
纤维应用物理学,高绪珊,吴大诚,PDF。电子目录,52M。( ?0 \ d; ~% o
内容提要
* B7 @$ ?8 N8 H+ h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。
6 ?& Q- u- Q1 u0 X$ Y) H: l2 C2 i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。
8 Y4 O4 `; u9 ~) e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:: d& F' O1 x* v- Y6 T% O
第一 、 二 章 高 绪 珊+ n* ]. v8 o1 Z0 V& P& [4 j
第三章 江锡夏 李振华& K& t7 {+ N6 k, V- H
第四章 高绪珊 童俨
' N8 R& u! G8 ^' B9 ]% E第五章 童俨 李燕立- D* |, G. L% ]# A7 n7 {* s2 n
第六章 解孝林 吴大诚# Z1 C* m. ^. Q
第七章 童俨 李瑞霞 吴大诚 高绪珊 吴行( v d* m$ }9 o3 l' \! K/ V
第八章 高绪珊 童俨 吴大诚' Z9 C+ p& L: F$ v( d% V# ~) W
全书由高绪珊、吴大诚统一定稿并审 稿。8 ?6 D. f$ q2 O6 K# V( k# Q8 a
目录6 T, D5 J$ r j: [% C0 Q: Z- u
第一章 概论 15
" Y2 P, D$ L6 d/ g8 s 第一节 纤维应用物理学的发展 157 n/ P! {7 x6 M3 G% k$ {4 m% c$ s' u
一、纤维物理学的发展历史 15. t5 y9 d0 Q% i, o, A. F- C
二、现代纤维技术的进步和纤维应用物理学的进展 168 `- {* m, i" o* i' h
第二节 纤维的结构和性能 185 N0 r# S6 m0 O4 [0 O* l
一、单纤维结构 18
! t. I+ R; R1 i$ h( S 二、纤维集合体的结构和特征 22
$ |% G( c5 E2 Z% F 三、超纤维集合体开发的现状与未来 27
% g. V, g$ I5 u. C+ K, q2 M 第三节 单纤维和纤维集合体的次(维)概念 28* A' W1 M+ E/ \# E1 G/ V: A2 I
一、概述 28
. O+ W C0 V" n6 h& Y4 C, w: y: z 二、纤维材料科学的次(维)分类 32; g$ `+ I0 [/ W" ~) l2 H; G
第四节 纤维材料的结构设计和控制 362 Y) _" ~- |8 Z. |: E: \/ V
一、概述 36
5 z) j, B% a& I+ Z) A- [ 二、超(维)纤维结构的形成 37
6 x! [2 _+ Y1 ` g2 |4 M" p 三、单纤维的设计和控制 424 _ Y" k5 d7 U7 K7 B
四、纤维集合体的设计和控制 50: h, j; F' R l2 f: B$ r* s
第五节 纤维应用物理学的研究内容和方向 548 `5 d* Y g7 x6 g! X5 ^+ n
一、纤维应用物理学的基本内容 544 v2 P5 S* M/ N# E/ g$ j: A9 u
二、根据纤维的系统科学技术开发综合功能性纤维材料 563 W) L* S4 K- e5 ]9 S; c! A
三、纤维成形新机理和超前沿纤维的开发 56
2 [- }: ^) m4 b2 V$ J4 Q* D9 b' `% } 主要参考文献 57
1 f/ U0 c0 d J* P% W% f M2 f第二章 纤维结构的表征 59
& F+ _& x, L, T2 ~/ g) R 第一节 纤维的形态结构 59
. o! N! O- g0 l( a 一、天然纤维的组成及其特殊形态结构 60
1 z) o0 M* p( C/ {: u, O (一)羊毛纤维的结构特征 61$ L% m V( Q9 T7 x/ M
(二)蚕丝的结构特征 721 A) z% C" O& [
(三)棉纤维的结构特征 77' h0 y3 @5 B) }; z t
(四)麻纤维的结构特征 81
8 W% Y8 k& K2 u$ Z; M 二、纤维形态结构的基本特征 83
9 g! T+ |4 t- A4 ]+ ` (一)纤维外部形态的基本特征 847 t6 \' ^+ }$ ^, w
(二)纤维的截面形态结构 111
6 Q9 W6 N: k0 J. U0 g, F. e: l (三)纤维的表面形态结构 121, P" r9 J% ~5 a/ C3 Q5 [
第二节 纤维大分子的聚集状态和纤维结构的发展过程 125. H. D% H2 W6 V( _* r* K1 t
一、大分子的内聚能密度和对称性 125
- y- q3 @3 m6 I (一)大分子的内聚能密度 125. G' R' c2 N+ e7 j1 x u. o3 O
(二)大分子的对称性 127+ m, j8 a) k9 P
二、高分子熔体或浓容液的等温结晶 130
9 q4 c U7 t: L$ b3 ~$ F! p (一)线性高分子在稀溶液中结晶 130
8 z1 A- u! G3 v# ~ (二)球晶的生成、成长及其性质 132
, H; @8 r6 m6 r7 _( u (三)高分子熔体或浓溶液的等温结晶 1345 o6 x6 g# z. O' ?, V! k
三、纤维的微晶结构 138
4 G. h0 {* ^6 c: n9 @3 K V (一)束状结晶和微纤构造 1389 k8 t S9 G' b2 ^0 N
(二)纤维的结晶组织和结构模型 1420 X; M1 J* y$ |* S1 O
四、纤维的结晶结构和结晶热力学 148
* q" l9 Q0 c9 b (一)结晶分子链的构象及热力学影响因素 149
7 x# z) u7 q( {# i" |5 r7 S* b" Q7 \ (二)高分子结晶单元中分子链填充构造的表征 150
- x8 M* }. ]7 j5 e1 ?) V& T (三)常见成纤高聚物的晶型和晶胞结构 152' e* u! A8 ?7 m
第三节 纤维成形及其取向和结晶 158
" _7 S* r* L3 \8 K7 h4 j/ \ 一、纺丝成形及纤维结构的形成 158
9 Z3 _ Z- o T9 Q& b 二、高速纺丝的取向结晶 1631 D6 C1 h1 x& R* ^
三、硬弹性纤维的结构特征 185
# [$ i+ ^5 X) X 主要参考文献 1958 [, B- I* T9 M# c: n8 h5 z+ N
第三章 熔体纺丝 198
# T$ T! u+ n3 [4 G2 `5 T 第一节 熔体纺丝的一般特征和基本规律 1986 L* y7 C t) N l, g/ Q
第二节 高聚物熔体的基本特征 2022 }; R- D' J# j) y8 X
一、高聚物熔体的流变性 202
. a X; F* b) \; ]8 p+ X1 F, I* N 二、孔道中熔体的流动与挤出胀大 220! v5 W8 l1 d! @: F/ i$ f6 N5 o
三、高聚物熔体的可纺性 226( t' j$ I' d. o( G3 @5 }
第三节 纺丝线上各参数的变化 229
4 x9 \* e, d9 p& ]+ S 一、纺丝线上的直径变化和速度分布 229
) Z$ H# O6 P( P, L 二、纺丝线上的力平衡 2340 I& z" {6 P( r: |
三、纺丝线上的传热和温度分布 2379 p( k- L! }' c) h- ^4 P; T
四、拉伸共振现象 242
5 B4 t4 {5 ]: [. P# H 五、非稳态纺丝 244' I! v+ b1 Y$ t Q9 @
六、熔体纺丝过程的计算机模拟 249
) N `1 k' ?6 o" L& k/ a$ \ 第四节 纤维结构性能与纺丝条件的关系 258
4 J, W0 Y0 g* I( { 一、熔纺过程中纤维结构的形成与发展 258, a& y# n, H5 \0 S
二、高聚物原料特性对纤维结构性能的影响 268
4 B) P+ e7 `2 a9 z 三、纺丝工艺条件对纤维结构性能的影响 275& \) _6 V+ }9 z" P
四、纤维横截面上的结构差异和不均匀性 281
; u' h5 W5 W8 {' i% t 第五节 熔体纺丝工艺的新进展 284+ J( O" ~: l {) f R
一、熔体直接纺丝 284+ U" h5 j0 B* { j; V
二、高速纺丝 2859 D# e2 T4 L0 y* {% |
三、双组分纺丝 292
' x1 z1 q/ l& x# a 四、熔喷纺丝 297, N5 e% O5 R+ b+ } j- q( @
主要参考文献 301
& l. v7 @4 B8 `$ _, y( _8 `* D第四章 溶液纺丝 305/ a) b$ e3 ]) @# O' [4 C8 q' i
第一节 纺丝溶液的制备 305
0 I4 v# N4 [' F8 R" g( U 一、溶解过程的热力学 305) R0 T3 y0 c( u: S8 D( b+ J
二、溶解过程的动力学 312! M( E5 L4 X) j3 y3 v: d+ a) g% {
三、纺丝溶液的流变性 313
* |% i( R9 j8 d Q 第二节 溶液纺丝的沿纺丝线解析 320
% C* L1 h5 h$ G+ x 一、纺丝原液的固化成形及纺丝条件的影响 320
; `/ X0 r8 G m8 }7 O* x 二、纺丝线上各参数的变化 325
! R4 L5 B o+ d (一)溶液纺丝的概要 325, Z7 a$ R) K+ ]$ a( W; Z0 l
(二)纺丝线上的受力分析 327
5 t) e+ G( g7 A: Q% U3 u7 V (三)纺丝线上的传热分析 332
& D. R$ P- a: Z C 第三节 纤维结构的形成和构造的发现 336
3 D( X7 m2 |: e 一、干法纺丝过程中的结构变化 3365 ?0 w( y, v$ r7 a1 ~2 [6 m
二、湿法纺丝过程中的结构变化 3438 [3 y3 S! v% N, j
三、纤维成形过程中的分子取向 352- j5 e% f( F' }* y
四、拉伸和平衡、热处理过程中的分子取向 3555 o' j' k# y. P/ }
主要参考文献 3589 t$ F' A+ I5 q9 P3 Q3 i7 n
第五章 拉伸和热定形 360
' }- s- b& ]3 Z- ` 第一节 拉伸和热定形过程的特征 360; C9 K4 v, ?/ c0 n( v
一、拉伸过程研究的现状 360
, b0 n$ x' Y) P5 j$ d& ]' y% s 二、拉伸过程的作用和特征 361
+ u6 K) a. Z$ e, Y( g 三、热定形过程的作用和特征 362$ B9 e! e+ `9 T6 M: h) o
第二节 拉伸过程的物理原理 363$ X% s# o3 j }! I0 S% S$ [( S
一、拉伸流变学 3634 ~* C; L6 m- D$ h" Y
(一)WLF方程及其物理意义 363% K# h* t- H/ U, Q+ R4 T- b
(二)时间—温度参数变换原理 366) A" b3 V, F5 H- w- B) w+ t
二、纤维拉伸变形过程的力学行为 369
* D8 ^8 t2 F/ ` 三、用于研究拉伸过程的各种理论 379
- r' o* L, w: M2 G8 |3 \. ? 四、分子网络理论基础 382
1 M3 L- Z( |" o3 |1 k (一)弹性体形变的热力学 382( m! E# v& s' V
(二)弹性体形变的统计力学理论 386
) C2 a! }* {0 P (三)弹性体的模量及应力—应变的行为 3897 Q) ]6 X% o" b: D
五、网络理论的发展 390
2 r5 i: C S2 `' S, l( G8 ` (一)Mooney-Rivlin方程 391
0 ]# M* R) b% D4 _6 \ (二)滑动链理论的发展 393
% w$ [! K; G. U 第三节 拉伸过程中纤维结构的变化 401
x" x; T/ L; E8 j) `$ k 一、概述 401/ q5 o( y; ]; |2 a" A' R
二、拉伸取向机理 4020 R) g2 m( P* U* c& t* P9 w
(一)玻璃化转变温度对拉伸过程的重要影响 404
; q/ w' y/ K1 N1 i# r2 l (二)拉伸倍数 406
8 s6 o/ A! _3 V7 X% E4 K! @ 三、拉伸过程中的纤维结构 408/ x7 \7 i# N( _
四、水分在拉伸过程中的作用 4108 `/ |/ M6 g! i+ Y* T$ [7 D
五、PET纤维的拉伸行为 412
6 _& ^, @ _ _% t8 c- p. u# x0 A$ S (一)PET纤维拉伸的一般特性及相关理论 412; z/ g! P7 k, O. E. g' a& X! a
(二)PET纤维的拉伸实践 422, R) o% \5 w! r+ Y' J: F4 |: z
第四节 热定形过程的物理原理 429/ e5 M/ ~+ m) l. Q$ H( L: y
一、纤维尺寸和结构的稳定性 429
4 b7 _" O/ H' G) ]# m 二、热定形的力学弛豫及其分子理论 432. b& |7 y4 T8 f
三、热定形与高聚物的多重转变 443* v+ W) d; Z4 M: K$ g* I
第五节 热定形过程中纤维结构的变化 447
- D/ ~! J* v: A 主要参考文献 453
4 d8 p/ Q: D) L) h' `第六章 纤维的物理性质 457
( U0 x* |& a; d! m& j 第一节 纤维物理性质研究的意义和方法 4579 {& v9 U' G/ F
第二节 纤维的力学性质 458+ `& @8 I. H8 [; {8 c
一、纤维的拉伸性质 458. z: S" D* d' J) _6 [& @( w
(一)纤维的应力—应变试验 458. n+ P% c8 R: X# h' E( r: R& Z
(二)纤维的拉伸弹性 463' y( k+ W' k# s: Q3 V. R. u
(三)纤维的强度 4725 }# Y7 c" C6 c1 f, o/ @* Q( g
二、纤维的弯曲性质 485
( K2 r4 J, D3 \ 三、纤维的扭转性质 491" c/ I8 K( s4 |+ J/ c0 g9 t
四、纤维的压缩性质 495( F# V# b# {0 m. a3 q* r9 t( f; a3 z* O/ S5 ?
第三节 纤维的电学性质 4993 n4 F$ k/ ]7 C' Y
一、电导性质 500
/ S [5 R3 u! Q# x- ?' T 二、静电起电 5070 s' v- @8 F6 r4 l i# U; G5 G/ K$ D
(一)静电的产生 507
1 A' [+ S% u# q* X (二)摩擦起电机理 509
d# w E9 x+ J (三)纤维的静电积聚过程 511
4 Q/ j) P4 x) E! A, d1 C6 F( T$ v1 s (四)防静电作用 513
8 S0 A) S3 e9 e, P' Y, s 三、介电性质 5159 e% t, S6 X7 A8 f# r4 D
(一)介电系数 515
/ X! ^9 Q6 e' x' U (二)介电损耗 516
( V- R$ \2 \% w6 I. W- v (三)影响纤维介电性质的因素 519
* a2 S) A' i! u 第四节 纤维的光学性质 521
+ }+ i; {# a4 L: U7 U 一、纤维的折光指数与双折射 521
% C" ^8 r# Q& J; [# ~ 二、光的反射与全反射 526
4 G4 ^: R, F+ l7 ? 三、光吸收与二向色性 529
I; i# w |- f1 y2 X 第五节 纤维的热学性质 532
) ?1 s5 W' P; b N2 c 一、比热容 532
$ _) V! y' m. E5 z 二、导热性 533: Y1 L4 m6 f% `: ]" i: ]
三、热对纤维的影响 535
& d; i8 D3 G6 E# F 第六节 纤维的声学性质 5402 I0 N0 v' x# B/ k( s( S
一、声波在纤维中的传播 541& \& }* `! D: t. g
二、纤维的声速 541
J2 Z! o$ E& K: R7 T0 t 三、纤维的声吸收 545
+ W E; F0 ?- r- l# n m 四、纤维的声阻抗 548' q7 H2 b! h0 `: q p( F
五、超声显微术 549- Y6 M' B! @* G2 M# c
主要参考文献 550
3 J% Y" ^7 U: `: `; o& n; {第七章 高性能纤维 5516 Z8 z7 P4 h" d( |1 b! W( Z4 d* |
第一节 超高强度功能性纤维 551
& h. C0 q4 s/ G; l4 W" P 一、超高强度耐高温芳香族聚酰胺纤维 5512 B$ V h3 c7 M1 i2 {
二、超高强度高密度聚乙烯纤维 562
2 W, w! \" z3 ~- y 第二节 聚苯并咪唑纤维和聚醚酯纤维 570+ f8 m0 Q& ?1 a. d
一、聚苯并咪唑(PBI)纤维 570
+ y. ~, G/ o R/ p+ E1 @ (一)概述 570
; A; v% A# Y; C' H" y4 J (二)聚苯并咪唑纤维的制造 570$ p9 d8 b) J6 }' I7 f" N9 |6 n" Z
(三)聚苯并咪唑纤维的性能 575
Y5 t2 e; b: |# e- B 二、聚醚酯(PEET)纤维 579; ?( F( ]& d# x+ |9 @" z/ N4 k6 R
(一)概述 5794 h9 \( Y/ }5 c/ z; |4 y2 D% L
(二)聚醚酯纤维的工业化 581& `* h, U! I3 P0 X7 [9 }$ I
第三节 碳纤维及其复合强化材料 583* j. N* }% ~, n6 ?3 w; ^+ ^5 J
一、碳纤维 583
3 a; d4 {2 ]8 e! z8 _# p# v (一)碳纤维的种类和制备 584
# ^4 M( F& l) z+ E6 R (二)纤维素系列碳纤维 585
: M2 m$ O6 p; m6 H$ } (三)聚丙烯腈系列碳纤维 586$ D6 C) @" D# r$ `4 S r
(四)沥青系列碳纤维 588
5 t, F6 g# F6 L6 Y; V 二、碳纤维复合强化材料 5919 l3 u/ x6 S0 {9 z0 v) w( f& |
(一)碳纤维及其复合材料的用途 591
* }7 q% ]- h+ h9 U8 G (二)碳纤维的尖端复合材料的两种主要类型 592
6 L @: _. }! U& u: N- F 第四节 特殊和环境功能的高性能纤维 593
" k- l4 E, a; k) N" W) r 一、无机系耐热纤维材料 5938 }/ W6 ?9 H0 p+ C
二、超导纤维 595. {' R* m/ F/ I- H
三、光纤维 597
) y2 C1 y1 I2 e9 Q2 |" D& ?6 C 四、无定形酚树脂纤维 6001 L+ ~+ h6 ^- r( C& t8 n# ^; q
五、聚四氟乙烯(PTFE)纤维 6015 D) W4 E' H4 U/ w+ P/ }- F
六、导电纤维开发的现状与未来 601" a5 m. o$ W6 _" s
主要参考文献 606" C5 F# m. u3 M3 [
第八章 新合纤和生体高分子纤维 6086 ~# J5 V1 V" A- O8 u6 r/ c
第一节 新合纤的现状和动向 608$ n: J: a$ u; I
一、新合纤的诞生 608/ {! I7 z C0 t- M6 \# Z6 _2 c
(一)人们对合成纤维性能的新要求 608
6 e- p0 N9 ]; F" x& O: W (二)合成纤维新产品开发的动向 609
- s$ j1 K$ M8 z/ m& C Y7 I (三)新合纤的诞生 612- T! Z8 ~: R+ n8 v4 P7 {
(四)新合纤的技术特征 614
N# i; S8 N: V! u5 L) g 二、微细纤维的制造及其应用 618
$ m" `. O0 }0 x (一)合成纤维的微细化 6183 G2 a: n) U! L1 t/ E, ]% _3 `
(二)超细纤维及其纺丝技术 622
" C3 j0 G, I; v; e (三)超细纤维的应用 629
, o. n5 j1 @& G" `, i' |8 d, r 三、新合纤的染色加工 632. ?1 ^( M7 I. u! ~
(一)精练工程 632
4 p f' s; ]& V4 ? (二)碱减量加工工程 6333 Q$ N) b4 c, {& Y' O2 ]2 Y( d; v
(三)染色工程 635+ e; C. [6 x2 ^; T
四、复合超细纤维的染整加工 6352 M. r* Q( Q# u# O2 @
(一)开纤超细化工程 635/ L9 G, l6 ]8 W2 j0 \ k; i8 G
(二)染色工程 6367 }4 Z- X8 ^, P
第二节 生体和仿生高分子纤维 638
, o o' F {; }% t9 K' G L 一、模仿生体组织形态的纤维材料 638
+ e) C/ d7 p( D7 W- n" ~ 二、医疗用纤维材料 6431 ]2 B* F6 Y1 j3 F" N
(一)生体缝合线 643
* B6 [( ^7 N7 V' } (二)人工血管 6464 c: J4 i8 S, y, b: ^# B: m0 `3 R
(三)人工肾脏和人工肝脏 650+ ^5 v2 @4 i7 C, ]6 z& x' F
(四)人工心脏和肺脏 652- B1 d% P/ ]) n0 V, Z
(五)人工皮肤 653" D( X' Q# X9 I" S& J" \- O" ?
三、生命技术与天然纤维 653
P3 u9 ^2 _: v 主要参考文献 662
2 Q: ^5 l7 e! F' I |
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