高性能+特征纤维.ppt

第四章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。1酰胺键与苯环间位连接对位连接，共轭结构航空、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；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）；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2、芳香族聚酯纤维2、芳香族聚酯纤维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。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；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3、芳杂环纤维Stanford研究所拥有此聚合物合成技术专利，Dow化学公司授权对其进行开发，1995年开始小批量生产。用途：防弹、阻燃材料。4、超高分子量聚乙烯纤维二、性能二、性能三、应用三、应用三、应用第四章合成纤维时代发展的产物：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。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、复合等纺丝工艺）。2、高弹性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。第一代氯纶：无规立构，Tg=75℃，具有耐腐蚀性好、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4、阻燃纤维4、阻燃纤维5、医用合成纤维可降解聚酯类纤维：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；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。60年代推出有机光纤特点：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。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。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；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。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。（1）紫外线A（UVA，320nm～400nm）会引起皮肤老化；紫外线B（UVB，290nm～320nm）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。醇酸树脂涂料丙烯酸涂料聚氨酯涂料环氧树脂黏合剂酚醛树脂黏合剂聚氨酯黏合剂