第4章-合成纖維概要

1、2021/2/211 高高 分分 子子 材材 料料第四章第四章 合成纖維合成纖維2021/2/212概述概述通用合成纖維通用合成纖維高性（功）能合高性（功）能合成纖維成纖維合成纖維合成纖維聚酯纖維聚酯纖維聚酰胺纖維（錦綸）聚酰胺纖維（錦綸）聚芳酰胺纖維（芳綸）聚芳酰胺纖維（芳綸）聚乙烯醇縮甲醛纖維（維綸）聚乙烯醇縮甲醛纖維（維綸）聚丙烯纖維（丙綸）聚丙烯纖維（丙綸）聚丙烯腈纖維（聚丙烯腈纖維（腈綸腈綸）PET（滌綸）、（滌綸）、PBT纖維等纖維等PA6、PA66等等超高分子量聚乙烯（超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維）纖維高彈性纖維（氨綸）高彈性纖維（氨綸）芳雜環(huán)聚合物纖維芳雜環(huán)聚合物纖維錦

2、綸、滌綸、腈綸錦綸、滌綸、腈綸三三大合成纖維大合成纖維,其產(chǎn)量占其產(chǎn)量占到合成纖維總產(chǎn)量的到合成纖維總產(chǎn)量的90%2021/2/2134.1 4.1 通用合成纖維通用合成纖維NHCO4.1.1 聚酰胺（聚酰胺（PA）CH2NHCOCH2CH2NHCH2COHHOPA (nylon）:分子鏈含有酰胺基團的聚合物分子鏈含有酰胺基團的聚合物; 由二元胺和二元酸縮聚而成由二元胺和二元酸縮聚而成,也可由也可由-氨基酸或內(nèi)酰胺自聚而成。氨基酸或內(nèi)酰胺自聚而成。 PA的品種的品種: PA4、PA6、PA66、PA610、PA7、PA10、PA1010、PA612、PA9、PA10、PA6T、PA9T等。等。

3、PA與蠶絲（主要成分氨基酸與蠶絲（主要成分氨基酸,也含酰胺基）結(jié)構(gòu)相似也含酰胺基）結(jié)構(gòu)相似,特點是耐磨性好，特點是耐磨性好，有吸水性有吸水性; PA是制作運動服和休閑服的好材料是制作運動服和休閑服的好材料; 另外也用于輪胎簾子線、降落傘、繩索、漁網(wǎng)等。另外也用于輪胎簾子線、降落傘、繩索、漁網(wǎng)等。2021/2/214聚酰胺聚酰胺6（PA6）相對分子量控制在相對分子量控制在1400020000;紡絲溫度控制在紡絲溫度控制在260280（PA6熔點為熔點為215）。）。聚酰胺聚酰胺66（PA66）相對分子量控制在相對分子量控制在2000030000;紡絲溫度控制在紡絲溫度控制在280290（PA6熔

4、點為熔點為255265）。）。nCO(CH2)4CONH(CH2)6NHHOH2021/2/215滌綸滌綸,俗稱的確良俗稱的確良,是聚對苯二甲酸乙二醇酯（是聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）經(jīng)熔）經(jīng)熔融紡絲制成的纖維融紡絲制成的纖維;相對分子量相對分子量1500022000; PET紡絲溫度紡絲溫度275295（PET熔點熔點262 ,Tg80 ）;滌綸是最挺括的纖維，易洗、快干、免燙；滌綸是最挺括的纖維，易洗、快干、免燙； 但透氣性、吸濕性較差（可通過化學(xué)接枝或離子表面處但透氣性、吸濕性較差（可通過化學(xué)接枝或離子表面處理引入親水基團）。理引入親水基團）。主要包括主要包括:聚對苯二甲酸乙二醇酯（聚

5、對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚對苯二甲酸丁二）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（醇酯（PBT）、聚對苯二甲酸丙二醇酯（）、聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）等纖維。）等纖維。 滌綸滌綸COnCOOOCH2CH24.1.2 聚酯纖維聚酯纖維2021/2/216PET成纖的結(jié)構(gòu)成纖的結(jié)構(gòu):P PE ET T纖纖維維單單 絲絲原原 纖纖直徑直徑0.5mm,由數(shù)百個單絲組成由數(shù)百個單絲組成直徑直徑25um,由原纖組成由原纖組成直徑直徑10nm,由直徑為由直徑為10nm的片晶堆砌而成的片晶堆砌而成,片片晶間由無定形區(qū)域連接晶間由無定形區(qū)域連接在拉伸過程中在拉伸過程中,堆砌的片晶沿纖維軸方向取向堆砌的片晶沿纖維軸方向

6、取向,而在而在松弛過程中松弛過程中,堆砌的片晶發(fā)生扭曲堆砌的片晶發(fā)生扭曲2021/2/217 與與PET相比相比,PBT柔性鏈節(jié)更長一些柔性鏈節(jié)更長一些,Tg（29）和）和Tm均均會低一些會低一些,結(jié)晶速度較結(jié)晶速度較PET快快10倍，有極好的伸長彈性回倍，有極好的伸長彈性回復(fù)率，且柔軟易染色復(fù)率，且柔軟易染色;特別適用于制作游泳衣、體操服、長筒襪、滑雪褲等特別適用于制作游泳衣、體操服、長筒襪、滑雪褲等高彈性紡織品。高彈性紡織品。COnCOOOCH24聚對苯二甲酸丁二醇酯（聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）纖維）纖維2021/2/218 1995年年,Shell 公司研制成功公司研制成功,熔點熔點

7、230,Tg46;其主要物理性能均優(yōu)于其主要物理性能均優(yōu)于PET，柔軟性和伸長彈性回復(fù)率，柔軟性和伸長彈性回復(fù)率介于介于PBT和和PET之間之間;能經(jīng)受能經(jīng)受射線消毒，開發(fā)功能性織物。射線消毒，開發(fā)功能性織物。COnCOOOCH23聚對苯二甲酸丙二醇酯（聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）纖維）纖維2021/2/219 腈綸是由聚丙烯腈或含腈綸是由聚丙烯腈或含85%以上丙烯腈的共聚物經(jīng)溶液紡絲制成的以上丙烯腈的共聚物經(jīng)溶液紡絲制成的合成纖維。合成纖維。聚合物原料的制備聚合物原料的制備: PAN均聚物均聚物:AN的自由基聚合的自由基聚合; PAN共聚物共聚物:AN與與A或或MAA等的自由基共聚。等的自

8、由基共聚。PAN相對分子量：相對分子量：5000080000;腈綸蓬松柔軟腈綸蓬松柔軟,被譽為被譽為“人造羊毛人造羊毛”;分子中具有氰基分子中具有氰基,具有優(yōu)良的耐曬性具有優(yōu)良的耐曬性,用于制作戶外用織物，如帳篷、用于制作戶外用織物，如帳篷、窗簾、毛毯等；窗簾、毛毯等；以腈綸為原料還可以制造阻燃的以腈綸為原料還可以制造阻燃的PAN基氧化纖維和碳纖維。基氧化纖維和碳纖維。4.1.3 腈綸腈綸2021/2/2110 丙綸丙綸:等規(guī)等規(guī)PP聚丙烯經(jīng)熔體紡絲而成。聚丙烯經(jīng)熔體紡絲而成。相對分子量相對分子量:1030萬（非極性分子萬（非極性分子,提高分子量來提高纖維強度）提高分子量來提高纖維強度）; 分

9、子量的增大導(dǎo)致熔體的粘度較大分子量的增大導(dǎo)致熔體的粘度較大,紡絲溫度比其熔點要高很多紡絲溫度比其熔點要高很多 ;丙綸的吸濕性、染色性、耐熱性均較差丙綸的吸濕性、染色性、耐熱性均較差;主要用途主要用途:制備編織袋和無紡布。制備編織袋和無紡布。4.1.4 丙綸丙綸2021/2/2111 維綸維綸:聚乙烯醇縮甲醛纖維。聚乙烯醇縮甲醛纖維。維綸的性能和微觀近似蠶絲維綸的性能和微觀近似蠶絲,可織造綢緞衣料可織造綢緞衣料,吸濕性和吸濕性和耐日光性好耐日光性好,但彈性較差。但彈性較差。4.1.5 維綸維綸2021/2/2112 從從1931年年,Carothers發(fā)明發(fā)明PA66開始開始,直至直至60年代年

10、代,出現(xiàn)出現(xiàn)了很多了很多PA品種，其中最重的發(fā)現(xiàn)是品種，其中最重的發(fā)現(xiàn)是DuPont公司公司1962年年發(fā)現(xiàn)的聚間苯二甲酰間苯二胺纖維（發(fā)現(xiàn)的聚間苯二甲酰間苯二胺纖維（Nomex），到），到1966年，發(fā)現(xiàn)聚對苯二甲酰對苯二胺纖維（年，發(fā)現(xiàn)聚對苯二甲酰對苯二胺纖維（Kevlar） 。4.2.1 芳香族聚酰胺纖維芳香族聚酰胺纖維4.2 高性能合成纖維高性能合成纖維 Kevlar纖維的問世纖維的問世,代表著合代表著合成纖維向高強度、高模量和成纖維向高強度、高模量和耐高溫的高性能化方向達到耐高溫的高性能化方向達到一個新的里程碑。一個新的里程碑。2021/2/2113在國內(nèi)分別稱為芳綸在國內(nèi)分別稱為芳

11、綸1313和芳綸和芳綸14144.2.1 芳香族聚酰胺纖維芳香族聚酰胺纖維COnCONHNHCOnCONHNH1413芳綸芳綸1313耐高溫性好耐高溫性好,不會熔融不會熔融;芳綸芳綸1414 強度高、強度高、模量高又耐高溫。模量高又耐高溫。2021/2/21144.2.1 芳香族聚酰胺纖維芳香族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)與性能的差異結(jié)構(gòu)與性能的差異芳綸芳綸1313分子結(jié)構(gòu)中酰胺鍵與分子結(jié)構(gòu)中酰胺鍵與苯環(huán)間位連接苯環(huán)間位連接間位苯環(huán)間位苯環(huán) 的共價鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)的共價鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)位能低位能低,可旋轉(zhuǎn)角度大可旋轉(zhuǎn)角度大大分子是柔性鏈結(jié)構(gòu)大分子是柔性鏈結(jié)構(gòu),在力學(xué)性在力學(xué)性能上接近普通的柔性鏈纖維能上接近普通的柔性鏈纖維

12、但苯環(huán)含量高但苯環(huán)含量高,耐熱性能耐熱性能遠大遠大于脂肪族纖維于脂肪族纖維芳綸芳綸1414纖維纖維對位連接的苯酰胺對位連接的苯酰胺,酰胺酰胺鍵與苯環(huán)形成共軛結(jié)構(gòu)鍵與苯環(huán)形成共軛結(jié)構(gòu)內(nèi)旋位能相當(dāng)高內(nèi)旋位能相當(dāng)高,呈線性剛呈線性剛性伸直鏈結(jié)構(gòu)性伸直鏈結(jié)構(gòu),分子排列規(guī)分子排列規(guī)整整,結(jié)晶和取向極高結(jié)晶和取向極高溶致液晶聚合物溶致液晶聚合物,纖維的纖維的強強度和模量相當(dāng)高度和模量相當(dāng)高2021/2/2115芳香族聚酰胺纖維的加工芳香族聚酰胺纖維的加工 在芳香族聚酰胺纖維的研究中發(fā)現(xiàn)在芳香族聚酰胺纖維的研究中發(fā)現(xiàn),不僅其熔點高于熱分解溫度不僅其熔點高于熱分解溫度,而且在常規(guī)有機溶劑中很難溶解而且在常規(guī)有

13、機溶劑中很難溶解,因此用普通的紡絲方法（熔體、溶因此用普通的紡絲方法（熔體、溶液）無法制得纖維。液）無法制得纖維。 液晶紡絲液晶紡絲:1966年杜邦公司年杜邦公司 對位芳綸可溶解在濃硫酸中，達到臨界濃度時，形成高分子液對位芳綸可溶解在濃硫酸中，達到臨界濃度時，形成高分子液晶溶液，粘度會減小，通過干噴濕紡液晶紡絲技術(shù)紡出的纖維強度晶溶液，粘度會減小，通過干噴濕紡液晶紡絲技術(shù)紡出的纖維強度非常高。非常高。具有向列型液晶結(jié)構(gòu)的紡絲原液通過噴絲孔時具有向列型液晶結(jié)構(gòu)的紡絲原液通過噴絲孔時,在剪切力和伸長流在剪切力和伸長流動下動下,全體向列型液晶微區(qū)沿纖維軸向取向全體向列型液晶微區(qū)沿纖維軸向取向;在空氣

14、層中進一步伸長取向在空氣層中進一步伸長取向;隨后在低溫凝固浴中冷凍凝固成形、分子取向結(jié)構(gòu)被保留下來隨后在低溫凝固浴中冷凍凝固成形、分子取向結(jié)構(gòu)被保留下來,這這樣得到高強度高模量的纖維。樣得到高強度高模量的纖維。2021/2/2116芳綸芳綸1313白短切纖維白短切纖維 芳綸芳綸1313紡前著色短纖維紡前著色短纖維 芳綸紗芳綸紗 國產(chǎn)芳綸的價格國產(chǎn)芳綸的價格,白的白的18萬元萬元/噸左右噸左右,帶色的帶色的30萬元萬元/噸。噸。 目前芳綸目前芳綸1313已在煙臺實現(xiàn)了國產(chǎn)化已在煙臺實現(xiàn)了國產(chǎn)化,產(chǎn)量達到世界第二產(chǎn)量達到世界第二,僅次于美國。僅次于美國。 2021/2/2117芳綸芳綸1414的應(yīng)

15、用的應(yīng)用 航空、航天領(lǐng)域航空、航天領(lǐng)域:發(fā)動機殼體及零部件發(fā)動機殼體及零部件; 防彈領(lǐng)域防彈領(lǐng)域:頭盔、背心、運鈔車等頭盔、背心、運鈔車等; 建筑領(lǐng)域建筑領(lǐng)域:替代鋼筋纖維（芳綸辮繩的強度通常是鋼筋替代鋼筋纖維（芳綸辮繩的強度通常是鋼筋的的5倍倍,而密度只有它的而密度只有它的1/5）; 輪胎簾子線：與常規(guī)輪胎相比輪胎簾子線：與常規(guī)輪胎相比,采用芳綸簾子線的輪胎采用芳綸簾子線的輪胎質(zhì)量可減輕質(zhì)量可減輕3kg,而價格只高而價格只高10%； 各種高壓氣罐；各種高壓氣罐； 高速列車的天花板和內(nèi)部隔板。高速列車的天花板和內(nèi)部隔板。2021/2/21184.2.2 超高分子量聚乙烯（超高分子量聚乙烯（UH

16、MWPE）設(shè)想設(shè)想: 既然柔性聚酯、聚酰胺能夠開發(fā)成高強高模纖維既然柔性聚酯、聚酰胺能夠開發(fā)成高強高模纖維,那么聚丙烯腈、那么聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚烯烴等常規(guī)纖維也能否開發(fā)成高強高模纖維聚乙烯醇、聚烯烴等常規(guī)纖維也能否開發(fā)成高強高模纖維?近近20多年來多年來,各國科學(xué)家從理論和實踐兩個方面進行了大量、深入細各國科學(xué)家從理論和實踐兩個方面進行了大量、深入細致的研究工作致的研究工作,終于促使超高強聚乙烯纖維、超高強聚乙烯醇纖維、終于促使超高強聚乙烯纖維、超高強聚乙烯醇纖維、超高強聚丙烯脂纖維相繼誕生，并開始了工業(yè)化生產(chǎn)。其中、超高強超高強聚丙烯脂纖維相繼誕生，并開始了工業(yè)化生產(chǎn)。其中、超高強高模聚

17、乙烯纖維的發(fā)展尤為迅速。高模聚乙烯纖維的發(fā)展尤為迅速。70年代初期年代初期,英國英國Leeds大學(xué)大學(xué)Ward教授首先用熔融紡絲法得到了中強教授首先用熔融紡絲法得到了中強PE纖維纖維;1989年年,美國美國Ce1anese及意大利的及意大利的Snia兩個公司利用分別推出了超高分兩個公司利用分別推出了超高分子量聚乙烯纖維子量聚乙烯纖維;荷蘭荷蘭DSM礦業(yè)公司發(fā)表礦業(yè)公司發(fā)表凝膠紡絲法紡制超高強高模聚乙烯纖維的專利凝膠紡絲法紡制超高強高模聚乙烯纖維的專利;荷荷蘭蘭DSM公司、日本三井石油對其進行了產(chǎn)業(yè)化。公司、日本三井石油對其進行了產(chǎn)業(yè)化。2021/2/2119性性 能能分子量在分子量在150萬至

18、萬至800萬之間萬之間,是普通纖維的數(shù)十倍是普通纖維的數(shù)十倍;強度達到強度達到2.23.5GPa,而芳綸而芳綸1414強度為強度為2.152.58GPa; 具有很好的耐疲勞性和耐磨擦性具有很好的耐疲勞性和耐磨擦性; 耐沖擊性能強于芳綸、碳纖維、聚酯耐沖擊性能強于芳綸、碳纖維、聚酯,僅小于尼龍；在高強僅小于尼龍；在高強纖維中，它是最高的；纖維中，它是最高的； 耐光性是所有纖維中最好的；耐光性是所有纖維中最好的； 優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性:經(jīng)強酸、強堿經(jīng)強酸、強堿2000h浸泡，高強浸泡，高強PE的強度能保持在的強度能保持在90%以上，而芳綸只有原來的以上，而芳綸只有原來的20%； 熱

19、性能熱性能:熔點熔點144。2021/2/2120 繩索類繩索類:由于聚乙烯強度高、模量高、密度小、耐腐蝕性好由于聚乙烯強度高、模量高、密度小、耐腐蝕性好,因此特因此特別適合用作海洋航行用繩索。降落傘用繩別適合用作海洋航行用繩索。降落傘用繩,高強聚乙烯纖維也是首選對高強聚乙烯纖維也是首選對象。象。 防彈材料防彈材料:高強聚乙烯纖維優(yōu)良的吸收沖擊能量的本領(lǐng)、纖維的可加高強聚乙烯纖維優(yōu)良的吸收沖擊能量的本領(lǐng)、纖維的可加工性及特別小的密度都使它在作防彈或防切割衣服方面具有其他纖維工性及特別小的密度都使它在作防彈或防切割衣服方面具有其他纖維無法比擬的優(yōu)點。無法比擬的優(yōu)點。 用作復(fù)合材料的增強材料用作復(fù)

20、合材料的增強材料:優(yōu)良的力學(xué)性能賦予它成為增強材料的特優(yōu)良的力學(xué)性能賦予它成為增強材料的特性性,適用于各種飛機的翼尖結(jié)構(gòu)、飛船結(jié)構(gòu)和浮標(biāo)飛機等。該纖維也可適用于各種飛機的翼尖結(jié)構(gòu)、飛船結(jié)構(gòu)和浮標(biāo)飛機等。該纖維也可以用作航天飛機著陸的減速降落傘和飛機上懸吊重物的繩索，取代了以用作航天飛機著陸的減速降落傘和飛機上懸吊重物的繩索，取代了傳統(tǒng)的鋼纜繩和合成纖維繩索，其發(fā)展速度異常迅速。傳統(tǒng)的鋼纜繩和合成纖維繩索，其發(fā)展速度異常迅速。2021/2/21214.3 功能合成纖維功能合成纖維功能纖維是時代的產(chǎn)物功能纖維是時代的產(chǎn)物:社會的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的積累是保證社會的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的積累是保證;人們對美好

21、和舒適生活空間的追求是動力人們對美好和舒適生活空間的追求是動力;希望纖維材料接近自然賦予真絲般柔軟感和纖細感希望纖維材料接近自然賦予真絲般柔軟感和纖細感,光澤優(yōu)雅光澤優(yōu)雅,并賦予防水透濕、親水、防靜電、抗紫外、抗菌、遠紅外、可生并賦予防水透濕、親水、防靜電、抗紫外、抗菌、遠紅外、可生物降解等功能。物降解等功能。 纖維材料的功能取決于纖維材料的功能取決于:聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和基團組成的特異性聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和基團組成的特異性;高分子聚集態(tài)的物理形態(tài)特異性；高分子聚集態(tài)的物理形態(tài)特異性；纖維的成型技術(shù)（采用異型截面、中空、復(fù)合等紡絲工藝）。纖維的成型技術(shù)（采用異型截面、中空、復(fù)合等紡絲工藝）。202

22、1/2/2122 分子鏈上由軟鏈段和硬鏈段兩部分組成分子鏈上由軟鏈段和硬鏈段兩部分組成;其中軟鏈段由非晶性脂肪族聚酯或聚醚組成其中軟鏈段由非晶性脂肪族聚酯或聚醚組成,Tg:-70-50 ,常溫下為高常溫下為高彈態(tài)彈態(tài); 硬鏈段由結(jié)晶性的芳香族二異氰酸酯等組成硬鏈段由結(jié)晶性的芳香族二異氰酸酯等組成,在應(yīng)力作用下不變形在應(yīng)力作用下不變形;低熔點、無定形的軟鏈段作為母體，高熔點、結(jié)晶的硬鏈段嵌在其中；低熔點、無定形的軟鏈段作為母體，高熔點、結(jié)晶的硬鏈段嵌在其中； 氨綸具有氨綸具有500%800%的伸長，回復(fù)性也非常出眾。的伸長，回復(fù)性也非常出眾。4.3.1 高彈性纖維高彈性纖維氨綸（聚氨酯纖維）氨綸

23、（聚氨酯纖維）萊卡萊卡:美國杜邦公司（美國杜邦公司（1959年）年）,聚氨酯溶液聚氨酯溶液-干法紡絲干法紡絲 (與橡膠相比與橡膠相比,彈性更長更持久彈性更長更持久,而且重量輕而且重量輕1/3 ) 。2021/2/2123 第一代氯綸第一代氯綸:無規(guī)立構(gòu)無規(guī)立構(gòu),Tg75 ,分子量分子量610萬萬,具有耐腐蝕性好、具有耐腐蝕性好、抗靜電和保暖功效抗靜電和保暖功效;第二代氯綸第二代氯綸:高間規(guī)度，低溫聚合產(chǎn)物，高間規(guī)度，低溫聚合產(chǎn)物，Tg100 ，溶液紡絲。，溶液紡絲。4.3.2 耐腐蝕性纖維耐腐蝕性纖維氯綸（聚氯乙烯纖維）氯綸（聚氯乙烯纖維） 乳液紡絲乳液紡絲耐腐蝕、耐酸堿。耐腐蝕、耐酸堿。氟綸

24、（聚四氟乙烯纖維）氟綸（聚四氟乙烯纖維）2021/2/2124 腈綸和丙綸等易燃（容易著火腈綸和丙綸等易燃（容易著火,燃燒速度快）燃燒速度快）;PA、PET、維倫等可燃（能發(fā)煙燃燒、維倫等可燃（能發(fā)煙燃燒,但較難著火）。但較難著火）。4.3.3 阻燃纖維阻燃纖維阻燃纖維阻燃纖維極限氧指數(shù)為極限氧指數(shù)為:q 氟綸氟綸:95q 酚醛纖維酚醛纖維:3234q 氯綸：氯綸：3537q 芳綸：芳綸：3334q PBI：41q 腈氯綸：腈氯綸：2631q 維氯綸：維氯綸：3033222%100%OLOION極限氧指數(shù)極限氧指數(shù):纖維點燃后在氧纖維點燃后在氧-氮混合氣中維持燃氮混合氣中維持燃燒所需的最低含氧

25、量的體積分?jǐn)?shù)。燒所需的最低含氧量的體積分?jǐn)?shù)。LOI%21%即為阻燃纖維即為阻燃纖維無機阻燃劑無機阻燃劑:氫氧化鋁（鎂）、氧化錫等氫氧化鋁（鎂）、氧化錫等;有機阻燃劑有機阻燃劑:磷酸三辛酯、磷酸丁乙醚酯、十溴二苯醚等。磷酸三辛酯、磷酸丁乙醚酯、十溴二苯醚等。2021/2/21254.3.4 醫(yī)用合成纖維醫(yī)用合成纖維醫(yī)用合成纖維的要求醫(yī)用合成纖維的要求:生物相容性（血液和組織）生物相容性（血液和組織）生物可降解生物可降解性合成纖維性合成纖維生物不可降生物不可降解合成纖維解合成纖維主要為聚酯類纖維主要為聚酯類纖維:聚羥基乙酸、聚乳聚羥基乙酸、聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚羥基丁（戊）酸酯酸、聚己內(nèi)酯、聚羥基丁

26、（戊）酸酯及其共聚物纖維。及其共聚物纖維。PA錦綸、滌綸、腈綸、丙綸等。錦綸、滌綸、腈綸、丙綸等。 可降解聚酯類纖維可降解聚酯類纖維:醫(yī)學(xué)可吸收縫線、自增強人造骨復(fù)合醫(yī)學(xué)可吸收縫線、自增強人造骨復(fù)合材料等材料等;不可降解類纖維不可降解類纖維: 錦綸、滌綸、丙綸可用作非吸收性縫合線錦綸、滌綸、丙綸可用作非吸收性縫合線,滌綸和氟綸滌綸和氟綸用于制造人工血管用于制造人工血管,聚丙烯腈中空纖維用于人工腎聚丙烯腈中空纖維用于人工腎,聚丙烯聚丙烯中空纖維用于人工心臟。中空纖維用于人工心臟。2021/2/21264.3.5 導(dǎo)電纖維導(dǎo)電纖維 金金屬屬類類導(dǎo)導(dǎo)電電纖纖維維碳碳纖纖維維 金金屬屬化化合合物物與與

27、成成纖纖聚聚合合物物復(fù)復(fù)合合導(dǎo)導(dǎo)電電纖纖維維導(dǎo)導(dǎo)電電聚聚合合物物纖纖維維1960,日本帝人日本帝人;1975,美國杜邦美國杜邦;產(chǎn)量最大導(dǎo)電纖維品種產(chǎn)量最大導(dǎo)電纖維品種;PA、PU、PET、PAN等。等。1970,聚乙炔、聚苯胺等聚乙炔、聚苯胺等,直接紡絲或后直接紡絲或后處理法。處理法。銅、鋁、不銹鋼纖維銅、鋁、不銹鋼纖維,細絲難以加工細絲難以加工;徑向強度低徑向強度低;銅、銀、鎳、鉻的硫化物和碘化物銅、銀、鎳、鉻的硫化物和碘化物;聚聚合合物物/ /炭炭黑黑 復(fù)復(fù)合合纖纖維維2021/2/2127導(dǎo)電纖維的應(yīng)用導(dǎo)電纖維的應(yīng)用在纖維中混入在纖維中混入0.055的導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電纖維,可解決織物的帶

28、靜電問題可解決織物的帶靜電問題, 導(dǎo)電纖維具有優(yōu)異的遠高于抗靜電纖維的消除和防止靜電的性能導(dǎo)電纖維具有優(yōu)異的遠高于抗靜電纖維的消除和防止靜電的性能;由導(dǎo)電纖維制成的導(dǎo)電織物具有導(dǎo)電、電熱及屏蔽和吸收電磁波的功由導(dǎo)電纖維制成的導(dǎo)電織物具有導(dǎo)電、電熱及屏蔽和吸收電磁波的功能能,可用來制成可用來制成導(dǎo)電工作服導(dǎo)電工作服;或制造電熱毯、電熱服、睡袋及電熱繃帶等面或制造電熱毯、電熱服、睡袋及電熱繃帶等面狀發(fā)熱體狀發(fā)熱體;利用導(dǎo)電纖維對電磁波的屏蔽特性，可用作精密電子元件、電子儀器、利用導(dǎo)電纖維對電磁波的屏蔽特性，可用作精密電子元件、電子儀器、高頻焊接機等電磁波高頻焊接機等電磁波屏蔽罩屏蔽罩，或航空和航天

29、部門的電磁波屏蔽材料。，或航空和航天部門的電磁波屏蔽材料。2021/2/21284.3.6 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 1870年的一天,英國物理學(xué)家丁達爾丁達爾到皇家學(xué)會的演講廳講光的全反射原理,他做了一個簡單的實驗:在裝滿水的木桶上鉆個孔,然后用燈從桶上邊把水照亮。結(jié)果使觀眾們大吃一驚。人們看到，放光的水從水桶的小孔里流了出來，水流彎曲，光線也跟著彎曲，光居然被彎彎曲曲的水俘獲了。表面上看，光好像在水流中彎曲前進。實際上，在彎曲的水流里，光仍沿直線傳播，只不過在內(nèi)表面上發(fā)生了多次全反射全反射，光線經(jīng)過多次全反射向前傳播。封套/外殼 兩個雙絞線對 封套/外殼 箔屏蔽層 內(nèi)導(dǎo)體絕緣層外屏蔽層外部保護層2

30、021/2/21294.3.7 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 紀(jì)紀(jì)錄錄聲聲音音 的的電電信信號號 光光信信號號電電信信號號光光發(fā)發(fā)送送機機光光接接收收機機光光導(dǎo)導(dǎo)纖纖維維2021/2/2130光導(dǎo)纖維（光纖光導(dǎo)纖維（光纖) ) : :是一種把是一種把光能閉合在纖維中光能閉合在纖維中, ,產(chǎn)生導(dǎo)光產(chǎn)生導(dǎo)光作用的光學(xué)復(fù)合材料。作用的光學(xué)復(fù)合材料。由由兩種兩種或兩種以上或兩種以上折射率不同折射率不同的材料復(fù)合的材料復(fù)合而成而成, ,即由實際起即由實際起導(dǎo)光作用的芯材和折射率低于導(dǎo)光作用的芯材和折射率低于芯材而能將光能閉合于芯材之芯材而能將光能閉合于芯材之中的皮構(gòu)成。中的皮構(gòu)成。芯材芯材和和皮材皮材的折的折射率相

31、差越大越好。射率相差越大越好。4.3.7 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維2021/2/21314.3.7 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 石石英英光光纖纖玻玻璃璃光光纖纖有有機機光光纖纖60年代推出年代推出;70年代推出年代推出,損耗小損耗小,傳導(dǎo)距離長傳導(dǎo)距離長,但價格昂貴、不易彎曲、加工困難。但價格昂貴、不易彎曲、加工困難。70年代開始出現(xiàn)年代開始出現(xiàn),損耗較大損耗較大,傳導(dǎo)距離短傳導(dǎo)距離短,但加工容易、輕而柔軟、繞曲性好。但加工容易、輕而柔軟、繞曲性好。有機光纖特點有機光纖特點: 是一種很細的皮芯型光學(xué)合成纖維是一種很細的皮芯型光學(xué)合成纖維,其芯絲是高光學(xué)純的有機高其芯絲是高光學(xué)純的有機高聚物聚物,直徑在直徑在0.

32、0050.1mm,在它外面包裹著一層較低光折率的有在它外面包裹著一層較低光折率的有機高聚物薄膜皮層機高聚物薄膜皮層;光在纖維界面上全反射而使光在纖維內(nèi)曲折反復(fù)傳播并把光約束光在纖維界面上全反射而使光在纖維內(nèi)曲折反復(fù)傳播并把光約束在纖維內(nèi)進行導(dǎo)光。在纖維內(nèi)進行導(dǎo)光。2021/2/2132 芯用材料芯用材料:透光性好透光性好,又易纖維化又易纖維化,如如PMMA和和PS; 皮層材料皮層材料:選用比芯材折射率低的透明性高聚物選用比芯材折射率低的透明性高聚物; 選擇皮材時要充分考慮皮材的熔融性與芯材的熔融性差異。選擇皮材時要充分考慮皮材的熔融性與芯材的熔融性差異。有機光纖有機光纖例如例如:氟化偏氯乙烯氟化偏氯乙烯四氟乙烯共聚物四氟乙烯共聚物PMMA（折射率在（折射率在1.40左右）左右）（折射率為（折射率為l.49）PS（折射率為（折射率為1.59）PMMA2021/2/2133（1）Gore面料（面料（1976,美國）美國）:該面料中復(fù)貼而成的該面料中復(fù)貼而成的PTFE防水透濕薄防水透濕薄膜