文档介绍：新型纤维功能材料
本课程对各方面新型纤维材料做了介绍,包括新型天然高分子动植物纤维、水溶性纤维、功能性纤维、高性能纤维、新型织物、纳米科技与材料。对各种纤维的提炼,加工技术,应用方面也做了较为系统的介绍。
天然高分子纤维主要讲解彩色棉,改性毛,纤维素纤维Tencel,大豆蛋白纤维等,也涉及到蚕丝和甲壳素纤维等。水溶性纤维讲述水溶性维纶的加工应用以及与羊毛的混纺产品性能。功能性纤维着重介绍常规纤维的改性技术,以及他们在抗菌,消臭,弹性,透湿防水,保温,抗静电,导电等健康,安全,舒适性有关方面的开发情况。比如有机导电纤维的研发,防紫外线辐射纺织品纤维的加工。高性能纤维的讲述包括高模高强的Kevlar纤维,多用于复合材料的碳纤维,绝缘耐火的氧化铝陶瓷纤维等内容。新型织物简要地介绍功能化智能化纤维织物的设计,制备和性能等。纳米科技涉及的领域比较广,我们主要讲解一些纳米级材料在纤维附着方面的研究及结果。
第一章绪论
第一节材料
第二节纤维材料
第一节材料
材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。材料是物质,但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物,一般都不算是材料。但是这个定义并不那么严格,如炸药、固体火箭推进剂,一般称之为“含能材料”,因为它属于火炮或火箭的组成部分。
材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当时文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。这主要是因为材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。材料除了具有重要性和普遍性以外,还具有多样性。由于材料多种多样,分类方法也就没有一个统一标准。
材料的分类
从物理化学属性来分:
可分为无机物材料(金属材料、无机非金属材料)、有机物材料和不同类型材料所组成的复合材料。
从用途来分:
可分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。
更常见的分为结构材料与功能材料(传统材料与新型材料):
结构材料是以力学性能为基础,以制造受力构件所用材料,当然,结构材料对物理或化学性能也有一定要求,如光泽、热导率、抗辐照、抗腐蚀、抗氧化等。功能材料则主要是利用物质的独特物理、化学性质或生物功能等而形成的一类材料。一种材料往往既是结构材料又是功能材料,如铁、铜、铝等。
传统材料是指那些已经成熟且在工业中已批量生产并大量应用的材料,如钢铁、水泥、塑料等。这类材料由于其量大、产值高、涉及面广泛,又是很多支柱产业的基础,所以又称为基础材料。
新型材料(先进材料)是指那些正在发展,且具有优异性能和应用前景的一类材料。新型材料与传统材料之间并没有明显的界限,传统材料通过采用新技术,提高技术含量,提高性能,大幅度增加附加值而成为新型材料;新材料在经过长期生产与应用之后也就成为传统材料。传统材料是发展新材料和高技术的基础,而新型材料又往往能推动传统材料的进一步发展。
第二节纤维材料
纤维(Fiber): 是指天然的或人工合成的连续或不连续的细丝状的物质材料。(聚合物经一定的机械加工(牵引、拉伸、定型等)后形成细而柔软的细丝,形成纤维。)纤维具有弹性模量大,塑性形变小,强度高等特点。
天
然
纤
维
化
学
纤
维
植物纤维:种子纤维(棉);韧皮纤维(亚麻、苎麻、黄麻);叶纤维(剑麻、蕉麻);果实纤维(椰子纤维)
动物纤维(蛋白质纤维):毛发纤维(绵羊毛、山羊绒、骆驼毛、兔毛、马海毛);腺体纤维(蚕丝,蜘蛛丝)
矿物纤维:氧化物纤维(石棉)
再生纤维:粘胶纤维(Viscose fiber),如人造丝(Rayon)、天丝(Tencel)等;醋酸纤维(Acetate fiber);铜氨纤维(Cuprammonium fiber)
合成纤维:聚酯纤维(涤纶);聚酰胺纤维(尼纶);聚丙烯腈纤维(腈纶);聚乙烯醇纤维(维纶);聚丙烯纤维(丙纶);聚氨酯纤维(氨纶);聚氯乙烯纤维(氯纶);高性能纤维
无机纤维:玻璃纤维;碳纤维;金属纤维
石棉,指具有高抗张强度、高挠性、耐化学和热侵蚀、电绝缘和具有可纺性的硅酸盐类矿物产品。它是天然的纤维状的硅酸盐类类矿物质的总称。共计6种矿物(有蛇纹石石棉、角闪石石棉、阳起石石棉、直闪石石棉、铁石棉、透闪石石棉等)。石棉由纤维束组成,而纤维束又由很长很细的能相互分离的纤维组成。石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性,是重要的防火、绝缘和保温材料。
石棉很早就用于织布,中国周代已能用石棉纤维制做织物,因沾污后经火烧即洁白如新,故有火浣布或火烷布之称。
由于石棉纤维能引起石棉肺、胸膜间皮瘤等疾病,许多国家选择了全面禁止使用这种危险性物质,其他一些国家正在审视石棉的危险。