
纤维应用物理学,高绪珊,吴大诚,PDF。电子目录,52M。
/ K* |) i5 H$ R" ]9 f2 @内容提要
7 l! v$ w, O/ x& [; f, j: R, a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。
! T7 R7 W+ a( Z6 J* g! 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 X! O: q# [8 D# P4 v0 A4 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:' q: |1 l# C9 i P; \
第一 、 二 章 高 绪 珊( t4 b, n# w" d: q& [8 D+ a* S
第三章 江锡夏 李振华/ D& q& L/ W6 f9 W
第四章 高绪珊 童俨7 J1 ~/ H6 Q- q* z" r7 {6 C
第五章 童俨 李燕立
; } r7 U( q1 K第六章 解孝林 吴大诚5 j( C j) @4 D+ ]7 s
第七章 童俨 李瑞霞 吴大诚 高绪珊 吴行7 P& T; A( g6 j- q8 `/ T9 S
第八章 高绪珊 童俨 吴大诚5 Q, v6 _+ T! Z. h
全书由高绪珊、吴大诚统一定稿并审 稿。
. z3 R6 J6 O) d7 O# U, Q目录
& M$ ~% e' t1 C第一章 概论 15 O w) i1 q. E: _5 c: B
第一节 纤维应用物理学的发展 15
+ a. z. f f4 I) t 一、纤维物理学的发展历史 15$ x, t! o: [8 j* M
二、现代纤维技术的进步和纤维应用物理学的进展 16/ W) c' l! a) {8 H
第二节 纤维的结构和性能 18
" Z5 O& [' j( M* k 一、单纤维结构 181 ~, r% {5 Q( z
二、纤维集合体的结构和特征 22
! M; @8 ~$ v3 G! X& ? K 三、超纤维集合体开发的现状与未来 273 U2 [/ n. v; d2 h# O
第三节 单纤维和纤维集合体的次(维)概念 28( _" O* [' x+ B: W
一、概述 28
+ ]% Z1 T* w- I 二、纤维材料科学的次(维)分类 32* h% z! P5 }" e% Z0 U. O
第四节 纤维材料的结构设计和控制 36
. m' V2 n9 R% I! o 一、概述 36) L+ M: `* T, Q6 _$ X
二、超(维)纤维结构的形成 37
4 p, c- c( \: X4 w/ k+ K L 三、单纤维的设计和控制 42
* f8 V2 H9 A/ P! @ u4 A+ I2 z 四、纤维集合体的设计和控制 507 S! F5 n3 d7 i* b, n2 ?
第五节 纤维应用物理学的研究内容和方向 54
) U& z9 `, A2 q7 U v 一、纤维应用物理学的基本内容 54 G) e. _& E1 S; m& G9 m
二、根据纤维的系统科学技术开发综合功能性纤维材料 564 A" @; E$ c8 y
三、纤维成形新机理和超前沿纤维的开发 56; U- E+ g; d% s+ A( K1 R, L
主要参考文献 57
0 G) z }8 j9 X$ \: X第二章 纤维结构的表征 59
- Y' \5 e: U% w+ }* J 第一节 纤维的形态结构 59& P. Z2 I1 o; y9 {" s
一、天然纤维的组成及其特殊形态结构 60& l$ o2 H- n4 V1 J. ]7 A
(一)羊毛纤维的结构特征 61
! a* \+ i! L& ?# c; j (二)蚕丝的结构特征 72/ r4 E+ U$ v" x
(三)棉纤维的结构特征 77% `) s- ^) H1 }7 {5 p6 r4 P2 X
(四)麻纤维的结构特征 81
0 k& C, V/ R6 b 二、纤维形态结构的基本特征 83
5 q% F4 r) [, _- M# f* q: { (一)纤维外部形态的基本特征 84. z+ h3 g9 x! K% |7 q
(二)纤维的截面形态结构 111
( \0 l( o0 u% M2 C6 Y (三)纤维的表面形态结构 121
" H) e: j* L8 E: V2 d3 g/ c2 r 第二节 纤维大分子的聚集状态和纤维结构的发展过程 125* m1 J7 |2 a) r. x4 B* N1 j7 L" p5 [1 ?
一、大分子的内聚能密度和对称性 1250 n. |& s" h B) S. V; p! H
(一)大分子的内聚能密度 125
% d, @0 T! @6 c$ g+ u2 v, g (二)大分子的对称性 127% S8 e* A0 Z( l% P8 b
二、高分子熔体或浓容液的等温结晶 130) M2 T& p- ?" w6 b4 J
(一)线性高分子在稀溶液中结晶 130
% Y3 h8 F- n- i. U I6 I (二)球晶的生成、成长及其性质 1322 q" w2 m+ R+ K" s
(三)高分子熔体或浓溶液的等温结晶 134& b7 C% I2 H# }& Q$ E* \! y
三、纤维的微晶结构 138, m1 C- k6 ^. k1 z0 N
(一)束状结晶和微纤构造 138
) W# L# I& Z) n" c1 u7 H) y+ j8 I7 X (二)纤维的结晶组织和结构模型 142
: c* o. o4 O7 O$ E 四、纤维的结晶结构和结晶热力学 148
' Z; j4 t, s! d7 H) V$ M (一)结晶分子链的构象及热力学影响因素 149 A' V& e7 D7 H4 d" w w% A n0 o: L
(二)高分子结晶单元中分子链填充构造的表征 1509 ]0 c& ~9 k) J' P0 B8 m4 n& l, c+ J, p C
(三)常见成纤高聚物的晶型和晶胞结构 152' P$ M$ \8 w; ]/ H% ^
第三节 纤维成形及其取向和结晶 158+ I' A$ m, N1 T/ _1 `
一、纺丝成形及纤维结构的形成 158
) `& I# N, {- p+ g* n 二、高速纺丝的取向结晶 163
# y2 y3 C* q+ [, r X 三、硬弹性纤维的结构特征 185
4 T3 j4 s9 u( S2 k: ^" u 主要参考文献 1957 q" @, w0 J4 O! O3 q a+ d( R
第三章 熔体纺丝 198
6 t, N9 @: S$ Z: O! g 第一节 熔体纺丝的一般特征和基本规律 198
0 p p& L. |4 n5 v& x 第二节 高聚物熔体的基本特征 2026 ]! v+ \" i% _
一、高聚物熔体的流变性 202
8 ?8 j" a& I% d1 V; |2 @ 二、孔道中熔体的流动与挤出胀大 220
) H& ?+ m( T% u& n1 d$ v 三、高聚物熔体的可纺性 226
6 f- D$ h4 H' |* D 第三节 纺丝线上各参数的变化 2296 `3 \6 k& M2 T3 P' b9 V) N: b
一、纺丝线上的直径变化和速度分布 229
: g0 O/ j: K4 S i. f. f X c' } 二、纺丝线上的力平衡 2343 Y9 h$ f- k- S+ C" F
三、纺丝线上的传热和温度分布 237. b8 }: N/ m! @ W4 ^7 y
四、拉伸共振现象 242
. ~# |& G f& i9 n, g4 u7 P 五、非稳态纺丝 244) Z5 ?$ N ~; b/ o
六、熔体纺丝过程的计算机模拟 249
( a) C: W7 `, }2 T, x 第四节 纤维结构性能与纺丝条件的关系 258, h) |4 _5 L4 ]7 o$ {
一、熔纺过程中纤维结构的形成与发展 2585 `+ h2 r! s5 d) `) b
二、高聚物原料特性对纤维结构性能的影响 268- K% ^2 {( n* c4 v3 t
三、纺丝工艺条件对纤维结构性能的影响 275
* X2 y# f$ j# p 四、纤维横截面上的结构差异和不均匀性 281
+ V7 E( ^/ y2 ~) @2 P9 p: S7 H 第五节 熔体纺丝工艺的新进展 284: p) `/ q1 Z; N4 z; L% l2 z( Q
一、熔体直接纺丝 2844 z9 X6 ^' v8 b u$ h
二、高速纺丝 2855 f1 n+ M& {. [- ?
三、双组分纺丝 292
0 T; Q( E/ F0 v+ {: J 四、熔喷纺丝 297- d! [/ i1 R! r3 n1 |0 }
主要参考文献 301
; W" O) a9 J6 ]" t& D' E第四章 溶液纺丝 305# S6 ^7 G$ D p$ p+ m$ |! K
第一节 纺丝溶液的制备 305
8 u3 {. ]0 O: D$ v- { 一、溶解过程的热力学 305( S2 Q- q8 ]4 R( B! V* s. X3 f1 C0 y
二、溶解过程的动力学 312
8 Q' v- G8 _% k6 f: i 三、纺丝溶液的流变性 313
; d, ~% n# ?! R4 [ 第二节 溶液纺丝的沿纺丝线解析 320
0 P4 @1 g3 i9 J2 D$ @1 E. N5 s 一、纺丝原液的固化成形及纺丝条件的影响 320
* r3 \* a2 ^" F: x3 J j: D* m 二、纺丝线上各参数的变化 325( T3 G$ I: o" b: F8 r
(一)溶液纺丝的概要 325 [, p: K; S B4 q8 m) {
(二)纺丝线上的受力分析 327% S# W+ J9 T" y( G
(三)纺丝线上的传热分析 332' y" h* i6 x4 Y* i8 a- p
第三节 纤维结构的形成和构造的发现 336: n) f$ X y, c) `: v9 Q
一、干法纺丝过程中的结构变化 336, R( T4 Y8 [& ^: [0 ]; Z
二、湿法纺丝过程中的结构变化 3438 ]% v- ]: C7 R S1 ~
三、纤维成形过程中的分子取向 352
- }4 p9 s6 W: m! x" f3 z4 M 四、拉伸和平衡、热处理过程中的分子取向 355+ Y9 [) y) b N& x! f
主要参考文献 358
% [" N/ g8 C, T3 y1 M" d第五章 拉伸和热定形 360
. r' p {5 T6 }- x 第一节 拉伸和热定形过程的特征 360, E# L; M" ~: Y/ F. ? ]
一、拉伸过程研究的现状 360; ` x) l( [5 D: U/ b
二、拉伸过程的作用和特征 3617 w# R/ r0 h6 V+ ?/ E5 Q
三、热定形过程的作用和特征 3626 O0 E" q P' t: N) W- H7 G
第二节 拉伸过程的物理原理 363
) @+ e f( r, o 一、拉伸流变学 363
# Z. m0 P( e7 @4 G) `6 C- y (一)WLF方程及其物理意义 363
+ `% N4 n. D' i (二)时间—温度参数变换原理 3661 V6 [+ `7 Y% r8 ^" {
二、纤维拉伸变形过程的力学行为 369
% I3 s- x$ f. i# @3 V$ a 三、用于研究拉伸过程的各种理论 379
u9 j- M+ W" B* U 四、分子网络理论基础 382
2 L8 r9 \3 A6 T" H (一)弹性体形变的热力学 382+ B8 h+ t1 T" s: X9 g- x2 l9 S ^
(二)弹性体形变的统计力学理论 386
- a4 F0 ?7 u' e% T: Y (三)弹性体的模量及应力—应变的行为 389. [( {& n( H) r0 c* X
五、网络理论的发展 390
+ H! f: }" q- i! w (一)Mooney-Rivlin方程 391" }* h" {1 W- x( Q
(二)滑动链理论的发展 393
7 i2 [" g/ M% ~5 E 第三节 拉伸过程中纤维结构的变化 401
$ R' ^& O3 \, ] 一、概述 401+ {# F s* s ]9 y5 }% R; |+ `
二、拉伸取向机理 402" g5 b- m y; t# y& G
(一)玻璃化转变温度对拉伸过程的重要影响 404
8 E' [% C7 o4 r, B7 g; G5 e6 S (二)拉伸倍数 406
, D) L4 {& Q8 q3 f) ? 三、拉伸过程中的纤维结构 408
! Z8 ?& |- t% K 四、水分在拉伸过程中的作用 410
& n* _- J/ ?; U) A8 I 五、PET纤维的拉伸行为 4129 b% _, w6 t( d/ k
(一)PET纤维拉伸的一般特性及相关理论 412
, j- q0 I8 U' K0 J S/ ? (二)PET纤维的拉伸实践 4223 {4 y, z% u1 N' j
第四节 热定形过程的物理原理 429
/ T+ l3 v5 Y, l1 T7 C 一、纤维尺寸和结构的稳定性 429
; {( ~% ?( W4 F3 f 二、热定形的力学弛豫及其分子理论 4321 a$ ~9 }. B; Y$ Y* V
三、热定形与高聚物的多重转变 443
! H& z1 Y7 k6 [( h0 o1 G 第五节 热定形过程中纤维结构的变化 447
& |1 G& H5 u' |: ~- ]# j/ D' o 主要参考文献 453) u2 Q+ ?5 G" V
第六章 纤维的物理性质 457
! `3 \ O, p# L 第一节 纤维物理性质研究的意义和方法 457
8 f. _8 p' h. C" K 第二节 纤维的力学性质 458
+ D: i ^- h( {9 Z# ? 一、纤维的拉伸性质 458
; {+ U( [/ H! f& z& F" c) Z (一)纤维的应力—应变试验 458
4 q" e- F, y+ w: m% G (二)纤维的拉伸弹性 4637 |6 a8 ~2 Z7 g; D. W# I
(三)纤维的强度 472: T. a, B, W+ @2 @; S. L- z+ F" R h/ T0 g
二、纤维的弯曲性质 485) W! M* Y4 ^( o; E& Y* j; t% Y
三、纤维的扭转性质 491% U% Y Z2 x! w/ O) g; }' W
四、纤维的压缩性质 495& O& O% ^" X7 _6 ?, [( E) ]! _: g
第三节 纤维的电学性质 499
, z( l, E, ], p 一、电导性质 5009 w7 J6 g2 t$ _% c, h. m
二、静电起电 5077 g0 t/ o3 w; l* s) I; \
(一)静电的产生 507% z# V! Q. w. b1 h) H I
(二)摩擦起电机理 509+ `$ i+ p9 V8 Q2 {5 g7 I0 ]: p; z+ G% m
(三)纤维的静电积聚过程 5115 U3 S: A7 | b! u% ~" x
(四)防静电作用 513' T( V/ _6 Z& q$ o2 a) n5 H' `) Y4 D
三、介电性质 515
t9 V8 ~- W" u( L I2 z" l (一)介电系数 515
5 \6 z& o6 d' {; B (二)介电损耗 516
2 r% r/ {. q* N; m (三)影响纤维介电性质的因素 519
' d0 F! I4 Y' t9 V 第四节 纤维的光学性质 521! _: o) e% g/ }, a6 R: k
一、纤维的折光指数与双折射 5211 T: [ ?+ f, v7 ]5 H% J& U! \
二、光的反射与全反射 526
( }( K) k: S8 N5 H# z 三、光吸收与二向色性 529
$ m1 D, |/ _% q; p 第五节 纤维的热学性质 532
( W6 z5 R* C8 h9 Y1 i: e 一、比热容 532! z y( d; c6 ^ M6 Q5 u* I2 x
二、导热性 533* O( U* p5 L9 l9 ^" d
三、热对纤维的影响 535$ |: S8 }. b! c" E3 ~
第六节 纤维的声学性质 540
! D$ O( T, Z- l& _8 s 一、声波在纤维中的传播 541
! a: a- w! h5 N) {7 Y) T0 m 二、纤维的声速 541
1 Y4 h A; {8 }: a8 P; Q 三、纤维的声吸收 545
2 B( q# ?" f5 p& @1 }* s' B 四、纤维的声阻抗 548, k2 a" `' X0 C$ _/ d: H
五、超声显微术 549
5 l, Q! g' e( \7 e/ d' V" Y4 d 主要参考文献 550& K$ l' L) {$ j Q* R
第七章 高性能纤维 551
) [. K8 } R- h, f7 Y 第一节 超高强度功能性纤维 551
0 J7 k+ f; S0 f, T2 ~ 一、超高强度耐高温芳香族聚酰胺纤维 551# J) B& z9 y( S
二、超高强度高密度聚乙烯纤维 562% ?5 ?4 ^3 f8 b
第二节 聚苯并咪唑纤维和聚醚酯纤维 570
# V. f. l$ N# P9 R 一、聚苯并咪唑(PBI)纤维 570% Z: a2 S5 X! d6 B* n
(一)概述 5701 j5 q2 r2 l* i. E
(二)聚苯并咪唑纤维的制造 570/ l* T: \* c& u6 ~1 E4 @) P4 Y
(三)聚苯并咪唑纤维的性能 5759 Y3 V, k- ~# [
二、聚醚酯(PEET)纤维 5799 T$ @* h' m% x4 C+ j, Q+ z$ q
(一)概述 579" ], D% G& r* g
(二)聚醚酯纤维的工业化 581
1 B+ u* J: r- Y- g, k, Z% H 第三节 碳纤维及其复合强化材料 583/ o1 E9 l! ~6 `; i8 c$ ^
一、碳纤维 583
F( K1 z0 t w% ]1 A& Y& p (一)碳纤维的种类和制备 5842 B1 ?; K. X+ q6 V6 W: w* J/ R. o0 l
(二)纤维素系列碳纤维 585
, Y& B; M! I! Z" L4 S" a# A7 t (三)聚丙烯腈系列碳纤维 586# p6 z [! a' s8 b
(四)沥青系列碳纤维 588% P9 y, z1 {) s. u+ ~8 {' v
二、碳纤维复合强化材料 591
) T+ |% q6 i$ N (一)碳纤维及其复合材料的用途 591
: E6 q+ l% s- w6 Q# o (二)碳纤维的尖端复合材料的两种主要类型 592
) A& i& ^* \4 P4 X 第四节 特殊和环境功能的高性能纤维 5938 z/ o8 I* E* I- ]8 ^+ R
一、无机系耐热纤维材料 593 s3 ~3 o1 l) w$ @: R; q
二、超导纤维 595, \4 _; t' ^7 j3 D& r j5 e
三、光纤维 597
6 g8 X4 Q" k; x8 `' h f 四、无定形酚树脂纤维 600: v5 |/ y* Q) W% O
五、聚四氟乙烯(PTFE)纤维 6011 O* Z2 n+ q. h9 Y
六、导电纤维开发的现状与未来 601
, n0 G% ~+ z0 }% @, \ 主要参考文献 606
! J% Z2 e( m; e$ p5 ?9 W2 _第八章 新合纤和生体高分子纤维 608
3 C! k8 Q, D* _; e* |4 F 第一节 新合纤的现状和动向 608
0 i5 E) h7 B) j; m8 K$ n& h2 j 一、新合纤的诞生 608
5 c' b. x* b; f0 V- f/ @, d (一)人们对合成纤维性能的新要求 608: l0 i# ]+ j, ]( U" L" Z
(二)合成纤维新产品开发的动向 609
9 x5 _1 o! u( L: A9 A (三)新合纤的诞生 612$ s) ]2 S% L; o
(四)新合纤的技术特征 614
8 y. l. \3 A) V3 M- a5 V 二、微细纤维的制造及其应用 618
4 L- a% s) A8 u5 E6 @$ n( c7 Y (一)合成纤维的微细化 618
& N3 [7 x6 _& V (二)超细纤维及其纺丝技术 6223 | W! K0 w% M( z6 w( ?% B. D
(三)超细纤维的应用 629; S) ~( d% ^( m+ M9 d
三、新合纤的染色加工 632
+ v. {+ K5 a: n; _9 y' Q (一)精练工程 632
?7 R: W, k" r5 ~- l) Z2 k9 j (二)碱减量加工工程 633. D% i1 b) G ~! Y: t
(三)染色工程 635
8 r' V1 H5 A Z( s i! p 四、复合超细纤维的染整加工 635
6 w) T' { {: a: y( m3 e) e (一)开纤超细化工程 635
# X1 N6 p$ j3 a+ }8 p (二)染色工程 636
1 p. _) F4 \' ?0 [+ A* @: e 第二节 生体和仿生高分子纤维 638' _# Q# c9 A0 Z0 o( Y. h1 M
一、模仿生体组织形态的纤维材料 638* ~6 v4 p- Q9 H9 u; {2 ^9 H e
二、医疗用纤维材料 6434 e. L+ S" Q- g( W/ M
(一)生体缝合线 643
5 R/ k' B" e1 A; {" ` (二)人工血管 6468 w/ Z/ z) U, \$ I/ m. \/ F
(三)人工肾脏和人工肝脏 650
" |4 }2 g, p/ }. `8 x& `# L6 T (四)人工心脏和肺脏 652
+ d4 B8 y# y) T3 @( a (五)人工皮肤 653
3 f# H v( }* R7 g% [! C 三、生命技术与天然纤维 653
# C) l! I0 Z* b7 y 主要参考文献 662
2 h4 E9 c3 f; H: g |
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