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文檔簡介

1、第四章第四章 合成纖維合成纖維高性能合成纖維高性能合成纖維芳香族芳香族聚酰胺纖維聚酰胺纖維芳香族芳香族聚酯纖維聚酯纖維芳雜芳雜環(huán)纖維環(huán)纖維超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯一、簡介一、簡介19621962年:發(fā)現(xiàn)年:發(fā)現(xiàn) NomexNomex;19661966年:發(fā)現(xiàn)年:發(fā)現(xiàn) KevlarKevlar;KevlarKevlar纖維的問世,代表著合成纖維向纖維的問世,代表著合成纖維向高強(qiáng)度、高強(qiáng)度、高模量和耐高溫高模量和耐高溫等高性能等高性能化化方向發(fā)展達(dá)到方向發(fā)展達(dá)到一個新一個新的里程碑的里程碑。1 1、芳香族、芳香族聚酰胺纖維聚酰胺纖維COnCONHNHCOnCONHNH1 14 41 13

2、31 1、芳香族聚酰胺纖維、芳香族聚酰胺纖維一、簡介一、簡介芳綸芳綸13131313芳綸芳綸14141414NomexNomexKevlarKevlar酰胺酰胺鍵與苯鍵與苯環(huán)環(huán)間位間位連接連接內(nèi)旋轉(zhuǎn)內(nèi)旋轉(zhuǎn)位能低,可位能低,可旋轉(zhuǎn)角度大旋轉(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)性能上接近普在力學(xué)性能上接近普通的柔性鏈纖維通的柔性鏈纖維但苯環(huán)含量高,但苯環(huán)含量高,耐耐熱性熱性能能遠(yuǎn)大遠(yuǎn)大于脂肪于脂肪族纖維族纖維二二、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與性能的差異與性能的差異COnCONHNH芳綸芳綸13131313對位對位連接,共軛連接,共軛結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)內(nèi)旋位能相當(dāng)高,內(nèi)旋位能相當(dāng)高,呈剛性呈剛性直直鏈結(jié)構(gòu),分子

3、排列規(guī)整,鏈結(jié)構(gòu),分子排列規(guī)整,結(jié)晶和取向極高結(jié)晶和取向極高纖維纖維的的強(qiáng)度和模量相當(dāng)高強(qiáng)度和模量相當(dāng)高二二、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與性能的差異與性能的差異COnCONHNH芳綸芳綸14141414 航空、航天領(lǐng)域:航空、航天領(lǐng)域:發(fā)動機(jī)殼體及零部件發(fā)動機(jī)殼體及零部件; 防彈領(lǐng)域:防彈領(lǐng)域:頭盔、背心、運(yùn)鈔車等;頭盔、背心、運(yùn)鈔車等;三、三、芳綸芳綸14141414的應(yīng)用的應(yīng)用 建筑建筑領(lǐng)域:領(lǐng)域:替代替代鋼筋(鋼筋(芳芳綸辮繩的綸辮繩的強(qiáng)度通常強(qiáng)度通常是鋼筋的是鋼筋的5 5倍,而密度只有它的倍,而密度只有它的1/51/5);三、三、芳綸芳綸14141414的應(yīng)用的應(yīng)用 輪胎輪胎簾子線:簾子線:與常規(guī)輪胎相

4、比,采用芳綸簾子與常規(guī)輪胎相比,采用芳綸簾子線的輪胎質(zhì)量可減輕線的輪胎質(zhì)量可減輕3kg3kg,而價格只高,而價格只高10%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。三、三、芳綸芳綸14141414的應(yīng)用的應(yīng)用2 2、芳香族、芳香族聚酯纖維聚酯纖維芳香族聚酰胺纖維芳香族聚酰胺纖維具有具有高強(qiáng)度、高模量、高耐高強(qiáng)度、高模量、高耐熱性熱性,但其,但其液晶紡絲技術(shù)復(fù)雜、價格液晶紡絲技術(shù)復(fù)雜、價格太高太高 !提出設(shè)想:提出設(shè)想:采用采用酯基酯基取代酰胺基,取代酰胺基,制備芳香族聚酯結(jié)構(gòu),制備芳香族聚酯結(jié)構(gòu),采用采用熔體紡絲熔體紡絲取代液晶紡絲取代液晶

5、紡絲? 一、簡介一、簡介2 2、芳香族、芳香族聚酯纖維聚酯纖維 聚聚對羥基苯甲酸對羥基苯甲酸 聚對苯酚對苯二甲酸聚對苯酚對苯二甲酸酯酯最最簡單簡單的的芳香芳香聚酯聚酯結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu):但化學(xué)結(jié)構(gòu)但化學(xué)結(jié)構(gòu)剛性太強(qiáng)剛性太強(qiáng),不僅熔融溫度比分解溫度高,不僅熔融溫度比分解溫度高,而且也不溶解于強(qiáng)酸之類溶劑中,只能而且也不溶解于強(qiáng)酸之類溶劑中,只能燒結(jié)燒結(jié)成形。成形。解決辦法解決辦法:降低剛性降低剛性 導(dǎo)導(dǎo)入入不規(guī)整分子基團(tuán)不規(guī)整分子基團(tuán)或或柔性柔性基基團(tuán)團(tuán) ? 2 2、芳香族、芳香族聚酯纖維聚酯纖維一、簡介一、簡介COCOOCH2CH2OOCOB2 2、芳香族、芳香族聚酯纖維聚酯纖維一、簡介一、簡介DuP

6、ontDuPont公司公司:提出提出PETPET與與對羥基苯甲酸對羥基苯甲酸共共聚,得到聚,得到X-7GX-7G纖維纖維,熔點(diǎn)顯著降低熔點(diǎn)顯著降低,但其,但其強(qiáng)強(qiáng)度和模量度和模量不太不太高。高?,F(xiàn)已實現(xiàn)工業(yè)化產(chǎn)品:現(xiàn)已實現(xiàn)工業(yè)化產(chǎn)品:美國美國塞拉尼斯和日本可樂塞拉尼斯和日本可樂麗公司合作開發(fā)的麗公司合作開發(fā)的VectranVectran纖維。纖維。COOCOO2 2、芳香族、芳香族聚酯纖維聚酯纖維一、簡介一、簡介高性能船用纜繩、遠(yuǎn)洋捕魚網(wǎng)、傳送帶及電纜;高性能船用纜繩、遠(yuǎn)洋捕魚網(wǎng)、傳送帶及電纜;增強(qiáng)纖維:增強(qiáng)纖維:在光纜、特種電線中起支撐保護(hù)作用,在光纜、特種電線中起支撐保護(hù)作用,與橡膠與橡膠

7、復(fù)合制造高壓復(fù)合制造高壓軟管;軟管;體育器材:體育器材:如網(wǎng)球拍、頭盔及雪橇等也在開始如網(wǎng)球拍、頭盔及雪橇等也在開始使用使用。2 2、芳香族、芳香族聚酯纖維聚酯纖維二、二、芳香族聚酯纖維的用途芳香族聚酯纖維的用途3 3、芳、芳雜環(huán)纖維雜環(huán)纖維聚苯并咪唑聚苯并咪唑纖維纖維 ( (PBIPBI) ):美國:美國塞拉尼斯塞拉尼斯公司公司研制研制開發(fā)開發(fā)并工業(yè)化的一并工業(yè)化的一種高科技纖維。種高科技纖維。一、聚苯并咪唑一、聚苯并咪唑(PBI)(PBI)纖維纖維NNHCNHNC3 3、芳、芳雜環(huán)纖維雜環(huán)纖維一、聚苯并咪唑一、聚苯并咪唑(PBI)(PBI)纖維纖維優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):耐耐高溫性、阻燃性、高溫性、阻燃

8、性、尺寸穩(wěn)定性和耐尺寸穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性,還有穿著舒適性等化學(xué)腐蝕性,還有穿著舒適性等。缺點(diǎn):缺點(diǎn):力學(xué)性能不太力學(xué)性能不太高。高。NNHCNHNC3 3、芳、芳雜環(huán)纖維雜環(huán)纖維一、聚苯并咪唑一、聚苯并咪唑(PBI)(PBI)纖維纖維用途用途:特殊特殊紡織制品:紡織制品:如宇航服、飛行服,太空飛如宇航服、飛行服,太空飛船中密封墊、救生衣船中密封墊、救生衣;金屬金屬鑄造、玻璃行業(yè)鑄造、玻璃行業(yè):隔熱防護(hù)材料,如手:隔熱防護(hù)材料,如手套,工作服,輸送帶。套,工作服,輸送帶。StanfordStanford研究所研究所擁有擁有此聚合物合成技術(shù)此聚合物合成技術(shù)專利,專利,DowDow化學(xué)公司化學(xué)公司

9、授權(quán)對其進(jìn)行開發(fā),授權(quán)對其進(jìn)行開發(fā),19951995年開年開始小始小批量生產(chǎn)。批量生產(chǎn)。二、聚二、聚亞苯基苯并二惡唑亞苯基苯并二惡唑(PBO)(PBO)纖維纖維NOON3 3、芳、芳雜環(huán)纖維雜環(huán)纖維優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn): 高模量:比芳綸高一倍以上;高模量:比芳綸高一倍以上; 熱分解溫度達(dá)到熱分解溫度達(dá)到650650,比耐熱性比耐熱性好的好的PBlPBl要要高出許多,它在火焰中高出許多,它在火焰中不燃燒不收縮不燃燒不收縮且仍然且仍然非常柔軟非常柔軟,因此是十分優(yōu)異的,因此是十分優(yōu)異的耐熱紡織面料耐熱紡織面料。二、聚二、聚亞苯基苯并二惡唑亞苯基苯并二惡唑(PBO)(PBO)纖維纖維3 3、芳、芳雜環(huán)纖維雜環(huán)

10、纖維用途:用途:防彈防彈、阻燃、阻燃材料。材料。二、聚二、聚亞苯基苯并二惡唑亞苯基苯并二惡唑(PBO)(PBO)纖維纖維3 3、芳、芳雜環(huán)纖維雜環(huán)纖維4 4、超高分子量聚乙烯纖維、超高分子量聚乙烯纖維設(shè)想設(shè)想:既然既然柔性聚酯、聚酰胺能夠開發(fā)成高強(qiáng)高模纖柔性聚酯、聚酰胺能夠開發(fā)成高強(qiáng)高模纖維,那么聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚烯烴等常規(guī)維,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(qiáng)高模纖維也能否開發(fā)成高強(qiáng)高模纖維纖維 ?一、簡介一、簡介4 4、超高分子量聚乙烯纖維、超高分子量聚乙烯纖維近近2020多年來,各國科學(xué)家從理論和實踐兩個方面多年來,各國科學(xué)家從理論和實踐兩個方面進(jìn)行了大量、深入

11、細(xì)致的研究工作,終于促使進(jìn)行了大量、深入細(xì)致的研究工作,終于促使超超高強(qiáng)聚乙烯纖維、超高強(qiáng)聚乙烯醇纖維、超高強(qiáng)高強(qiáng)聚乙烯纖維、超高強(qiáng)聚乙烯醇纖維、超高強(qiáng)聚丙烯脂纖維聚丙烯脂纖維相繼誕生,并開始了工業(yè)化相繼誕生,并開始了工業(yè)化生產(chǎn),生產(chǎn),其中其中、超高強(qiáng)高模聚乙烯纖維超高強(qiáng)高模聚乙烯纖維的發(fā)展尤為迅速。的發(fā)展尤為迅速。一、簡介一、簡介二、性能二、性能 強(qiáng)度達(dá)到強(qiáng)度達(dá)到2.23.5GPa2.23.5GPa,而芳綸,而芳綸14141414強(qiáng)度為強(qiáng)度為2.152.58GPa2.152.58GPa; 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(qiáng)于芳綸、碳纖維、聚酯耐沖擊性能強(qiáng)

12、于芳綸、碳纖維、聚酯,僅小于,僅小于尼龍;在高強(qiáng)纖維中,它是最高的;尼龍;在高強(qiáng)纖維中,它是最高的;4 4、超高分子量聚乙烯纖維、超高分子量聚乙烯纖維二、性能二、性能 耐耐光性是所有纖維中最好的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(qiáng)酸、強(qiáng)堿:經(jīng)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿2000h2000h浸浸泡,高強(qiáng)泡,高強(qiáng)PEPE纖維的纖維的強(qiáng)度能保持在強(qiáng)度能保持在90%90%以上,而芳以上,而芳綸只有原來的綸只有原來的20%20%; 熱性能熱性能:熔點(diǎn):熔點(diǎn)144144。在低溫和常溫的領(lǐng)域內(nèi)有著極其廣闊的應(yīng)用前景。在低溫和常溫的領(lǐng)域內(nèi)有著極其廣闊的應(yīng)用前景。三、應(yīng)用三、應(yīng)用 繩索類:繩索類:

13、由于聚乙烯強(qiáng)度高、模量高、密度小、由于聚乙烯強(qiáng)度高、模量高、密度小、耐腐蝕性好,因此特別適合用作耐腐蝕性好,因此特別適合用作海洋航行用海洋航行用繩索,繩索,降落傘用繩。降落傘用繩。4 4、超高分子量聚乙烯纖維、超高分子量聚乙烯纖維三、應(yīng)用三、應(yīng)用 防彈材料防彈材料:優(yōu)良優(yōu)良的的吸收沖擊能量吸收沖擊能量的本領(lǐng)、纖維的本領(lǐng)、纖維的的可加工性可加工性及及特別小的密度特別小的密度,都,都使它在作使它在作防彈防彈或或防切割防切割衣服方面具有其他纖維無法比擬的優(yōu)點(diǎn)衣服方面具有其他纖維無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。4 4、超高分子量聚乙烯纖維、超高分子量聚乙烯纖維三、應(yīng)用三、應(yīng)用用作用作復(fù)合材料的增強(qiáng)材料:復(fù)合材料的增強(qiáng)

14、材料:優(yōu)良的力學(xué)性能優(yōu)良的力學(xué)性能賦賦予其予其復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域十分復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,如廣泛,如軍用及民軍用及民用頭盔、比賽用帆船、賽艇用頭盔、比賽用帆船、賽艇。4 4、超高分子量聚乙烯、超高分子量聚乙烯第四章第四章 合成纖維合成纖維功能合成纖維功能合成纖維時代時代發(fā)展發(fā)展的的產(chǎn)物產(chǎn)物:保證:保證:社會社會的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的積累;積累;動力:動力:人們?nèi)藗儗γ篮煤褪孢m對美好和舒適生活的追求;生活的追求;目標(biāo)目標(biāo):賦予賦予真絲般柔軟感和纖細(xì)感,光澤優(yōu)雅,真絲般柔軟感和纖細(xì)感,光澤優(yōu)雅,并賦予防水透濕、親水、防靜電、抗紫外、抗菌并賦予防水透濕、親水、防靜電、抗紫外、抗菌

15、、可可生物降解等功能生物降解等功能。1 1、概、概 述述纖維材料的功能:纖維材料的功能:聚合物聚合物的的化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)和和基團(tuán)組成基團(tuán)組成的特異性的特異性;高分子高分子聚集態(tài)聚集態(tài)的物理形態(tài)特異性的物理形態(tài)特異性;纖維的纖維的成型技術(shù)成型技術(shù)(采用異型截面、中空、復(fù)合(采用異型截面、中空、復(fù)合等紡絲工藝)。等紡絲工藝)。1 1、概、概 述述2 2、高、高彈性纖維彈性纖維一、氨一、氨綸(聚氨酯纖維)綸(聚氨酯纖維) 分子鏈上由分子鏈上由軟鏈段軟鏈段和和硬鏈段硬鏈段兩部分組成兩部分組成;低低熔點(diǎn)、無定形的熔點(diǎn)、無定形的軟鏈段作為母體軟鏈段作為母體,高熔點(diǎn)、結(jié)晶,高熔點(diǎn)、結(jié)晶的硬鏈段嵌在其中。的硬

16、鏈段嵌在其中。其中其中軟鏈段軟鏈段由由非晶性脂肪族聚酯非晶性脂肪族聚酯或或聚醚組成聚醚組成,TgTg:-70-50 -70-50 ,常溫下為高彈態(tài),常溫下為高彈態(tài);硬鏈段硬鏈段由由結(jié)晶性的芳香族二異氰酸酯結(jié)晶性的芳香族二異氰酸酯等組成,在等組成,在應(yīng)力作用下不變形應(yīng)力作用下不變形;氨氨綸綸具有具有500800500800%的伸長的伸長,回復(fù)性回復(fù)性也非常出眾也非常出眾;2 2、高、高彈性纖維彈性纖維一、氨一、氨綸(聚氨酯纖維)綸(聚氨酯纖維)紐士紐士達(dá):達(dá):煙臺煙臺泰和新材料股份有限公司泰和新材料股份有限公司美國杜邦公司美國杜邦公司(19591959年),聚氨酯年),聚氨酯溶液進(jìn)行溶液進(jìn)行干法

17、紡絲制得的萊卡纖維,與干法紡絲制得的萊卡纖維,與橡膠相比,彈性橡膠相比,彈性更長更持久,而且重量輕更長更持久,而且重量輕1/3 1/3 。2 2、高、高彈性纖維彈性纖維二、萊卡二、萊卡 第一代氯綸:第一代氯綸:無規(guī)立構(gòu),無規(guī)立構(gòu),Tg = 75 Tg = 75 ,具有,具有耐耐腐蝕性好、抗靜電和保暖功效腐蝕性好、抗靜電和保暖功效;第二代氯綸第二代氯綸:低溫聚合產(chǎn)物,高間規(guī)度低溫聚合產(chǎn)物,高間規(guī)度,Tg = Tg = 100 100 ,溶液紡絲。,溶液紡絲。3 3、耐、耐腐蝕性纖維腐蝕性纖維一、氯綸一、氯綸(聚氯乙烯纖維)(聚氯乙烯纖維)3 3、耐、耐腐蝕性纖維腐蝕性纖維 乳液紡絲乳液紡絲;耐腐

18、蝕、耐酸堿。耐腐蝕、耐酸堿。二、氟二、氟綸(聚四氟乙烯纖維)綸(聚四氟乙烯纖維)4 4、阻燃、阻燃纖維纖維222%100%OLOION極限氧指數(shù)極限氧指數(shù):LOI21LOI21%即為阻燃纖維即為阻燃纖維4 4、阻燃、阻燃纖維纖維阻燃纖維阻燃纖維q 氟氟綸:綸:9090q 酚醛纖維:酚醛纖維:32343234q 氯綸:氯綸:35373537q 芳綸:芳綸:33343334q PBI PBI:4141q 腈氯綸:腈氯綸:26312631q 維氯綸:維氯綸:303330335 5、醫(yī)用、醫(yī)用合成纖維合成纖維醫(yī)用合成纖維的要求:醫(yī)用合成纖維的要求:生物相容性生物相容性(血液和組織)(血液和組織)生物可

19、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主要為聚酯類聚酯類纖維:聚纖維:聚羥基乙羥基乙酸、聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚羥酸、聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚羥基基丁酸丁酸酯及其共聚物酯及其共聚物纖維。纖維。PAPA、滌綸、腈綸、丙綸、滌綸、腈綸、丙綸等。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(qiáng)醫(yī)學(xué)可吸收縫線、自增強(qiáng)人造骨復(fù)合材料等人造骨復(fù)合材料等;不可降解類纖維:不可降解類纖維:PAPA、滌綸、丙綸可用作非吸、滌綸、丙綸可用作非吸收性縫合線,滌綸和氟綸用于制造人工血管收性縫合線,滌綸和氟綸用于制造人工血管,PANPAN中空纖維中空纖維用于人工腎,用于

20、人工腎,PPPP中空纖維用于人工中空纖維用于人工心臟。心臟。用途:用途:5 5、醫(yī)用、醫(yī)用合成纖維合成纖維6 6、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產(chǎn)量產(chǎn)量最大導(dǎo)電纖維品種最大導(dǎo)電纖維品種;聚乙炔聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等,直接紡絲或后處理法。等,直接紡絲或后處理法。銅、鋁、不銹鋼纖維,細(xì)絲難以加工銅、鋁、不銹鋼纖維,細(xì)絲難以加工徑向強(qiáng)度低徑向強(qiáng)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)

21、合合纖纖維維應(yīng)用應(yīng)用在纖維中混入在纖維中混入0.050.0555的導(dǎo)電纖維,可解的導(dǎo)電纖維,可解決織物的帶決織物的帶靜電問題靜電問題,防止,防止靜電性能遠(yuǎn)靜電性能遠(yuǎn)高于抗高于抗靜電靜電纖維。纖維。6 6、導(dǎo)電纖維、導(dǎo)電纖維由導(dǎo)電纖維制成的導(dǎo)電織物具有導(dǎo)電、電熱及由導(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,可用來制成屏蔽和吸收電磁波的功能,可用來制成導(dǎo)電工作導(dǎo)電工作服;或制造電熱毯、電熱服、睡袋及電熱繃帶等服;或制造電熱毯、電熱服、睡袋及電熱繃帶等面狀發(fā)熱體面狀發(fā)熱體;應(yīng)用應(yīng)用6 6、導(dǎo)電纖維、導(dǎo)電纖維利用導(dǎo)電纖維對利用導(dǎo)電纖維對電磁波電磁波的的屏蔽特性屏蔽特性,可用作,可用

22、作精精密電子元件、電子儀器、高頻焊接機(jī)等電磁波屏密電子元件、電子儀器、高頻焊接機(jī)等電磁波屏蔽罩蔽罩,或,或航空和航天部門的電磁波屏蔽材料航空和航天部門的電磁波屏蔽材料。應(yīng)用應(yīng)用6 6、導(dǎo)電纖維、導(dǎo)電纖維7 7、光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維內(nèi)導(dǎo)體絕緣層外屏蔽層外部保護(hù)層光導(dǎo)纖維(光纖光導(dǎo)纖維(光纖) ) :是一種把光能閉合在纖:是一種把光能閉合在纖維中,產(chǎn)生維中,產(chǎn)生導(dǎo)光作用導(dǎo)光作用的光學(xué)復(fù)合材料。的光學(xué)復(fù)合材料。由由兩種或兩種以上折射率不同的材料復(fù)合而兩種或兩種以上折射率不同的材料復(fù)合而成:成:芯材:芯材:起起導(dǎo)光導(dǎo)光作用作用皮材:皮材:折射率低于芯材而能將光能閉合于芯材之中折射率低于芯材而能將光能閉合于

23、芯材之中芯芯材和皮材的材和皮材的折射率相差越大越好折射率相差越大越好。內(nèi)導(dǎo)體絕緣層外屏蔽層外部保護(hù)層 光光信信號號電電信信號號光光發(fā)發(fā)送送機(jī)機(jī)光光接接收收機(jī)機(jī)光光導(dǎo)導(dǎo)纖纖維維7 7、光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維電電信信號號 石石英英光光纖纖玻玻璃璃光光纖纖有有機(jī)機(jī)光光纖纖6060年代推出年代推出7070年代推出,損耗小,傳導(dǎo)距離長,年代推出,損耗小,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7070年代開始出現(xiàn),損耗較大,傳導(dǎo)距離年代開始出現(xiàn),損耗較大,傳導(dǎo)距離短短,但,但加工容易、輕而柔軟、繞曲性加工容易、輕而柔軟、繞曲性好好7 7、光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維有機(jī)光纖特點(diǎn):有機(jī)光纖特

24、點(diǎn):是一種很細(xì)的是一種很細(xì)的皮芯型皮芯型光學(xué)合成纖維,其光學(xué)合成纖維,其芯絲芯絲是是高光學(xué)純的高光學(xué)純的有機(jī)高聚物有機(jī)高聚物,直徑在,直徑在0.0050.1mm0.0050.1mm,在它外面包裹著一,在它外面包裹著一層層低低光折光折率率的的有機(jī)高聚物薄膜皮層有機(jī)高聚物薄膜皮層。8 8、光導(dǎo)纖維、光導(dǎo)纖維有機(jī)光纖特點(diǎn):有機(jī)光纖特點(diǎn):光在纖維界面上光在纖維界面上全反射全反射而使光在纖維內(nèi)而使光在纖維內(nèi)曲折反曲折反復(fù)傳播復(fù)傳播并把光并把光約束在纖維內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)光約束在纖維內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)光。7 7、光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 芯用材料:透光性好,又易纖維化,如芯用材料:透光性好,又易纖維化,如PMMAPMMA和和PSPS

25、; 皮層材料:選用比芯材折射率低的透明性高聚物皮層材料:選用比芯材折射率低的透明性高聚物;有機(jī)光纖有機(jī)光纖7 7、光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維有機(jī)光纖有機(jī)光纖例如:例如:芯材芯材皮材皮材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PMMAPMMA(折射率在(折射率在1.401.40左右)左右)(折射率為(折射率為l.49l.49)PSPS(折射率為(折射率為1.591.59)PMMAPMMAGoreGore面料(面料(19761976,美國):,美國):該面料中復(fù)貼而成該面料中復(fù)貼而成的的PTFEPTFE防水透濕薄膜,該薄膜擁有原纖維狀的防水透濕薄膜,該薄膜擁有原纖維狀的微孔結(jié)構(gòu),使汗氣可以通過,液態(tài)水不能通過微孔結(jié)構(gòu),使汗氣可以通過,液態(tài)水不能通過;9 9、纖維的其他功能、纖維的其他功能防水透濕功能防水透濕功能“可呼吸可呼吸” ” :如如在合成纖維制造過程中,在聚合階段用共聚在合成纖維制造過程中,在聚合階段用共聚方法引入抗靜電劑,如加入方法引入抗靜電劑,如加入0.10.10.5%0.5%的納米的納米TiOTiO2 2、CrCr2 2OO3 3、ZnOZ

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