
纤维应用物理学,高绪珊,吴大诚,PDF。电子目录,52M。: h9 x* j8 F/ O' H
内容提要: O* {' z9 V* z# m0 P
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。: X, q9 @9 K/ g- i: r
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。2 ^6 Z: H9 X: M3 o, `2 \" y
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:
9 H! e9 L* s/ \9 O' y第一 、 二 章 高 绪 珊+ s! s" q3 z/ a3 W7 s" N( K @
第三章 江锡夏 李振华; U! b. \# o, Q- c
第四章 高绪珊 童俨
9 h6 b- I, j4 W- o F4 M1 O( p第五章 童俨 李燕立! E( ^% G8 e/ d' i2 @' t4 ?
第六章 解孝林 吴大诚+ ^6 K: |% N' q+ i) y( `0 O
第七章 童俨 李瑞霞 吴大诚 高绪珊 吴行6 i# D. H/ e7 s( A
第八章 高绪珊 童俨 吴大诚
, K, Y% A; q. U: n2 k全书由高绪珊、吴大诚统一定稿并审 稿。
% q/ \2 k$ Z4 W+ P. ?+ B/ F, m目录7 n$ l" T* l0 R$ q5 v* c
第一章 概论 15
* y( D! I2 ]" Z' H/ K- ^, T- B) F 第一节 纤维应用物理学的发展 154 q2 {6 n& A. Q3 I) @, {+ E) u
一、纤维物理学的发展历史 15
, i7 _ T9 t F! t0 O* v 二、现代纤维技术的进步和纤维应用物理学的进展 16
* d+ y6 L4 v3 _ 第二节 纤维的结构和性能 18; E( g- c- p2 U7 c! y
一、单纤维结构 18
9 \6 g; Q: N. w) I: Z 二、纤维集合体的结构和特征 22
5 I6 ]# d$ q- |( g 三、超纤维集合体开发的现状与未来 27
2 o! e# L0 m, m6 S- r 第三节 单纤维和纤维集合体的次(维)概念 28
% m8 N% W* E: `: P7 K 一、概述 28. R \ v, c4 w& j' Y% Y. F( s" p# T
二、纤维材料科学的次(维)分类 328 W5 b8 B5 [0 ?! `1 b, w# g
第四节 纤维材料的结构设计和控制 36
0 {& s5 C* b, ~ t 一、概述 36
3 y3 i. f* b& j( I' B 二、超(维)纤维结构的形成 373 ?* N# Z. W2 k+ n4 @/ ^% [
三、单纤维的设计和控制 428 `; \* b( ~( _/ l q, l
四、纤维集合体的设计和控制 50
& d/ r% j' z: n* P+ I 第五节 纤维应用物理学的研究内容和方向 54) w: J. s+ y* ]: e
一、纤维应用物理学的基本内容 54 \) j7 A4 y& \4 [+ L
二、根据纤维的系统科学技术开发综合功能性纤维材料 56
0 x+ f0 P) ?% y1 ^3 W* Y 三、纤维成形新机理和超前沿纤维的开发 56
; s, P- Z) R# S* g+ p+ i 主要参考文献 57
/ w* G4 s4 q# W$ \0 x5 ?第二章 纤维结构的表征 59* q. K& S c }7 ~+ S/ x% v
第一节 纤维的形态结构 59
/ X8 a" Z6 H, h 一、天然纤维的组成及其特殊形态结构 60' J1 K+ R g" A6 o3 ^& `
(一)羊毛纤维的结构特征 61
& L. \, n4 G5 T4 z% B; y (二)蚕丝的结构特征 72
, g, ` f$ P, [7 H (三)棉纤维的结构特征 77/ n% `( h! c. t- B/ Y
(四)麻纤维的结构特征 81" N. p7 ]/ {5 {6 l$ P
二、纤维形态结构的基本特征 83& F' Y1 _7 U' C! t% x( d6 l
(一)纤维外部形态的基本特征 84
3 j- \4 n6 `- t, S9 S) f (二)纤维的截面形态结构 111, h! c2 M0 ~+ |9 c& T* O
(三)纤维的表面形态结构 1216 j" e. b0 i1 J0 |
第二节 纤维大分子的聚集状态和纤维结构的发展过程 125) K( T `1 Q8 B5 C
一、大分子的内聚能密度和对称性 125% E8 x# r* k' ?' T5 g
(一)大分子的内聚能密度 125* X1 V/ Q$ }7 Z b1 d
(二)大分子的对称性 127
# P( t, F& T" D6 f# E 二、高分子熔体或浓容液的等温结晶 130
% J5 \& E% O' R! [5 q2 \2 s (一)线性高分子在稀溶液中结晶 130
' h: q) b/ o6 x Z (二)球晶的生成、成长及其性质 132
4 _7 }6 y4 e& j) ~ (三)高分子熔体或浓溶液的等温结晶 134
( j9 `* `/ t* I) O7 \( s, J 三、纤维的微晶结构 1389 K) Z' m- T s4 k3 v" ?+ M
(一)束状结晶和微纤构造 138# Y8 z1 ]8 \' f8 M& ^% I" O
(二)纤维的结晶组织和结构模型 142: }% x4 }. L, @. C! j
四、纤维的结晶结构和结晶热力学 148
: c3 w1 s. g0 E7 U (一)结晶分子链的构象及热力学影响因素 149
2 H3 \ G0 ?, O, U; V8 y+ t+ G3 p: @ (二)高分子结晶单元中分子链填充构造的表征 1506 z6 t% s3 E2 ^* j* r* ?2 A
(三)常见成纤高聚物的晶型和晶胞结构 152% U3 G6 r7 Z; u0 I( Z/ k% _& P
第三节 纤维成形及其取向和结晶 158
n; G* A* V0 g5 \- A 一、纺丝成形及纤维结构的形成 158
" T! T$ i7 K U' _1 Y 二、高速纺丝的取向结晶 163: l1 X- J; w5 F
三、硬弹性纤维的结构特征 185; C4 q" B: R5 l1 C5 _
主要参考文献 195
b8 U2 q, k: `5 @* T第三章 熔体纺丝 198% [- W$ K; ^( V
第一节 熔体纺丝的一般特征和基本规律 198" [( u, x0 Q u& k& D' R( v* D
第二节 高聚物熔体的基本特征 202% A6 r1 }! M- @5 }) w2 }
一、高聚物熔体的流变性 202
+ T- Y8 j; V1 e/ G5 X3 {6 |$ d) j& [ 二、孔道中熔体的流动与挤出胀大 220; m8 H B6 A9 Z. Y$ K. J
三、高聚物熔体的可纺性 2264 I6 {8 o1 _1 C6 E6 ?& U
第三节 纺丝线上各参数的变化 229) ]2 W0 }1 y3 T
一、纺丝线上的直径变化和速度分布 229
4 A/ t" r3 V* c+ U$ U/ F2 U 二、纺丝线上的力平衡 234/ ?6 }( g. w) _) ]0 _
三、纺丝线上的传热和温度分布 2373 z, M6 j/ r+ ^, l
四、拉伸共振现象 242
& E" |- o( L. j) |; K* C6 x6 i 五、非稳态纺丝 2445 ?# d R' a1 h/ O! `1 R
六、熔体纺丝过程的计算机模拟 249
8 i1 q, ]4 j, P3 z' b9 [ 第四节 纤维结构性能与纺丝条件的关系 258
7 W; U9 Y- l* v( D# f$ L 一、熔纺过程中纤维结构的形成与发展 258
$ ]8 d+ I3 W* S' K 二、高聚物原料特性对纤维结构性能的影响 268
' `, T) U# m9 H1 [* ^. M3 Y& ^/ l. T: \ 三、纺丝工艺条件对纤维结构性能的影响 275# b0 U, A' P3 I3 l1 |( ]
四、纤维横截面上的结构差异和不均匀性 281# A. B/ b8 k% Q( f4 {3 g( u6 F0 v
第五节 熔体纺丝工艺的新进展 284) R7 \' b& `( _" ^
一、熔体直接纺丝 284& ~) x F+ x% G, J( g- ?/ Y
二、高速纺丝 285
, U% ?9 ]# p+ ?% y: Z* D7 n 三、双组分纺丝 292
+ H C" B, o/ A7 a* l 四、熔喷纺丝 297
0 d# ~8 M0 l0 S7 M 主要参考文献 301
3 W5 h9 z2 G4 j第四章 溶液纺丝 305
$ ^4 L& R( W9 T6 t6 Q, W q. f5 N 第一节 纺丝溶液的制备 305
/ Z5 s9 V3 Z7 B; G4 m) r- U9 u, F: Q 一、溶解过程的热力学 305
" j1 j9 w; Z) Q/ a* I 二、溶解过程的动力学 312
! h4 \) w: N3 Y( X+ G 三、纺丝溶液的流变性 313
' j+ w. j8 ` M" [& d" o7 Z4 N 第二节 溶液纺丝的沿纺丝线解析 320
8 n; E3 Y- q' B- F2 l$ I8 R6 P- d Y1 L 一、纺丝原液的固化成形及纺丝条件的影响 320/ R9 Z) u( ]* x/ f; x! c8 G; C+ N: x
二、纺丝线上各参数的变化 325
3 @2 Z4 H: w3 p. y& i (一)溶液纺丝的概要 325
- _7 O% y- _- q/ c. Z* E (二)纺丝线上的受力分析 327
! e2 [5 T8 L) ?$ o! y# n (三)纺丝线上的传热分析 332
) X; v- `8 g0 l+ x0 ^* ?9 u9 C 第三节 纤维结构的形成和构造的发现 336% _% O0 L+ F# g$ x
一、干法纺丝过程中的结构变化 336
' Y) y+ t+ E( T6 E- P+ J$ u' l 二、湿法纺丝过程中的结构变化 343
! d" @ f# \+ x D 三、纤维成形过程中的分子取向 352( u/ Q2 r3 d" t! |$ P S. n
四、拉伸和平衡、热处理过程中的分子取向 355( x! [& c, ?: ~. X" B8 z
主要参考文献 358- J5 x$ r& c {) r
第五章 拉伸和热定形 360
2 Y9 J' k/ e h6 ]' G 第一节 拉伸和热定形过程的特征 360- C+ m# n' `# T1 G/ S
一、拉伸过程研究的现状 360' u% O7 \2 I/ V7 G8 @2 w: X* S
二、拉伸过程的作用和特征 361 C) u) d" h7 z2 ]0 K
三、热定形过程的作用和特征 362
# C2 D8 s1 w. P. f# Z6 \ 第二节 拉伸过程的物理原理 363
. ^4 @, Y: F: L 一、拉伸流变学 3630 ~# \' @: A3 j# v3 T
(一)WLF方程及其物理意义 363
. a, ~+ j5 O" E* x4 u% M6 a9 @ (二)时间—温度参数变换原理 366
9 ]( q* H' F4 x f8 T# c 二、纤维拉伸变形过程的力学行为 369
" P6 J$ `; ?2 n3 X2 |6 m% N0 m- t 三、用于研究拉伸过程的各种理论 379
( p0 O- b ^8 z 四、分子网络理论基础 382
9 r+ [. {" K& }5 l: M" e0 O (一)弹性体形变的热力学 3821 O% y" t8 P7 L) Q6 G0 Q
(二)弹性体形变的统计力学理论 386
/ r1 E' n) G0 B' O% P7 { (三)弹性体的模量及应力—应变的行为 389. `1 V/ e9 }/ [- `- P( ?4 b
五、网络理论的发展 390+ ~3 Y" s" P2 A, x# @( K
(一)Mooney-Rivlin方程 391( n- w- U: P: d- u- R+ D/ G
(二)滑动链理论的发展 393
% |( U) `4 k/ u# Y- ^ 第三节 拉伸过程中纤维结构的变化 401
0 |! d( G" J& X& Z! L) w: O9 p 一、概述 401% J5 u) x" `9 r" P' y
二、拉伸取向机理 402. e6 P/ n7 V( e7 G+ ?( N8 ^
(一)玻璃化转变温度对拉伸过程的重要影响 404
: h* Z0 D, w; R& L7 \ (二)拉伸倍数 406
7 K' U% v' R0 r& `9 ~5 x( [; s5 u6 K 三、拉伸过程中的纤维结构 4085 i- f* |* |+ }& V
四、水分在拉伸过程中的作用 410
% Z# B+ t5 G8 T2 F# V, T; b! R' S 五、PET纤维的拉伸行为 412
, ~/ t0 c; }; b& l0 O (一)PET纤维拉伸的一般特性及相关理论 412
: z# {( ~" H' S1 G9 d (二)PET纤维的拉伸实践 422) E# Z8 e( H m- F
第四节 热定形过程的物理原理 4291 t! V9 y' {9 Y3 I9 s d
一、纤维尺寸和结构的稳定性 429# U1 W K7 Z! I% R
二、热定形的力学弛豫及其分子理论 4321 z) |' k7 S7 U' [
三、热定形与高聚物的多重转变 443
7 p. s5 ]7 ?1 C( }+ z5 [5 }4 V 第五节 热定形过程中纤维结构的变化 447
5 ^9 m: x, P8 T0 y 主要参考文献 453+ N5 Q3 s& K" u: h2 G5 Z$ B9 c
第六章 纤维的物理性质 457
( o. Y6 B. j- ]: Q 第一节 纤维物理性质研究的意义和方法 4574 ^/ B8 h& w. A- B" F
第二节 纤维的力学性质 458, K! d* g2 A/ s+ r# V% d/ y
一、纤维的拉伸性质 458
. A( J, R2 ^( f, u. S, { (一)纤维的应力—应变试验 458. K M3 k, z" [6 Z3 ~( U9 `
(二)纤维的拉伸弹性 463, u( ?1 O7 o/ T4 E4 |) ~+ Y M
(三)纤维的强度 472
# ?/ T0 x0 l' @4 H, O' Z* a- m 二、纤维的弯曲性质 485! e0 N8 _4 c! A. P' z6 ` J
三、纤维的扭转性质 491% k7 L3 p; z. E# V1 i4 d' d
四、纤维的压缩性质 495
- b3 T' n' H' I) ^+ k 第三节 纤维的电学性质 4996 w* W1 k0 x0 m: N. N
一、电导性质 5002 T3 q5 l1 j& A/ p
二、静电起电 507
# F4 k- }* H% R (一)静电的产生 507
5 {. R& N6 Y/ A' e% \5 C (二)摩擦起电机理 509# r% k2 N% V& @0 }
(三)纤维的静电积聚过程 5115 f1 Z" u0 c* g& K
(四)防静电作用 513
( A% \# d3 g( g1 {& D; r; x 三、介电性质 515$ @9 V2 {2 F$ ]$ u1 C! t H# G( u
(一)介电系数 515
5 Q/ L' n4 v/ J4 e% i7 [$ s (二)介电损耗 516
x5 k5 l" q5 ] (三)影响纤维介电性质的因素 519
- t% B ?; q( e0 c 第四节 纤维的光学性质 521$ X2 k9 t' }" d9 |. C7 Y0 e
一、纤维的折光指数与双折射 521; v* P: J6 \! [0 J9 o+ f6 X4 l
二、光的反射与全反射 526
! @9 z6 G4 ^2 H. c 三、光吸收与二向色性 529. W ?- t$ p& s! p" q( ~6 P/ R
第五节 纤维的热学性质 5320 r5 w+ R$ m0 _! }
一、比热容 532 v. P8 P" Q- k
二、导热性 533# u H- r+ j+ D$ b+ ]
三、热对纤维的影响 535# ~3 |$ B2 ?; |/ X
第六节 纤维的声学性质 5404 m, A, m8 U( g1 @+ v
一、声波在纤维中的传播 541+ T8 B K5 c. |" {( Q: _ o
二、纤维的声速 541
5 r8 ?3 [1 c- Y. O+ P 三、纤维的声吸收 545
0 V# B, [! T5 s4 D 四、纤维的声阻抗 548
7 u% w; U+ r0 {7 B: S/ U) Q 五、超声显微术 549" J) H% f R6 `9 h! n3 g
主要参考文献 550
7 E5 e; m9 `; C$ o! q V第七章 高性能纤维 5511 \3 @' u C0 _# b9 p- F% a7 E+ b
第一节 超高强度功能性纤维 551
; J6 {4 R* {2 G9 w i7 O 一、超高强度耐高温芳香族聚酰胺纤维 551
) ~% ]6 D, H6 d" g" c; k3 R 二、超高强度高密度聚乙烯纤维 5626 u% t/ L( S9 o- e! P% p
第二节 聚苯并咪唑纤维和聚醚酯纤维 570
* H; b/ A. S% S7 ^. F {! `; \ 一、聚苯并咪唑(PBI)纤维 570
' G( p& U) d5 _1 |1 t (一)概述 5706 I! f% Q; ^% t) r
(二)聚苯并咪唑纤维的制造 570
% f) ]6 |' I* p3 C3 H (三)聚苯并咪唑纤维的性能 575
7 _: K& b! Z3 k 二、聚醚酯(PEET)纤维 579
& K: `7 S4 P4 l (一)概述 579
3 b! j. _* Z4 V% @5 @% @ (二)聚醚酯纤维的工业化 581
1 u; P$ r4 l! _2 [+ _5 z! D 第三节 碳纤维及其复合强化材料 583; K( X i) ^ t& T- B8 Z+ V
一、碳纤维 583
. y. i+ Z$ T( G7 Z (一)碳纤维的种类和制备 5844 J1 {+ B: l/ t0 W! T
(二)纤维素系列碳纤维 585* Q5 ?4 q/ w5 p. w6 u5 \' B/ S
(三)聚丙烯腈系列碳纤维 586
" l, S( x1 ?8 |" u! i (四)沥青系列碳纤维 588
" y/ U+ f9 D- F2 F+ w 二、碳纤维复合强化材料 5915 g! E' M" f) _$ L
(一)碳纤维及其复合材料的用途 591$ Y( Z: y6 Y/ W5 Q% `
(二)碳纤维的尖端复合材料的两种主要类型 592
& P1 k' F( n2 N" _5 P 第四节 特殊和环境功能的高性能纤维 593% G8 g0 x1 e; D* x
一、无机系耐热纤维材料 593& _. e* h0 S `, S- J8 A
二、超导纤维 595
" u1 G8 b1 [; j3 A( k 三、光纤维 597! W' R+ P# p7 n- n" Y
四、无定形酚树脂纤维 600
$ P m4 D6 b/ D5 R' a! u 五、聚四氟乙烯(PTFE)纤维 601
" _0 M0 r' l6 B* Z$ w# ?" F 六、导电纤维开发的现状与未来 601
/ g/ L: ~ _ T- f) B 主要参考文献 606
# |9 ]: X) V2 p% F$ a* |+ c& d第八章 新合纤和生体高分子纤维 608$ Y# R0 Q2 K) W [1 ~* d i8 y
第一节 新合纤的现状和动向 608
) P, W" b1 N7 c 一、新合纤的诞生 6081 e$ s1 L* P) Y$ {' p! O( k
(一)人们对合成纤维性能的新要求 608
# W% d0 O- M% m2 k (二)合成纤维新产品开发的动向 609
$ V1 d0 V# a( u6 r (三)新合纤的诞生 612
, D9 K" I6 I( y& ~! L) S (四)新合纤的技术特征 614) C& w8 q* l" @/ g7 ]+ k1 H% Q9 v/ r5 z
二、微细纤维的制造及其应用 6183 x( c4 |/ ]3 J; P" i1 u
(一)合成纤维的微细化 618
! I2 C# {2 ]9 ~ [4 h& q (二)超细纤维及其纺丝技术 622
6 Q% Y/ B# y- } (三)超细纤维的应用 629
4 k4 @7 @. z$ p8 \3 M! O W7 ] 三、新合纤的染色加工 632
' u) `/ Z: ]; |. m7 s& o (一)精练工程 6328 T/ G4 l6 j) s" R5 F/ r1 G+ y
(二)碱减量加工工程 633
( ^6 \+ i8 \8 S, O* k (三)染色工程 635
& p4 m4 f ?9 \' b5 q/ P 四、复合超细纤维的染整加工 635
' U0 z$ z3 P! x- [7 ^ (一)开纤超细化工程 635
% t' Z: _1 O8 T (二)染色工程 6361 P+ V0 c& B" r
第二节 生体和仿生高分子纤维 638
, W, w K& _- P' M- s' A8 R n/ w 一、模仿生体组织形态的纤维材料 638, Y5 a2 Y# m+ u% F" S
二、医疗用纤维材料 6436 t* o5 L1 h8 ^5 w2 W- Y
(一)生体缝合线 643
$ @: M& I4 N: K, a (二)人工血管 646
( ?" h) b- h+ \6 _* x+ f& T* p (三)人工肾脏和人工肝脏 650* L6 v0 a7 [. J
(四)人工心脏和肺脏 652% N1 T( s& `! _4 y$ P0 |
(五)人工皮肤 653
. M1 y* [. R$ ] 三、生命技术与天然纤维 653- u& e8 S( G% g Q6 O& N' }! y
主要参考文献 662
- F! ?9 L' R5 k5 R1 n2 C, Z |
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