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第一章：二、产业用纺织品的定义产业用纺织品是专门设计的、具有工程结构的纺织品，一般用于非纺织行业中的产品、加工过程或公共服务设施。根据这一定义，产业用纺织品可用于三个不同方面：1、产业用纺织品可作为其它产品的一个组成部分，可直接对其产品的强度、使用性能以及其它特性产生影响。例如，轮胎中加入的帘子布。2、产业用纺织品可作为加工其它产品过程中使用的一个部件。例如，食品生产过程中使用的过滤用纺织品；造纸过程中造纸机使用的织物。3、产业用纺织品可单独使用来执行一种或几种功能。例如，用于体育场蓬盖的涂层织物。产业用纺织品的分类按加工过程使用的原料分类（例如，由玻璃纤维制成的产业用纺织品）按加工方式和（或）生产技术分类（例如，非织造产业用纺织品）按产业用纺织品的主要产品品种分类（例如，帆布、过滤布）按产品的最终用途分类（例如，土工织物、医疗用纺织品）按用途分为12个类别：农用类建筑类服装类土工类家装类工业类医用类交通类环保类包装类防护类体育类产业用纺织品与非产业用纺织品的区别1、产业用纺织品的应用领域和使用对象不同2、性能要求不同：对产业用纺织品的性能要求很高。3、所用材料不同：产业用纺织品注重功能，而美观（如颜色等）并不是很重要。4、加工方法和使用的设备不同：生产造纸机用织物必须使用特制的重型织机，其宽度很宽（最宽可达2740cm）。5、测试方法不同6、使用寿命不同：通常产业用纺织品的寿命要比传统纺织品长得多。7、价格不同：由于产业用纺织品具有许多优异性能，因此它的价格比传统纺织品高。产业用纺织品主要的特点：1)产业用纺织品与服装用、装饰用纺织品不同，前者属于生产资料领域，后者属于消费领域2)产业用纺织品的外观形态多种多样3)产业用纺织品不管是机织物、针织物还是非织造物，其最终产品具大部分都要经过涂层、层压或复合处理，这样，才能更好地发挥产品特性，弥补中间产品的各种缺陷4)产业用纺织品所用原料比服装用及装饰用原料范围更加广泛天然纤维按其属性分：植物纤维动物纤维矿物纤维化学纤维依所用原料及处理方法分的不同可分为：再生纤维合成纤维无机纤维第二章高性能纤维的特性：优点：——极高的机械性能。高强度，高弹性模量。纤维材料的进步使得制造先进复合材料成为了可能。——高性能纤维具有耐高温性，具有高温下尺寸稳定性，热收缩率很低，因此在耐热防护材料上有特殊用途。——高性能纤维的另一优点是密度低。有利于制品的轻量化。——有机高性能纤维加工简便，容易成型。——有机和无机高性能纤维耐腐蚀。不足：——不耐太空环境中温度的急剧变化；——真空下耐发射性辐照较差；——耐超低温性较差。——目前，高性能纤维的商品种类很多，性能差异很大，价格差异也很大，有些纤维购买渠道还不畅通等。结构特征——芳纶是一种新型的合成纤维，它和聚酰胺纤维一样，在构成纤维的高聚物长链分子中含有酰胺基—CO—NH—，因此其属于聚酰胺纤维。——但其又不同于普通的聚酰胺纤维，其构成纤维的大分子长链中，连接酰胺基间的是芳香环或其衍生物，所以把这类纤维统称为芳香族聚酰胺纤维，简称芳纶。芳纶在化学结构上与锦纶类相似，都含酰胺基团，它们的区别在于分隔基团的不同。结构的不同使芳纶具有极高的拉伸强度（仅次于玻璃纤维、石墨纤维和FBI纤维）和耐热性，具有固有的阻燃性以及优异的耐干热性和良好的韧性，芳纶纤维的相对密度大于锦纶但小于棉纤维，其开发的初衷是用于航天，但现在已广泛用于消费纺织品和产业用纺织品。芳香族聚酰胺纤维即芳纶性能特征芳纶1313——耐高温纤维——机械性质：强度较高。在通常情况下，强度为48.4cN/tex，断裂伸长率为17%。——纤维密度：为1.38g/cm3。——热学性质：芳纶1313具有良好的耐热性，其耐腐蚀性和防燃性。如在260℃的高温下连续使用1000h，其强度仍能保持原强度的65%；在300℃的高温下连续使用一周，仍可保持原强度的50%。——化学性能：具有良好的耐碱性，耐酸性好于锦纶，具有良好的耐有机溶剂、漂白剂以及抗虫蛀和霉变。芳纶1414——高强度纤维——机械性质：芳纶1414是目前使用的有机纤维中强度最高的，其强度可达193.6cN/tex，断裂伸长率为4%。初始模量远高于其它纤维，其初始模量为4400CN/tex，为聚酰胺纤维的11倍，为涤纶六倍左右。——纤维密度：为1.43~1.44g/cm3。——热学性质：纤维的热稳定性远高于其它纤维，在150℃下纤维的收缩率为0，在较高的温度下仍能保持很高的强度。熔点为600℃，最高使用温度为232℃。——化学性能：具有良好的耐碱性，耐酸性好于锦纶，具有良好的耐有机溶剂、漂白剂以及抗虫蛀和霉变。对橡胶具有良好的粘附性。5、芳纶的用途——芳纶1414主要用于高速行驶或重载汽车和飞机的轮胎帘子线。由于其强度高，密度小，因此用它制成的轮胎重量大大减轻，轮胎层薄，热容易散发，轮胎的使用寿命将延长。此外，还可用作：皮带、软胶管；绳索、绳缆；防护、防弹材料；摩擦材料；复合材料的增强材料。——芳纶1313由于该纤维性能优良，其产品主要用于航空飞行服、宇宙航行服、原子能工业的防护服以及绝缘服、消防服等。另外，它也用于制作防火帘、防燃手套、高温下化工过滤布和气体滤袋、高温运输带、机电高温绝缘材料以及民航飞机中的装饰织物等。此外，还可以作室内织物、产业材料、蜂窝状结构材料。二、芳香族聚酯纤维芳香族聚酯纤维(PolyarylateFiber)是继全芳香族聚酰胺纤维(AramidFiber)开发成功之后，又一个通过高分子液晶纺丝而制得的高性能纤维。聚对苯撑并双咪唑纤维（PBO）性能目前，PBO纤维它的强度、模量、耐热性和难燃性都比有机纤维的性能好许多，其强度和模量更超过了碳纤维和钢纤维，其耐热性比PBI要高许多，它在火焰中不燃烧、不收缩而且仍然非常柔软。聚对苯撑并双咪唑纤维（PBO）应用——PBO纤维主要用于耐热的产业用纺织品和纤维增强材料这两个领域。——在耐热难燃材料方面，PBO可用作衬垫，用于铝型材、铝合金及玻璃制品等的成形过程。——PBO是优秀的消防服材料。——在纤维复合材料方面，它可以替代碳纤维，用于新型交通工具、宇宙空间器、深海海洋开发等。聚苯并咪唑纤维(PBI)性能——PBI纤维具有一系列的特殊性能，如耐高温性、阻燃性、尺寸稳定性和耐化学腐蚀性。PBI纤维可耐850℃的高温。——PBI在恶劣环境中耐化学腐蚀性很好，在酸及碱溶液中浸泡100h以上，其强度保持率达90%，在150℃左右的蒸汽下，经过70h，纤维强度保持率为96%，对各种有机溶剂，几乎不受影响，其化学稳定性优于芳纶纤维。高强高模聚乙烯纤维与常规纤维的不同点在于：——尽可能提高聚合体的大分子的相对质量；——尽可能提高非晶区缚结分子的含量；尽可能减少晶区折叠链的含量；——尽可能将非晶区均匀分散到连续的结晶基质中去。高强高模聚乙烯纤维性能(1)、高强高模聚乙烯纤维具有良好的力学性能。——其强度在27.2~43.5cN/dtex（2.2~3.5GPa）范围内，它的断裂伸长率为3%~6%。由于具有较高的断裂伸长率，因此材料的断裂比功是大的，其断裂比功大于碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等。——高强高模聚乙烯纤维的密度为0.97g/cm3。相对于其它材料如碳纤维、玻璃纤维、芳纶、硼纤维、钢纤维、尼龙等，其比强度和比模量明显的高许多。高强高模聚乙烯纤维还具有很高的勾结和结节强度，由于其具有较好的柔曲性能，具有良好的耐疲劳性和耐摩擦性。因此，其适应于现行的纺织加工工艺，如加捻、机织、针织等。高强高模聚乙烯纤维具有良好的耐冲击性能。它的耐冲击性能高于聚酯纤维和芳纶，远高于碳纤维，仅低于聚酰胺纤维，但其受高速冲击时吸收的能量是芳纶和尼龙的2倍左右，因此，这种性能完全符合作防弹材料。（2）、高强高模聚乙烯纤维具有优良的耐光性。——相对于其它纤维，高强高模聚乙烯纤维的耐光性是最好的一种。如经过1500小时光照后，芳纶、聚酯和尼龙纤维的强度保持率都在50%以下，而高强高模聚乙烯纤维的强度保持率还有60%左右(3)、高强高模聚乙烯纤维具有优良的耐化学腐蚀性。——在强酸、强碱中长时间浸渍（2000小时）后，芳纶的强度下降得十分厉害，几乎只有原强度的20%左右，相反，高强高模聚乙烯纤维不管在什么介质中，其强度都能保持在90%以上。（4）、高强高模聚乙烯纤维的热性能——普通聚乙烯纤维的熔点为134℃，而高强聚乙烯纤维由于大分子高度取向，其熔点上升了10℃~20℃。测定时，如加在纤维上的张力大，其熔点就高；若不加张力，则熔点就只有144℃。其耐热性较差，如在80℃时，其强度和模量大约损失30%。高强高模聚乙烯纤维可短时间接近熔点附近，在130℃条件下保持3小时，其强度大部分还可以保持，这种情况已经基本满足加工复合材料时工艺温度的需要。(5)、高强高模聚乙烯纤维蠕变性能——高强高模聚乙烯纤维有相当的蠕变行为，其中凝胶纺丝时所用的溶剂对纤维的蠕变影响差异很大。若采用易挥发性溶剂，则纤维中溶剂的残留量很小，相应的蠕变就小。（6）、高强高模聚乙烯纤维的其它性能——高强高模聚乙烯纤维与普通聚乙烯纤维一样，几乎不吸湿。因此，其具有良好的耐水性能和耐湿性能。高强高模聚乙烯纤维介电常数较低，导电差，具有良好的电绝缘性能。4、高强高模聚乙烯纤维的用途——（1）、绳索类。由于聚乙烯强度高、模量高、密度小、耐腐蚀性好，因此特别适合于作海洋航行用绳索。它的绳索的断裂长度达336km，是芳纶2倍。无论是降落伞用绳或海底层矿产开发，均以高强聚乙烯为首选。——（2）、防弹材料。由于高强高模聚乙烯纤维具有优良的吸收冲击的本领，纤维的可加工性好及特别小的密度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。——（3）、用作复合材料的增强材料。优良的力学性能赋予它成为增强材料的可能性，只需设法进一步改进与各种树脂的粘结性能即可。其作为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、赛艇等。高强高模聚乙烯醇纤维的制造方法：溶剂湿式冷却凝胶纺丝”技术，其制造方法是凝胶纺丝法：即从喷丝孔里挤压出的纺丝原液，首先直接急速冷却，成为冷却固化的凝胶丝条。此丝束内结构均匀稳定。然后使用脱溶剂，得到断面圆形的，结构均匀的纤维，再通过后道拉伸和热处理工序，使纤维中大分子的取向、结晶提高而获得高性能纤维。对于上述工艺而言，纺丝原液和凝固浴液是在一个完全封闭的系统里循环，没有废液产生，是一种“绿色”纤维的生产工艺高强高模聚乙烯醇纤维的三种类型——水溶性类型。采用低值生产的聚乙烯醇聚合物，可分别在0℃~100℃区域的不同温度水中溶解，使其用途有了选择的余地。该纤维还具有热压粘结性能，而普通的水溶性维纶则不具有热压粘结性。此外，还可利用高DS纤维和低DS纤维生产具有特殊性能的海岛型复合纤维。——高强力类型。用溶剂湿式冷却凝胶纺丝方法，能够制造纤维截面圆形且结构均匀的初生纤维，再经过拉伸和热处理等工序，使纤维中大分子取向、结晶进一步提高，得到高性能的聚乙烯醇纤维。与普通维纶相比，其强度和模量性能都比较高。——容易原纤化类型。在K-Ⅱ工艺纺丝时，可应用不同的DS值聚乙烯醇聚合物相混合制备纺丝原液，其中能溶于水的成分，在纤维经过水流处理时，就溶化进入水中，剩余不溶性成分变成原纤化的微纤状态，纤维直径在1μm以下。由于不同成分之间有界面效应，混合纤维增强橡胶时，容易发生原纤化作用，均匀分散在橡胶基体中，达到补强效果。碳纤维——定义：碳纤维是指纤维的化学组成中碳元素占总质量90%以上的纤维。2、碳纤维的分类碳纤维的分类，按习惯大致有以下三种方法：（1）、按原料分类：碳纤维（2）、按制造条件和方法分类：（3）、按力学性能分类：碳纤维的性能（十项优点；三项缺点）（1）、在纤维轴方向显示高抗拉强度和高弹性模量（2）、比重轻——1.7~2.2（3）、纤度细（4）、不生锈、耐腐蚀（5）、既能耐低温，又能耐超高温，（唯一的一种在高温下随着温度升高而强度增大的材料。）（6）、能耐温度急变，热膨胀系数小（7）、常温下导热性能良好，高温下导热性能低向异性中间相）沥青基（各向同性、各聚丙