高性能高分子材料-纤维

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高性能聚乙烯纤维

高性能聚乙烯纤维
聚乙烯纤维是一种高性能合成纤维材料，具有极强的拉伸强度和耐磨性，被广
泛应用于各种领域。

高性能聚乙烯纤维由聚乙烯高分子聚合而成，具有较高的抗拉强度和耐磨性，是纺织行业中重要的功能纤维之一。

特性及优势
高性能聚乙烯纤维具有以下特性及优势： - 高强度：聚乙烯纤维具有较高的抗
拉强度，比普通纤维更具韧性和耐磨性。

- 轻盈：相比起其它合成纤维，聚乙烯纤
维更轻便，适合制作轻质纺织品。

- 耐磨性：聚乙烯纤维具有较好的抗磨性能，耐
久耐用。

- 抗化学腐蚀：聚乙烯纤维具有较好的抗化学腐蚀性，适合用于特殊环境。

应用领域
高性能聚乙烯纤维在各个领域得到广泛应用，主要包括以下几个方面： - 防弹
背心：由于其高强度和耐磨性，聚乙烯纤维常被用于制作防弹背心，提供有效的
保护。

- 航空航天：在航空航天领域，聚乙烯纤维被用于制作轻质、耐磨的航空材料。

- 体育用品：聚乙烯纤维也被广泛用于制作体育用品，如运动服装、运动鞋等。

- 防护服：在化工、医疗等行业，聚乙烯纤维的耐磨性和抗化学腐蚀性使其成为理
想的防护服材料。

结语
高性能聚乙烯纤维以其优异的特性和广泛的应用领域，成为当今纺织行业中不
可或缺的一部分。

随着技术的不断进步和创新，聚乙烯纤维在未来将有更广阔的发展空间，为各个领域带来更多创新和可能。

高分子纤维复合材料的制备及其力学性能分析研究

高分子纤维复合材料的制备及其力学性能分析研究高分子纤维复合材料是一种经过特殊处理与混合而成的高强度复合材料。

它将高分子材料和聚合物纤维合成一体，从而具有了良好的力学性能和物理化学性质。

本篇文章将介绍高分子纤维复合材料的制备过程及其力学性能分析研究。

一、高分子纤维复合材料的制备过程高分子纤维复合材料的制备过程主要包括以下几个步骤：1.材料准备：选用适当的高分子材料和聚合物纤维，进行预处理，使其成为复合材料的适宜原料。

2.混合：将高分子材料和聚合物纤维混合均匀，使其成为均匀的混合材料。

3.成型：利用成型设备将混合材料塑成所需的形状和尺寸，成型方式有注塑、挤出、压缩成型等多种。

4.固化：将成型后的制品进行固化，加快交联反应，增强其力学性能和物理化学性质。

通过以上步骤，高分子纤维复合材料就制备完成了。

二、高分子纤维复合材料的力学性能分析研究高分子纤维复合材料在制备过程中需要注意力学性能的要求，从而保证其使用时具有足够的强度和韧性。

力学性能分析研究对于确定材料的力学特性、制定生产标准和改进生产工艺具有重要意义。

1.拉伸性能分析拉伸性能是衡量高分子纤维复合材料强度的主要指标之一。

拉伸强度主要与纤维的强度、弹性模量有关。

同时，拉伸过程中断裂形态也能够反映材料的韧性。

实验方法为利用拉伸试验机进行拉伸实验，并分析其拉伸强度、极限伸长率等指标。

拉伸性能的研究可以为材料的强度理论计算和优化提供参考依据。

2.吸水性能分析高分子纤维复合材料吸水性能的优劣直接影响复合材料使用的寿命。

材料吸水后，其力学性能会发生变化，因此需要对吸水性能进行研究。

实验方法为将样品置于水中浸泡一定时间后取出，通过重量差计算吸水率。

同时观察吸水后样品的形变、破坏等现象，分析吸水过程中的物理化学变化。

3.热稳定性分析高分子纤维复合材料的热稳定性能影响其在高温环境中的使用寿命。

需要分析其热降解特性、玻璃化转变温度等指标。

实验方法为通过热分析仪对高分子纤维复合材料进行热重分析、差热分析等，观察其热分解规律和热降解温度等指标。

高性能纤维(碳纤维、芳纶纤维和聚乙烯超高分子纤维)

高性能纤维一、中国高性能纤维复合材料需求将日渐强劲，尤其是航天航空、汽车、风电等领域。

根据 JEC 集团研报显示，最近几年全球复合材料需求增长一半都在亚洲，亚洲尤其中国市场增长较快，预计到2013 年中国将占据全球复合材料市场增长 43%的份额；目前国内复合材料用于交通运输的比例相对比较小，只占5%，低于全球 24%平均水平；在工业设备领域比例为10%，也低于全球26%的平均水平。

目前高性能纤维在飞机上的比例为50%-80%，波音公司预计到2025年中国运输飞机数量将是原有的3倍；国内风电和汽车领域需求旺盛，高性能纤维复合材料作为一种先进的轻质高强材料，符合风力发电机组大容量发展趋势，迎合汽车安全、轻型化发展方向。

二、世界三大高性能纤维：1）碳纤维：目前全球碳纤维产能已供过于求，虽然国内碳纤维进口依赖率高达 83.9%，进口替代空间大，但国内碳纤维技术仍待突破，目前进口碳纤维产品价格已逼近国内生产成本。

我们认为碳纤维价格若维持低位，将促进碳纤维在高端产业和工业领域中的普及应用，由于碳纤维每一级的深加工都有高幅度的增值，碳纤维下游复合材料企业将从中直接受益。

2）芳纶纤维：目前全球芳纶纤维整体已出现供过于求局面，但其中芳纶 1414 的供求形势依旧偏紧。

国内芳纶纤维消费旺盛，年复合增长率约为 30%。

我们认为，随着供给增加，国内高温滤料用芳纶 1313 或将出现产能过剩，芳纶 1313 在需有一定技术含量的防护领域、芳纶纸高端产品应用领域市场潜力大；国内芳纶1414 主要依靠进口，供给是关键。

3）超高分子聚乙烯纤维：目前全球超高分子聚乙烯纤维供不应求，供给缺口为 9万吨以上；国内供给缺口为8000吨左右，国内部分企业产品已达世界先进水平，供给是关键。

三、投资策略及重点公司。

由于高性能纤维及复合材料性能要求高、生产工艺复杂、技术壁垒高，是未来产业升级的关键要素，建议投资者关注其中具有技术、规模优势的公司，如生产航空航天复合材料产品，技术垄断优势明显的公司：博云新材(002297)；具有生产芳纶纤维中间体技术优势的的供应商：浙江龙盛（600352）；具备高端芳纶纤维产品生产技术和规模领先优势的龙头企业：烟台氨纶（002254）；关注具有生产超高分子聚乙烯纤维技术与规模实力的上市公司：S 仪化（600871）。

高性能纤维包括有机和无机高性能纤维两大类

高性能纤维【摘要】本文主要介绍了几种高性能纤维的特性及应用与发展，认为高性能纤维的开发与应用前景十分广阔，加速高性能纤维工业化进程具有重大意义，对整个社会将带来很大的经济效益。

关键词：高性能纤维，分类，应用高性能纤维 (High-Performance Fibers)是从20世纪60年代开始研发并推广的纤维材料，它的出现使传统纺织工业产生了巨大变革。

所谓高性能纤维是指有高的拉伸强度和压缩强度、耐磨擦、高的耐破坏力、低比重(g/m3)等优良物性的纤维材料，它是近年来纤维高分子材料领域中发展迅速的一类特种纤维。

高性能纤维可用于防弹服、蹦床布等特种织物的加工及纤维复合材料中的加固材料，其发展涉及许多不同的领域。

（一）高性能纤维的分类高性能纤维包括有机和无机高性能纤维两大类。

目前高性能纤维的代表品种主要有：有机纤维的对位芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺，也叫芳纶1414)、超高分子量聚乙烯、聚苯并双嗫唑纤维(PBO)；无机的碳纤维和高性能玻璃纤维等。

本文主要分析和比较了玻璃纤维、碳纤维、超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、M5纤维等高性能纤维的特性以及它们的应用状况。

一、玻璃纤维玻璃纤维是复合材料中最主要的增强材料，它由氧化硅与氯化铝等金属氧化物组成的无机盐类混合物经熔融而成，冷却固化可制得多种玻璃产品，熔融的玻璃经过喷丝小孔，拉制成玻璃长纤维，起始于30年代，用玻璃纤维增强塑料，当时称为玻璃钢的复合材料，最早出现于40年代，并在航空工业上得到应用。

经过近七十年的发展，现在的玻璃纤维工业已经具有众多类型和牌号的玻璃纤维产品。

玻璃纤维的抗张强度较高，其直径越细强度也就越高，但很细的玻璃纤维纺丝难度极大，随之生产成本上升，所以目前高强度的玻璃纤维产量还比较低。

今年来玻璃纤维增强复合材料得到很大的发展，世界总产量达到200多万吨，我国玻璃纤维复合材料的生产能力已达到20万吨左右。

一般玻璃纤维可用于以下三个只要领域，即绝缘、过滤和复合增强。

高性能纤维及复合材料

高性能纤维及复合材料新材料全球交易网（新材料全球交易网提供）高性能纤维及复合材料属于高分子复合材料，它是由各种高性能纤维作为增强体置于基体材料复合而成。

其中高性能纤维是指有高的拉伸强度和压缩强度、耐磨擦、高的耐破坏力、低比重(g/m3) 等优良物性的纤维材料，它是近年来纤维高分子材料领域中发展迅速的一类特种纤维。

高分子复合材料与传统材料相比，具有更高的比强度、耐化学品和耐热冲击性，以及更大的设计灵活性。

按照合成的原料不同，高性能纤维主要分为碳纤维、芳纶纤维、特殊玻璃纤维、超高分子聚乙烯纤维等，其中碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维是当今世界三大高性能纤维。

高性能纤维的发展是一个国家综合实力的体现，是建设现代化强国的重要物资基础。

高性能纤维及复合材料是发展国防军工、航空航天、新能源及高科技产业的重要基础原材料，同时在建筑、通信、机械、环保、海洋开发、体育休闲等国民经济领域具有广泛的用途。

中国高性能纤维及复合材料自动铺带机工程化研制取得进展人工、半自动人工铺放与自动铺放对比（资料图）先进复合材料因比模量、比强度高，抗疲劳、耐腐蚀、可设计和工艺性好，成为飞机结构重要发展方向之一。

轻质、高强、性能优异的高性能纤维及复合材料成为理想的结构用材，并逐渐从小型、简单、次承力结构向大型、复杂、主承力结构过渡。

国外军机上复合材料用量普遍占结构重量的25%～50%；在民用领域，波音公司787飞机的复合材料用量达到50%，而A350XWB复合材料用量达到了创纪录的52%。

用于高性能纤维及复合材料结构制造的先进专用工艺装备在国外迅速发展，特别是基于预浸料的复合材料自动铺放设备，包括自动铺带机和铺丝机，已在国外最先进的战机和民机制造中得到广泛应用。

这些先进铺放装备具有人工/半自动人工铺放所不可比拟的优点（对比如表1所示）。

复合材料铺放制造技术包括铺放装备技术、铺放CAD/CAM技术、铺放工艺技术、预浸料制备技术、铺放质量控制、一体化协同数字化设计等一系列技术，主要是自动铺放装备技术、应用软件技术以及材料工艺技术的融合集成。

高性能纤维的制备及应用

高性能纤维的制备及应用在科技快速发展的今天，高性能纤维的研发和制备技术成为了人们关注的焦点。

高性能纤维具有高强度、高模量、低密度、低热膨胀系数、高耐热性、耐腐蚀性等优异的性能，在能源、航空、航天、汽车、体育用品等领域都得到了广泛应用。

一、制备工艺高性能纤维的制备工艺主要有两种方法：一种是螺旋丝法，另一种是湿法。

螺旋丝法是通过将高分子材料拉伸成纤维状的工艺制备高性能纤维。

湿法是在高分子材料中加入化学剂，在合适的温度和湿度下制备高性能纤维。

这两种制备工艺都具有各自的优点和缺点。

1. 螺旋丝法螺旋丝法是一种利用高分子材料原有的纤维形态，通过拉伸制备高性能纤维的工艺。

该方法主要步骤如下：第一步，高分子材料被加工成粉末或颗粒状物质；第二步，将粉末或颗粒状高分子材料放置在牵伸器中，进行加热和牵伸处理；第三步，将形成的高性能纤维经过染色、热定型等加工处理。

螺旋丝法制备的高性能纤维具有均匀的强度和模量，可以制备的纤维种类较多。

但是，该方法需要高温、高压的条件，成本较高，且生产效率低。

2. 湿法湿法是一种在高分子材料中加入化学剂，通过反应和加热使其成为纤维状物质的制备方法。

该方法主要步骤如下：第一步，高分子材料和化学剂混合均匀，成为“毛茸状物质”；第二步，将“毛茸状物质”置于加热条件下，进行牵拉处理；第三步，将牵拉后的纤维进行染色和加工处理。

湿法制备的高性能纤维生产成本较低，生产效率较高，适用于小批量生产。

但是，该方法制备的纤维几乎不能选择其形状和尺寸，且纤维强度和模量不均匀。

二、应用领域1. 航空航天领域高性能纤维在航空航天领域的应用已经得到广泛推广，例如，碳纤维和玻璃纤维在飞机、飞行器和卫星的结构部件中被广泛应用，在轻量化和强度耐久性方面取得了显著效果。

2. 汽车领域高性能纤维在汽车领域的应用也已经逐渐成为趋势，例如碳纤维、玻璃纤维、UD纤维等在汽车外壳和零部件制造中得到广泛应用，提高了汽车的燃油经济性、降低了空气阻力、改善了安全性。

高技术纤维简介

中国化纤产量及其所占世界总量比例
CHINA’S MANMADE FIBER OUTPUT & SHARE IN WORLD
12000
35
10000
产量
30
占世界份额
25
8000
20 6000
15
4000 10
2000
5
0
0
1960 1970 1980 1985 1990 1994 1997 1999 2000 2002 2003
纤维发展历史（5）
▪ 1953年，Ziegler 催化剂的问世使高密度聚乙烯在德国Hoechst公司首先实现了工业化。
▪ 1957年，Natta又使聚丙烯成为有用材料，并在意大利的Monecutin公司实现工业化。1958年该公司开发了商品名为Meraklon的聚丙烯纤维。
纤维发展历史（6）
高感性纤维
高感性是指纤维材料或织物具有与人体视觉、触觉及环境相和谐一致的感觉。所谓高感性纤维是指具有手感柔软、美观、穿着舒适、透气性好等特点的纤维，它们构成了高技术纤维的支柱。在人类追求高生活质量的时代，高感性纤维不仅提供了优良的手感与外观，而且创造出传统纤维所没有的新颖风格。
Ordinary Fiber
Nylon & Polyester For Textile
Nylon & Polyester For Industrial
Aramid(Kevlar) Polyarylate
60kg
150kg
320kg
高性能纤维强度
— Up to what weight could a filament of 1mm2 in sectional area support? —

通用高分子材料-纤维

喷丝（使熔融状态下高聚物转变成纤维）
两种实施方法： 1 、直接纺丝法，直接用聚合所得到的高聚物熔体进行纺丝。简化生产流程，降低成本，但单体和低聚物难以去除而产品质量较差。 2 、切片纺丝法，将聚合得到的高聚物熔体经铸带、切粒等工序制成“切片”，然后在纺丝
机上将切片重新熔融成熔体并进行纺丝。
一般纺丝速度1000-2000m/min，高速纺丝速度4000-6000m/min 喷丝板孔径0.2-0.4mm
常用的溶剂DMF、 DMAc、DMSO、EC、 NaSCN、HNO3、ZnCl2
40
聚丙烯腈纤维的性能
• 性能优良，外观、手感都类似羊毛，因此有“人
造羊毛”之称
• 很多性能指标超过羊毛，如腈纶的强度比羊毛高
1~2.5倍，密度小，保暖性及弹性好等 • 耐光性、耐候性是天然纤维和化学纤维中最好的 • 化学稳定性、对酸碱和氧化剂的稳定性也比较好
16000-20000 50000-80000
聚乙烯醇
全同聚丙烯
60000-80000
180000-300000
分子链间必须有足够的次价力分子间次价力越大，纤维的强度越高。
具有可溶性和熔融性
将高聚物溶解或熔融成溶液或熔体，再经纺丝、凝固或冷却形成纤维。
三、纤维主要性能指标
1、纤度表示纤维粗细的指标称纤度。
合成羊毛
主要原料
丙烯腈：分子中含有碳-碳双键和腈基，化学性质很活泼
第二单体：丙烯酸酯、甲基
丙烯酸酯、醋酸乙烯酯等为，用量5%～10%，可减少聚丙烯腈分子间力，消除其脆性，从而可纺制成具有适当弹性的合成纤维 ——腈纶纤维。
第三单体：用量很少，一般
低于5%，主要改进腈纶纤维的染色性能，多是带有酸性基团的乙烯基单体如乙烯基苯磺酸、甲基丙烯酸、甲叉丁二酸等；或是带有碱性基团的乙烯基单体如2-乙烯基吡啶、 2-甲基-5－乙烯基吡啶等。

第四章纤维(高分子材料)

四、纤维的加工（一）纤维的加工方法
生产工序
原料的制备
纺丝熔体或溶液的制备
纺丝
后加工
纺丝是纤维生产过程的核心工序，对纤维的结构及性能有重要影响。根据纺丝前原料的状态的不同，将纺丝分为熔体纺丝和溶液纺丝。溶液纺丝中，由于凝固机理不同，又分为湿法纺丝和干法纺丝。[纺丝方法] 象聚乙烯、聚丙烯、聚己内酰胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔点低于它们的热分解温度，可以进行熔体纺丝。而聚丙烯腈、聚氯乙烯和聚乙烯醇的熔点与热分解温度接近，甚至高于热分解温度，纤维素及其衍生物观察不到熔点，只能采用溶液纺丝。
（二）合成纤维
1. 聚酰胺纤维（酰胺纤维、尼龙、锦纶）（Polyamide fiber ）（1）含义：由熔融的聚酰胺树脂抽丝而成。（2）品种：按原料中C原子的不同有： ①聚己内酰胺纤维（尼龙-6、锦纶、卡普纶） ②聚庚酰胺纤维（尼龙-7）③聚壬酰胺纤维（尼龙-9） ④聚w-氨基十一酰纤维（绚丽尼龙-11） ⑤聚酰胺-66纤维⑥ 聚酰胺-1010纤维 ⑦聚酰胺-610纤维（3）特性：具有强度、弹性高，耐摩擦、冲击、疲劳，电绝缘性好。耐碱而不耐酸，耐热和耐光较差，保暖性差，易皱折，对氧化剂、化学腐蚀性尚好。不发霉、不怕虫蛀。（4）用途：织造袜子和衣料，也用于制造帘子线，渔网，绳索，传送带，降落伞等。
一、纤维的分类
1.按长度分 2.按来源分 3.按材质分连续纤维，如聚酯长丝、真丝、单丝。一定长度的纤维：长纤维（如羊毛），短纤维（如棉花）。
二、纤维的主要性能指标
1、纤度 2、捻度用来表示纤维粗细程度的概念。有定长制和定重制两种衡 3、断裂强度量方法。捻度是指单位长度（cm）纱线上纤维缠绕的圈数，用捻数表示。 4、断裂伸长率ε（延伸度）常用相对强度来表示化学纤维的断裂强度，即纤维在连续定长制是指用一定长度的纤维所具有的重量来表示纤维 5、弹性模量（初始模量或杨氏模量）增加负荷的作用下，直到断裂所能承受的最大负荷与纤维的纤指纤维或试样在拉伸至断裂长度比原来增加的百分数。的粗细，单位有特数tex和旦数denier两种。度的比值，单位如N/tex、N/denier等。 6、回弹率特数是指1000m长纤维或纱线在公定回潮率时所具有质指纤维受拉伸到伸长率为原长的1%时所需的应力。它表量的克数。 7、吸湿性征了纤维对小形变的抵抗能力。弹性模量的大小取决于聚合物将纤维拉伸至产生一定伸长后撤去负荷，经一定时间旦数则指9000m长的纤维或纱线在公定回潮率时所具有的化学结构以及分子间相互作用力的大小，也与纤维的取向度（30~60s，视测试器而定），测定纤维弹性回缩后的剩余伸长，指在标准温度和湿度（20±3℃、相对湿度65%+3%）条质量的克数。和结晶度有关。可回复的弹性伸长与总伸长之比称为回弹率。件下纤维的吸水率。一般用回潮率R或含湿率M表示。旦数与特数之间的关系为:1den=9tex。定重制用一定质量的纤维或纱线所具有的长度来衡量纤吸湿性低的纤维容易产生静电，不但给加工带来困难，旦数和特数越大，表示纤维越粗。维粗细程度，单位为支数，支数越大，表示纤维越细。而且使织物附尘和沾污。另外，吸湿性差的纤维制成织物，支数分为公制和英制。公制是在公定回潮率时每克（毫不易吸收人体排出的潮分，使人有闷热和潮湿的感觉。克）纤维所具有的长度米（毫米）数。公支数 = 纤维的长度m（mm）/纤维重量g（mg）

高性能纤维材料

高性能纤维材料
高性能纤维材料是一类具有优异性能的材料，它们通常具有高强度、高模量、
轻质、耐磨、耐腐蚀等特点。

这类材料在现代工业和科技领域中有着广泛的应用，例如航空航天、汽车制造、防弹衣、船舶制造等领域。

本文将介绍几种常见的高性能纤维材料及其应用。

首先，碳纤维是一种应用广泛的高性能纤维材料。

它具有高强度、高模量、低
密度、耐高温、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空航天、航空制造、汽车制造等领域。

碳纤维复合材料具有良好的抗拉强度和抗压强度，因此被广泛应用于航空航天领域的飞机结构、导弹外壳等部件的制造。

其次，芳纶纤维也是一种重要的高性能纤维材料。

它具有优异的耐热性、耐化
学腐蚀性和耐磨性，被广泛应用于防弹衣、防护服、船舶制造等领域。

芳纶纤维的高强度和高模量使其成为制造防弹衣的理想材料，能够有效地保护人身安全。

另外，超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维也是一种重要的高性能纤维材料。

它具有极高的拉伸强度、耐磨性和耐化学腐蚀性，被广泛应用于防护材料、绳索、船舶制造等领域。

UHMWPE纤维的轻质和柔韧性使其成为制造高性能绳索和索具
的理想材料，被广泛应用于登山、航海、工程建设等领域。

总的来说，高性能纤维材料在现代工业和科技领域中有着重要的应用，它们的
优异性能为各种领域提供了重要的支撑。

随着科技的不断进步，相信高性能纤维材料将会在更多领域发挥重要作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。

高性能能纤维

高性能纤维系指对外界的作用不易产生反应，亦即具备高模量、高强度、耐热性、耐候性、耐磨擦性、耐化学品性、电绝缘性的纤维材料。

高功能纤维系指具有特殊功能的纤维。

这里所谓的特殊功能包括光传导功能、物理分离吸附功能、高吸水性功能、导电功能、抗静电功能、电磁波屏蔽功能、光反射及光吸收功能、蓄热功能及卫生保健功能一，智能纤维方法1，直接纺丝2，接枝共聚3，交联反应4，共混与添加5，复合纺丝6，高分子化学反应7，后处理智能纤维种类变色纤维（光致变色纤维、热致变色纤维）光致变色机理：一，分子结构异构化:顺、反异构化, 互变异构化, 原子价异构化二，分子的离子裂解三，分子的自由基解离四，氧化还原反应热致变色物质：胆甾型液晶，热致变色有机染料智能凝胶纤维（温度敏感凝胶纤维、pH敏感凝胶纤维、电场敏感凝胶纤维）高分子凝胶是由聚合物的三维交联网络与溶剂组成的多元体系理论：凝胶体积发生溶胀或收缩是由于凝胶内部溶液与周围溶液之间存在渗透压制备方法：常规纤维后处理切割凝胶薄膜利用毛细管为模具原位聚合传统的纺丝工艺结合化学及辐射技术静电纺丝方法蓄热调温纤维传统纤维：通过绝热方法避免皮肤温度降低过多,绝热效果主要取决于织物的厚度和密度。

厚度约大，密度越小，滞留在织物内部的静止空气越多。

蓄热调温纤维：通过对水分和外界压力变化的敏感响应，为人体提供舒适微气候环境的新的保温机理形状记忆纤维、智能抗菌纤维相变纤维：浸渍法，复合纺丝法，微囊法二，芳香族聚酰胺纤维ＰＰＴＡ干喷湿纺（浓硫酸），ＭＰＤＡ（干，湿，干湿）PPTA浆粕（液晶纺丝切断法，低温溶液直接缩聚法，沉析法）PBO ＰＢＩ（回潮性加工性，耐热耐腐蚀，化学性质稳定）降低聚芳酯熔点（(1)主链的芳环上引人取代基;(2)引入萘环等较大的芳环以破坏聚合物结构上的致密性;３，主链上引人少量柔性基团;(4)主链上引人间位二元芳酸以破坏分子链的直线性。

）聚酰亚胺PI（高强高模，耐低温耐辐射，良好的介电性，热稳定性，发烟率低，良好的相容性）三，超高分子量聚乙烯（耐热性，耐蠕变性，粘结性）冻胶纺丝，（1超高分子量，减少末端数，增加作用力2，稀溶液，减少分子间缠绕3，热处理形成折叠连结晶4超被拉伸形成取向的伸直链结晶）超倍热拉伸一般经三个阶段：①初期阶段。

谈谈以纤维为代表的高分子材料与纺织行业关系

谈谈以纤维为代表的高分子材料与纺织行业关系世界各国都把进展新材料作为进展经济、推动技术进步的重要方面，各种新型面料纤维作为当今高技术领域的重要材料，被称为21世纪经济进展的一大支柱。

新型面料纤维的开发依赖于高分子科学的水平，而我国目前的高分子科学进展水平较低，这就导致许多高性能材料、高附加值的产品都需要进口。

如医用缝合线、高性能的人造血管的生产，在我国几乎都是空白。

为此科研工作者应致力于开发各种高性能的高分子材料，进而推动面料新纤维的开发和应用。

高功能纤维高功能纤维主要是指具有能传递完、电以及吸附、超滤、透析、反渗透、离子交换等非常功能的纤维，还包含提供舒适性、保健性、安全性等方面的非常功能及适合在非常条件下应用的纤维。

主要有完导纤维、玻璃纤维、生物可降解纤维、陶瓷纤维、导电纤维、中空纤维分别膜、抑菌纤维、防辐射纤维、耐高温纤维等功能性纤维。

1.完导纤维完导纤维即能传导完的纤维，也称导完纤维，完学纤维。

它是用两种不同折射率的透明材料通过非常层压技术制成的贴合纤维。

完导纤维的导完传像可以象输送电流一样，使完束或图像沿着弯弯曲曲的完导纤维束，即完导线，从一端传到另一端。

完导纤维是一种皮芯结构，由四周包覆的低折射率的薄膜和透明芯材组成，根据芯材的类型可把完纤分成三大类：石英完纤、多组分完纤和塑料完纤。

石英完纤损耗率低，只有1dB/km以下，它常用于远距离传输，如公用长途电话线，其价高、脆且难和整理；多组分完纤用于1～2km的中距离传输，如企业内部局域网和纤维镜；塑料完纤完损耗率高达120～130dB/km，但其优点是价廉、柔韧、质轻和易整理，因而广泛用于短距离完导线路。

2.陶瓷纤维陶瓷纤维是一种无机耐火纤维，指将陶瓷物质渗入成纤高聚物中共混而制成的纤维。

陶瓷纤维的范围很广，包含以金属氧化物、碳化物、氮化物、氧化铝、硅酸铝、碳化硅、氮化硼、钛酸钾等原材料为主而制成的纤维。

纤维基质可以是聚酯、聚纤胺、聚丙烯、聚乙烯等，根据不同的用途可选用不同的陶瓷。

化学纤维术语标准

化学纤维术语标准是指对化学纤维及其相关产品术语和定义的规范性文件。

化学纤维是一种通过化学方法合成或改性的高分子材料，广泛应用于纺织、建材、汽车、电子等领域。

化学纤维术语标准的制定和实施有助于统一行业内的术语使用，提高沟通效率，促进技术进步和产业发展。

化学纤维术语标准通常包括以下内容：1.产品术语：根据化学纤维产品的特点，将其分为不同的类别，如生物基纤维、智能纤维、循环再利用纤维、功能性和高性能纤维等。

每一类产品都有相应的术语定义，例如再生纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、丙烯酸纤维、聚丙烯纤维、碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维等。

2.检验术语：涉及化学纤维的质量检验和测试方法，包括物理性能指标、机械性能指标（力学性能）、稳定性能指标、加工性能指标以及短纤维的附加品质指标。

3.主要质量指标：线密度（旧称纤度）：单位长度的纤维质量，常用特克斯（tex）表示，即1000米长纤维的重量（克）。

长度和细度：描述纤维的长度和直径特征。

比重：纤维的密度与水的密度之比。

光泽、吸湿性、热性能和电性能：描述纤维的光学、吸湿、热传导和电导特性。

断裂强度和断裂伸长：衡量纤维在断裂时所能承受的最大应力和断裂前的伸长率。

初始模量：描述纤维在拉伸初期的应力-应变关系。

回弹性：纤维在受力后恢复原状的能力。

耐多次变形性：纤维在反复受力变形后的性能保持能力。

高温和低温稳定性：纤维在极端温度下的性能表现。

对光大气的稳定性：纤维对光照和大气环境的耐受性。

化学试剂的稳定性：纤维对化学物质的耐受性。

微生物作用的稳定性：纤维抵抗微生物侵蚀的能力。

抱合性：纤维之间的相互粘附和缠绕程度。

起静电性：纤维在摩擦或分离时产生静电的程度。

染色性：纤维吸收和保持染料的能力。

高性能纤维

高性能纤维高性能纤维引言随着科技的不断发展和人们对优质生活的追求，高性能纤维作为一种新型材料，正逐渐受到广泛关注和应用。

高性能纤维以其卓越的力学性能和特殊的化学、物理特性，逐渐在军事、航天、航空、体育、医疗等领域得到了广泛应用。

本文将就高性能纤维的分类、制备方法、应用领域以及存在的问题与展望进行探讨。

一、高性能纤维的分类高性能纤维可以根据其材料来源、纤维结构和纤维特性等不同方面进行分类。

1.根据材料来源分类根据材料来源的不同，高性能纤维可以分为天然纤维和合成纤维两大类。

天然纤维主要包括蚕丝、羊毛、鱼网丝、大豆纤维等，这些纤维具有优异的力学性能和生物相容性，广泛应用于医疗、体育等领域。

合成纤维则是通过化学方法合成的，常见的有聚酯纤维、聚酰胺纤维、芳纶纤维等，它们具有高强度、高模量等优点，主要应用于军事、航天等领域。

2.根据纤维结构分类根据纤维结构的不同，高性能纤维可以分为单晶纤维和多晶纤维两种类型。

单晶纤维的分子结构更加有序，纤维强度和模量更高，代表性的有芳纶纤维等；多晶纤维的分子结构相对松散，具有较高的延伸率和抗冲击性能，代表性的有超高分子量聚乙烯纤维等。

3.根据纤维特性分类根据纤维的特性，高性能纤维可以分为高强度纤维、高模量纤维和高韧性纤维三种。

高强度纤维的主要特点是抗拉强度高，代表性的有碳纤维、芳纶纤维等；高模量纤维以其刚度和强度高[标点符号] 代表性的有陶瓷纤维、硼纤维等；高韧性纤维具有较高的断裂伸长率[标点符号] 代表性的有超高分子量聚乙烯纤维等。

二、高性能纤维的制备方法高性能纤维的制备方法主要包括纺丝法、膜法、解胶法和干湿共混法等。

1.纺丝法纺丝法是制备高性能纤维的常见方法之一。

它通过熔融或溶液的方式将高分子材料转变成连续纤维。

在纺丝过程中，高分子材料首先被加热或溶解，然后通过喷丝孔或喷嘴进行成纤。

纤维的结晶度和力学性能与纤维的拉伸速度、拉伸倍数和后处理方式有关。

2.膜法膜法主要用于制备高分子材料的薄膜，然后再将薄膜拉伸成纤维。

高性能纤维

• 一般高分子材料的结晶结构远不如低分子晶体那样规整，存在着各种各样的缺陷。高强高模纤维的理想结构一般是指沿纤维轴方向大分子完全伸直、集束、结晶和无缺陷的结构。
• 从分子结构来看，决定高分子材料力学性能如强度、模量等的主要因素包括主价键力和次价键力。前者决定了大分子主链的强度，后者则与纤维的聚集态结构紧密相关。
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一、由化学纤维到高性能纤维的发展概况
• 高性能纤维是一种技术密集、投资巨大的工业产品，其主要缺点是价格昂贵。 • 例如，每公斤超高分子量聚乙烯纤维的市场售价约50美元、芳香族聚酰胺纤维约80 美元、聚丙烯腈基碳纤维约120美元，而无机硼纤维则高达800美元左右。
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一、由化学纤维到高性能纤维的发展概况
• 高强高模纤维是高性能纤维中发展最快的一类纤维，不论是工艺技术的革新、新材料或新品种的不断出现，还是性能或功能方面的进一步提高，都给人以日新月异的感觉。
• 通常，有机纤维高分子的主链所含元素种类较少，主要有C、N、S、O及H等。在化学键方面，C-C共价键占很大比例。
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二、高强高模纤维的结构特点
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三、耐高温纤维
• 事例：1983年6月，加拿大民航飞机失事因火灾导致20多人死亡后，飞机内部座套、装饰材料等的阻燃化开始受到世界各国的高度重视。
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三、耐高温纤维
• 目前，世界各国对飞机机舱内部制品或材料的阻燃性都有非常严格的要求。发生空难时，阻燃性材料可在数分钟内不燃烧，为乘客安全脱险或采取紧急救护措施赢得宝贵的时间。 • 类似汽车、火车、船舶以及公共场所的铺饰材料或装饰物等的阻燃化也同样受到人们普遍重视。
• 金刚石是典型的三维有序高性能材料，而石墨则具有二维有序结构特征。

高性能纤维

高性能纤维
纤维在现代材料领域扮演着至关重要的角色，其种类繁多，其中高性能纤维更是备受关注。

高性能纤维具有优异的机械性能、耐热性和化学稳定性，广泛应用于航空航天、军事防护、体育器材等领域。

本文将介绍高性能纤维的种类、制备方法和应用领域。

高性能纤维的种类
高性能纤维的种类主要包括碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。

碳纤维具有极高的强度和刚度，是目前应用最为广泛的一种高性能纤维。

芳纶纤维具有出色的耐热性和化学稳定性，常用于制备防弹衣和防火服。

超高分子量聚乙烯纤维则以其超强的抗拉伸性能而著称。

高性能纤维的制备方法
高性能纤维的制备方法包括干法纺丝和湿法纺丝两种主要工艺。

干法纺丝是将聚合物预聚合物加热至溶解温度后，通过喷丝孔拉伸形成纤维。

湿法纺丝则是在溶剂中将预聚合物溶解，然后通过旋转或拉伸将纤维制备而成。

高性能纤维的应用领域
由于高性能纤维具有出色的机械性能和化学稳定性，因此在航空航天、军事防护、体育器材等领域得到广泛应用。

碳纤维被广泛应用于飞机、汽车、运动器材等领域，以提高产品的强度和轻量化。

芳纶纤维常用于制备防弹衣、防火服和工业过滤材料。

超高分子量聚乙烯纤维则被用于制备高强度绳索和抗弯曲材料。

综上所述，高性能纤维在现代材料领域扮演着不可替代的角色，其种类繁多、制备方法多样，应用领域广泛。

随着科技的不断进步，相信高性能纤维将在更多领域展现出其巨大的潜力。

超高分子量聚乙烯纤维

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看似简单，实为较难，在工艺温度及张力上稍有掌握不当，就会产生大量的并丝、僵丝现象，导致半成品丝束无法继续加工。干燥温度和干燥长度的把握是其关键所在。此工序不可小视，它直接关系到后牵伸的产品质量。
（7）加热牵伸超高分子量聚乙烯纤维的牵伸与常规涤纶短纤的牵伸工艺，从形式上看基本一样，但要求控制的精度大有不同。此纤维必须采取多级牵伸方式，才能达到高强、高模的特性。每一级欠牵伸过程中，分子间结构都有很大的变化。随着拉伸，大分子间由无序状向有序状，定向排列，结晶度也随之逐渐提高。只有在纤维的大分子沿纤维轴向的取向度提高，大分子链产生的数量就多，抱合力就越大，纤维的强力自然也就越高。纤维的结晶度提高，初始模量也自然提高，纤维在抗外力的作用下，伸长越小，变形量也越小。纤维在欠伸过程中，欠伸倍数尽量要大，要让纤维有突然的拉伸变化，才更能促使大分子间的有序取向和高度结晶。纤维的内部结晶，是在高取向度形成的同时，发生结晶转变的。由于此种纤维的分子量较高，抗外力的作用强，生产上只能采取热拉伸工艺。所以，需配有较高的拉伸温度，才能实现高倍牵伸。每一级拉伸，温度不一，要根据丝条在以前工序中的状态而定，没有定数，但一定要在纤维自身能承受的温度范围以内。生产中，一般不超过摄氏温度 155 度。否则，会有硬丝，僵丝的产生。（8）卷绕成型丝卷成型的要求：丝筒无塌边，无毛边，丝束要定长，定重。所谓定长、定重，决不是简单的指，对丝束长度、重量的要求，它的内涵很深，若能准确把握，是非常困难的。它是在要求，所有的生产工序必须很正常、很稳定，纤维的纤度只有始终均匀一致，才能有所保障。倘若谁能真正做到定长、定重的技术水平，谁就达到了高强纤维这一领域里的顶峰。
二、特殊性能
1、高比强度，高比模量。比强度是同等截面钢丝的十多倍，比模量仅次于特级碳纤维。 2、纤维密度低，密度是 0.97-0.98g/cm3，可浮于水面。 3、断裂伸长低、断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，因而具有突出的抗冲击性和抗切割性。 4、抗紫外线辐射，防中子和 γ 射线，比能量吸收高、介电常数低、电磁波透射率高。 5、耐化学腐蚀、耐磨性、有较长的挠曲寿命。物理性能：密度：0.97～0.98g/cm3。比水的密模量：91～140N/tex。延伸度：3.5%～3.7%。冲击吸收能比对位芳酰胺纤维高近一倍，耐磨性好，摩擦系数小，但应力下熔点只有 145～ 160℃。

高性能纤维材料的合成与性能优化

高性能纤维材料的合成与性能优化一、引言高性能纤维材料是指具有出色力学性能、化学稳定性和热稳定性的纤维材料。

这些材料在许多领域具有广泛的应用，如航空航天、汽车制造、运动器材等。

合成高性能纤维材料并优化其性能是当前纤维材料研究的热点和难点之一。

本文将重点介绍高性能纤维材料的合成方法和性能优化措施。

二、高性能纤维材料的合成方法1. 高性能纤维材料的种类高性能纤维材料主要包括碳纤维、陶瓷纤维和高分子纤维等。

碳纤维具有轻质、高强度和高模量的特点，是目前应用最广泛的高性能纤维材料；陶瓷纤维具有良好的耐高温性能和抗腐蚀性能，常用于高温环境下的结构材料；高分子纤维则具有良好的可塑性和电绝缘性能，广泛用于纺织品和复合材料领域。

2. 碳纤维的合成方法碳纤维的合成一般包括纺丝、氧化、碳化和图纸化四个步骤。

首先，通过将聚丙烯等高分子材料溶解在溶剂中形成高分子溶液；然后，在纺丝机中将溶液抽出成纤维；接下来，将纤维经过氧化处理，去除杂质和提高炭纤维的氧化程度；最后，将纤维放入高温炉中进行碳化处理，形成碳纤维。

3. 陶瓷纤维的合成方法陶瓷纤维的合成主要通过溶胶-凝胶法、气相沉积法和溅射法等方法进行。

其中，溶胶-凝胶法是最常用的方法之一。

该方法通过将适当比例的金属盐和有机物混合，形成溶胶液；然后，加入凝胶剂将溶胶液凝胶化；最后，将凝胶进行干燥、烧结和陶瓷化处理，形成陶瓷纤维。

4. 高分子纤维的合成方法高分子纤维的合成主要通过纺丝、拉伸和固化等步骤进行。

首先，将高分子材料加热至熔化状态，通过旋转或挤出等方法，将材料抽出成纤维；然后，通过拉伸，使纤维具有较高的拉伸倍数和结晶度；最后，通过热固化或化学交联等方法，固化纤维，提高其力学性能和化学稳定性。

三、高性能纤维材料的性能优化措施1. 界面改性界面改性是提高纤维复合材料性能的重要手段之一。

通过在纤维表面涂覆或摄洒界面改性剂，可以增加纤维与基体的相容性，提高界面的黏结强度，从而提高复合材料的力学性能。

高性能高分子材料-纤维

高性能聚乙烯纤维

高分子纤维复合材料的制备及其力学性能分析研究

高性能纤维(碳纤维、芳纶纤维和聚乙烯超高分子纤维)

高性能纤维包括有机和无机高性能纤维两大类

高性能纤维及复合材料

高性能纤维的制备及应用

高技术纤维简介

通用高分子材料-纤维

第四章 纤维(高分子材料)

高性能纤维材料

高性能能纤维

谈谈以纤维为代表的高分子材料与纺织行业关系

化学纤维术语标准

高性能纤维

高性能纤维

高性能纤维

超高分子量聚乙烯纤维

高性能纤维材料的合成与性能优化

第四章纤维(高分子材料)