纤维新材料及应用-绪论.ppt

内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料纤维新材料及应用纤维新材料及应用李亚滨内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料主要内容主要内容:l绪论绪论l功能纤维功能纤维l高技术纤维高技术纤维l高性能纤维高性能纤维l差别化纤维差别化纤维l生物质及绿色环保纤维生物质及绿色环保纤维l其他其他内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料绪论绪论l一、高分子材料的分类一、高分子材料的分类l（一）塑料：在一定条件下具有可流动性、（一）塑料：在一定条件下具有可流动性、可塑性、并能加工成型，而当恢复平常条件可塑性、并能加工成型，而当恢复平常条件时（如去除压力和降温），仍能保持加工时时（如去除压力和降温），仍能保持加工时的形状的高分子材料。的形状的高分子材料。l 热塑性塑料热塑性塑料聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯l 热固性塑料热固性塑料酚醛树脂、脲醛树脂酚醛树脂、脲醛树脂l 特点：性能优异，投资成本低，经济效益显著。特点：性能优异，投资成本低，经济效益显著。内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料高分子材料的分类高分子材料的分类l应用：年产量应用：年产量 2亿吨以上。远远超过钢铁、水亿吨以上。远远超过钢铁、水泥、木材三大基础材料。泥、木材三大基础材料。l 工业：各种机件、绝缘材料、壳体、零部件、防腐设备、包工业：各种机件、绝缘材料、壳体、零部件、防腐设备、包装材料装材料l 农业：薄膜育秧、排灌管道农业：薄膜育秧、排灌管道白色革命白色革命l 国防：超音速飞机、隐形飞机、军舰等军事装备国防：超音速飞机、隐形飞机、军舰等军事装备l 高科技：火剪外壳、人造卫星、宇宙飞船、原子能设备、大高科技：火剪外壳、人造卫星、宇宙飞船、原子能设备、大型集成电路等部件的制作。型集成电路等部件的制作。l 交通、建筑、医药等更多。交通、建筑、医药等更多。内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料l（二）橡胶：在室温下，具有（二）橡胶：在室温下，具有高弹性的高分子材料。在外力高弹性的高分子材料。在外力作用下，橡胶能产生很大的变作用下，橡胶能产生很大的变形，外力去除后，又能迅速恢形，外力去除后，又能迅速恢复原状。复原状。l主要品种：聚丁二烯、聚异戊主要品种：聚丁二烯、聚异戊二烯、氯丁橡胶、硅橡胶、聚二烯、氯丁橡胶、硅橡胶、聚硫橡胶。（硫橡胶。（40005000吨）吨）l用途：轮胎（用途：轮胎（6070）、）、胶鞋、皮艇等。胶鞋、皮艇等。高分子材料的分类高分子材料的分类内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料高分子材料的分类高分子材料的分类l（三）纤维：其本身长度大于直径（三）纤维：其本身长度大于直径1000倍以倍以上，并且具有一定强度的线条或丝条状的高上，并且具有一定强度的线条或丝条状的高分子材料。纤维的变形一般很小，受力时只分子材料。纤维的变形一般很小，受力时只有百分之几到百分之几十，在较宽的温度范有百分之几到百分之几十，在较宽的温度范围内（围内（50150），其机械强度变化不），其机械强度变化不大。大。l 塑料、橡胶、纤维三种高分子材料之间并没塑料、橡胶、纤维三种高分子材料之间并没有严格的界线。（与温度或添加材料有关）有严格的界线。（与温度或添加材料有关）内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料高分子材料的分类高分子材料的分类l（四）胶粘剂（四）胶粘剂 产量虽然不高，但用途产量虽然不高，但用途非常广泛（约非常广泛（约20002000万万吨）吨）用途：用途：1 1、儿童玩具、工艺美儿童玩具、工艺美术品术品 2 2、建筑建筑 3 3、轻工业、轻工业内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料4、医学5、电子仪器仪表：导电胶、透镜元件6、高科技：飞机、洲际导弹、人造卫星特点：机械强度高、应力分布均匀、减轻 重量、密封作用好、工艺温度低、可以连接各种不同材料。代替铆接、螺栓连接、焊接、点焊等内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料胶粘剂种类：胶粘剂种类：热固性胶粘剂热固性胶粘剂热塑性胶粘剂热塑性胶粘剂橡胶型胶粘剂橡胶型胶粘剂内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料二、纤维材料的特点二、纤维材料的特点 1 1、比表面积特别大、比表面积特别大(强化特性强化特性)2 2、材料内部结构缺陷少、材料内部结构缺陷少 3 3、内部结构的各向异性、性能的各向异性、内部结构的各向异性、性能的各向异性 4 4、具有很大的可挠性，可以制成各种复杂结构的物体。、具有很大的可挠性，可以制成各种复杂结构的物体。内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料三、纤维的发展历程：三、纤维的发展历程：19501950年之前年之前 天然纤维时代天然纤维时代 1950 195019801980年代年代 合成纤维时代合成纤维时代 模仿模仿 1980198019901990年代年代 新合纤时代新合纤时代 差别化纤维差别化纤维 19901990年代年代 生态、环保？生态、环保？内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料四、纺织工业的现状与前景四、纺织工业的现状与前景 （1 1）现状：世界纤维总产量约）现状：世界纤维总产量约70007000万吨万吨 其中天然纤维其中天然纤维 4545 合成纤维合成纤维 4545 人造纤维人造纤维 1010 人均消费人均消费7 78 8千克千克 其中美国其中美国2727千克、千克、德国德国2222千克千克 日本日本2020千克、千克、韩国韩国1414千克、千克、中国约中国约8 8千克。千克。内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料 地位：地位：9898年：年：总产值总产值70007000亿元亿元 出口创汇出口创汇428.9428.9亿美元亿美元 从业人口从业人口 11001100万万 纺织品零售总额纺织品零售总额29002900亿元亿元 0303年：年：创汇创汇830830亿美元亿美元 顺差顺差500500亿美元亿美元 0606年：年：15001500亿美元以上亿美元以上 内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料14（二）发展前景（二）发展前景 服用纺织品服用纺织品提高档次、增加功能提高档次、增加功能 装饰用纺织品装饰用纺织品增加品种、提高质量增加品种、提高质量 产业用纺织品产业用纺织品提高意识、加速推广提高意识、加速推广 比例为比例为3 3：3 3：4 4 1 1、绿色纺织：、绿色纺织：减少污染、节约能源、容易降解、可以再生。减少污染、节约能源、容易降解、可以再生。2 2、生物纺织：、生物纺织：生物合成纤维、仿生纤维、工艺中引入生物技术生物合成纤维、仿生纤维、工艺中引入生物技术 3 3、电子纺织：、电子纺织：自动化、微机管理、计算机辅助设计自动化、微机管理、计算机辅助设计 4 4、高科技纺织：、高科技纺织：高技术纤维材料、高技术纤维产品高技术纤维材料、高技术纤维产品 5 5、信息纺织：、信息纺织：快速反应系统、多品种小批量快速反应系统、多品种小批量 6 6、产业用纺织品：、产业用纺织品：土工布、医用纺织品、帐篷、基布、体育土工布、医用纺织品、帐篷、基布、体育用品、国防等用品、国防等1616个品种。个品种。内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料15 二、纤维结构的基本知识二、纤维结构的基本知识 纤维结构：三级结构纤维结构：三级结构(形态结构形态结构)、二级结构、二级结构(聚聚集态结构集态结构)、一级结构、一级结构(分子结构分子结构)内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料16 （一）一级结构：纤维分子结构：（一）一级结构：纤维分子结构：近程结构和远程结构近程结构和远程结构1 1 近程结构近程结构：（：（1 1）结构单元的化学组成）结构单元的化学组成 a a 主链结构主链结构 ：碳碳主链：碳碳主链 杂链杂链 元素有机高聚物元素有机高聚物 无机高聚物无机高聚物 梯形或双螺旋形高梯形或双螺旋形高聚物聚物 b b 取代基：取代基：羟基羟基 氰基氰基 卤素卤素 甲基甲基 羧基羧基 氨基氨基 内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料（2）链的异构17a a顺序异构顺序异构 b b旋光异构旋光异构 c c几何异构几何异构 d d结构异构结构异构 e e支化异构支化异构内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料2、远程结构、远程结构（1 1）内旋转和构象）内旋转和构象 （2）分子量及其分布 a 数均分子量 b 重均分子量 c Z均分子量 d 粘均分子量 分子量的分布宽度内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料 (二二)二级结构二级结构 又称超分子结构、聚集态结又称超分子结构、聚集态结构。指大分子链在纤维中的排布和大构。指大分子链在纤维中的排布和大分子链之间的关系。分子链之间的关系。（1 1）结晶结构：结晶性大分子）结晶结构：结晶性大分子在纤维中并不能完全形成结晶，而且在纤维中并不能完全形成结晶，而且其结晶结构非常复杂。其结晶结构非常复杂。a a 单晶单晶 b b 伸直链晶体伸直链晶体 c c 串晶和柱晶串晶和柱晶 d d 球晶球晶 结晶度对纤维性能的影响结晶度对纤维性能的影响 内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料（2 2）取向结构取向结构单轴取向单轴取向取向度与纤维性能的关取向度与纤维性能的关系：分子取向与晶粒取向系：分子取向与晶粒取向平面取向平面取向内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料内部资料管理部管理部纤维新材料纤维新材料内部资料(三三)三级结构三级结构l截面形状截面形状l截面组成截面组成l表面状态表面状态l纵向形态纵向形态l缝隙与孔洞缝隙与孔洞