
纤维应用物理学,高绪珊,吴大诚,PDF。电子目录,52M。
; B. @% b( ?; R% \内容提要
' f; m, e7 T4 W6 r$ [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。
' o+ B# x7 H' |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。! X2 f, h8 p2 B1 X: K
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:
0 \/ V# j8 R% x% ?# h. w第一 、 二 章 高 绪 珊& q# L% f, Q0 X' G3 P5 Y* V f
第三章 江锡夏 李振华2 I9 R5 w* w4 `5 n' e% y
第四章 高绪珊 童俨
3 T, K$ X9 S6 G! N _第五章 童俨 李燕立
$ W. k; \1 W2 s; k! x w第六章 解孝林 吴大诚
$ i3 J" X. J, {第七章 童俨 李瑞霞 吴大诚 高绪珊 吴行2 r, x/ R% S' K+ Z3 r
第八章 高绪珊 童俨 吴大诚' s, ]8 }/ J I
全书由高绪珊、吴大诚统一定稿并审 稿。! q$ \3 @0 p0 @0 w1 {4 @
目录
" d, ?5 P& V) Z$ P8 Q第一章 概论 15
+ s1 m9 X, y8 D' c; z$ Y% q 第一节 纤维应用物理学的发展 15
4 q$ z6 l, _# ^! m' E! J 一、纤维物理学的发展历史 15
( Q5 v" Q; N" J0 i4 d! g; Z/ S0 w 二、现代纤维技术的进步和纤维应用物理学的进展 16
: q. B6 @' O7 m 第二节 纤维的结构和性能 18. i, k' d6 a+ Q) v3 Y' ^
一、单纤维结构 18. X: C, W; R) Y& z/ c- z( n
二、纤维集合体的结构和特征 22
) l% | M( t8 w8 y 三、超纤维集合体开发的现状与未来 27; k* R5 l+ L9 R* M5 X4 T
第三节 单纤维和纤维集合体的次(维)概念 28. e8 |$ z. n% V4 A
一、概述 28
$ F9 r* h4 _% I1 g2 |$ V1 a 二、纤维材料科学的次(维)分类 32+ }4 Z) s( `6 y4 i* H3 o3 h
第四节 纤维材料的结构设计和控制 36
; u8 T& R, z. Z L0 E7 e' o 一、概述 36. r: `. W* ?8 b# A
二、超(维)纤维结构的形成 37
3 `% C/ ]# g# U) e2 @ M 三、单纤维的设计和控制 42
2 i. V7 D0 o! }6 L 四、纤维集合体的设计和控制 50
" V* a' z) v7 |) _1 e1 ^8 ` 第五节 纤维应用物理学的研究内容和方向 54
" P8 [5 i2 g* O$ R: y+ L 一、纤维应用物理学的基本内容 54
0 u0 {0 M% ~' ] 二、根据纤维的系统科学技术开发综合功能性纤维材料 56
* g! p; i; i4 |& U) O 三、纤维成形新机理和超前沿纤维的开发 569 }: U5 {# y$ P- J \
主要参考文献 57% {9 B; C; Y s
第二章 纤维结构的表征 595 z7 L# Y. i A
第一节 纤维的形态结构 59
# z0 ^5 Z0 s6 H! o$ p+ k0 W 一、天然纤维的组成及其特殊形态结构 607 n- p0 X! y% B8 @
(一)羊毛纤维的结构特征 61
% t5 e: l% K' }: _0 h. S9 H- X (二)蚕丝的结构特征 72
2 x1 L/ y+ ~' Y/ x, q7 ~+ v (三)棉纤维的结构特征 77
' e, @# M4 x4 ]: ? (四)麻纤维的结构特征 817 s$ v( u r2 K6 n, k8 Y; ~3 O
二、纤维形态结构的基本特征 83" F- K2 x# D" z$ F4 \
(一)纤维外部形态的基本特征 845 R& ~9 P" [. \' w! h4 v
(二)纤维的截面形态结构 1113 Z: A" ~* t1 P% w0 _) `: H- b
(三)纤维的表面形态结构 121
4 l2 G* u0 p4 k0 t. ~ 第二节 纤维大分子的聚集状态和纤维结构的发展过程 125# z. j ^8 o% d) Z) x; w; r
一、大分子的内聚能密度和对称性 125% G4 U! Z( i* F* d, T5 F; V
(一)大分子的内聚能密度 125
5 P- E' P; A4 T. W: m" V7 I- V (二)大分子的对称性 1278 b$ o( u8 j: }# j2 [/ z, m
二、高分子熔体或浓容液的等温结晶 130 ?- V b/ |& @$ x
(一)线性高分子在稀溶液中结晶 130" }' q8 d' T: E F3 Q
(二)球晶的生成、成长及其性质 132
( O' _ y& Z2 K" M! z0 g/ c; Y* n1 B (三)高分子熔体或浓溶液的等温结晶 134
% J1 c, F7 O, x7 v 三、纤维的微晶结构 138
( D$ U5 R0 `& u: |9 Q* B (一)束状结晶和微纤构造 138
' t* U- ~/ v) A4 q (二)纤维的结晶组织和结构模型 142
4 u) u6 P% z8 V) g 四、纤维的结晶结构和结晶热力学 148
5 P# K4 u: `; E0 Y (一)结晶分子链的构象及热力学影响因素 1493 D0 k8 z j" _. K; U
(二)高分子结晶单元中分子链填充构造的表征 150
C; p' {. B( x3 Y: n (三)常见成纤高聚物的晶型和晶胞结构 152* [$ V+ j4 N! T ]% t1 E
第三节 纤维成形及其取向和结晶 158
; M( [1 x7 M- d, P 一、纺丝成形及纤维结构的形成 158
1 c( O* l& r9 {' x( R3 X5 U5 v 二、高速纺丝的取向结晶 1639 @% A, r. y* P8 e7 |/ F' s
三、硬弹性纤维的结构特征 185
( L6 \6 j; G3 \8 ]6 @+ V6 z 主要参考文献 195
3 Q9 X% c$ P4 B' c9 m" i第三章 熔体纺丝 198 h3 o9 I' o! Q( l
第一节 熔体纺丝的一般特征和基本规律 198
5 O- j, R- l) j/ k) Z N* h. u 第二节 高聚物熔体的基本特征 202* z# D4 q8 k) K
一、高聚物熔体的流变性 202" O! H8 ?$ S+ E; s' \
二、孔道中熔体的流动与挤出胀大 220
& R' i6 D0 S$ d+ _+ { 三、高聚物熔体的可纺性 226
% c7 ~: R& v/ u1 c; u 第三节 纺丝线上各参数的变化 229
) G1 F( U, g$ W7 P! R 一、纺丝线上的直径变化和速度分布 229$ u4 d" J8 m6 r2 g5 \5 O
二、纺丝线上的力平衡 234 z& A, o- l) j' p0 F; S! ]
三、纺丝线上的传热和温度分布 237
. \ Z2 d( x* J% i 四、拉伸共振现象 242
+ D4 G/ Y7 x: B) X6 F# V7 E 五、非稳态纺丝 244
$ m: G% A4 c2 L' n8 ? 六、熔体纺丝过程的计算机模拟 249 A; g3 c. u, o6 V( t3 g, N# [
第四节 纤维结构性能与纺丝条件的关系 2585 M: j, `- W# x _$ u
一、熔纺过程中纤维结构的形成与发展 258
( H8 H7 q$ m( R X( _7 _ 二、高聚物原料特性对纤维结构性能的影响 268
/ H/ L% H1 ]& T1 `0 i 三、纺丝工艺条件对纤维结构性能的影响 275
) X" O( X* V X) B$ O) r 四、纤维横截面上的结构差异和不均匀性 281
- R4 Z0 R, y' z: Z: K# S 第五节 熔体纺丝工艺的新进展 284" e/ W( k0 b0 ]) x( W
一、熔体直接纺丝 284
3 J5 y3 f0 S' p+ t) ~$ _ 二、高速纺丝 285+ ^9 h' Y2 h2 F
三、双组分纺丝 292" H: l c9 [3 S0 E0 n. ?" O! T
四、熔喷纺丝 297* s8 G, w7 S4 I; x
主要参考文献 301 k: A( e! x3 x n9 c: r
第四章 溶液纺丝 3058 e. W- I6 R6 O7 @+ C
第一节 纺丝溶液的制备 305
/ E' p# D) W3 x/ Z3 r 一、溶解过程的热力学 305
/ c3 t$ z3 ^, a. t! c4 n, i9 C4 B 二、溶解过程的动力学 312
_8 ?) y' Q0 p5 L* @ 三、纺丝溶液的流变性 313
% k* y+ V# [- j- U' e L 第二节 溶液纺丝的沿纺丝线解析 320& V$ H/ \+ @* O( i* C
一、纺丝原液的固化成形及纺丝条件的影响 320
' `9 h6 t# m8 O* y4 L7 i 二、纺丝线上各参数的变化 325
! M& C7 N$ r( ]3 {) r% a7 b9 x( N' Z (一)溶液纺丝的概要 325
( s% B& v, Q5 ?: f (二)纺丝线上的受力分析 327
6 ]* Y8 q9 k& V, L8 v) W1 r3 _6 X (三)纺丝线上的传热分析 332& a9 f2 V3 A' z' S2 E
第三节 纤维结构的形成和构造的发现 336
) r8 R' A' c8 x# H7 {: Q: v 一、干法纺丝过程中的结构变化 336' |% h" G5 |. b
二、湿法纺丝过程中的结构变化 343
) X* |9 h5 `) b9 d* r& t2 g 三、纤维成形过程中的分子取向 352
2 m9 q: Q; Q: ]+ N" Z3 w' x 四、拉伸和平衡、热处理过程中的分子取向 355% M9 D# ?$ u: d) e, G: a4 Y
主要参考文献 358
8 ~. {) Z4 e) l0 l4 ~" Y第五章 拉伸和热定形 360* e; L- _* }: j i* n
第一节 拉伸和热定形过程的特征 360* z+ S9 F2 b; S( F4 m \# v
一、拉伸过程研究的现状 360
0 P4 x `$ I% L8 m. ^. o 二、拉伸过程的作用和特征 361( E! }. Y0 o- |# n
三、热定形过程的作用和特征 362
9 G7 Q0 A$ O; l k/ J6 n 第二节 拉伸过程的物理原理 3639 f( C! i7 u' ?4 k) G. M; x" \4 W; Z
一、拉伸流变学 363
6 c- h' Y/ y$ b0 U (一)WLF方程及其物理意义 363
' e8 a) }$ K: V1 g/ v (二)时间—温度参数变换原理 366
% X6 h/ [' A. _2 M 二、纤维拉伸变形过程的力学行为 369
$ k* s. \ d B b3 p$ Z) C 三、用于研究拉伸过程的各种理论 379
$ f- E9 L- `* l; Y 四、分子网络理论基础 382
2 R! }: }" I, Z3 s# N) @ (一)弹性体形变的热力学 3826 m$ B9 p; N" j% a9 ~" Y+ ?8 l
(二)弹性体形变的统计力学理论 386
$ T) F( a- }( I- ?4 p( y( P2 o (三)弹性体的模量及应力—应变的行为 389) l: H! y8 v. M# y
五、网络理论的发展 390 U* b% D5 Q9 J b' o: K
(一)Mooney-Rivlin方程 391
& o! ~4 r8 _) e' B. w) |9 }, z (二)滑动链理论的发展 393) h8 i2 c/ Y' E
第三节 拉伸过程中纤维结构的变化 401
/ ]& T. e1 b: k1 k9 W7 L 一、概述 401+ u# G" t# b ^8 v, ?; @6 ?5 p
二、拉伸取向机理 402& d: M. i; V3 W' {& M
(一)玻璃化转变温度对拉伸过程的重要影响 404
$ o* E/ y% S9 t1 ~7 l/ n" I (二)拉伸倍数 406
+ r ~ b6 Q, | 三、拉伸过程中的纤维结构 408
) M/ m+ t u3 o) `- F 四、水分在拉伸过程中的作用 410$ ^5 V0 P' Z* b! p7 R
五、PET纤维的拉伸行为 412
7 O. _) t8 V$ X* h/ y9 U8 P8 Y (一)PET纤维拉伸的一般特性及相关理论 412
% v) w; c* i) k7 ]) m9 }- ~" n( ]$ ` (二)PET纤维的拉伸实践 4223 r+ e: |% }2 B. ^( {, r6 k
第四节 热定形过程的物理原理 4299 R6 T- T) n& l$ W
一、纤维尺寸和结构的稳定性 4298 V; D$ P% ^4 k: p/ J
二、热定形的力学弛豫及其分子理论 432+ }; W) g+ B) N- `$ d0 c
三、热定形与高聚物的多重转变 443 ]% H9 R5 C7 E
第五节 热定形过程中纤维结构的变化 447
. O( e a1 Q. M% b 主要参考文献 453- @7 f) d. `4 X: }
第六章 纤维的物理性质 457' ?) U/ D6 m8 q' I
第一节 纤维物理性质研究的意义和方法 457. |, {; s; [; C9 p
第二节 纤维的力学性质 458
" n4 |% J) i9 ?0 B) w+ f) ? 一、纤维的拉伸性质 458) o+ N' C! A1 f% l
(一)纤维的应力—应变试验 458
4 @7 u+ C4 L/ V5 M, j (二)纤维的拉伸弹性 463
" r v5 t, Y) t. X+ L% N5 ~- b! G (三)纤维的强度 472+ c$ }- P2 [ C: W
二、纤维的弯曲性质 485
% D1 v% S2 L, F9 u- A; U 三、纤维的扭转性质 491! v$ V: Z0 E, {- C9 j8 ~
四、纤维的压缩性质 495
. _( N' g$ H5 X( M8 Q- g 第三节 纤维的电学性质 499
9 s0 z' n/ g0 K& C- p5 `9 z 一、电导性质 500
9 r/ }8 s: H8 c5 F; p7 J A 二、静电起电 507
7 j/ B e q( r; E (一)静电的产生 507
% k- ~* {- W) ~' q (二)摩擦起电机理 509
1 ^7 S9 W6 X( | (三)纤维的静电积聚过程 511
+ B/ l' A8 r7 \3 w( z0 Z9 ~ (四)防静电作用 513
, d ^& j! C) U) Z4 h0 W 三、介电性质 515/ c0 }$ T7 I6 E9 i8 C/ q
(一)介电系数 515+ G3 m& A/ H7 Y& Q D, Y& _
(二)介电损耗 516& f* N% y$ B3 X. @
(三)影响纤维介电性质的因素 5194 a& L& d# k. K2 k1 P5 L( U4 j$ `5 b
第四节 纤维的光学性质 5213 \0 b5 h( ~) c' ^0 P4 w
一、纤维的折光指数与双折射 521
- g& N. \3 l" d! p( y; X/ _ 二、光的反射与全反射 5267 Y. V. t% T/ O# U* s0 B
三、光吸收与二向色性 5294 K6 d( I+ q: R2 w0 e) ~" R
第五节 纤维的热学性质 532- f" }/ M0 R+ e9 h9 k* G" i
一、比热容 532
% L3 f: s, Q) H$ Q1 i 二、导热性 533
1 {0 ^; O0 q1 R: H& d. o 三、热对纤维的影响 535
' H0 v+ U/ g6 f* o( s2 T# P$ W0 V 第六节 纤维的声学性质 540
$ ?5 H5 T4 |* w) I+ t- n 一、声波在纤维中的传播 5419 S$ n3 j/ T: k8 y; t7 \
二、纤维的声速 541# r, F2 p1 ~) d5 C1 Q
三、纤维的声吸收 545+ Z5 q" t" o* D( u& ~% a, k! w# z T
四、纤维的声阻抗 5489 p. I9 l5 q F! q* b# e* T
五、超声显微术 549. | }+ o" V' L: @% Q
主要参考文献 550
2 W2 e2 E" z5 s% Z0 ~+ b Z第七章 高性能纤维 551
5 u9 S; ?& K: y8 y) \4 \ 第一节 超高强度功能性纤维 551( e( X8 M7 A. s
一、超高强度耐高温芳香族聚酰胺纤维 5513 m8 T1 K: E2 I
二、超高强度高密度聚乙烯纤维 562
9 H+ Y, h0 ^8 O% Z3 X7 l 第二节 聚苯并咪唑纤维和聚醚酯纤维 570
2 n2 q7 x$ i8 {1 \: d) z 一、聚苯并咪唑(PBI)纤维 570
8 R F) q' \$ F! k- {3 O6 L9 S (一)概述 570. B9 }% P w; `) ^/ q
(二)聚苯并咪唑纤维的制造 570( d7 o5 N0 I: l2 l
(三)聚苯并咪唑纤维的性能 5757 t7 C' q+ X8 A, c4 b
二、聚醚酯(PEET)纤维 5798 k/ r) w- ?. }7 v
(一)概述 579' q h/ s/ }( I( K+ Q* h% p" h
(二)聚醚酯纤维的工业化 5815 w, O9 }. j9 q6 x! t8 A
第三节 碳纤维及其复合强化材料 583& \. ?2 L$ f9 ^1 X
一、碳纤维 583; T3 G$ }) h. O: m
(一)碳纤维的种类和制备 5845 J% ?5 Z$ v* J8 |. A
(二)纤维素系列碳纤维 585
- \9 m; t+ H! z5 `3 i# W (三)聚丙烯腈系列碳纤维 586) L3 B8 j" i/ c2 O' q8 A4 G. x
(四)沥青系列碳纤维 588
3 ~" p% \& X; F' P4 ^9 \ 二、碳纤维复合强化材料 591
. @6 n1 z, p: Z8 F3 h (一)碳纤维及其复合材料的用途 591
0 r* e1 K: x# I; a (二)碳纤维的尖端复合材料的两种主要类型 592
' F2 h2 `- s4 H V- S 第四节 特殊和环境功能的高性能纤维 593: W2 \8 c& ]$ L* H
一、无机系耐热纤维材料 593
0 k! k# F" f9 i4 |. x' b 二、超导纤维 5953 \- D$ O% y$ @6 M% P
三、光纤维 597% r3 h0 g9 F+ k$ L; u7 n* q& J
四、无定形酚树脂纤维 600
% s% h! _, E9 L7 n0 x 五、聚四氟乙烯(PTFE)纤维 601+ g: _& Z. t8 F% }' f9 D
六、导电纤维开发的现状与未来 601
, Z4 x/ t8 {; q9 _6 D 主要参考文献 606# P0 X9 Z- W4 w. A; P2 O" I, D
第八章 新合纤和生体高分子纤维 6089 K' v5 i2 E1 v4 M2 Y( h3 W
第一节 新合纤的现状和动向 608" `* C" k$ ~0 ? @( W1 p' J9 Z0 U
一、新合纤的诞生 608
" P t4 m. b! E. N, t (一)人们对合成纤维性能的新要求 608
7 p- L$ E/ J" q g (二)合成纤维新产品开发的动向 609) r7 K5 U8 ]7 j+ C( v
(三)新合纤的诞生 612
4 n( s4 @* W3 D9 d) W6 ` (四)新合纤的技术特征 614' Z+ e5 @) v$ j' L- i
二、微细纤维的制造及其应用 618
4 X M* C" t4 @0 O4 ? (一)合成纤维的微细化 618
# {6 H( E+ F6 h# y5 t5 A) ?7 ~ (二)超细纤维及其纺丝技术 6221 z; Z/ n& `3 q% T
(三)超细纤维的应用 629
" ^3 x9 J5 c' A. ^- T: n 三、新合纤的染色加工 6325 _1 T" u+ S- m0 J1 C Y
(一)精练工程 632
. B/ N c( B. {8 t: H4 Q4 A (二)碱减量加工工程 633
1 X* T7 T% S0 g8 W! a$ w6 T (三)染色工程 635, c- t) Y- I) v. i/ x# B8 l
四、复合超细纤维的染整加工 635+ }! k7 O f0 D" w. d0 X
(一)开纤超细化工程 635. B, b. J" N* g$ d% g: E. ]
(二)染色工程 636 K, n% Y3 T8 a0 G; T
第二节 生体和仿生高分子纤维 638
3 L: e. N$ G T" Z 一、模仿生体组织形态的纤维材料 638
7 C: |0 `, ^, Z( o+ Z 二、医疗用纤维材料 643. o @, x! n' h, ]* b4 {, \8 z
(一)生体缝合线 643& \' e0 ~; g3 k2 X0 u% Y, ~
(二)人工血管 646
6 r: G0 A. {' ?- x6 W& f (三)人工肾脏和人工肝脏 650
# n* _& E8 w# t, G3 o (四)人工心脏和肺脏 652$ }# r1 \# K/ r2 v
(五)人工皮肤 653: X+ x) H) o) n4 |( y$ X. t
三、生命技术与天然纤维 653
3 Q8 Y5 o; E9 X2 L& c5 l! w 主要参考文献 662
$ ^2 T" b% G1 ?7 t |
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