
纤维应用物理学,高绪珊,吴大诚,PDF。电子目录,52M。
1 A9 W% ?. d% Z1 d3 k: o内容提要* k7 C s% e# @* v2 v
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。5 n0 |* g& |6 m& g! l7 M/ H2 \
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。; K) o( j- f) T" U- |& B
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:5 V3 e% b3 x4 k. W0 W2 L1 H
第一 、 二 章 高 绪 珊/ P( |* Q4 V1 [5 E# V6 q
第三章 江锡夏 李振华7 H4 p# g2 \: o' W
第四章 高绪珊 童俨5 P/ {# x% o, m
第五章 童俨 李燕立
3 g2 T% m( L B第六章 解孝林 吴大诚
. z" F5 _8 T0 C! X7 ^" O+ c第七章 童俨 李瑞霞 吴大诚 高绪珊 吴行4 _5 m( Z8 f/ J5 Q
第八章 高绪珊 童俨 吴大诚
6 l1 a# n2 z! x) C. m全书由高绪珊、吴大诚统一定稿并审 稿。
; K h- F/ L" k' L( V+ i- h$ Q目录, z6 e3 z( R# V! P# j
第一章 概论 15
" g. T4 T( h/ F0 f9 A. n 第一节 纤维应用物理学的发展 15% V9 x$ _ J! e
一、纤维物理学的发展历史 15
" _& r$ m! ?$ l. N, S7 ?( \- ` 二、现代纤维技术的进步和纤维应用物理学的进展 162 @( b& r" n0 y+ g7 z% z
第二节 纤维的结构和性能 18, A( R/ }: B$ G7 k
一、单纤维结构 187 X U* [6 Z' u: K* Q; \- N( N7 G
二、纤维集合体的结构和特征 22
7 ]" |& p: g+ `3 M 三、超纤维集合体开发的现状与未来 27
7 e; Q9 L' e+ _8 D* D 第三节 单纤维和纤维集合体的次(维)概念 28: q! H# R* P( x: f. ]
一、概述 28' c" Q5 x; [) U/ {) d) P
二、纤维材料科学的次(维)分类 32
4 E2 q+ \( z6 {. J- V! M! `) s% F 第四节 纤维材料的结构设计和控制 369 g1 \1 ^1 C2 [* n- a
一、概述 36
) h* l! r" V* N4 {& B+ H7 V 二、超(维)纤维结构的形成 37* _9 f9 p/ n8 E) U6 m6 J
三、单纤维的设计和控制 42" E, k, b- X+ z0 ]5 R
四、纤维集合体的设计和控制 50* }, i1 v6 C+ M6 O& X0 R' W2 D! J
第五节 纤维应用物理学的研究内容和方向 549 j8 r/ I5 a& \9 |
一、纤维应用物理学的基本内容 54
1 u* a% }. h, } 二、根据纤维的系统科学技术开发综合功能性纤维材料 56% q. N; H) k) G- |
三、纤维成形新机理和超前沿纤维的开发 560 v. }! [8 L8 X( E
主要参考文献 57
+ j- `$ X% N: q第二章 纤维结构的表征 59
W0 Q' U8 ~% I W 第一节 纤维的形态结构 59; W9 z( }, [1 y
一、天然纤维的组成及其特殊形态结构 600 J: j9 r5 ?( a1 \/ L5 c) l
(一)羊毛纤维的结构特征 61) R, v$ l7 n0 `
(二)蚕丝的结构特征 72
2 N2 W6 O( R, D$ Y2 I (三)棉纤维的结构特征 77
$ K' f/ p& \2 L5 G( g& ~. @; M" [ (四)麻纤维的结构特征 81
2 @6 y2 ^6 e- S0 c( `0 R! W& G 二、纤维形态结构的基本特征 83/ n' I2 }! i# T: I# N# {. S2 x
(一)纤维外部形态的基本特征 84
4 x0 ]- Y) J# h; t( T* k% V8 ]9 A (二)纤维的截面形态结构 1110 ]" z* J/ [0 ]9 N) t
(三)纤维的表面形态结构 121
- O [+ a+ _2 C' 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) B& q( U9 e; x2 ~5 V
一、大分子的内聚能密度和对称性 125
3 q, o Z! g) [- P) W9 ` (一)大分子的内聚能密度 1255 r. Y* w% e: m' M
(二)大分子的对称性 127- v) ]. G) c# q7 x
二、高分子熔体或浓容液的等温结晶 130
1 J# y( Q: r) }8 o3 T (一)线性高分子在稀溶液中结晶 130
! u% z% i0 R7 k (二)球晶的生成、成长及其性质 1321 \( V0 |+ S. K6 t0 U" R
(三)高分子熔体或浓溶液的等温结晶 134
% Z5 c. p5 X, S6 H* w2 Y' V% { 三、纤维的微晶结构 1385 ^: d! G0 w: \/ n7 E4 h! D( R! R4 \3 U
(一)束状结晶和微纤构造 138
9 h! C5 M% i$ f% L+ o1 u4 U1 A (二)纤维的结晶组织和结构模型 142
. N8 c& d( I( ~8 v1 G4 J5 ^& {" Y7 B f 四、纤维的结晶结构和结晶热力学 148
: ]1 A+ o r8 u: u1 Q% W (一)结晶分子链的构象及热力学影响因素 149
2 }1 a3 v9 h% L$ m (二)高分子结晶单元中分子链填充构造的表征 150( g. [' M8 |0 \, J9 A- u* n7 W( o
(三)常见成纤高聚物的晶型和晶胞结构 152! {+ z1 @8 h; T5 E3 ?4 W1 R; F
第三节 纤维成形及其取向和结晶 158
+ F) L% P' I2 R8 ^ 一、纺丝成形及纤维结构的形成 158" j0 i% ]1 c, h9 A* x! N
二、高速纺丝的取向结晶 1638 _) c: e0 f7 _+ j7 [) l. l. Y% n
三、硬弹性纤维的结构特征 185+ ]/ [3 C+ l- `' P
主要参考文献 195
7 V) s/ K7 O* k |3 Q( i第三章 熔体纺丝 198
( n( g% p9 E# T 第一节 熔体纺丝的一般特征和基本规律 198
/ T/ t5 }, ~2 x" [# B3 p) k' p/ s 第二节 高聚物熔体的基本特征 202
2 w" l: Q: m, h7 J 一、高聚物熔体的流变性 202
# @( v$ `- J ^) G: }1 Z/ E7 a 二、孔道中熔体的流动与挤出胀大 2207 S3 r0 n+ l$ W! [6 E$ w0 _% q
三、高聚物熔体的可纺性 226
& l7 ?1 D6 U6 t* @% ]$ J% j 第三节 纺丝线上各参数的变化 229
6 P6 H/ v- b; x0 k+ K 一、纺丝线上的直径变化和速度分布 229
0 Q/ }! P: L( M' m m 二、纺丝线上的力平衡 234+ S8 k" k7 h! ?, n9 G( Y1 `- y7 j# x
三、纺丝线上的传热和温度分布 237+ L) J2 z$ `: g6 q. \
四、拉伸共振现象 242
( W5 R- W( _! u' w7 O+ _: } 五、非稳态纺丝 244/ Y, [) W, @" x9 s) ^ o& i
六、熔体纺丝过程的计算机模拟 249! ^, @- O: u4 g+ @3 `" F# d
第四节 纤维结构性能与纺丝条件的关系 258
% W7 F' Y: g' W; a" p+ Z4 B& Y7 N& G6 ~ 一、熔纺过程中纤维结构的形成与发展 258
1 O5 }: M; [- J4 Q6 _" t 二、高聚物原料特性对纤维结构性能的影响 268# m0 h. N2 M, ^
三、纺丝工艺条件对纤维结构性能的影响 2755 c8 X P; b3 s+ `2 H
四、纤维横截面上的结构差异和不均匀性 2810 n- | B9 \0 K0 Z2 ?( I; I/ C: }
第五节 熔体纺丝工艺的新进展 284" T; U# N z/ V8 [) I" s$ _
一、熔体直接纺丝 2842 h5 {2 Y% N, X4 S2 w+ f
二、高速纺丝 2852 s& \" n4 y2 H% H4 h4 \/ W( y& l
三、双组分纺丝 292
1 C% ^" x& G8 Q2 f( M 四、熔喷纺丝 297
0 l' h4 w# Z3 B8 k 主要参考文献 301 `. _+ `2 ^: c- u2 [8 r& b
第四章 溶液纺丝 3054 b8 u; S' a$ Z% Z) y) H, o2 r' s
第一节 纺丝溶液的制备 305
4 \& e0 ^6 r) d+ @# w- | 一、溶解过程的热力学 3055 l, b5 Z3 C3 z) q/ G2 e! ]
二、溶解过程的动力学 312+ a" p$ M: P: {# ^& b% B
三、纺丝溶液的流变性 313
8 s: c$ `+ E& ^% N: Q 第二节 溶液纺丝的沿纺丝线解析 320
, B- b) c9 f n3 G! o) i, [ 一、纺丝原液的固化成形及纺丝条件的影响 320
9 e& W+ r' s3 C# E( P2 O 二、纺丝线上各参数的变化 325: ]/ @/ D' p/ P+ ]0 D. S1 }
(一)溶液纺丝的概要 325
$ E* d+ l+ @. K% ^ (二)纺丝线上的受力分析 327% M& K. {8 v' m$ u z/ n1 G
(三)纺丝线上的传热分析 332
6 g+ l! @. ?2 K8 x. p5 Z) V( l 第三节 纤维结构的形成和构造的发现 336! G/ m, m- z3 U# S% t3 q; }
一、干法纺丝过程中的结构变化 336
( b& j: A! W- T X" u 二、湿法纺丝过程中的结构变化 343
@# c" J+ [1 m& y 三、纤维成形过程中的分子取向 352
2 _3 M9 q4 H. ]* A7 R" n; ] 四、拉伸和平衡、热处理过程中的分子取向 355
1 a7 v1 _" ~/ r, L 主要参考文献 358
9 n3 ^8 M3 `8 b+ \0 i8 T/ M, Y第五章 拉伸和热定形 360( u; ^" ^8 o# q5 @; e+ O
第一节 拉伸和热定形过程的特征 360
# u! s t) ^) _/ h0 F( I0 U( M2 V 一、拉伸过程研究的现状 360) p% [) u, J; r v7 w5 N
二、拉伸过程的作用和特征 3617 ^1 z, B% r9 o3 u; k
三、热定形过程的作用和特征 362
- A/ l2 g5 {1 Z! y6 I5 _ 第二节 拉伸过程的物理原理 363
4 }9 j ]; a7 |7 M. V9 R 一、拉伸流变学 363! f [. H+ t; @1 y4 ~, r
(一)WLF方程及其物理意义 3639 l# I( m5 ?+ L% w8 S' J7 i
(二)时间—温度参数变换原理 366
2 {1 G: z7 h+ p8 `3 I; j 二、纤维拉伸变形过程的力学行为 369
1 {3 x: A1 u) [8 I/ k) u! ^ 三、用于研究拉伸过程的各种理论 379
- H4 V* M; {/ E7 L0 {4 l 四、分子网络理论基础 382
. i$ x8 Q: H% x (一)弹性体形变的热力学 3820 M9 _% a2 {: h5 _
(二)弹性体形变的统计力学理论 386
' y& k7 G) Q s3 z) ^4 P (三)弹性体的模量及应力—应变的行为 3896 C A0 T/ c) v) F4 E! @
五、网络理论的发展 3906 I% o, d2 R/ w! x2 b
(一)Mooney-Rivlin方程 391
e; Z; B/ i% ]# ]7 w& {- N! h (二)滑动链理论的发展 393
3 e2 Z0 }/ D0 L 第三节 拉伸过程中纤维结构的变化 401
\7 S4 @2 G9 I. F# S7 d 一、概述 4014 ] v$ [* T) p4 H3 J1 b( S
二、拉伸取向机理 402. L0 _; z& \" Q# ^: M; f/ f
(一)玻璃化转变温度对拉伸过程的重要影响 404
. k; x9 x5 K2 m: I: r( Z ` (二)拉伸倍数 406
: |0 v2 @$ T9 d; g+ h, y5 ^ 三、拉伸过程中的纤维结构 408$ N: q3 H5 y. ^9 }4 T
四、水分在拉伸过程中的作用 410
) f+ D+ P- N- ]! y 五、PET纤维的拉伸行为 412
9 r' E% d# I+ i- s. O3 J, O (一)PET纤维拉伸的一般特性及相关理论 412
/ j O; y& I% i) ~. M (二)PET纤维的拉伸实践 422
: [3 d) Z( y- I( h1 N8 k2 l 第四节 热定形过程的物理原理 4292 @' S2 B/ i V
一、纤维尺寸和结构的稳定性 429
; C; b; M) {$ [% t" M1 ]+ p 二、热定形的力学弛豫及其分子理论 432
$ X% w& p0 }+ q; W+ y 三、热定形与高聚物的多重转变 443
1 P% s* l o6 O 第五节 热定形过程中纤维结构的变化 4474 v+ R H. x. c
主要参考文献 453, O7 @ |5 z# h3 o6 r" X. p
第六章 纤维的物理性质 457' M0 [8 u/ D$ k" \' x
第一节 纤维物理性质研究的意义和方法 457" r( `; o8 O _. B9 A& U
第二节 纤维的力学性质 458! i, A7 o# x3 _; l+ M3 p( v
一、纤维的拉伸性质 4580 U1 k9 {* E+ F6 z( U3 Q
(一)纤维的应力—应变试验 458
/ t( W+ k2 C: A( V/ X (二)纤维的拉伸弹性 463
2 S# A' V$ X" G2 u8 A( X- ^5 ]8 o (三)纤维的强度 472
; D$ q$ b$ Q k, g0 k 二、纤维的弯曲性质 485. V' D4 S' S: m
三、纤维的扭转性质 491+ I9 p6 r" z% ]; y0 g# p+ |9 G
四、纤维的压缩性质 495
1 K/ F H* Y( ~+ [0 h( M. h* Y" N 第三节 纤维的电学性质 4998 Z0 J$ Q9 {; E; X
一、电导性质 500
* H4 Y: i6 M8 c2 n: T! I# j 二、静电起电 507
1 v2 X4 g- \; I G5 R& v (一)静电的产生 507
+ _9 a4 w" K9 r; }; T1 j# ^ (二)摩擦起电机理 5097 I& _# c0 [7 l* o. J
(三)纤维的静电积聚过程 511
) d, G. s( E2 X. E (四)防静电作用 513- [$ X, |$ m2 c6 [/ B6 {8 y4 [! _+ \0 H
三、介电性质 515
& l& `7 [% v1 S8 h8 @1 x (一)介电系数 515
# U7 W1 Z# D# |' k3 J3 D' C" G (二)介电损耗 516
1 P+ x! u, _' F; `$ F- _7 v (三)影响纤维介电性质的因素 5197 g3 F, H; q! k s# C
第四节 纤维的光学性质 521" n% }# W3 R: h% s) M; \
一、纤维的折光指数与双折射 521
0 v. Y0 ^- K# B' b 二、光的反射与全反射 526( D! Q X; g" k; }. |$ w- s% c. M5 I
三、光吸收与二向色性 529
9 I \/ k4 q' |" ~! B 第五节 纤维的热学性质 5323 l& {# @6 p3 g" G- Z+ Y6 K
一、比热容 532- m8 A I% A3 m3 L
二、导热性 533
7 ^) G# v" V) w B 三、热对纤维的影响 5358 H% j7 N" Q: g0 L% [# H. \
第六节 纤维的声学性质 540
5 x, g* j# g+ Q/ J 一、声波在纤维中的传播 5414 V9 I# b& b5 S
二、纤维的声速 541
d% P3 E2 z1 [: c 三、纤维的声吸收 5451 N4 e5 F6 T0 z% g
四、纤维的声阻抗 548
0 J7 F- O( s( M 五、超声显微术 549
3 n4 D- U3 S8 v% X4 | 主要参考文献 550. b0 |0 B: X# q1 U. Z
第七章 高性能纤维 551$ X! [' Q H, U0 e `; R! s
第一节 超高强度功能性纤维 551
% x4 s; \6 f# i& x% g 一、超高强度耐高温芳香族聚酰胺纤维 551& G4 N, t3 ?7 B) O# t6 g1 U' E, X
二、超高强度高密度聚乙烯纤维 562
' ~: d7 P$ h+ R- T8 a1 d0 M 第二节 聚苯并咪唑纤维和聚醚酯纤维 570+ i% a& m b$ H8 E/ j/ Z( |
一、聚苯并咪唑(PBI)纤维 570
0 q/ b! Q2 H- @% h% g& y* Q X" x. a (一)概述 570
: V* R; F* T1 ]" G0 K (二)聚苯并咪唑纤维的制造 570
5 } \, \3 m; O, ^: X (三)聚苯并咪唑纤维的性能 575+ W' B2 A& n* p" J9 Z: A, Q& R
二、聚醚酯(PEET)纤维 579) r9 M0 v- ]5 u
(一)概述 579
2 I# D1 B$ b! F5 C/ c (二)聚醚酯纤维的工业化 581
6 Z5 F3 \+ ]9 Q0 ~ 第三节 碳纤维及其复合强化材料 5833 D) X0 o- N+ m# V
一、碳纤维 583
; S( W& _, p" `% ]% I (一)碳纤维的种类和制备 5848 q; I& a, x# ]% w [
(二)纤维素系列碳纤维 585+ i$ `, ~* \' P
(三)聚丙烯腈系列碳纤维 586
! T; f) T" P( R (四)沥青系列碳纤维 588 w9 R* | @+ \! E& }: |1 _
二、碳纤维复合强化材料 591, K+ s6 v% ? f+ N6 T7 Z
(一)碳纤维及其复合材料的用途 591
! t" N7 }9 J% i3 \# a# T" F! F (二)碳纤维的尖端复合材料的两种主要类型 592
6 R9 r1 U; K; ?0 o0 R 第四节 特殊和环境功能的高性能纤维 5936 L6 P7 ~3 h5 F. f4 s, \7 q9 D
一、无机系耐热纤维材料 5937 Y( {2 J- l0 s2 {1 Q+ l
二、超导纤维 595
5 ^9 @( m8 P4 h1 X2 W0 [ 三、光纤维 597
' y& R+ I/ j7 d0 d' J# k$ f 四、无定形酚树脂纤维 600
% c' L9 Z4 q- v- `, L* E 五、聚四氟乙烯(PTFE)纤维 601
) U7 E) ^7 s9 K+ x! Y( Q 六、导电纤维开发的现状与未来 601
) n3 G7 B" p$ U# O8 r3 L 主要参考文献 606
0 E/ g9 {- Y6 T2 ~" n第八章 新合纤和生体高分子纤维 608" H4 o3 q2 e4 U; @# `
第一节 新合纤的现状和动向 6081 e' `+ c, _8 V( {: i. d" l% n( i9 {
一、新合纤的诞生 608
3 W# C6 ^. F1 C: H1 ] (一)人们对合成纤维性能的新要求 608
3 L' O* \+ [( m1 J: X" d4 {9 d (二)合成纤维新产品开发的动向 609
* | }+ r5 c, A8 C (三)新合纤的诞生 612
! C6 b9 I" U3 e (四)新合纤的技术特征 614
: a# o& J: i" T; T 二、微细纤维的制造及其应用 618& G; [9 E% p9 O& o, ?5 A
(一)合成纤维的微细化 6189 _4 g3 Q8 g. a z, M
(二)超细纤维及其纺丝技术 622
2 A1 E+ J4 o$ V5 m (三)超细纤维的应用 629# k% ]/ |2 x+ }2 O
三、新合纤的染色加工 632- P0 R) z. J) i4 W
(一)精练工程 632
8 g4 K. E# t# c0 a, V: _ (二)碱减量加工工程 633/ n/ l) \, d' n5 O
(三)染色工程 635& s6 f$ n8 ^, G; W. ]$ [) L0 |
四、复合超细纤维的染整加工 635% _! p# ^" }% |" }+ M7 K/ m* f
(一)开纤超细化工程 635
' L" L: |; t0 {9 p: i( T. e0 R (二)染色工程 636; B! Q. s) V# }( S
第二节 生体和仿生高分子纤维 638
" s" E; j) a' c$ K% n/ p1 I6 D' F 一、模仿生体组织形态的纤维材料 638% m9 G |4 k7 r; E! B% V
二、医疗用纤维材料 643& `1 C @% `2 H$ g! |2 ?6 q
(一)生体缝合线 643+ Y2 M. _, t& a( S
(二)人工血管 646* f+ h D& b. O: G( J- q$ D% h
(三)人工肾脏和人工肝脏 650
( R1 q, `' T5 a+ `" f (四)人工心脏和肺脏 652
/ e& D; _9 B4 m' [* p (五)人工皮肤 653
1 A) a. R* N }& V4 i- `3 ^ 三、生命技术与天然纤维 653
) B% j+ j* v0 X- a+ B 主要参考文献 662
, w6 ^% h/ G$ n3 `2 ?" s |
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