
纤维应用物理学,高绪珊,吴大诚,PDF。电子目录,52M。
9 U% `: n3 n( `6 X内容提要/ \5 k# w$ @/ [4 c: s2 j" ~# [
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。
& D; o1 F5 ?7 ^2 X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。. P: U7 x- |. ]3 L2 `/ o1 S3 q
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:
* G0 B* O l8 ^" i& Y/ b第一 、 二 章 高 绪 珊
% R. E) V# `" M第三章 江锡夏 李振华3 |6 @* N$ E/ ^, {+ ?
第四章 高绪珊 童俨
! m$ C8 `- X" U8 y$ W/ b! t第五章 童俨 李燕立3 P0 ?3 N* H( T& x7 L; _2 E
第六章 解孝林 吴大诚8 X$ l' z; i( y5 b
第七章 童俨 李瑞霞 吴大诚 高绪珊 吴行
W9 ?/ g/ h2 d1 b( ~第八章 高绪珊 童俨 吴大诚. B* B: |( J) H* ]8 I& E7 V
全书由高绪珊、吴大诚统一定稿并审 稿。& J; w) N+ U" H$ E4 m6 U% g
目录
% ]+ B5 a; \. u+ I' d1 a第一章 概论 15
" F% @& Y' ]$ H3 C H0 Y 第一节 纤维应用物理学的发展 15
: t8 \: G! H6 J( p( k+ | 一、纤维物理学的发展历史 15* o; e# G/ W6 e) D
二、现代纤维技术的进步和纤维应用物理学的进展 16" \: N) T: B, d1 ^) f; {; S
第二节 纤维的结构和性能 184 E9 {4 d( |: o
一、单纤维结构 18
3 f6 j) E6 `; H; o1 R* J 二、纤维集合体的结构和特征 22
9 c$ @0 M' }% o/ a0 B! D( J 三、超纤维集合体开发的现状与未来 27
" x U% l- a- D s0 o3 U2 P 第三节 单纤维和纤维集合体的次(维)概念 28
5 j# d" O1 }; d' i& m. B 一、概述 289 Z1 K2 _$ k5 | {
二、纤维材料科学的次(维)分类 321 _- F& Z3 N& r; }% T4 Y1 [8 @, f
第四节 纤维材料的结构设计和控制 36' a: t8 W" D, U4 j1 S
一、概述 36
! C0 {7 x. t# i. ?$ l6 H 二、超(维)纤维结构的形成 37
9 D' x9 M+ h3 k# I/ g) k 三、单纤维的设计和控制 42
- L% [: h% O( P6 D4 ]* N! t 四、纤维集合体的设计和控制 50: |; L& k s' g
第五节 纤维应用物理学的研究内容和方向 54
, V( C$ p' v3 x. Z$ y% Z 一、纤维应用物理学的基本内容 54+ Q% k4 P' P( \) f g# `# ?+ G
二、根据纤维的系统科学技术开发综合功能性纤维材料 56* w5 a4 n8 \' v$ p3 ~
三、纤维成形新机理和超前沿纤维的开发 560 p7 O9 ]: F3 Z" @2 E/ H* s: D
主要参考文献 57- w- Q+ K1 v, M) o8 T6 K
第二章 纤维结构的表征 59
0 x: V1 I* w _ 第一节 纤维的形态结构 59
, k: c: O3 K+ f( f k 一、天然纤维的组成及其特殊形态结构 60
5 |( m5 ]: L1 Z/ w5 Y; v; c (一)羊毛纤维的结构特征 61% q5 {5 i8 [2 B: X/ y% X) G
(二)蚕丝的结构特征 725 ]! v2 n% N! a/ t. Z
(三)棉纤维的结构特征 776 {2 B( K, D5 b& u2 e' a. Z
(四)麻纤维的结构特征 81
; t8 q; z! _9 i$ b- B 二、纤维形态结构的基本特征 834 n% Q9 ]4 ]5 G. C
(一)纤维外部形态的基本特征 843 r2 f) q- m) w9 @8 ?" p: T
(二)纤维的截面形态结构 111
5 e& B3 d0 B! ^5 A1 v" X (三)纤维的表面形态结构 121
4 v: m+ n* }: n1 E 第二节 纤维大分子的聚集状态和纤维结构的发展过程 125/ a1 L9 `; R W! s* e4 A) n
一、大分子的内聚能密度和对称性 1256 t" d, U7 x/ o1 K O
(一)大分子的内聚能密度 125( D* `& p$ }! ?% Z/ R
(二)大分子的对称性 1273 o7 G* R5 W* U- P3 R0 G" o: U
二、高分子熔体或浓容液的等温结晶 130" ^; M# C+ e2 g" n
(一)线性高分子在稀溶液中结晶 130: `( c# O$ K" h7 o
(二)球晶的生成、成长及其性质 132
4 {1 H$ q. g$ `) g' H: J, V" l% Q (三)高分子熔体或浓溶液的等温结晶 134- c/ g3 c$ _) l( W# {5 N
三、纤维的微晶结构 138; b7 f" N! T2 U- ~# K1 P
(一)束状结晶和微纤构造 138
: T2 m8 D3 U+ x (二)纤维的结晶组织和结构模型 142
- L- [3 S0 `' b0 B$ m$ B# x9 B 四、纤维的结晶结构和结晶热力学 148
3 \. f1 T, V9 W5 C$ o4 u+ H4 C: v (一)结晶分子链的构象及热力学影响因素 149
, S: ~+ A0 x1 O (二)高分子结晶单元中分子链填充构造的表征 150
% B2 C& L! I- q4 p' e (三)常见成纤高聚物的晶型和晶胞结构 152
! k& S: J1 ^! b6 g6 A# X. \ 第三节 纤维成形及其取向和结晶 158* @$ v0 p( A, P! q- c
一、纺丝成形及纤维结构的形成 1589 E+ ^( o9 L3 F4 W$ C3 z# q0 S
二、高速纺丝的取向结晶 163* O0 `# M3 _+ [3 I8 R/ X# X
三、硬弹性纤维的结构特征 1854 w+ I. t- p9 m
主要参考文献 1953 J3 c) G% s5 b$ j- I' E# w
第三章 熔体纺丝 198
8 E$ R9 Q2 }$ s 第一节 熔体纺丝的一般特征和基本规律 198
% ?) d5 A1 I: _" k 第二节 高聚物熔体的基本特征 202
9 q6 P/ g+ O% x& u 一、高聚物熔体的流变性 202% }2 y* i8 b h& [
二、孔道中熔体的流动与挤出胀大 220
3 k! P0 P6 R' O 三、高聚物熔体的可纺性 226& E+ o2 T& g+ [5 I# B# Q5 ?
第三节 纺丝线上各参数的变化 229
9 K% G. Z# _9 N: E 一、纺丝线上的直径变化和速度分布 229
- H0 {, ~% L0 G( \# }1 e 二、纺丝线上的力平衡 234/ Q( p0 p0 ]( h1 a0 h
三、纺丝线上的传热和温度分布 237
. @# K+ t+ y/ w" ~3 ? 四、拉伸共振现象 2425 I P. X% T; t) M& ^
五、非稳态纺丝 244
- o( F) j- A y! e1 u3 { 六、熔体纺丝过程的计算机模拟 249
5 T+ Q1 _) X( {5 L- P 第四节 纤维结构性能与纺丝条件的关系 258. @5 Y1 x9 J* @1 @# T
一、熔纺过程中纤维结构的形成与发展 258
2 z2 C; l1 I2 `2 k9 L 二、高聚物原料特性对纤维结构性能的影响 268
. [3 u+ [" S# A( Z& I' M, u. y4 q 三、纺丝工艺条件对纤维结构性能的影响 275+ u- f7 X, k' y0 n# G
四、纤维横截面上的结构差异和不均匀性 281
- E$ [: K6 T! Q2 x7 s 第五节 熔体纺丝工艺的新进展 284* Z/ |( Y5 f! z* x, c/ i! F
一、熔体直接纺丝 2847 r' I$ Q" I# g: I4 C5 H: Q
二、高速纺丝 285
7 v6 a7 Z" L2 Z( @8 ~2 h 三、双组分纺丝 292
% I# b% ~& z1 b' ?+ ~ 四、熔喷纺丝 297
) p r1 a# e' z7 `) o" ~% B 主要参考文献 301; }( A; w9 `; [$ a, b5 ^7 K
第四章 溶液纺丝 305
. H1 b( m& u8 P, ^3 @% K9 B 第一节 纺丝溶液的制备 305/ F8 i/ q4 R" o; g" j
一、溶解过程的热力学 305# Q) l! G+ ?0 f8 j
二、溶解过程的动力学 312
$ Q, C m( f- S1 e8 _: D9 ^5 p4 a 三、纺丝溶液的流变性 3131 I' L; J6 ?! s) o
第二节 溶液纺丝的沿纺丝线解析 320
; T/ i% p7 D; g! o 一、纺丝原液的固化成形及纺丝条件的影响 320: c+ `9 o) X4 M6 U; E
二、纺丝线上各参数的变化 3252 m! o& M% D7 q/ T" A! |
(一)溶液纺丝的概要 325
) U& P2 s- E# q0 R; _. p- X5 Q (二)纺丝线上的受力分析 327% h" V- N2 s- r7 j! i% B
(三)纺丝线上的传热分析 332, F9 e+ V p o1 n9 u1 o
第三节 纤维结构的形成和构造的发现 336
1 w+ q+ O: C. I0 h: b 一、干法纺丝过程中的结构变化 336, u g7 g' z4 g0 l
二、湿法纺丝过程中的结构变化 343
& [* Z9 G# [+ t/ A 三、纤维成形过程中的分子取向 3520 |* Q9 G3 X, ?: [
四、拉伸和平衡、热处理过程中的分子取向 355
( `6 |) v3 _6 q( l 主要参考文献 358
9 p, k/ Y9 P, l& _( L5 }: O第五章 拉伸和热定形 3608 Q3 |9 f# H" p
第一节 拉伸和热定形过程的特征 360
! J' g* n: ]/ h5 T, R- K+ e$ X 一、拉伸过程研究的现状 360
2 y, O. G$ ^0 w 二、拉伸过程的作用和特征 361& o( d5 ]4 }' u- Y) T! _/ Z
三、热定形过程的作用和特征 362
% U' v5 R! [3 u 第二节 拉伸过程的物理原理 3638 n# x- \# p- r4 o- R
一、拉伸流变学 363
/ f( f# @# b( ?+ B2 z (一)WLF方程及其物理意义 363
* i4 k2 [& g- Z (二)时间—温度参数变换原理 366
6 ^* n' `% d; ]6 M, p2 w 二、纤维拉伸变形过程的力学行为 3692 d* N6 o9 Y2 D/ u
三、用于研究拉伸过程的各种理论 3795 p" x# B- j' x6 N& I% K* l
四、分子网络理论基础 382* ~- P/ v3 i+ _. z" v" r7 t
(一)弹性体形变的热力学 382
# h! }) H& s2 U8 H6 `; c& T' l2 l (二)弹性体形变的统计力学理论 386
; A; a* [/ y s, G (三)弹性体的模量及应力—应变的行为 389
- Z1 N, E. e% s& W( C4 O 五、网络理论的发展 390# P5 M7 \2 \: O6 u, `6 _
(一)Mooney-Rivlin方程 3915 d. {) X; d4 k5 X; G1 a
(二)滑动链理论的发展 393
* r1 a9 {9 N3 y( F! s* } 第三节 拉伸过程中纤维结构的变化 401
. r( j! Q0 I1 v 一、概述 4018 X9 k. N( Z% x( I2 M, H2 S& c2 `
二、拉伸取向机理 402
! \; O/ i4 [5 R O3 r5 u, \* | (一)玻璃化转变温度对拉伸过程的重要影响 404) u% C+ @" C. L( ]9 b y
(二)拉伸倍数 406
) F4 Q/ ]( J2 L2 b 三、拉伸过程中的纤维结构 4084 D" b: O3 K. ^/ X6 ^
四、水分在拉伸过程中的作用 410
' v& T$ X$ h, J) K O 五、PET纤维的拉伸行为 412
1 {5 N5 ~/ ^* C (一)PET纤维拉伸的一般特性及相关理论 412; o- y: y/ u0 x0 S
(二)PET纤维的拉伸实践 422
+ b% [1 e: { d1 c3 {9 Z7 r 第四节 热定形过程的物理原理 429: t- d( o! S6 b5 m) N$ @+ L# n0 t
一、纤维尺寸和结构的稳定性 4294 ~( w8 T, b k* P2 ?. m
二、热定形的力学弛豫及其分子理论 432* U4 m1 Q% Z8 m: j8 _% L! ]/ J
三、热定形与高聚物的多重转变 443
- A- D8 [& U; ?2 g1 e 第五节 热定形过程中纤维结构的变化 447, t o' i* }8 ] H) a$ C* O3 l
主要参考文献 453' }# x/ P% K0 u( d
第六章 纤维的物理性质 4570 U, B! q5 [3 L; X! b5 g" E
第一节 纤维物理性质研究的意义和方法 457) s( M! i; R8 I: Q8 Z
第二节 纤维的力学性质 458
. u! s6 c3 S" v/ G3 v6 ^: Q 一、纤维的拉伸性质 458
- B( q6 f/ [/ L0 k4 z (一)纤维的应力—应变试验 4581 {& v7 @' w/ c4 g( A& {" y
(二)纤维的拉伸弹性 463
3 m) }2 B% A8 w# m9 @ (三)纤维的强度 472
1 r# @7 N, u) o/ y$ w; P- E 二、纤维的弯曲性质 485
/ ?, t* j" F) F$ @& c$ [ 三、纤维的扭转性质 4912 t: {+ f+ L/ s2 Q1 O, m( ?
四、纤维的压缩性质 495' @5 y1 t$ T7 ^" C+ Y' x0 A/ w' s* f* |
第三节 纤维的电学性质 4995 c K& \) b$ I: h; S- w8 }* @
一、电导性质 500& t9 P" [9 V3 X' ?* A
二、静电起电 507
& K' F: K& b7 r: Z ^ (一)静电的产生 507# V4 g2 F, b W
(二)摩擦起电机理 509
& H' z- O5 ~- p (三)纤维的静电积聚过程 511
6 V4 X; a. ]. h0 o (四)防静电作用 513, X% v* n; {! U% C+ _
三、介电性质 515' p) t/ U/ Z0 o* u
(一)介电系数 5151 O2 ^; H3 a8 Z( E# b# J/ x
(二)介电损耗 516/ b) w) f# J; h: @# p, i
(三)影响纤维介电性质的因素 519/ ~* {* l; p5 ?: y3 e7 `; ~
第四节 纤维的光学性质 521
8 P" K( e" z: D8 f" C$ D 一、纤维的折光指数与双折射 521
. _) K* @1 B2 e2 g, ] 二、光的反射与全反射 526 ^8 h/ k* t( Y9 H7 Z! R
三、光吸收与二向色性 529
* Z- m$ w2 W: h% u3 k 第五节 纤维的热学性质 532
: Q* c/ R; g. Z, m0 Z% |! n) d 一、比热容 532$ y! D+ s: } j, W9 L; G
二、导热性 533( T$ Q4 l3 j" Y1 [$ i! ~6 [: v
三、热对纤维的影响 5359 a( n2 l x2 d/ O8 A5 o M8 f
第六节 纤维的声学性质 540/ s' e; `! ?: p! i. W' {: c
一、声波在纤维中的传播 541: \, h$ V* ~5 E' Z% x
二、纤维的声速 5418 z6 q- M4 M2 c, O: R& i' i
三、纤维的声吸收 545 s: n* V2 g& h4 C) k6 L( G8 w' P
四、纤维的声阻抗 548
- R: _/ F& y% S. @% s' P 五、超声显微术 5494 H5 _! k) S" d7 e, x. F
主要参考文献 550
5 Y; G( G3 W3 p% q' q& T第七章 高性能纤维 551
l! \& j/ U& [& i0 Y 第一节 超高强度功能性纤维 5518 H$ X& K% ?2 f" K* ^( u: i
一、超高强度耐高温芳香族聚酰胺纤维 551
2 K7 K6 I' S% n# o 二、超高强度高密度聚乙烯纤维 5623 o5 ]3 S# `- v9 F5 b
第二节 聚苯并咪唑纤维和聚醚酯纤维 570% A* |9 o& F) J. d& o0 v5 S$ Z! F8 i M
一、聚苯并咪唑(PBI)纤维 570* E, z, x7 y$ @5 z% ^6 l
(一)概述 570! h, M$ l$ e5 K: P7 p
(二)聚苯并咪唑纤维的制造 570
% E( ~( U1 L O; o (三)聚苯并咪唑纤维的性能 575' Z* i+ K$ h$ k8 a3 }
二、聚醚酯(PEET)纤维 5795 f. X4 t# s# \
(一)概述 579
* e7 y' `, H/ |. n (二)聚醚酯纤维的工业化 581* m( } [, Z; B: q. O% R
第三节 碳纤维及其复合强化材料 583
4 u4 I& v- n2 N/ g 一、碳纤维 583
& @% G! D; o: {. L (一)碳纤维的种类和制备 584
* j5 M& O8 O/ q# P (二)纤维素系列碳纤维 585
8 t' _0 {6 x) g- @# q0 z (三)聚丙烯腈系列碳纤维 586 s& J3 s& F: ~& F+ b2 ^
(四)沥青系列碳纤维 588( X" \; W) [3 H
二、碳纤维复合强化材料 591
1 g5 d% K+ h: @ w2 {2 J' A (一)碳纤维及其复合材料的用途 5916 p/ X9 i" p7 [. x" |6 `
(二)碳纤维的尖端复合材料的两种主要类型 592
2 c% C8 Z; N$ h4 t0 Z 第四节 特殊和环境功能的高性能纤维 593
. N/ y \$ f0 V/ J Q& a 一、无机系耐热纤维材料 593
/ _8 x( f; n/ k- w 二、超导纤维 595
3 n/ Y: D6 t5 [# H5 k; k0 y 三、光纤维 5977 q% S- {4 g1 U* { [0 `0 H
四、无定形酚树脂纤维 600# U* q* o! e! Q9 X' d
五、聚四氟乙烯(PTFE)纤维 6016 ^/ t& C' _/ S5 |
六、导电纤维开发的现状与未来 601+ p% P9 f( x, `2 @) d
主要参考文献 6062 |9 ~' H( k$ ?6 s/ y7 ]. H5 K5 q
第八章 新合纤和生体高分子纤维 608
. K6 `6 l+ k1 V' P# F! v9 f 第一节 新合纤的现状和动向 608, P1 u: S# {, [/ K9 X+ {
一、新合纤的诞生 6088 L) w* i% C+ {
(一)人们对合成纤维性能的新要求 608, {. B" s3 X7 T$ L! P q: v
(二)合成纤维新产品开发的动向 609
! n2 H* R3 x) D# p* t/ t: X (三)新合纤的诞生 612
& k0 H6 j. v6 }0 V& {0 W1 r (四)新合纤的技术特征 614# `+ V% Y% Z# S% |8 b7 k% Y. _
二、微细纤维的制造及其应用 6184 ^7 j1 W! P3 w) a( c
(一)合成纤维的微细化 618
. Q6 `) `) x+ i (二)超细纤维及其纺丝技术 622* Y2 Y+ }! j6 E/ }7 a; y4 @
(三)超细纤维的应用 629
- @( w I- Q9 m. `. d 三、新合纤的染色加工 632% p) Y) q" Y; _2 h+ C5 ]
(一)精练工程 632
3 j4 o8 R& r3 ]4 ] (二)碱减量加工工程 633- E, I5 r4 }8 C9 V" }0 l3 S' E
(三)染色工程 635( x, l- l4 ~4 B9 g0 j- w+ g
四、复合超细纤维的染整加工 635
* E2 \; u( H* z$ G, b3 e (一)开纤超细化工程 635
' H+ m3 O/ A/ O2 F" v+ Z (二)染色工程 636$ l: w' c" t( c5 [% G" ? u0 w& h
第二节 生体和仿生高分子纤维 638
) ^7 p$ _0 c$ M8 m8 p! _* Y 一、模仿生体组织形态的纤维材料 638
/ N6 T: _0 |% A+ F8 z0 k 二、医疗用纤维材料 643* @# b7 z' z- f h' f7 L
(一)生体缝合线 6431 s. z% ?- n6 m+ k6 p5 h
(二)人工血管 646$ P/ o+ L$ Q; D! X
(三)人工肾脏和人工肝脏 650$ Y" u; }! N$ J$ J
(四)人工心脏和肺脏 652
; S7 P J8 r5 k3 P, z (五)人工皮肤 653
% p7 c- Y2 T* \+ ~ 三、生命技术与天然纤维 653: G8 }$ ?1 }# X. }- s- s4 K
主要参考文献 662
+ Y t& {: x, P6 s" U |
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