纤维新材料及其应用-6生物质
化工毕业论文新型纤维材料的简述及应用
一、新型纺织纤维简述新世纪的新型纤维是由信息工程、材料工程、生物工程等各新型科学和传统科学综合研究结果，其主要发展方向体现了以下原则：一、环保型原则随着科技的进步和人们生活水平的提高，环保意识和自我保护意识的增强，人们越来越重视纺织纤维的生产过程和清洁化、消费使用中的健康化以及使用后的可自行降解化。
二、舒适型原则在服用纤维方面，消费者对服装的要求除了外在的风格方面以外，同样也更加重视材料的舒适度、保健性能以及功能性等方面。
三、天然型原则由于天然纤维的良好性能的影响，人们越来越倾向于天然纤维的使用，而天然纤维的产量、本能及性能要求等的原因不能大量投入生产，故要使化学纤维天然化。
四、功能型原则涉及高水平的科学技术和边缘科学如工业、军事、医疗、宇航等领域所需要的纤维的技术指标要大大高于一般常规纤维，又称为高技术纤维。
二、差别化纤维差别化纤维主要通过对化学纤维的化学改性或物理变形制得，它包括在聚合及纺丝工序中进行改性及在纺丝、拉伸及变形工序中进行变形的加工方法。
差别化纤维以改进织物服用性为主，主要用于服装和装饰织物。
采用这种纤维可以提高生产效率、缩短生产工序，且可节约能源，减少污染，增加纺织新产品。
（一）、异性纤维异形纤维是指用异形喷丝孔纺制的具有特殊横截面形状的化学纤维。
异形纤维具有特殊的光泽、膨松性、耐污性、抗起球性，可以改善纤维的弹性和覆盖性。
如三角形纤维有闪光性，如五角形纤维有显著毛型感和良好的抗起球性，如五叶形复丝酷似蚕丝，中空纤维相对密度小、保暖、手感好等。
（二）、中空纤维由具有一定大小孔径、起分子筛作用的半透性空心细管组成的纤维束装置。
此装置因加大透过面积而提高效率，可加压作超滤或反渗透，能用于对大分子溶液的分级分离、浓缩、脱盐以及水处理等等。
可用于冬装、被褥和衬垫用絮片等；组装成微滤、超滤、透析、气体分离、反渗透及蒸发渗透器等等。
sunlite 的中空纤维结构，包含大量静止空气，能为织物带来轻质弹性、良好透湿性以及舒适的保暖效果，广泛用于保暖内衣、贴身内衣、运动服装、休闲服装、衬衫、户外运动以及毯子等多个领域。
生物质制备纳米纤维的技术研究与应用
生物质制备纳米纤维的技术研究与应用生物质是指可再生的有机物，包括植物、动物、微生物等。
它们都是大自然中极为重要的资源，不仅可以作为食品和药品，还可以被制备成各种有用的物质。
其中，生物质纳米纤维是在生物质领域中的一种新兴研究领域，具有广泛的应用前景。
生物质制备纳米纤维的技术研究要制备生物质纳米纤维，需要先选取生物质材料。
目前，广泛采用的原料有植物纤维、动物纤维、微生物细胞壁等，它们都具有丰富的结构和化学成分。
生物质制备纳米纤维的技术研究包括两个方面：纳米纤维制备技术和纳米纤维表征技术。
纳米纤维制备技术目前，制备生物质纳米纤维的主要方法包括纺丝、破碎、微生物发酵、电化学法等。
不同的方法对原料的选择、处理和制备条件都有一定的要求。
其中，纺丝法是一种常用的制备方法。
它通过改变原料、工艺和器具等条件，使得生物质纤维形成纳米级的纤维结构。
这种方法简单易行，制备出来的纳米纤维结构均匀，表面积大，能较好地维持原始生物质的结构和化学成分。
但是，它的生产效率较低，且孔径较大，有些情况下会向外渗漏溶液。
破碎法则是将原料通过机械和化学方法破碎成纳米级颗粒，再通过纳米滤膜筛选出细的纤维结构。
这种方法可以根据原料和制备要求选用不同的破碎方法，并且还可以控制产量和纤维结构的尺寸和形态等。
不过，它的操作复杂，而且易产生各种生物质破碎产物，需要进一步处理才能应用。
微生物发酵法是利用微生物合成纤维素和霉菌素等提取出纳米纤维。
这种方法可以控制微生物生长过程中的条件，使其分泌出符合要求的物质，而且不会破坏纳米纤维的结构。
但这种方法较慢，且分离纤维时需要对微生物进行杀灭处理。
电化学法是通过电化学反应，让生物质在溶液或胶体中形成细小的结构。
这种方法制备出来的纳米纤维具有较好的形态和尺寸控制能力，并且较少污染。
但由于反应需要一定时间和条件，生产效率较低。
纳米纤维表征技术纳米纤维的结构和性质决定了其在应用领域的作用，因此需要对纳米纤维进行表征。
新型纤维材料的开发与应用
新型纤维材料的开发与应用随着科技的不断进步，纤维材料的种类也在不断增加，并且在各个领域均得到广泛的应用，如服饰、建筑、交通工具等。
近年来，随着环保意识的增强和传统材料的局限性，人们对新型纤维材料的需求越来越高。
因此，纤维材料的开发和应用也变得越来越重要。
一、纤维材料的基本类型首先，我们来看纤维材料的基本类型。
纤维材料包括天然纤维、化学纤维和特种纤维。
1. 天然纤维天然纤维是指来自动物、植物、矿物和人工合成等天然来源的纤维，如棉、麻、丝、羊毛、黄麻、草麻和木棉等。
这些天然纤维具有优良的可塑性、柔软性和透气性，并且不会对人体造成危害。
2. 化学纤维化学纤维是指由纤维素、蛋白质、石油和天然气等化学原料制成的纤维材料，如聚酯、锦纶、腈纶、丙纶和氨纶等。
这些化学纤维具有高强度、高韧性、易染色、易加工和经济性等优点。
但是，由于化学纤维的化学性质较为复杂，对人体的危害性也较大，容易产生静电并造成环境污染。
3. 特种纤维特种纤维是指根据人类的特殊需求设计制造的、使用功能多样的纤维材料，如碳纤维、陶瓷纤维、高分子复合纤维以及石墨纤维等。
这些特殊的纤维材料具有一定的特殊性质，如高强度、低密度、高温抗性、耐腐蚀性和电磁性能等，因此在航空航天、汽车、电子通讯、医疗等领域得到广泛的应用。
二、新型纤维材料的开发随着人们对纤维材料多样化需求的增加，新型纤维材料的开发也变得越来越重要。
新型纤维材料具有一定的创新性和独特性，可以很好地满足人们的个性化需求和特殊应用需求。
1. 纳米纤维纳米纤维是指通过纳米技术制造的直径在100纳米以下的纤维材料。
纳米纤维具有高比表面积、良好的物理、化学及生物性质，并且可以根据需求设计形态和性质。
因此，纳米纤维可以应用于细胞工程、组织工程、水净化、空气净化等领域。
2. 功能性纤维功能性纤维是指在材料中添加一些具有特殊功能的物质，如金属、氧化物等，通过光、声、热、电等能量激活来达到特殊的功能。
例如，光敏功能纤维可以通过光激活释放药物、感应抗菌杀菌等。
生物质功能材料
生物质功能材料
生物质材料是指来源于自然界的可再生资源,如植物、动物或微生物等。
这些材料具有独特的结构和性能,在许多领域有着广泛的应用前景。
1. 纤维素材料
纤维素是植物细胞壁的主要成分,是最丰富的可再生天然聚合物。
纤维素具有良好的力学性能、生物降解性和亲和性。
它可用于制造纤维、膜、复合材料等,在包装、纺织、医疗等领域有着重要应用。
2. 木质材料
木质材料是由木质纤维和木质素等组成的天然复合材料。
它具有良好的力学性能、热稳定性和电绝缘性。
木质材料可用于建筑、家具、地板等,也可以制成纳米纤维材料,在环保和能源领域有着广阔的应用前景。
3. 蛋白质材料
蛋白质是生物体内最丰富的大分子化合物之一,具有优良的生物相容性和生物降解性。
蛋白质材料可用于制造生物医用材料,如药物载体、组织工程支架等,在生物医学领域有着重要作用。
4. 多糖材料
多糖是由单糖通过糖苷键连接而成的大分子化合物,广泛存在于植物、动物和微生物中。
多糖材料具有良好的生物相容性、亲水性和离子
交换能力,可用于制造水凝胶、膜材料、药物载体等。
5. 生物质复合材料
通过将不同的生物质材料复合,可以赋予材料新的性能和功能。
例如,纤维素/蛋白质复合材料、纤维素/木质素复合材料等,在力学性能、热稳定性和生物降解性方面表现出优异的综合性能。
生物质功能材料的研究和应用正在蓬勃发展,它们不仅具有良好的环境友好性,而且性能优异、应用前景广阔。
随着科技的进步,生物质功能材料必将在更多领域发挥重要作用。
纺织工程中的生物基材料应用
纺织工程中的生物基材料应用在当今的纺织工程领域，生物基材料的应用正逐渐成为一股强大的潮流，为行业带来了诸多创新和变革。
生物基材料，简单来说，就是来源于生物质的材料，它们具有可持续、环保、可再生等诸多优点，为解决传统纺织材料所面临的资源短缺和环境压力等问题提供了有效的途径。
生物基材料在纺织工程中的应用范围广泛，其中最常见的包括天然纤维和生物合成纤维。
天然纤维，如棉花、麻和羊毛，一直是纺织业的重要原料。
棉花以其柔软、舒适和良好的透气性，成为了制作衣物和床上用品的首选材料。
麻纤维则具有高强度和良好的吸湿排汗性能，常用于制作夏季服装和工业用纺织品。
羊毛则因其保暖性能出色，在秋冬服装中占据重要地位。
除了这些传统的天然纤维，近年来，一些新型的生物基天然纤维也逐渐崭露头角。
例如，竹纤维具有抗菌、除臭和良好的透气性，被广泛应用于内衣和运动服装的生产。
蚕丝作为一种高档的天然纤维，不仅具有优美的光泽和柔软的手感，还具有良好的吸湿性和透气性，常用于制作高档服装和床上用品。
生物合成纤维是通过生物技术或化学合成方法从生物质中获取的纤维材料。
其中，聚乳酸（PLA）纤维是一种备受关注的生物合成纤维。
PLA 纤维是以玉米、甘蔗等农作物为原料，通过发酵和聚合工艺制成的。
它具有良好的生物降解性，在使用后可以在一定条件下自然分解，不会对环境造成污染。
此外，PLA 纤维还具有良好的力学性能和柔软度，适用于制作服装、家用纺织品和医疗用品等。
另一种重要的生物合成纤维是聚羟基脂肪酸酯（PHA）纤维。
PHA 纤维是由微生物合成的聚酯类纤维，具有优异的生物相容性和生物降解性。
它可以用于制作手术缝合线、组织工程支架和环保纺织品等。
生物基材料在纺织工程中的应用不仅带来了环保和可持续的优势，还为纺织品的性能和功能带来了新的提升。
例如，一些生物基纤维具有良好的抗菌性能，可以减少纺织品在使用过程中的细菌滋生，提高卫生水平。
还有一些生物基纤维具有紫外线防护功能，可以保护人体皮肤免受紫外线的伤害。
生物质纤维综述
生物质纤维在牛仔面料开发中的应用进展1.生物质纤维1.1生物质纤维简介生物质纤维基本可分为生物质原生纤维、生物质再生纤维、生物质合成纤维三大类。
以棉、毛、麻、丝为代表的生物质原生纤维是我国的传统优势品种；竹浆、麻浆纤维、蛋白纤维、海藻纤维、甲壳素纤维、直接溶剂法纤维素纤维等生物质再生纤维迅速发展，能基本满足我国经济发展及纺织工业发展的需求；PTT、PLA、PHA等生物质合成纤维已突破关键技术，部分产品产能世界领先。
1.2主要品种竹浆纤维以竹子为原料生产的竹浆纤维是近年来我国自行研发成功的一种再生纤维素纤维，具备良好的可纺性和服用性能，尤其是具有抗菌、抑菌、防紫外线和易于生物降解等特性，目前全国已形成5万吨左右的产能。
竹浆纤维自2000年问世以来，平均每年保持了30％的增长速度。
10年来，竹浆纤维真正成为拥有自主知识产权，并得到广泛推广应用的新型纺织原料。
现在，国内已经推出了全竹、竹棉、竹麻、竹毛、竹真丝、竹天丝、竹莱卡、混纺丝、梭织、色织系列竹纤维产品，并初步形成了一些竹浆纤维产品品牌。
目前，河北吉藁化纤的竹纤维产量至少占国内总产量的70%，纺纱生产企业有河北天纶、山东德棉、山东华源、保定依棉等。
织造、染整及成品加工的企业相当多，但整体水平不高，产品开发也有很大的局限性。
PTT纤维（聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯）杜邦公司于2000年推出生物质PTT树脂，商品名为“Sorona”，它是用玉米制成的生物质1，3－丙二醇（PDO）取代石油质PDO为原料而制成的。
同时，杜邦公司还与韩国的新韩工业、日本的帝人和东丽及我国台湾省的远东纺织等公司合作，共同开发PTT纤维。
我国福建海天轻纺集团与杜邦联合开发PTT聚合已形成3万吨/年能力，吴江中鲈科技公司3万吨/年的PTT聚合正在建设中，生物质PDO处于供不应求状态，目前广泛关注以农副产品制备PDO。
我国在PTT纤维纺丝、织造、染整方面已形成相当产能，开发的服装面料已拥有一定的市场容量，并有稳步发展趋势。
低碳环保纤维材料的制备与应用
低碳环保纤维材料的制备与应用近年来，随着全球环境问题的日益加剧，低碳环保已经成为了人们普遍关注的话题。
在各个领域中，都存在着低碳环保的需求，而纤维材料的使用在很多场合中都非常普遍。
尤其是在建筑、交通、航空等领域中，纤维材料的应用已经达到了越来越广泛的程度。
而如何制备低碳环保的纤维材料，也成为了当前亟待解决的问题之一。
一、低碳纤维材料的定义低碳纤维材料是指能够减少或避免对环境造成危害的纤维材料。
这种材料不仅能够提高资源的利用效率，还能够减少对环境的污染和破坏，同时还能够节约人力、财力和物力等方面的资源，以及为可持续发展做出贡献。
二、低碳纤维材料的制备1、生物质材料制备：由于生物质材料具有可再生性、低碳排放和易生分解等优点，目前生物质纤维材料已经成为了一种新型的环保材料。
生物质纤维材料除了能够降低碳排放之外，还能够节约成本，提高材料的可持续性。
2、再生纤维材料制备：再生纤维材料是指将废弃物或已使用的纤维材料进行回收再利用，通过化学处理，使其重新成为可用材料的过程。
与传统的原材料相比，再生纤维材料能够减少二氧化碳排放量，同时还能够缓解大量废弃物对环境带来的负面影响。
3、杂交纤维材料制备：杂交纤维材料是将不同的纤维材料进行组合制作的材料。
这种材料不仅具有单纯纤维材料的优点，而且还能够弥补其缺陷，增强材料的强度和韧性等性能。
杂交纤维材料通常用于航空、军事、体育器材等领域。
三、低碳纤维材料的应用1、建筑领域：目前，纤维材料已经被广泛应用于建筑领域中。
比如说，在混凝土中加入纤维材料能够增强混凝土的抗拉强度和抗裂性能，从而使其更适应各种不同环境下的使用需求。
2、交通领域：纤维材料在交通领域中的应用主要体现在船舶、汽车、飞机等方面。
使用纤维材料能够降低整个交通工具的重量，从而节省能源，同时还能够提高船舶、汽车和飞机的飞行效率和舒适性。
3、体育器材领域：纤维材料在体育器材领域中的应用主要体现在瑜伽垫、运动鞋、运动背包等方面。
纤维新材料
纤维新材料纤维新材料是指由纳米材料、聚合材料等制成的纤维，具有高强度、高韧性、高模量、低密度等优点的材料。
纤维新材料在各个领域都有广泛的应用，特别是在航空航天、轻工业、汽车制造、医疗器械等领域。
纤维新材料具有很高的强度和韧性，能够承受较大的载荷和冲击力，具有很高的安全性。
它们还具有很高的刚性和稳定性，能够保持长时间的形状不变，不易变形和变形，提高了产品的稳定性和耐久性。
纤维新材料的密度低，重量轻，可以减轻产品的重量，提高产品的运行效率和能效，更适合于高速运动的应用。
此外，纤维新材料还具有很高的耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性等特点，适用于各种恶劣环境条件下的使用。
纤维新材料在航空航天领域的应用十分广泛。
它们具有很高的强度和轻质化的特点，可以减轻飞行器的重量，提高飞行器的载荷能力和燃油效率，降低飞行器的能耗和排放量。
纤维新材料还具有很高的耐高温性，能够承受高温环境下的使用，提高飞行器的耐用性和安全性。
纤维新材料在飞机机身、翅膀、发动机部件等方面的应用已经取得了很大的突破。
纤维新材料在轻工业领域的应用也非常广泛。
例如，在汽车制造领域，纤维新材料可以用于制造汽车零部件，如车身、座椅、发动机罩等。
纤维新材料具有轻质化、强度高、优良的冲击吸能性能等特点，可以提高车辆的安全性能和燃油效率，降低车辆的排放量。
另外，在纺织行业，纤维新材料可以制成高级纺织品，如高强度纤维织物、阻燃纤维织物等，具有耐磨、抗拉、防火等特点，更加满足人们对于纺织品的各种需求。
此外，纤维新材料在医疗器械和生物医学领域也有广泛的应用。
纤维新材料具有良好的生物相容性和生物活性，可以用于制造人体植入器械、医用纺织品等。
纤维新材料可以与人体组织良好结合，不会引起排异反应，有助于提高医疗器械的治疗效果和生物组织再生。
纤维新材料还具有很高的透气性和吸湿性，可以用于制造防水透气的敷料、抗菌纺织品等。
纤维新材料是现代材料科学的重要领域之一，随着纳米技术、聚合技术等的不断发展，纤维新材料的应用前景非常广阔。
生物质纤维在造纸中的应用前景如何
生物质纤维在造纸中的应用前景如何造纸术作为中国古代四大发明之一，至今仍在不断发展和创新。
随着环保意识的增强和可持续发展理念的深入人心，生物质纤维在造纸行业中的应用逐渐引起了人们的关注。
那么，生物质纤维在造纸中的应用前景究竟如何呢？生物质纤维，顾名思义，是来源于生物质的纤维材料。
常见的生物质纤维包括植物纤维（如木材、草类等）、动物纤维（如蚕丝）以及微生物纤维等。
与传统的造纸纤维原料相比，生物质纤维具有诸多独特的优势。
首先，从资源可持续性角度来看，生物质纤维来源广泛且可再生。
树木通过合理的种植和采伐可以实现持续供应，而草类、农作物秸秆等农业废弃物更是丰富且源源不断。
这与日益减少的森林资源形成鲜明对比，传统造纸业过度依赖木材导致森林砍伐严重，生态平衡受到威胁。
使用生物质纤维作为造纸原料，可以大大减轻对森林资源的压力，实现资源的可持续利用。
其次，在环保方面，生物质纤维的生产和加工过程相对更加绿色环保。
以农作物秸秆为例，将其用于造纸，不仅减少了秸秆焚烧带来的环境污染，还能降低造纸过程中的化学药剂使用量。
同时，生物质纤维的生物降解性较好，废弃纸张在自然环境中能够更快地分解，减少对环境的长期影响。
再者，生物质纤维在纸张性能方面也有着出色的表现。
例如，某些生物质纤维具有较高的强度和柔韧性，可以提高纸张的物理性能，使其更加耐用。
此外，通过对生物质纤维的改性和处理，可以赋予纸张特殊的功能，如抗菌、防水、防油等，满足不同领域的多样化需求。
然而，生物质纤维在造纸中的应用也面临着一些挑战。
技术难题是制约其广泛应用的一个重要因素。
不同类型的生物质纤维在物理和化学性质上存在差异，需要针对性地开发相应的制浆和造纸工艺。
例如，某些非木材生物质纤维的纤维长度较短、细胞壁较厚，在制浆过程中需要更高的能耗和更复杂的处理工艺，以保证纤维的分离和质量。
成本问题也不容忽视。
虽然生物质纤维原料本身可能较为廉价，但由于目前相关技术尚不成熟，加工和处理成本较高，导致最终产品的成本可能高于传统纸张。
生物质纤维材料在污水处理中的应用研究
生物质纤维材料在污水处理中的应用研究随着经济社会的发展，我国城市化进程不断加快，城市化带来的环境污染问题也日益严重。
其中城市污水处理是解决城市环境污染问题中的一项重要措施。
在城市污水处理的过程中，需要用到各种材料，其中生物质纤维材料是近年来发展迅猛的一种新型材料。
一、生物质纤维材料的特点生物质纤维材料，是指以植物纤维、木材纤维、苇草等为原料，加工后制成的一种以纤维为基础的新型材料。
生物质纤维材料具有以下特点：1、环保性生物质纤维材料采用天然植物纤维制成，无任何有害物质，对环境安全无害。
2、可再生性生物质纤维材料来源于植物资源，具有可再生性和可持续性发展。
3、生物降解性生物质纤维材料具有良好的生物降解性，可以降解为无害物质，不会对环境造成污染。
4、吸附性生物质纤维材料内部具有丰富的孔隙结构，有很好的吸附性能，可以将污染物吸附在内部，达到净化环境的效果。
二、生物质纤维材料在污水处理中的应用目前，生物质纤维材料在污水处理领域中的应用主要有以下几个方面：1、生物质纤维吸附污染物生物质纤维内部有丰富的孔隙结构和表面活性，可以通过吸附作用将污染物吸附在内部，去除污染物。
常用的生物质纤维材料有木屑、椰壳、芦苇等。
这些材料可以通过筛选、破碎、干燥等工艺进行加工制成不同形状的吸附材料。
比如，将木屑加工成颗粒状，作为去除废水中重金属离子的吸附剂，可以取得较好的效果。
2、生物质纤维生化反应载体生物质纤维中含有丰富的寡糖、酚、羧酸等有机物，在废水生化反应中可以作为碳源、氮源，促进菌群的生长繁殖，进而实现废水的生化处理。
生物质纤维材料可以通过微生物附着板（MBBR）工艺进行生化处理。
将生物质纤维材料制成特定形状并放入反应器，再加入适量的微生物菌剂，就可以利用生物质纤维材料来作为微生物的生长载体，去除废水中的污染物质。
3、生物质纤维材料过滤污染物生物质纤维材料还可以用来制作过滤材料，将废水通过过滤器，即可过滤出污染物。
制作过滤材料的生物质纤维可以是原生态质料，比如装填竹苇漂流床，或者是将生物质纤维材料制成网状或者海绵状，再放入过滤器中进行过滤作用。
纤维素材料的研究与应用
纤维素材料的研究与应用纤维素是植物细胞壁的重要组成成分，是地球上最普遍的有机物之一。
作为一种天然高分子材料，纤维素具有许多独特的物理和化学性质，成为了工业和科学研究领域中备受关注的材料之一。
纤维素材料的性质纤维素材料具有许多特殊的物理性质，例如具有高度的可延展性和韧性、高强度和耐热性、高压缩和弯曲刚度等。
此外，纤维素还具有化学稳定性、耐紫外线和抗氧化性、可降解性和生物相容性等重要属性。
这些优越的性质使得纤维素材料在众多领域中应用十分广泛。
纤维素材料的制备纤维素材料的制备方法取决于其用途和所需的物理和化学性质。
由于纤维素是一种高分子化合物，其制备主要包括物理、化学和生物降解方法。
例如，生产纸张和纤维素基膜的过程中，主要采用机械和化学方法来从植物中提取纤维素，并制造成不同的形状和尺寸。
在新型材料领域中，科学家们通常采用化学改性和生物合成技术来制备各种形态的纤维素材料。
纤维素材料的应用纤维素材料的应用广泛，涵盖农业、医疗、食品、纺织、制浆和造纸等重要领域。
以下是一些常见的纤维素材料应用实例：纳米纤维素纳米纤维素是指经过纤维素纤维水解和脱色处理后生产的一种高纯度、高特异性的纤维素纳米材料。
这种纳米材料具有较大的比表面积和独特的物化和生物特性，因此在食品、生物医药、生物传感器和环保等领域中具有广泛应用前景。
生物质聚合物生物质聚合物是指采用纤维素和其他生物质材料制备的高分子材料。
由于具有绿色、可再生等特点，生物质聚合物在替代传统塑料和橡胶、生产新型材料、电子器件及其他产品方面有着广泛应用前景。
纤维素基材料纤维素基材料是指基于纤维素结构的一类复合材料。
由于其高度的可塑性和加工性，它被广泛应用于建筑、航空、军工、电子和能源的制造和应用中。
作为一种新型材料，纤维素基材料对人类未来的生活和技术地平线具有重大的意义。
总结纤维素材料的研究和应用是一个充满挑战的领域，但因为纤维素具有许多独特的物理和化学性质，成为了工业和科学研究领域中备受关注的材料之一。
新纤维材料与应用
新纤维材料与应用
以现代纤维材料与应用为主题的文章
1.简介
纤维材料是有机或无机物质的细丝状或细条状结构，主要由聚合物、
纤维素、维素质、纳米级的材料和金属材料等构成。
它们通常具有较高的
强度和硬度，具有优良的抗腐蚀能力。
纤维材料广泛应用于建筑材料、航
空航天、汽车制造、金属纤维和新能源等领域。
2.现代纤维材料
现代纤维材料丰富多样，如碳纤维、钛纤维和玻璃纤维等，这些纤维
材料具有良好的力学性能，几乎可以制作出任何形状的零件，可以在制造
和使用过程中克服强度、刚度和密度的限制。
(1)碳纤维：碳纤维是一种高强度、高耐磨性的纤维材料，是通过高
温烧结而成的非金属纤维，具有良好的化学稳定性、高强度、低密度、高
可塑性、以及阻燃、绝缘等特性。
由于具有高强度、轻质、易于加工以及
良好的抗酸碱性能，碳纤维材料广泛应用于航空航天、军事装备、体育用
品和汽车部件等行业。
(2)钛纤维：钛纤维是由钛化合物经过特殊热处理而制成的纤维材料，具有高强度、耐腐蚀性、耐湿热、耐热性能优良，广泛应用于航空航天、
军事装备、水上运动、汽车等领域。
生物质纤维在医用纺织品中的开发和应用
万方数据
万方数据
生物质纤维在医用纺织品中的开发和应用
作者：芦长椿， 沈新元， 赵永霞
作者单位：东华大学
刊名：
纺织导报
英文刊名：CHINA TEXTILE LEADER
年，卷(期)：2010(5)
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纤维基材料_生物质材料及应用..
ZHE JIANG A & F UNIVERSITY
ZAFU 与纤维素有关的几个概念
1、综纤维素：指植物纤维原料中的全部碳水化合物，即纤维素与 半纤维素之和。故又称全纤维素（Holocellulose） 制样步骤：取样 原料粉碎 40目-60目之间的试样 有机溶剂抽提 无酯试料 除木素 各种方法制纤维素
ZHE JIANG A & F UNIVERSITY
ZAFU
二、纤维素大分子的构象
构型：指分子中的基团或原子团化学键所固定的 空间几何排列，这种排列是稳定的，要改变构型 必须经过化学键的断裂。 构象：一定构型的任何分子，在其键允许的范围 内，原子或原子团旋转或相互扭转时，能以不同 的空间排布存在，这种空间排布称为构象。 可以理解为由于各基团围绕单键内旋转而形成聚 合物链的不同形态。
ZHE JIANG A & F UNIVERSITY
ZAFU
目前工业上获得纤维素的原料主要是棉花 和纸浆。 将棉花经过稀碱的蒸煮处理，可以使其纤 维素含量在95%以上。 造纸过程就是结合机械方法、化学方法或 者两者结合的方法，尽量除去木材中的木 质素，再经漂白获得纸浆，最后将悬浮在 水中的纸浆经过各种加工结合成合乎各种 要求的纸页。 造纸用纸浆的主要成分是纤维素和半纤维 素，也被称之为综纤维素。
ZHE JIANG A & F UNIVERSITY
ZAFU
纤维素大分子中，影响最大的为伯羟基。 根据C6-O6键在空间围绕着C5-C6键旋转时， 它与C5-O5、C5-C4键的立体关系可以形成三 种构象： gt,gg,tg. 其中，g代表旁式，t代表反式。 天然纤维素中，所有的-CH2OH都具有gt构 象。 再生纤维素是tg构象
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（二）竹浆纤维
提取竹子中的纤维素，再经制胶、纺丝 等工序制造而成的再生纤维素纤维。
由于竹子在生长过程中具有良好的抗菌 性，能保留一定有效的抗菌成分“竹 醌”，就能体现出良好的抗菌性能。
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（三）再生麻纤维 以麻为原料制取的再生纤维素纤维。 初始模量较高。
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（二）性能
1.力学性能接近涤纶，具有较 高的强度和断裂伸长率，初始模量 高于大多数合成纤维。
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2.热学性质。熔融温度低。燃烧热 小，限氧指数较高，25~25%。二氧 化碳排放量低。
3.吸湿性和染色性较差，但比涤纶 要好，分散染料100°C即可染色。
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4.安全性 5.生物可降解性 6.抗菌性好
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（三）用途
医疗：缝合线、创伤保护材料，内 脏修补材料，骨折部位固定材料。
林业：防草袋、防兽网
农业：寒冷纱、捆绑绳、防虫网
渔业
衣料
家用
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二、PTT纤维
聚对苯二甲酸丙二酯纤维。
原料：对苯二甲酸二甲酯和1,3丙二 醇（可以从生物玉米工艺路线获 取）。
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性能：
干态强度1.5cN/dtex; 打结强度0.44-1.32； 标准回潮率13%-14%。
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（1）优异的生物医学功能
甲壳素的结构与人体内的氨基葡萄糖的 构成相同，而且具有类似于人体骨胶原组 织结构，这种双重结构赋予了它们极好的 生物医学特性。即它对人体无毒无刺激，可被人体内的溶
新纤维材料与应用
新纤维材料与应用引言纤维材料是一种由纤维组成的复合材料，它具有轻质、高强度、高弹性模量、耐腐蚀、耐高温等特点。
近年来，随着纳米技术和材料科学的进步，新纤维材料的研究和应用蓬勃发展。
本文将重点介绍几种新纤维材料及其应用领域。
一、碳纤维材料碳纤维是一种由碳元素组成的纤维，具有高强度、高模量和低密度的特点。
由于其卓越的性能，碳纤维广泛应用于航空、航天、汽车、体育用品等领域。
例如，碳纤维复合材料是制造飞机机身和翅膀的主要材料之一，可以减轻飞机重量并提高效能。
此外，碳纤维材料还被用于制造高性能的汽车零部件，如制动器和轮毂等。
在体育用品方面，碳纤维材料被广泛应用于高尔夫球杆、网球拍和自行车等。
二、陶瓷纤维材料陶瓷纤维是一种由陶瓷颗粒组成的纤维，具有优异的耐高温性能和耐腐蚀性能。
由于其特殊的物理和化学性质，陶瓷纤维被广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
例如，在航空航天领域，陶瓷纤维被用作隔热材料，可以在高温环境下提供优异的隔热性能。
在能源领域，陶瓷纤维被用作热电转换器件的基底材料，可以提高能源转换效率。
此外，陶瓷纤维还可以用于制造化工设备的耐蚀衬里，提高设备的使用寿命。
三、纳米纤维材料纳米纤维是一种具有纳米级尺寸的纤维材料，具有高比表面积和特殊的光、电、磁性能。
由于其独特的结构和性质，纳米纤维被广泛应用于生物医学、环境治理和能源存储等领域。
例如，在生物医学领域，纳米纤维可以用于制造人工皮肤和组织工程支架，具有良好的生物相容性和组织可再生性。
在环境治理方面，纳米纤维被用作油水分离膜和空气过滤器，可以高效去除水中的油污和空气中的颗粒物。
此外，纳米纤维还可以应用于锂离子电池和超级电容器等能源存储设备，提高能量密度和循环稳定性。
四、高性能纤维材料高性能纤维是一种具有特殊纤维结构和性能的纤维材料，具有高强度、高模量、高吸能和高耐磨等特点。
由于其卓越的性能，高性能纤维被广泛应用于防弹、防刺、防火和抗震等领域。
例如，超高分子量聚乙烯纤维是一种常用的高性能纤维材料，可以用于制造防弹衣和防刺手套，能够有效保护人体免受外部冲击和刺穿。
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（三）人造玉米蛋白纤维
酰胺氮含量较高，用甲醛硬化处理 后纤维的稳定性较好。在水或稀碱 溶液中的膨润度较小，相应大分子 长链上所带的支链也较少，初生丝 拉伸时容易取向，热稳定性好。
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性能比较
玉米蛋白
相对密度
1.25
标准回潮率
10
干态断裂强度 0.88-1.06
湿态断裂强度
林业：防草袋、防兽网
农业：寒冷纱、捆绑绳、防虫网
渔业
衣料家用精选PPT Nhomakorabea8
二、PTT纤维
聚对苯二甲酸丙二酯纤维。
原料：对苯二甲酸二甲酯和1,3丙二 醇（可以从生物玉米工艺路线获 取）。
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性能对比：
断裂强度 断裂伸长率 初始模量 熔点 玻璃化温度 回潮率
PTT
2.5-4.0 20-30 20-40 228 48 0.2-0.5
生物质纤维
天然生物质 人造生物质 合成生物质
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1
一、聚乳酸纤维
原料来源：淀粉及其他含有葡 萄糖的化合物。
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（一）聚乳酸的聚合方法 淀粉经过发酵，制取乳酸。
乳酸直接聚合 间接聚合
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聚乳酸熔融温度较低，一般采用熔 体纺丝制取。
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（二）性能
1.力学性能接近涤纶，具有较 高的强度和断裂伸长率，初始模量 高于大多数合成纤维。
基于人造蛋白的分子与人体肌肤相 同，再度引起兴趣。
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（一）人造乳酪纤维 人造牛奶纤维、人造酪素纤维
很多性能类似羊毛。 回潮率14%。 密度1.29。 断裂强度0.7-0.89cN/dtex. 热性能较差。
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制法：
撇除奶油，加热至40°，加酸使蛋 白凝固，分离液体获得乳酪，精制 干燥后，即为乳酪纤维的原料，约 为3%。
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（五）人造蜘蛛丝纤维 多肽链组成，结构很复杂。
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蜘蛛丝是由一些原纤纤维束组成， 原纤又是由几个厚度为120nm的微 原纤组成，微原纤是由蜘蛛丝蛋白 构成的高分子化合物。
蜘蛛丝蛋白的氨基酸以甘氨酸和丙 氨酸为主，二者约占70%，还有丝 氨酸、谷氨酸、亮氨酸、精氨酸和 络氨酸等。
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2.热学性质。熔融温度低。燃烧热 小，限氧指数较高，25~25%。二氧 化碳排放量低。
3.吸湿性和染色性较差，但比涤纶 要好，分散染料100°C即可染色。
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4.安全性 5.生物可降解性 6.抗菌性好
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（三）用途
医疗：缝合线、创伤保护材料，内 脏修补材料，骨折部位固定材料。
经稀碱溶液溶解制成纺丝液，凝 固浴为稀硫酸和硫酸钠。经牵伸等 后处理制成。
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（二）人造大豆蛋白纤维
纤维光泽柔和，具有蚕丝样的天 然光泽和悬垂感；纤维柔软、蓬松、 密度小、吸湿性好、透气穿着性好。 日光稳定性好。
弹性较差。
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大豆榨油后的豆粕为原料，用浸泡 法提取植物蛋白，进行纯化后，使 部分蛋白质与含羟基的高分子物发 生接枝共聚，进而与聚乙烯醇制备 共混纺丝液进行湿法纺丝。
② 软体动物，主要包括双神经纲如石鳖，腹足纲如鲍，蜗牛等， 头足纲如乌贼、鹦鹉等，甲壳素含量为3%~26%；
③ 环节动物，包括原环虫纲如角蜗牛，毛足纲如沙蚕，蚯蚓和蛭 纲如蚂蟥三纲，有的含甲壳素极少，但高的含20%~38%；
④ 原生动物，简称原虫，也叫单细胞动物，包括鞭毛虫纲如锥体 虫，肉足纲如变形虫，纤毛虫纲如草履虫等；
0.62
干态断裂伸长率 32
湿态断裂伸长率 35
酪素蛋白
1.29 14 0.7-0.89 0.3-0.45 30 34
花生蛋白
1.24 12-15 0.71 30 -
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制法
70%异丙醇为抽提液，提取玉米 蛋白，用水稀释提取液，玉米蛋白 沉淀析出；分离出的蛋白质经清洗 干燥后，溶于稀碱溶液中，加入少 量尿素和甲醛，配成纺丝液，湿法 纺丝。 预硬化拉伸200%-300%，再硬化。
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三、PHA纤维
是一类由各种微生物（如土壤细菌、蓝 藻、转基因植物等）产生的生物相容可 降解的全生物高分子。这类可熔融纺丝 生产PHA纤维，工艺路线环保，污染少。 目前纤维加工的难点在于PHA脆性较大、 机械性能差和可加工温度范围窄。
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四 人造蛋白质纤维
以各种蛋白质为原料生产的纤维。 1935-1936年曾工业化生产，50年 代停止。
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蜘蛛丝具有很高的强度，比芳纶还 高，是钢的5-10倍。蜘蛛丝的弹性 和韧性都很好，耐冲击性强。
耐低温性好，-40°仍保持其弹性。
生物可降解，不会对环境造成污染。
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防弹背心优于芳纶。
坦克飞机的装甲。
宇航服。
医疗方面，与人体具有相容性，可 以用作高性能生物材料。筋腱、韧 带、器官、组织修复、伤口处理、 手术缝合。
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（四）人造花生蛋白纤维
理化性能与其他人造蛋白纤维相同， 纤维断裂强度低，干湿态强度差很 大。
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制法：
花生仁磨碎，有机溶剂萃除脂肪， 之后稀碱溶液浸泡，提取出花生蛋 白，随后调节提取液的pH值至4.5， 花生蛋白沉析，约有42%。用0.5% 氢氧化钠溶解制成含蛋白质20%30%的纺丝液，湿法纺丝。
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采用基因工程方法生产人造蜘蛛丝， 正在探索中。
搞清基因序列，建立模型，生产出 合成基因，移植给动物、植物或微 生物，复制蜘蛛丝蛋白，进行分离 提纯溶解纺丝，生产出性能优良的 人造蜘蛛丝。
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（六）蚕蛹蛋白复合纤维 （七）再生动物毛蛋白纤维
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五、甲壳素纤维
由虾、蟹、昆虫的外壳及菌类、藻 类细胞壁中提取。
甲壳素与纤维素的结构十分相似， 第二碳位上羟基被乙酰基（-NHCOCH2） 脱乙酰基后被氨基取代则为壳聚糖。
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① 节肢动物，主要包括甲壳纲，如虾、蟹等，含甲壳素20%~30%， 高的达58%~85%；其次是昆虫纲，如蝗、蝶、蚊、蚕等蛹壳中含甲壳 素20%~60%；多足纲如马陆、蜈蚣等；
PET
4.0-6.0 15-25 80-140
265 69 0.2-0.5
PBT
2.5-4.5 20-40 18-35
220 30 0.2-0.5
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防污性能好，易染色，手感柔软， 悬垂性能好。
具有“奇碳效应”，分子链呈螺旋 状，弹性回复率很高。20%的变形， 100%恢复，连续拉伸10次，均可达 到该回复率。