高性能+特征纤维

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
PS (折射率为1.59)
PMMA
9、纤维的其他功能
防水透湿功能——“可呼吸” :
Gore面料(1976,美国):该面料中复贴而成 的PTFE防水透湿薄膜,该薄膜拥有原纤维状的 微孔结构,使汗气可以通过,液态水不能通过;
防静电功能:
如在合成纤维制造过程中,在聚合阶段用共聚
方法引入抗静电剂,如加入0.1~0.5%的纳米
作业:
1. 醇酸树脂涂料 2. 丙烯酸涂料 3. 聚氨酯涂料 4. 环氧树脂黏合剂 5. 酚醛树脂黏合剂 6. 聚氨酯黏合剂
1201
15min
1202
7、光导纤维
有机光纤特点:
光在纤维界面上全反射而使光在纤维内曲折反
复传播并把光约束在纤维内进行导光。
7、光导纤维
有机光纤
芯用材料:透光性好,又易纤维化,如PMMA
和PS;
皮层材料:选用比芯材折射率低的透明性高聚物;
有机光纤
例如: 芯材
皮材
PMMA 氟化偏氯乙烯—四氟乙烯共聚物 (折射率为l.49) (折射率在1.40左右)
耐腐蚀性好,因此特别适合用作海洋航行用绳索,
降落伞用绳。
4、超高分子量聚乙烯纤维
三、应用
防弹材料:优良的吸收冲击能量的本领、纤维
的可加工性及特别小的密度,都使它在作防弹或
防切割衣服方面具有其他纤维无法比拟的优点。
4、超高分子量聚乙烯
三、应用
用作复合材料的增强材料:优良的力学性能赋予 其复合材料的应用领域十分广泛,如军用及民用 头盔、比赛用帆船、赛艇。
三、芳纶1414的应用
建筑领域:替代钢筋(芳纶辫绳的强度通常
是钢筋的5倍,而密度只有它的1/5);
三、芳纶1414的应用
轮胎帘子线:与常规轮胎相比,采用芳纶帘子 线的轮胎质量可减轻3kg,而价格只高10%; 各种高压气罐; 高速列车的天花板和内部隔板。
2、芳香族聚酯纤维
一、简介
芳香族聚酰胺纤维具有高强度、高模量、高耐 热性,但其液晶纺丝技术复杂、价格太高 !!! 提出设想: 采用酯基取代酰胺基,制备芳香族聚酯结构, 采用熔体纺丝取代液晶纺丝?
高强聚乙烯纤维、超高强聚乙烯醇纤维、超高强
聚丙烯脂纤维相继诞生,并开始了工业化生产,
其中、超高强高模聚乙烯纤维的发展尤为迅速。
4、超高分子量聚乙烯纤维
二、性能
强度达到2.2~3.5GPa,而芳纶1414强度为
2.15~2.58GPa; 具有很好的耐疲劳性和耐磨擦性; 耐冲击性能强于芳纶、碳纤维、聚酯,仅小于 尼龙;在高强纤维中,它是最高的;
体育器材:如网球拍、头盔及雪橇等也在开始使用。
3、芳杂环纤维
一、聚苯并咪唑(PBI)纤维
聚苯并咪唑纤维 (PBI):美国塞拉尼斯公司研制
开发并工业化的一种高科技纤维。
N C NH N C NH
3、芳杂环纤维
一、聚苯并咪唑(PBI)纤维
优点:耐高温性、阻燃性、尺寸稳定性和耐 化学腐蚀性,还有穿着舒适性等。 缺点:力学性能不太高。
氟纶:90
酚醛纤维:32~34
氯纶:35~37
芳纶:33~34 PBI:41 腈氯纶:26~31 维氯纶:30~33
5、医用合成纤维
医用合成纤维的要求:生物相容性(血液和组织)
生物可降解 性合成纤维 生物不可降 解合成纤维
主要为聚酯类纤维:聚羟基乙
酸、聚乳酸、聚己内酯、聚羟 基丁酸酯及其共聚物纤维。 PA、涤纶、腈纶、丙纶等。
腐蚀性好、抗静电和保暖功效;
第二代氯纶:低温聚合产物,高间规度,Tg =
100 ℃ ,溶液纺丝。
3、耐腐蚀性纤维
二、氟纶(聚四氟乙烯纤维)
乳液纺丝; 耐腐蚀、耐酸碱。
4、阻燃纤维
极限氧指数:
O2 LOI % 100% O2 N 2
LOI>21%即为阻燃纤维
4、阻燃纤维
阻燃纤维
抗紫外线功能:
(1)紫外线A(UVA,320 nm~400 nm)会引 起皮肤老化;紫外线B(UVB,290 nm~320 nm)会引起晒斑(红疹),而导致皮肤癌。 (2)将纳米TiO2、ZnO、SiO2 、Al2O3、Fe2O3 等加入到涤纶、维纶、腈纶、尼龙和丙纶等制作各
类纺织品,就能满足人们对抗紫外衣物的需要。
应力作用下不变形;
氨纶具有500~800%的伸长,回复性也非常出众;
纽士达:烟台泰和新材料股份有限公司
2、高弹性纤维
二、莱卡
美国杜邦公司(1959年),聚氨酯溶液进行 干法纺丝制得的莱卡纤维,与橡胶相比,弹性 更长更持久,而且重量轻1/3 。
3、耐腐蚀性纤维
一、氯纶(聚氯乙烯纤维)
第一代氯纶:无规立构,Tg = 75 ℃ ,具有耐
光接收机
电信号
7、光导纤维
玻璃光纤
60年代推出
石英光纤
70年代开始出现,损耗较大,传导距离 短,但加工容易、轻而柔软、绕曲性好
70年代推出,损耗小,传导距离长, 但价格昂贵、不易弯曲、加工困难
有机光纤
8、光导纤维
有机光纤特点:
是一种很细的皮芯型光学合成纤维,其芯丝是 高光学纯的有机高聚物,直径在 0.005~0.1mm,在它外面包裹着一层低光折 率的有机高聚物薄膜皮层。
6、导电纤维
应用
利用导电纤维对电磁波的屏蔽特性,可用作精 密电子元件、电子仪器、高频焊接机等电磁波屏 蔽罩,或航空和航天部门的电磁波屏蔽材料。
7、光导纤维
光导纤维(光纤) :是一种把光能闭合在纤 维中,产生导光作用的光学复合材料。
Ú µ Ä ¼ Ì å ø Ô ¾ µ ² ã â Æ Í Á ± Î ² ã â ² Í ¿ ± £ » ¤ã ²
TiO2、Cr2O3、ZnO、Fe2O3等,通过纺丝制成 具有抗静电效果的纤维;或者直接加入导电纤 维进行混纺。 静电的危害:放电,吸尘
抗菌、防臭功能:
加入无机抗菌、防臭剂,如纳米TiO2 。TiO2阳
光下尤其在紫外线照射下,自行分解出自由移动 的电子和空穴,它们分别与吸附在TiO2表面的氧 和H2O作用形成O2- 和HO〃,其具有很强的化 学活性,能与细菌内的有机物反应生成CO2和 H2O,从而在短时间内就能杀死细菌,消除恶臭。
二、聚亚苯基苯并二恶唑(PBO)纤维 用途:防弹、阻燃材料。
4、超高分子量聚乙烯纤维
一、简介
设想:
既然柔性聚酯、聚酰胺能够开发成高强高模纤
维,那么聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚烯烃等常规
纤维也能否开发成高强高模纤维 ?
4、超高分子量聚乙烯纤维
一、简介
近20多年来,各国科学家从理论和实践两个方面
进行了大量、深入细致的研究工作,终于促使超
2、芳香族聚酯纤维
最简单的芳香聚酯结构:
聚对羟基苯甲酸
聚对苯酚对苯二甲酸酯 但化学结构刚性太强,不仅熔融温度比分解温度高, 而且也不溶解于强酸之类溶剂中,只能烧结成形。
2、芳香族聚酯纤维
一、简介
解决办法: 降低刚性 ——导入不规整分子基团或柔性基 团?
2、芳香族聚酯纤维
一、简介
DuPont公司:提出PET与对羟基苯甲酸共 聚,得到X-7G纤维,熔点显著降低,但其强 度和模量不太高。
金属化合物与成纤 聚合物复合导电纤维
聚合物/炭黑 复合纤维
导电聚合物纤维
6、导电纤维
应用
在纤维中混入0.05%~5%的导电纤维,可解 决织物的带静电问题,防止静电性能远高于抗 静电纤维。
6、导电纤维
应用
由导电纤维制成的导电织物具有导电、电热及 屏蔽和吸收电磁波的功能,可用来制成导电工作 服;或制造电热毯、电热服、睡袋及电热绷带等 面状发热体;
5、医用合成纤维
用途:
可降解聚酯类纤维:医学可吸收缝线、自增强
人造骨复合材料等;
不可降解类纤维:PA、涤纶、丙纶可用作非吸
收性缝合线,涤纶和氟纶用于制造人工血管,PAN 中空纤维用于人工肾,PP中空纤维用于人工心脏。
6、导电纤维
金属类 导电纤维
碳纤维wenku.baidu.com
铜、铝、不锈钢纤维,细丝难以加工 径向强度低 铜、银、镍、铬的硫化物和碘化物; 产量最大导电纤维品种; 聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩 等,直接纺丝或后处理法。
二、性能
耐光性是所有纤维中最好的;
优良的耐化学腐蚀性:经强酸、强碱2000h浸 泡,高强PE纤维的强度能保持在90%以上,而芳 纶只有原来的20%; 热性能:熔点144℃。 在低温和常温的领域内有着极其广阔的应用前景。
4、超高分子量聚乙烯纤维
三、应用
绳索类:由于聚乙烯强度高、模量高、密度小、
N C NH N C NH
3、芳杂环纤维
一、聚苯并咪唑(PBI)纤维
用途: 特殊纺织制品:如宇航服、飞行服,太空飞 船中密封垫、救生衣; 金属铸造、玻璃行业:隔热防护材料,如手 套,工作服,输送带。
3、芳杂环纤维
二、聚亚苯基苯并二恶唑(PBO)纤维
Stanford研究所拥有此聚合物合成技术专利,
1、芳香族聚酰胺纤维
一、简介
O C
1 3
O C NH NH n
芳纶1313 Nomex
O C
1
4
O C NH NH n
芳纶1414 Kevlar
二、结构与性能的差异
O O C NH NH n
芳纶1313
酰胺键与苯 环间位连接 但苯环含量高,耐 热性能远大于脂肪 族纤维
C
内旋转位能低,可 旋转角度大
等纺丝工艺)。
2、高弹性纤维
一、氨纶(聚氨酯纤维)
分子链上由软链段和硬链段两部分组成;低
熔点、无定形的软链段作为母体,高熔点、结晶
的硬链段嵌在其中。
2、高弹性纤维
一、氨纶(聚氨酯纤维)
其中软链段由非晶性脂肪族聚酯或聚醚组成,Tg:
-70℃~-50 ℃ ,常温下为高弹态;
硬链段由结晶性的芳香族二异氰酸酯等组成,在
CO
O
B CO
COOCH2CH2O
2、芳香族聚酯纤维
一、简介
现已实现工业化产品:美国塞拉尼斯和日本可乐
丽公司合作开发的Vectran纤维。
O CO O CO
2、芳香族聚酯纤维
二、芳香族聚酯纤维的用途
高性能船用缆绳、远洋捕鱼网、传送带及电缆;
增强纤维:在光缆、特种电线中起支撑保护作用,
与橡胶复合制造高压软管;
大分子是柔性链结构, 在力学性能上接近普 通的柔性链纤维
二、结构与性能的差异
芳纶1414
O C O C NH NH n
对位连接,共轭 结构
内旋位能相当高,呈刚性 直链结构,分子排列规整, 结晶和取向极高
纤维的强度和模量相当高
三、芳纶1414的应用
航空、航天领域:发动机壳体及零部件;
防弹领域:头盔、背心、运钞车等;
Dow化学公司授权对其进行开发,1995年开
始小批量生产。
N O N O
3、芳杂环纤维
二、聚亚苯基苯并二恶唑(PBO)纤维
优点:
高模量:比芳纶高一倍以上; 热分解温度达到650℃,比耐热性好的PBl要 高出许多,它在火焰中不燃烧不收缩且仍然
非常柔软,因此是十分优异的耐热纺织面料。
3、芳杂环纤维
第四章 合成纤维
高性能合成纤维
芳香族聚酰胺纤维 芳香族聚酯纤维
芳杂环纤维 超高分子量聚乙烯
1、芳香族聚酰胺纤维
一、简介
1962年:发现 Nomex; 1966年:发现 Kevlar;
Kevlar纤维的问世,代表着合成纤维向高强度、
高模量和耐高温等高性能化方向发展达到一个新
的里程碑。
Ú µ Ä ¼ Ì å
ø Ô ¾ µ ² ã
â Æ Í Á ± Î ² ã
â ² Í ¿ ± £ » ¤ã ²
由两种或两种以上折射率不同的材料复合而成:
芯材:起导光作用
皮材:折射率低于芯材而能将光能闭合于芯材之中
芯材和皮材的折射率相差越大越好。
7、光导纤维
电信号
光信号
光发送机
光导纤维
第四章 合成纤维
功能合成纤维
1、概 述
时代发展的产物:
保证:社会的发展和生产技术的积累;
动力:人们对美好和舒适生活的追求;
目标:赋予真丝般柔软感和纤细感,光泽优雅,
并赋予防水透湿、亲水、防静电、抗紫外、抗菌、
可生物降解等功能。
1、概 述
纤维材料的功能:
聚合物的化学结构和基团组成的特异性; 高分子聚集态的物理形态特异性; 纤维的成型技术(采用异型截面、中空、复合
相关文档
最新文档