持率为84%o高抗拉强度和起始弹性模量,纤维强度0.215牛顿/旦,模量4.9〜9.8牛顿/旦,比强度是钢的5倍,用于复合材料时压缩和抗弯强度仅低于无机纤维。
热收缩和蠕变性能稳定,此外还有高绝缘性和耐化学腐蚀性。
物理性质通常用低温溶液缩聚方法聚合,溶剂为六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺、N■甲基毗咯烷酮和四甲基服等,聚合物生成后即发生相分别,分子量与聚合条件、杂质及溶剂有关。
聚合物溶于浓硫酸后采纳干喷湿纺工艺成纤。
近年还消失了在螺杆挤压机中连续缩聚及气相缩聚等新聚合方法。
合成原料4,4,•二氨基二苯醛(ODA)为第三单体、对苯二甲酰氯(TPC)、对苯二胺(PPD)合成方法:,,芳抡1414的基本原料为对苯二胺和对苯二甲酸,后者经酰氯化制成对笨二甲酰氯,聚合体由低温溶液缩聚法制得。
反应按下式进行,nH t N-J×2√-NH*÷nClOC--COCl--EHN—〈,一NHCo—〈,一CO—3+2口HCl六甲基磷酰三胺(HMPA)、二甲基乙酰胺(DMAc)、N一甲基毗咯烷酮(NMP〉等酰胺型溶剂可溶介单体,且具弱碱性,能与反应付产物HCI生成盐酸盐,有利于反应的进行,故被认为是合适的溶剂。
新型纤维综述
一、常规纺织纤维的类别和特征(举例)
1.植物纤维:棉、麻
棉:吸湿性好,穿着舒适,光泽较暗,手感柔软,风格朴实,耐用耐洗,物美价廉,易折皱,服装保形性欠佳,耐碱不耐酸。
麻:吸湿散湿性好,干爽利汗,风格粗犷,有光泽,粗硬,弹性差,易折皱。
耐碱不耐酸。
2.动物纤维:羊毛、蚕丝
羊毛:吸湿性强,手感丰满柔软,光泽柔和莹润,因表面有鳞片具有独特的缩绒性,保暖性能好,干燥时抗皱弹性好,湿态易皱,易虫蛀,耐酸不耐碱。
蚕丝:吸湿透气,舒适性极佳,滑爽柔软,光泽优雅悦目,风格高雅华丽,变形时弹性好,悬垂性好,湿态易皱,不耐汗,耐光性差,多晒会泛黄变脆,耐酸强于耐碱。
3.人造纤维:粘胶
粘胶:吸湿性好,穿着舒适,光滑明亮,柔软,悬垂性好,易皱,水洗易变形,缩水严重,湿强低,耐碱不耐酸。
4.化学纤维:锦纶、涤纶、腈纶
锦纶:耐用性,弹性好
涤纶:洗可穿的佼佼者
腈纶:最不怕光的合成羊毛
共性:强度高,不易起皱,悬垂性好,服装保形性好,易洗快干,不缩水,不霉不蛀,热定型性能好,可形成稳定造型,吸湿性差,易产生静电,易起毛起球。
二、新型纤维的种类和特性(举例)
1.天然纤维:(竹纤维)植物纤维、(蜘蛛丝)动物纤维、(银纤维)金属纤维及其他
竹纤维:竹原纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性,具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。
竹再生纤维素纤维不具抗菌功能。
用途:竹纤维纱线用于服装面料、凉席、床单、窗帘、围巾等,如采用与维纶混纺的方法可生产轻薄服装面料。
与棉、毛、麻、绢及化学纤维进行混纺,用于机织或针织,生产各种规格的机织面料和针织面料。
机织面料可用于制作窗帘、夹克衫、衬衫、床单和毛巾等。
针织面料适宜制作内衣、汗衫、T恤衫、袜子等。
竹原纤维含量30%以下的竹棉混纺纱线更适合于内裤、袜子,还可用于医疗护理用品。
蜘蛛丝:高强度,高弹性,高断裂功,低密度,有良好的耐温及耐紫外线性能,有良好的生物相容性,理化性质优,每根蜘蛛丝的抗拉强度是钢材的五倍,弹性也比人造纤维好,开发前景广阔。
用途:制造防弹衣,制造坦克、飞机、雷达等军事设施的防护罩,制造降落伞,制造航天服,制成超细导线、渔线和轮胎外胎等。
2.再生纤维:(铜氨纤维)再生纤维素纤维、(大豆)再生蛋白质纤维
铜氨纤维:可承受高度拉伸,制得的单丝较细,面料手感柔软,光泽柔和,有真丝感,吸湿性好(与粘胶相近),染色亲和力大,干湿强低,耐磨,服用性能优良,悬垂性好。
用途:适用于与羊毛、合成纤维混纺或纯纺,做高档针织物,如做针织和机织内衣、女用袜子以及丝织缎绸女装衬衣、风衣、裤料、外套等。
大豆纤维:与皮肤亲和力好,丝般光泽,绒般手感,吸湿导湿性好,天然环保,具有抗菌能力。
大豆纤维服装穿着舒适、外观华贵,既具有羊绒般柔软手感、蚕丝般柔和光泽,又符合服装免烫、洗可穿的潮流。
用途:适用于针织内、外衣产品,具有保健卫生功能,在高档针织内衣领域已显示较大的开发前景,与各种天然纤维,化学纤维混纺/交织的机织面料,在衬衫面料、家用纺织品面料等领域已开发了系列产品,在市场上,大豆纤维的主要产品有T恤、内衣、海滩装、休闲服、运动服、时尚女装、衬衣、羊毛衫、西装、床上用品等。
银纤维:具有优秀的导电能力,防辐射,有抗静电性,除臭能力强,抗菌能力强,全天然,无毒无害,隔热保温能力好,具有医疗保健作用,可贴身穿着、直接水洗、、轻薄柔软、透气、耐洗涤、屏蔽性极好。
用途:用纳米银纤维面料做防辐射服。
可满足电子、电力作业防护、通讯、军工、航空航天、医疗器械等行业电磁防护要求。
采用银纤维面料制成的防辐射服装是一种高档产品,长期穿着这种服装不会受到任何刺激甚至伤害,是目前国内最理想的防辐射面料,也是孕妇防辐射服的首选材料。
3.合成纤维:玉米纤维(以玉米、小麦等淀粉为原料,经发酵转化成乳酸再经聚合,纺丝而制成的合成纤维)
玉米纤维:轻柔滑顺,强度大,吸湿透气,加工的产品有丝绸般的光泽及舒适的肌肤触感和手感,悬垂性佳,良好的耐热性及抗紫外线功能,服用性能好。
属于完成自然循环型,具有生物降解性,环保健康。
用途:制成的圆形针织布,制作贴身内衣、针织服,与棉、羊毛等天然纤维混纺制成新的纺织产品,除用作服饰以外,还可广泛应用土木、建筑物、农林业、水产业、造纸业、卫生医疗和家庭用品上,PLA纤维也可用来生产可生物降解的包装材料。