
纤维应用物理学,高绪珊,吴大诚,PDF。电子目录,52M。
+ M' E; C$ A, R1 T/ X3 z. _内容提要
+ ?0 C3 f6 q, O( f5 a: ]4 y本书针对纤维应用基础理论及纺织工 程 技 术 发展的需要,总结出纤维应用物理学的理论系统。全面论述纤维(包括天然纤维和化学纤维)结构的形成和表征,纤维结构与性能的关系,以及在化学纤维制造过程中纤维结构的形成,在纺织、染整加工和纺织品使用过程中结构性能的变化,并展望21世纪的纤维发展。( U. G9 ~) Y u8 ^# {
本书可供从事纤维材料及其加工应用的科学研究、工业生产的有关技术人员阅读,也可供大专院校有关专业的师生参考。+ a, j" |& I$ ]+ t# ~% D
本书由高绪珊、吴大诚反复讨论、确定大纲,编写人员的分工如下:
3 a( J2 y0 m# r) O" t( {第一 、 二 章 高 绪 珊' X0 _! T. C! c' }. f' }9 z, w) R! U" }
第三章 江锡夏 李振华9 Q9 q5 }$ k" t# ?. E3 \6 k
第四章 高绪珊 童俨; B; n/ V4 j% j% d, N* r3 k+ Q4 J. A
第五章 童俨 李燕立
2 C9 ]$ }' f {第六章 解孝林 吴大诚
, e& P# _9 a* t' @) m+ a1 b, t第七章 童俨 李瑞霞 吴大诚 高绪珊 吴行
7 T9 t% V, u" B, m$ s第八章 高绪珊 童俨 吴大诚
$ |% Y! b C! P全书由高绪珊、吴大诚统一定稿并审 稿。
& ?- S% R7 S- e1 W7 R. @; e目录
* l2 B3 L: n5 g2 X& r8 w第一章 概论 15' ]9 b. ~+ J% c3 N+ {' T
第一节 纤维应用物理学的发展 15; P- \1 h" a3 g- t7 G
一、纤维物理学的发展历史 15$ W$ R$ f; e1 |9 G: [* g
二、现代纤维技术的进步和纤维应用物理学的进展 162 G5 P8 {; u# u" N( ^$ M& [% E
第二节 纤维的结构和性能 18) R( b; w# R3 U, I2 v3 K" q3 n
一、单纤维结构 18
) x. j( D2 k4 S4 o9 s/ N 二、纤维集合体的结构和特征 227 c# n4 d: G; Q# P4 K" K
三、超纤维集合体开发的现状与未来 27$ I9 w' l: o( X! N9 A. a
第三节 单纤维和纤维集合体的次(维)概念 28
, V2 l, |! {# a5 I 一、概述 28
a4 l4 T" s6 e& K, q) X 二、纤维材料科学的次(维)分类 32
& o+ I% W) J2 U; a7 D" v/ L 第四节 纤维材料的结构设计和控制 361 q! @7 Q6 {( ^2 m) F
一、概述 36! K4 o, B* @6 [. P9 V
二、超(维)纤维结构的形成 37/ z- P6 b# Z' h1 c7 J) D
三、单纤维的设计和控制 426 p6 d3 `! {! ?9 }; ^: R" \: B
四、纤维集合体的设计和控制 503 ^ X* |. O; |, a
第五节 纤维应用物理学的研究内容和方向 547 M! i/ A; R( h$ m, Z+ h1 A2 H
一、纤维应用物理学的基本内容 54
* D, e2 f5 B9 Z3 x9 d# z' U" u( W: v 二、根据纤维的系统科学技术开发综合功能性纤维材料 56
4 _+ h% `; }0 j( x+ P* O2 e1 I 三、纤维成形新机理和超前沿纤维的开发 56& U5 L H1 K9 Y* x
主要参考文献 57
* ?/ s% U0 F' V/ }. X% G# \" L7 W第二章 纤维结构的表征 592 @. |/ d6 Z, x2 ~
第一节 纤维的形态结构 59
( v# Y& ^7 O3 [& H% {- `, _ 一、天然纤维的组成及其特殊形态结构 60- V6 {- ` ]+ Y- E
(一)羊毛纤维的结构特征 61, [1 a( R4 }- w& h
(二)蚕丝的结构特征 72
) g- \; u0 w t! u5 T9 ? (三)棉纤维的结构特征 77
4 T( D0 G& o2 I. m% ?, v. B( z (四)麻纤维的结构特征 81
8 \3 b9 h: a) t7 D: w1 Q 二、纤维形态结构的基本特征 83$ B1 ^$ G% A3 n8 G
(一)纤维外部形态的基本特征 84
% y/ ~2 C* b+ H% e3 l, p* O (二)纤维的截面形态结构 111* g& \8 _! J- l* i
(三)纤维的表面形态结构 121* h4 \( D: l. i0 p' X/ P Y1 H
第二节 纤维大分子的聚集状态和纤维结构的发展过程 125
0 t" D5 r3 S' o5 I 一、大分子的内聚能密度和对称性 125
! Z0 C9 n* m2 J (一)大分子的内聚能密度 125& `9 x3 }7 h2 Y1 _0 M
(二)大分子的对称性 127' t- D. Q" o; w5 [3 i L3 O
二、高分子熔体或浓容液的等温结晶 130
* b; c3 }3 H5 L" l (一)线性高分子在稀溶液中结晶 130
5 H% K; O& \3 c9 U2 m" ] (二)球晶的生成、成长及其性质 132
$ \/ q$ F& D9 [9 J+ g6 M- O" o+ U (三)高分子熔体或浓溶液的等温结晶 134: U4 R+ b( q: \/ M% u
三、纤维的微晶结构 138
6 \6 I3 v, |6 @$ v5 _ ~" D (一)束状结晶和微纤构造 138( s M% k9 R9 K5 z$ N7 f
(二)纤维的结晶组织和结构模型 142
. n; C- R1 E7 |# y 四、纤维的结晶结构和结晶热力学 148; n7 }9 l7 j4 P* F5 ~
(一)结晶分子链的构象及热力学影响因素 149
' W2 l4 O7 ]0 T* q (二)高分子结晶单元中分子链填充构造的表征 1508 F- N; v! K( |- A
(三)常见成纤高聚物的晶型和晶胞结构 152! U% C/ u2 K9 \0 ^4 m8 z/ X$ z$ n
第三节 纤维成形及其取向和结晶 158
9 r7 S1 q8 n+ v 一、纺丝成形及纤维结构的形成 158
8 @* [ Z: u0 y6 F 二、高速纺丝的取向结晶 163. u8 ~/ P# _5 p7 N* b l: V
三、硬弹性纤维的结构特征 185; ? M5 }7 ?/ J9 _' L
主要参考文献 195
, F' S1 I" R, Z* i+ ]' M6 ]7 N( p第三章 熔体纺丝 198
8 n& B* e8 F) P* L4 F 第一节 熔体纺丝的一般特征和基本规律 198! }. b4 r) X( C# T- e2 q! Z
第二节 高聚物熔体的基本特征 202
( y9 p5 {9 _6 @+ F 一、高聚物熔体的流变性 202
2 @9 R- s0 f! @ 二、孔道中熔体的流动与挤出胀大 220
8 k+ F% {; R2 C& B2 W 三、高聚物熔体的可纺性 226* l6 f! ]) y! V! ^0 K
第三节 纺丝线上各参数的变化 2291 f! [$ N0 { f. n$ l6 A; f
一、纺丝线上的直径变化和速度分布 229
+ d3 P2 D7 X1 a* ~8 D3 q 二、纺丝线上的力平衡 234
: d- k4 c7 @4 ]+ s/ l; q) K' n/ O3 b' { 三、纺丝线上的传热和温度分布 237& V B$ _* ?- G7 }7 u# Q6 n3 P
四、拉伸共振现象 242
. }# u h- x; ] 五、非稳态纺丝 244* u* k, s! y& h8 c8 L
六、熔体纺丝过程的计算机模拟 249
" e, H. e' P3 K: D4 m$ x 第四节 纤维结构性能与纺丝条件的关系 2583 w" p$ I/ i" P. w8 N% k4 ~; G
一、熔纺过程中纤维结构的形成与发展 258
2 x" X1 @9 v# C4 ] 二、高聚物原料特性对纤维结构性能的影响 268( t- G% m" D& V h! Y+ j
三、纺丝工艺条件对纤维结构性能的影响 275& |/ \* O5 I* S% `$ @- t
四、纤维横截面上的结构差异和不均匀性 2817 P5 k) H( F9 ~% E0 }+ F. }
第五节 熔体纺丝工艺的新进展 284
% f% f+ j5 O; O/ z 一、熔体直接纺丝 284! B% L9 y4 Y9 L5 f
二、高速纺丝 285' Y& G7 A$ q; Y$ h& o( d
三、双组分纺丝 292
' R# s/ L& \* F+ A" g 四、熔喷纺丝 2979 M2 x, h" `7 j$ E1 a7 q1 n% o
主要参考文献 301
* d& S4 t; w8 A6 }; q: B# B1 z2 r$ l第四章 溶液纺丝 305
2 ?+ d) O$ r1 I1 F/ m( O9 T 第一节 纺丝溶液的制备 305- Z7 ~! e5 O& U9 `1 Z2 Y) ~
一、溶解过程的热力学 305/ i) }( d0 K3 } u* L
二、溶解过程的动力学 3124 ^/ K; U# [0 o7 u4 \( F
三、纺丝溶液的流变性 313
3 t+ S; v) ~; v7 T8 ? 第二节 溶液纺丝的沿纺丝线解析 320
- L7 V# K) t; q# y 一、纺丝原液的固化成形及纺丝条件的影响 320
0 Q+ L$ x. d% S. C& y 二、纺丝线上各参数的变化 325+ {' ?: P0 O& n+ c! ]
(一)溶液纺丝的概要 325
$ |" V/ T- T' }5 ~" t9 \2 V (二)纺丝线上的受力分析 3278 i& g' c/ O$ k3 Q! t* Z* D
(三)纺丝线上的传热分析 332
( @, u( {. P4 t( ] l: z 第三节 纤维结构的形成和构造的发现 3362 g* f/ Q, q7 \* E
一、干法纺丝过程中的结构变化 336% f z0 c- x' \" `
二、湿法纺丝过程中的结构变化 343* g- y# _" b& w
三、纤维成形过程中的分子取向 352
2 k. O' |1 s6 b# a 四、拉伸和平衡、热处理过程中的分子取向 355" p1 @4 C* T* b+ r* V$ H
主要参考文献 358
, V: ~& d9 k2 v2 Z% ~6 }* A& D ~$ z第五章 拉伸和热定形 360" s- @4 U& a" |, p$ a6 m6 n
第一节 拉伸和热定形过程的特征 360! \) d1 } U M
一、拉伸过程研究的现状 360! Y" U! |1 `# o6 `! f
二、拉伸过程的作用和特征 3615 M( G M! |) J7 _& x1 [
三、热定形过程的作用和特征 362+ S: g* s$ a8 _
第二节 拉伸过程的物理原理 363
) ^! ~ i% Z6 I$ J3 ] _- y 一、拉伸流变学 363
3 O+ ] _8 T5 |1 m: f7 T6 t- x (一)WLF方程及其物理意义 363
& Z ]! A+ A% c2 `* X (二)时间—温度参数变换原理 3664 n( X9 Y6 ^# i" A. l
二、纤维拉伸变形过程的力学行为 369/ W' p: @5 @6 Q7 X, a+ i- u
三、用于研究拉伸过程的各种理论 379+ u. z. U, Z+ M s
四、分子网络理论基础 382
" a* L# ^- h6 O: N0 p (一)弹性体形变的热力学 382
n& ^3 ^! G. x5 ^8 m0 B (二)弹性体形变的统计力学理论 3862 Z; t9 t+ f' ~
(三)弹性体的模量及应力—应变的行为 389' ~) n6 X/ a8 ?( l: _" B
五、网络理论的发展 390* t K" W V% W P3 s/ |$ ~
(一)Mooney-Rivlin方程 391 @7 D1 y [1 f0 O/ i
(二)滑动链理论的发展 393
; H! [! k: |' i. ^8 a+ M 第三节 拉伸过程中纤维结构的变化 401
; t* M. s$ q5 w. U$ B3 O 一、概述 4010 ~& p* a" j: d7 A
二、拉伸取向机理 402, `3 a+ b9 t/ ~0 ]1 M1 o
(一)玻璃化转变温度对拉伸过程的重要影响 4048 Q" r, S, l' l8 D
(二)拉伸倍数 406
8 w+ D, ]6 W& |4 x 三、拉伸过程中的纤维结构 4081 f3 k4 Q5 f/ d* M# A2 S( }
四、水分在拉伸过程中的作用 410
! h. D- ^; o: u, V" ^' E7 \ 五、PET纤维的拉伸行为 412" s& ^ n) ^4 s( }( F: p) \
(一)PET纤维拉伸的一般特性及相关理论 412
q8 x9 u: b M5 z+ o' m- f (二)PET纤维的拉伸实践 422
, g1 {* q% z& [ 第四节 热定形过程的物理原理 429
) J1 ?4 b2 H- H" c1 ^) G 一、纤维尺寸和结构的稳定性 4298 b! O6 h: g0 D
二、热定形的力学弛豫及其分子理论 432
" a0 x1 J1 G8 Y& n- I. | 三、热定形与高聚物的多重转变 443
- Z$ t0 R1 i( ^* |" P/ E 第五节 热定形过程中纤维结构的变化 447
7 m5 b4 u9 l1 c$ M 主要参考文献 4537 @8 ~" r1 ?& u2 s Q1 r3 _8 \
第六章 纤维的物理性质 457
5 }/ J+ m$ Y4 }" F( i 第一节 纤维物理性质研究的意义和方法 457
8 U+ d% m" a: L8 U; h 第二节 纤维的力学性质 458
# R0 y1 K1 g9 b) I! @/ A 一、纤维的拉伸性质 458
: }6 W- V' q( m (一)纤维的应力—应变试验 4588 ]6 P3 @- f" i6 l: W) a1 ?0 {; m
(二)纤维的拉伸弹性 4639 k1 r' F3 R9 W$ g# W- r% S) h$ z" o
(三)纤维的强度 472) r; I3 W3 X, Y8 s5 C
二、纤维的弯曲性质 4859 v$ G5 R. F5 f* I' V- a
三、纤维的扭转性质 491
7 _5 R2 m; S- L3 I7 J 四、纤维的压缩性质 495
, j K, C, i, a% L$ |4 O 第三节 纤维的电学性质 499
3 b$ ]& x4 E- x/ x) J! d/ C W 一、电导性质 500
% D* Q1 ^9 ]' i2 E# o 二、静电起电 507
* f7 B) I0 P' _; P (一)静电的产生 507
4 M! v- {. H% t- Y (二)摩擦起电机理 509* p7 H1 m/ b7 X# j
(三)纤维的静电积聚过程 511/ p- ~! P" D2 D
(四)防静电作用 5133 v1 N, w# M. w8 b- d$ ?8 ]0 C
三、介电性质 515/ O4 ?! S1 y& ^/ r
(一)介电系数 515+ t; _! s2 X$ X) l: _
(二)介电损耗 516) C2 @" v, w9 i/ c" N
(三)影响纤维介电性质的因素 519
: d3 H' |+ N) `, {7 b 第四节 纤维的光学性质 521
! j+ D' @. B) b$ G+ H9 R5 y/ y 一、纤维的折光指数与双折射 521
3 a0 m9 s/ {! V" E, k% i2 m6 v 二、光的反射与全反射 526* J" E8 g( u4 M* d7 \6 }
三、光吸收与二向色性 529
5 @+ _* S+ v+ W6 B+ { 第五节 纤维的热学性质 532
" `/ T; b! E* X" l$ Q! L* z. N 一、比热容 5324 C# K4 |+ x. w" B
二、导热性 533
1 A! _0 J. T' T4 e& K 三、热对纤维的影响 535
8 ?& s3 T; r# L5 t# C- ? 第六节 纤维的声学性质 540
2 X0 m5 u2 D& d4 t l& l& ]' s1 _ 一、声波在纤维中的传播 5410 Q& w* t1 p$ T: h
二、纤维的声速 541# R' Q _; H/ B5 d5 n* V
三、纤维的声吸收 545 n* t' Y4 D/ _: m L& m/ R
四、纤维的声阻抗 548
, I3 F: \9 Z9 t5 W 五、超声显微术 549, }& p! ^+ q! ]; o" v, E) q
主要参考文献 550
9 s3 q6 }# R$ l0 [6 c8 F5 i第七章 高性能纤维 551
) {. n" q' J/ E6 S 第一节 超高强度功能性纤维 551/ m# p- T4 F1 u! q9 O2 p/ g; o! T
一、超高强度耐高温芳香族聚酰胺纤维 5513 g8 A3 C- I; Y) ~8 \+ v% {
二、超高强度高密度聚乙烯纤维 562
: C6 h4 p+ ~. [- h2 j/ ]0 Y 第二节 聚苯并咪唑纤维和聚醚酯纤维 570/ V7 b: N( {( V b& b2 g8 E- o# Y9 c
一、聚苯并咪唑(PBI)纤维 5700 E% J2 S+ z% f
(一)概述 570: ]* n( I6 T( n" ~
(二)聚苯并咪唑纤维的制造 5706 V1 F& r' g# l1 m) O: e/ M
(三)聚苯并咪唑纤维的性能 575
6 Y; C% Z- @2 b2 f5 e 二、聚醚酯(PEET)纤维 5795 v4 y. C9 s+ K) }% R
(一)概述 579' X4 {3 ?+ |( A
(二)聚醚酯纤维的工业化 581
1 ]$ F2 N0 i4 u& X) U) T0 T 第三节 碳纤维及其复合强化材料 583 _4 E5 T% W, u
一、碳纤维 583. {$ B6 W* X, }' v. M( ?9 c: d
(一)碳纤维的种类和制备 584% X' ]/ F! B4 v1 [9 ]4 o
(二)纤维素系列碳纤维 585
" J6 @+ M9 V6 ]" o (三)聚丙烯腈系列碳纤维 5867 d- A$ I# r3 E U3 k
(四)沥青系列碳纤维 588' h( O) @; P* `7 o& p9 y
二、碳纤维复合强化材料 591
; G, s# x. r _) R) E (一)碳纤维及其复合材料的用途 5910 o& m4 a- O$ a3 v9 t; K
(二)碳纤维的尖端复合材料的两种主要类型 592
8 \! w7 L9 y4 ~1 \ z1 j$ P 第四节 特殊和环境功能的高性能纤维 593. G" U2 M( p: [" d4 ]- p1 u
一、无机系耐热纤维材料 593+ G/ Q. U8 t# F2 D ]- Y1 I0 J: K
二、超导纤维 595
+ T3 x7 Q& E( ]( r3 `' b 三、光纤维 5979 V' L5 {- V2 d6 ~4 X- c) l) P1 ^) _0 U
四、无定形酚树脂纤维 600
& x* E% z: H! H+ h* o 五、聚四氟乙烯(PTFE)纤维 601
4 Z. b! [8 k: {) c* t: j/ r+ P, K 六、导电纤维开发的现状与未来 6019 \5 d6 U' k( s& o9 K4 D
主要参考文献 606* J6 |! @3 B5 r$ G- H B1 ] a6 f
第八章 新合纤和生体高分子纤维 608
5 y0 y& F0 S: ^9 ` ? 第一节 新合纤的现状和动向 608
9 W6 F8 P/ G7 Q2 z# ^1 |; z 一、新合纤的诞生 608
7 J! ~6 b0 r5 M) p3 a# ^: n3 A+ K (一)人们对合成纤维性能的新要求 608
7 U% ~% P* q$ o2 }& N2 d (二)合成纤维新产品开发的动向 609" V: D' `* P: } S0 t
(三)新合纤的诞生 6120 H7 p8 a# y1 b5 w
(四)新合纤的技术特征 614
8 L+ U1 f, |4 b# `2 M% n0 t) b 二、微细纤维的制造及其应用 618' t. k; I" D% E# F
(一)合成纤维的微细化 618
& x6 _6 `0 a* l( m$ n7 G (二)超细纤维及其纺丝技术 6224 R6 _+ U I/ Q! r1 t0 L3 n- N
(三)超细纤维的应用 629& z) f# ]9 j; Z+ X, J
三、新合纤的染色加工 6323 g; ?% R& G, O& g7 E
(一)精练工程 632
! q4 Y0 S% @9 C" S (二)碱减量加工工程 6330 l6 o/ o7 q2 ]- b
(三)染色工程 635
. c8 \$ M/ E% S) ^/ s& X 四、复合超细纤维的染整加工 6353 V$ C8 `! l Z8 n( v( }
(一)开纤超细化工程 635! p9 h, `/ \5 w1 ^
(二)染色工程 636) g& m6 W3 w+ A. L7 J6 X
第二节 生体和仿生高分子纤维 638% D- E; G8 a4 a1 t$ R# r4 ?
一、模仿生体组织形态的纤维材料 638
Q1 t6 p/ \* O8 r 二、医疗用纤维材料 643
! O! R- J, V7 ~/ U" M N/ U9 n (一)生体缝合线 643' e( d. u7 F! Z& S5 p" {# Q
(二)人工血管 646
7 Z2 Q+ D3 p- |* T* k (三)人工肾脏和人工肝脏 650
$ _8 J& `% a% A- J/ S (四)人工心脏和肺脏 652/ j7 d( [1 b3 b0 S4 x2 s; ]
(五)人工皮肤 653- E H3 L3 [ K0 U' d5 x7 _4 h' L
三、生命技术与天然纤维 653
, a5 x8 H9 v8 p- J- C. z, U 主要参考文献 6621 b. d% ~8 c. v# Y* I( @
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