纺织行业及产业管理知识分析(DOC53 页).doc

1、第一章 产业用纺织品概述一、产业用纺织品的定义、分类及特点1. 纺织品分服装用、装饰用和产业用三类。产业用纺织品又称技术纺织品，是指专门设计的、具有工程结构的纺织品。该行业具有资本密集、技术含量高、用工量少、劳动力素质要求高、国内市场需求空间巨大等特点和优势。 2. 产业用纺织品的分类（十六大类）欧美分为：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、体育类等十二大类。1) 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）2) 按加工方式和（或）生产技术分类：（例如，非织造产业用纺织品）3) 按产业用纺织品的主要产品品种分类 ：（例如

2、，帆布、过滤布）4) 按产品的最终用途分类：（例如，土工织物、医疗用纺织品）3. 产业用纺织品的特点（生产资料领域、外观形态多种多样、原料广泛、绝大部分要经过涂层、层压或复合处理）。目前国际通用的纺织品三大应用领域：服装用纺织品包括服装面料、辅料、服饰配件等；家用装饰用纺织品包括床上用品、地面铺设、挂帷遮饰、家具覆盖、墙面贴饰、家居杂饰和卫生盥洗等；产业用纺织品包括农用、工业用、军事用、建筑用、汽车用、医疗卫生用、航空航天用等。二、产业用纺织品与普通纺织品的区别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，

3、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：产业用纺织品测试也具有一定的难度。许多时候在试验室里不可能完全模拟产业用纺织品现场实际使用情况。传统纺织品的试验方法通常不适宜产业用纺织品。对于产业用纺织品而言，根据其用途从测试的结果即可认定其性能的好坏，得到客观的评定。这使得建立产业用纺织品的测试手段和试验方法相对容易一些，因此，确定其性能评定标准也是比较容易的。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

4、的价格比传统纺织品高。 三、国内产业用纺织品发展现状1、国内外产业用纺织品比例从1993-2001以来，增长较快的主要有土工合成材料(特别是加强防洪，年增长速度17)、过滤材料(因国家对环保的加强，年增长速度38)、合成革基布(随着日用品的发展，年增长速度24)、农用(年增长速度15，一些地方应用效果好，但潜力还很大)、蓬帆布(应用面包括遮阳、美化、灯箱广告等新领域，年增长速度13)。预计到2010年，增长较大的用途方面将是：农用、汽(火)车内饰用、建筑用、土工合成材料、蓬帆布和环保过滤材料等。 10多年来，我国产业用纺织品的发展很快，目前生产企业已有上千家，应用领域逐步扩大，据不完全统计，1

5、988年产量为53万吨，2002年增加到208万吨，14年来的年平均增长率达到了10.3，预计2010年产业用纺织品产量将超过300万吨。 现阶段我国产业用纺织品的生产和消费正处在持续增长期。2. 我国产业用纺织品领域概况衣着用比重偏大，产业用、装饰用比重较低。 人们居住条件的改善；农业、水利、交通、建筑等行业对产业用纺织品需求的增加；纺织新技术的运用、新材料的开发； 将进一步拓展纺织品的应用领域。“十五”期间，我国产业用、装饰用纤维消费潜力很大，总体会出现市场扩张的发展趋势。 产业用纺织品“十五”目标 十一五延续了这种调整 我国产业用纺织品衣着用、装饰用、产业用纺织品的比重： 由2000年的

6、672013调整到2005年的642115。3. 我国产业用纺织品与国外的差距及问题（1）纤维总用量的差距 （2）工艺技术上的差距（3）化纤原料差距（4）企业规模、企业管理差距（5）科技开发差距（6）企业分布问题（7）进出口的问题（8）专用纺织机械的差距4. 我国产业用纤维与纺织品发展建议（1）发展高性能化学纤维（2）培养骨干企业（3）突破知名品牌零记录（4）加强科技投入，加强知识产权保护及信息化（5）注重人才培养（6）不断创新，保持企业发展活力（7）提高企业管理水平 四、产业用纺织品的加工特点1. 机织工艺2. 针织工艺3. 非织造工艺4. 复合工艺五、美国及世界产业用纺织品发展现状1、行业

7、不景气导致产业用纺织品用量锐减。2、应对措施多样。3、增加投入，强调质量和创新。4、积极开发新兴市场。5、美国产业用经编产品应用广泛。6、对中国产业用经编企业的一些建议。六、产业用纺织品的具体发展前景 当前产业用纺织品产量为700多万吨，到2015年将达到1500万吨左右。中国产业用纺织品行业在“十一五”期间有了大幅度的提升，这种提升不仅体现在量上，在质上也非常明显。在量方面，这两年来中国产业用纺织品的年增长都保持在18%以上。2008年产业用纺织品总产量达到606.5万吨，提前两年完成了“十一五”规划中2010年达到600万吨的目标；2009年，产业用纺织品总产量达到723.2万吨并以约24

8、00亿的产值逐步成为跨纺织和新材料两个产业的新型现代化工业。2010年超过820万吨。在质方面，设备的进步（出口到印度、中东、欧洲甚至美国市场）、原料的进步（尤以各类工业丝的发展最为突出）、高技术领域应用成果的进步（应用至医用、建筑、环保以及航空航天和国防建设等领域）都很明显。我国产业用纺织品行业正步入快速发展期。发达国家产业用纺织品一般都占到纺织工业的40%，且仍在增长。第二节 产业用纺织品的用途与功能特点一、产业用纺织品的用途1、在航天航空领域的应用2、在交通运输领域的应用3、在包装和传输领域的应用4、在信息和通信领域的应用5、在农林业中的应用6、在工程领域的应用7、在建筑领域的应用8、在

9、渔业和航海领域的应用9、在医药卫生领域的应用10、在运动和消遣方面的应用11、在生产（用于机械和设备）领域的应用12、在能源方面的应用13、在国防上的应用二、产业用纺织品的特点1、产业用纺织品的技术性2、产业用纺织品的渗透性3、产业用纺织品的发展性4、产业用纺织品的针对性思考题1. 何谓产业用纺织品？2. 简述产业用纺织品的应用。3. 产业用纺织品的特点有哪些？第二章 产业用纺织品材料第一节 产业用普通纤维产业用纺织品的提高和发展与产业用纺织品纤维材料的提高和发展息息相关，且相互促进。产业用纺织品所使用的纤维原料已从最初使用天然纤维发展到主要使用各种化学纤维，已从最初使用一般规格的纤维发展到使

10、用具有高性能和功能性纤维。产业用纤维分类的方法很多：按原料的种类可分为天然纤维和化学纤维；按产业用状况可分为产业用普通纤维、产业用高性能纤维、产业用功能纤维等。一、棉纤维18世纪产业革命以来，棉已成为全世界最主要的纺织原料。棉仍是纺织工业的重要原料。棉纤维制品（包括下脚纤维，例如斩刀花、精梳落棉、皮棍花、粗纱头等）在产业用纺织品领域仍有一定的应用。1、棉纤维的结构与化学性能：天然纤维素纤维，一端开口，有天然转曲，90%以上是纤维素，其余成分有蜡质、单糖和聚合糖、残余原生质和矿物质。酸可促进棉纤维水解，碱可对棉纤维进行丝光处理；氧化剂可使棉纤维发生严重降解；棉纤维还可发生一些酯醚化反应。2、物理

11、性能：长度、细度、强度、吸湿性等。3、应用：棉纤维及其制品主要用作帆布、过滤材料、絮垫、医用卫生材料、填充料、涂层基布、揩布以及特种棉织物等。 二、麻纤维麻纤维是从各种麻类植物取得的纤维的统称。韧皮纤维有苎麻、亚麻、黄麻、洋麻等，它们都来自植物的茎。这类纤维质地柔软，适宜纺织加工，商业上称为“软质纤维”，大量应用于产业用纺织品领域。叶纤维有剑麻和蕉麻等，是从单子叶植物的叶上获得的。这类纤维比较粗硬，商业上称为“硬质纤维”。完全应用于产业用纺织品领域。 表 麻类纤维的化学组成成分苎麻亚麻黄麻洋麻大麻苘麻蕉麻剑麻纤维素65-7570-8064-6770-7683.666.170.173.1半纤维素

12、14-1512-1516-1921.813.3木质素0.8-1.52.5-511-1513-2010.4（包括蛋白质）13-205.711.0果胶4-51.4-5.71.1-1.37-80.60.9水溶物4-83.813.51.61.3脂蜡质0.5-1.01.2-1.80.3-0.71.32.30.20.3灰分2-50.8-1.30.6-0.720.92.3其它(含氮物质)0.30.6二、麻纤维 1、苎麻纤维的性能与应用苎麻是麻纤维中品质最好的原料之一。长度是植物纤维中最长的，平均长度为20-250cm，平均线密度为0.4-0.9tex，可进行单纤维纺纱。吸湿能力强，回潮率可达13%，强度高，

13、初始模量高。化学性质与棉相似但比棉好，对微生物有一定的抵抗性。耐光性和耐热性均较好。苎麻织物可应用于铺盖用纺织品。可用作国防工业、工农业用布。例如：皮带尺、钢丝针布基布、过滤布、子弹带、水龙带等。此外，苎麻织物还可作抛轮布、书籍布、服装鞋帽衬、涂层织物基布、降落伞带、背带、炮衣、高强度缝纫线等。 2、亚麻纤维的性能与应用 亚麻单纤维长度较短，由30-50根单纤维集结在一起由胶质粘结成束纤维状态存在，半脱胶后形成工艺纤维。工艺纤维的线密度一般为1.2-2.5tex，亚麻纺织品除用于衣着和装饰织物外，还被大量应用于产业用纺织品领域。如亚麻水龙带、亚麻工业用布、地毯基布、幕布、画布、贴墙布等。它们基

14、本上可属于亚麻帆布类产品。（1）亚麻水龙带因为亚麻断裂强度大、吸水膨胀系数大、断裂伸长小，制织成的亚麻水龙带涨破强度高，渗水量小，受压后不伸长。亚麻水龙带在专门的织机上织造，织物为管状物。（2）亚麻工业用布亚麻工业用布常用干式纺纱经煮练后织造，以平纹及双经平纹居多，经纬密较小。亚麻包装布用亚麻短麻或二粗麻的干式纺纱，也可织造包装布，它具有良好的透气性。一些缺少黄麻的国家采用亚麻包装布作为粮食的包装。（3）其它。亚麻还可作地毯的基布、幕布、画布、过滤布、贴墙布、殡仪用布等。3、黄麻、洋麻纤维的性能与应用 黄麻、洋麻的单纤维都很短，依靠胶质粘结成束纤维进行纺纱。黄麻密度低、回潮率是麻类中最高的。洋

15、麻适应性强，在我国大量种植且亩产较高，可作为黄麻的替代品，主要用作麻纱线、麻布、麻袋、土工布、麻纸复合水泥袋、增强塑料的加固材料等。（1）黄麻纱线。主要用于制造麻袋、麻布、地毯底布等黄麻类纺织物。国内还用于电缆的防护层（用沥青浸渍后，包覆于电缆表面）和填充层（把它和电缆线卷绕在一起，使其截面呈圆形）、麻袋绞包用的绞包线。黄麻纱线还用于各种捆扎用绳。此外，还可用作登山鞋，编制工艺品。（2）黄麻麻布。主要用作包装材料，如包装各种农副产品，也可包装金属制品，可制作成麻袋。可用作制造坐垫、油画布，还可作为底布用于人造革、铺地材料、地毯等。还有用它涂上沥青或其它防水材料与纸复合做成防潮的复合麻袋。（3）

16、黄麻麻袋按织物组织可分为单经平纹袋、双经平纹袋和双经斜纹袋三大类。黄麻帆布是一种粗帆布，亦可用作油画布。（4）一些新产品在不断的研发中。如：黄、洋麻土工布、地毯纱、麻纸复合水泥袋、增强塑料的加固材料、非织造布、贴墙布等。4、剑麻纤维的性能与应用 剑麻属龙舌兰科，系多年生宿根植物，每年收割其部分叶片来刮制纤维。单纤维极短。剑麻具有遇海水不被腐蚀的特点，遇淡水则随时间的推移其断裂强度逐渐降低直至消失殆尽。剑麻适用于舰艇、渔船、航海的绳缆、网绳及钢丝绳的芯纱等，也可用作防水帆布、铺地织物、地毯和麻袋。用剑麻生产过程中产生的乱纤维、短纤维、回麻等可生产非织造布，用于沙发的垫层和填料。5、蕉麻纤维的性能

17、与应用 蕉麻属芭蕉科，系多年生宿根植物，纤维取于叶鞘，以束纤维形式进行利用。蕉麻耐海水腐蚀性、用途等均与剑麻相似。其经典产品有“白棕绳”。6、椰壳纤维的性能与应用 这种纤维并不是传统的纺织生产原料，但可以生产非织造布。纤维从椰子外壳层剥下，一般长度为15-33cm，刚度大，弹性好，很适合采用针刺法生产用作沙发、汽车坐垫及弹簧软垫床厚垫、运动垫的填料，使用性能、舒适性远胜过泡沫塑料制品，弹性好，不老化。三、毛纤维1、羊毛纤维的性能 羊毛纤维由羊皮肤上的细胞发育而成。纤维具有天然卷曲，纵向表面由鳞片层覆盖，由外向内依次为鳞片层、皮质层，粗毛还有髓质层。羊毛粗细差异大，弹性恢复性好，断裂伸长率是常见

18、天然纤维中最大的，较耐酸，不耐碱。耐热性、耐日光性一般，耐霉菌性较好，但不耐虫蛀。2、羊毛纤维的应用通常所说的羊毛是指从绵羊身上取得的绵羊毛。羊毛具有许多优良特性，如弹性好，手感优良，吸湿能力强，保暖性好，不易沾污，光泽柔和，染色性能优良，还具有独特的缩绒性等。羊毛制品可广泛使用于产业用纺织品，羊毛可以织制特殊要求的工业呢绒、呢毡、衬垫材料，还用于织制壁毯、地毯等制品。四、蚕丝1、蚕丝纤维的性能 蚕丝是天然纤维中的长丝纤维，下脚的茧丝、茧衣和缫丝中的废丝等可加工成短纤维，经绢纺纺纱后进行织造。蚕丝的吸湿能力很强，强度大于羊毛，化学性能与羊毛相似，耐酸性较羊毛稍差而耐碱性较羊毛稍好。桑蚕丝的耐光

19、性较差，耐干热性较强。2、蚕丝纤维的应用五、粘胶纤维在产业用纺织品领域，蚕丝一般用来做特殊制品的过滤织物，也可用作筛网制品。1、粘胶纤维的分类2、粘胶纤维的结构；横截面呈皮芯结构，外缘是不规则的锯齿形。3、粘胶纤维的性能 吸湿性好，湿强度低，化学性能与棉基本一致，耐酸碱性比棉好，耐虫蛀，但耐霉菌性差，产品耐磨、耐疲劳性能差。4、粘胶纤维的应用 医用卫生制品、服装衬里材料、强力粘胶纤维被广泛用于轮胎帘子线、传送带、绳索和各种工业织物如帆布和涂层织物的底布等。六、聚酯纤维1、聚酯纤维的性能 聚酯纤维采用熔体纺丝，截面呈圆形，表面很平整，强度高、弹性恢复性好，吸湿性能很差，是常见合成纤维中热性能最好

20、的。大分子中含有酯键，故不耐强碱，但耐酸性好，在玻璃后面的耐光性很好，导电性能很差，耐霉耐虫蛀。2、聚酯纤维的应用聚酯纤维的短纤维除可纯纺外，还可与和其他纤维进行混纺，制品用途相当广泛。长丝广泛地用于轮胎帘子布、工业绳索、传送带、过滤织物、绝缘材料、船帆、帐蓬等。聚酯纤维是良好的填充材料和隔热材料。聚酯纤维用途还有地毯、造纸用织物、缝纫线等。为了改善涤纶帘子线与橡胶的粘着力，可以做成以锦纶为皮、涤纶为芯的复合纤维。七、聚酰胺纤维1、聚酰胺纤维的性能 品种很多，常用的为聚酰胺6和聚酰胺66，强度一般为4-5.3cn/dtex，耐疲劳性居常见化纤之首。但初始模量低，吸湿性比聚酯纤维好，染色性能好，

21、较耐碱而耐酸性差，耐热性较聚酯差，不耐光，耐霉菌，耐虫蛀。聚酰胺纤维的品种很多。凡是分子主链由酰胺键CONH连接起来的一类合成纤维，统称为聚酰胺纤维。其分子结构式可用如下通式表示。 NH(CH2)xCO n NH(CH2)xNHCO(CH2)yCO n2、聚酰胺纤维的应用 被大量用于织制轮胎帘子布、绳索、渔网等在国防工业中被用于织制降落伞等，还可用于织制地毯。表 聚酰胺6纤维的机械性质 短纤维 长丝普通 长丝强力干态强度(cN/dtex) 3.86.2 4.25.6 5.68.4湿态强度(cN/dtex) 3.25.5 3.75.2 5.27.0干态断裂伸长率（%）2560 2845 1625

22、湿态断裂伸长率（%）2763 3652 2030弹性恢复率（%） 95100(3%伸长率)初始模量(cN/dtex) 7.026.4 17.639.6 23.844表 聚酰胺66纤维的机械性质 短纤维 长丝普通 长丝强力干态强度(cN/dtex) 3.16.2 2.65.3 5.28.4湿态强度(cN/dtex) 2.65.4 2.34.9 4.57.0干态断裂伸长率（%）1666 2565 1628湿态断裂伸长率（%）1868 3070 1832弹性恢复率（%） 100(4%伸长率)初始模量(cN/dtex) 8.839.6 4.421.1 21.151.0八、聚丙烯腈纤维1、聚丙烯腈纤维的

23、性能 一般为圆形或哑铃型截面，回潮率为2%左右，强度为1.76-3.08cN/dtex，伸长弹性近似于羊毛。化学稳定性好，耐虫蛀，耐霉菌，具有热弹性，耐日光性特别好2、聚丙烯腈纤维的应用以民用为主，工业上应用相对较少，制作户外用品，特别适合用于作帐篷、窗帘等经常受阳光照射的织品。一些特殊要求的过滤织物。制作一些毛毯、人造毛皮、絮制品。长丝可用作制作碳纤维或石墨纤维的基体材料。九、聚丙烯纤维1、聚丙烯纤维的性能材料密度低、强度、伸长、初始模量、耐磨性均较高，回潮率低，化学性能稳定，耐热性较差、耐光性差。表 聚丙烯纤维的机械性能 短纤维 长丝干态断裂强度(cN/dtex) 2.65.7 2.67.

24、0湿态断裂强度(cN/dtex) 2.65.7 2.67.0干态断裂伸长率（%） 2080 2080湿态断裂伸长率（%） 2080 2080弹性恢复率（伸长率为3%时） 96100 96100初始模量(cN/dtex) 1835 16352、聚丙烯纤维的应用用作地毯、毛毯、针刺非织造布、簇绒地毯的底布、包装材料、捻合线和农用绳索、筛网、过滤材料、保暖填充材料、医用卫生材料、吸油毡、土工布、编织袋等。聚丙烯纤维的品种和用途国内外生产的聚丙烯纤维，其品种有长丝、膨体长丝、短纤维、膜裂纤维和单丝等五种。长丝除部分作衣着用丝外，多数用于工业用织物和装饰织物；膨体长丝主要用于地毯、毛毯和室内装饰物，具有

25、保暖性好、重量轻、易洗、防腐等优点；短纤维有棉型和毛型两种，主要用作地毯绒头、混纺纱及毛线、针刺非织造布、室内装饰织物和絮片等；膜裂纤维（扁丝）主要用于簇绒地毯的底布、包装材料、捻合线和农用绳索等；单丝主要用作绳索、筛网和过滤材料等。此外，还有一种中空聚丙烯纤维，是良好的絮垫材料和保暖填充材料。 在丙纶产品的开发中很重视非织造布的发展。这是因为丙纶价格低廉、比重低、机械和化学性能优异，本身又是极好的热粘合纤维，这样就大大降低了非织造布的价格，扩大了其应用领域。丙纶大量用作医用卫生材料，例如敷料、包扎带、病员服、医院床单、手术衣等。丙纶制品还有吸油毡、土工布、编织袋、油毡、建筑增强材料、过滤织物

26、、袋布等各类制品。 聚丙烯纤维还在非织造布领域中作为热粘合纤维。ES纤维。 十、聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）1、维纶纤维的性能维纶纤维由湿法纺丝而制得，截面呈腰圆形，具有皮芯结构，吸湿性好，强度、伸长、弹性较其他合成纤维要差，但比棉要好，耐磨、耐光、抗老化性均较好。耐碱但不耐强酸，耐热水性差。2、维纶纤维的应用由于维纶与橡胶有良好的粘着性能，被大量用于产业用纺织品，如绳索、水龙带、鱼网、帆布、帐篷、医用卫生材料、土工布等。表 维纶纤维的机械特性 短纤维 长丝 普通 强力 普通 强力干态断裂强度（cN/dtex）4.05.7 6.07.5 2.63.5 5.37.9湿态断裂强度（cN/dtex）2

27、.84.6 4.76.0 1.92.8 4.47.0相对湿强度（%） 7285 7885 7080 7590干态断裂伸长率（%）1226 1117 1722 922湿态断裂伸长率（%） 1226 1117 1725 1026弹性恢复率（%） 7085 7285 7090 7090（伸长度3%时）初始模量（cN/dtex） 2262 6292 5379 62158维纶的生产以短纤维为主，经常作为棉花的替代品，纺制一些低档次的民用产品，如劳保织物。由于维纶与橡胶有良好的粘着性能，故大量用于产业用纺织品，如绳索、水龙带、渔网、帆布、帐篷等。生产过滤材料、服装鞋帽衬里、医用卫生材料、土工布等。纯聚乙烯

28、醇纤维具有水溶性，可利用其特点作为非织造布的粘合材料。也可利用它纺制一些超细的纱线。如有代表的纯苎麻产品“爽丽纱”就可利用水溶性维纶进行加工。 十一、聚氯乙烯纤维（氯纶）1、聚氯乙烯纤维的性能几乎不吸湿、电绝缘性强，但染色性能差。氯纶纤维具有难燃性，离开火焰自行熄灭；耐热性差，耐晒且保暖性较好。2、聚氯乙烯纤维的应用主要用于制作绒线、毯子、絮制品、防燃装饰用布、工业过滤织物、工作服、绝缘布、安全帐篷等。还可做成鬃丝，用来编织窗纱、筛网、渔网、绳索等。 第二节 产业用高性能纤维定义：一般指强度大于17.6cN/dtex，弹性模量在440cN/dtex以上的特种纤维。高性能纤维具有普通纤维所不及的

29、物理机械性能、热性能和化学性能。通常采用高技术制成，且大多应用在特殊或高科技领域。目前的代表品种有有机纤维的对位芳纶、超高分子量聚乙烯、聚苯并双噁唑纤维；无机纤维有碳纤维和高性能玻璃纤维。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

30、大，价格差异也很大，有些纤维购买渠道还不畅通等。 一、对位芳香族聚酰胺纤维（芳纶）（一）纤维分类美国杜邦公司将分为三种类型：a:Kevlar 主要用作橡胶增强材料。b:Kevlar29 最终用途为防弹装备。c:Kevlar49 专门用于复合材料。我国将芳纶分为：a:芳纶14 聚对苯甲酰胺纤维。b:芳纶1414 聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（对位芳纶）。（二）制造方法目前普遍认为是先将对一次苯基二胺与异苯二酸在低温下产生缩合反应形成聚合物。将此聚合物滤出，经洗净烘干后，用干喷射湿式纺丝法在强酸溶液中纺丝，在51-100高温下从喷嘴挤压成丝，通过空气层后即进入0-4冷水中。最后将丝洗净，卷成丝并烘干即

31、可。（三）纤维特性1、强度高：表 kevlar纤维与其他纤维性质比较性 质kevlar 29Kevlar 49E型玻璃纤维钢纤维密度（g/cm3)1.441.44-1.452.547.85抗拉模量（9.8MPa)285285220 240弹性模量（9.8GPa)613720断裂伸长率（%）3.82.441.72、耐高温3、化学稳定性好4、对紫外线敏感5、与树脂和橡胶的粘合性好6、具有透过微波的特性7、压缩模量低，耐疲劳性差（四）芳纶及其复合材料的应用1、防弹织物：断裂伸长低，适合于吸收子弹冲击时产生的高能量。2、太空方面：用于飞机、航天飞机、火箭引擎外壳等。3、建筑方面：高层大型建筑中用作水泥

32、增强骨架。4、交通工具方面：用作轿车和卡车的驱动轴、刹车环、离合器、天然气的能源储存罐，对位芳纶极适合于做汽车的子午线轮胎、飞机轮胎。5、其他方面：可做赛艇蒙皮、复合装甲、体育用品和休闲器械、工程橡胶增强材料、高温过滤材料等。二、芳香族聚酯纤维（一）全芳族聚酯纤维的结构结构虽因聚合物种类和纺丝方法不同而不同，但一般均为高度取向的原纤结构。（二）全芳族聚酯纤维的性能具有与kevlar相当的强度。由于为了降低熔点而有意降低聚合物分子的规整性，使其模量较kevlar纤维低；分子上存在酯基，因而吸湿性低，耐酸性好，但耐水解性能较差。简称聚芳酯。最简单的聚芳酯是对羟基苯甲酸的自缩聚物。由于分子链上只有酯

33、基而无极性高的酰胺基，其刚性低于芳酰胺。但其熔点仍高达610以上，同时又不溶于强酸，仅可象陶瓷那样烧结成型，因而难以获得推广应用。所以聚芳酯的开发应着眼于如何降低其熔点，使之低于其分解温度，以便采用经济简便的熔融法进行加工。（三）用途1、在光缆、特种电线中起支撑保护作用，可与橡胶复合制造耐高压软管、传送带、耐磨密封件及汽车橡胶部件。2、织物耐切割性好，可用作防护服、手套，也可用作耐高温、耐腐蚀工业用过滤布。3、适合编织渔网、养殖业围网、船用绳索，具有强度大、不怕潮湿、使用寿命长、轻量化等特点。4、在体育用品领域，可用作网球板、头盔、雪橇等器材的增强材料。三、高强高模聚乙烯纤维（UHMWPE）也

34、称伸直链聚乙烯纤维。原材料是高分子量线性聚乙烯，采用冻胶纺丝超倍热拉伸技术制成。（一） UHMWPE的性能1、优良的力学性能：强度2.734-3.5N/tex，断裂伸长率3-5%。比强度、比模量明显高于其他纤维，在相同质量的材料中，强度最高。2、优良的耐冲击性能：属玻璃化转变温度低的热塑性纤维，韧性很好，在塑性变形过程中吸收能量。 UHMWPE纤维复合材料的比冲击总吸收能量分别是碳纤维、芳纶、E玻璃纤维的1.8、2.6和3倍，其防弹能力比芳纶纤维的装甲结构高2.5倍。3、良好的抗湿性和抗化学腐蚀性能纤维具有高度的分子取向和结晶，使其具有良好的耐溶剂溶解的性能。在多种介质中如水、油、酸和碱等溶液

35、中浸泡半年，强度完全保留。4、优越的耐磨性能摩擦系数低，耐磨性比碳钢、黄铜高数倍，是普通聚乙烯的数十倍以上。5、良好的电绝缘性和耐光性能介电常数和介电损耗低，反射雷达波很少，适用于制造各种雷达罩；经过1500h光照之后，纤维的强度保持率还有68%左右。6、耐切割性能耐切割性能良好，与kevlar29和Spectra1000的耐切割性能相当，可应用于加工制作防切割工作服等用途。（二）UHMWPE纤维的用途1、绳缆索网线类：可制作各种捻织编织的耐海水、耐紫外线、不会沉浸而浮于水面的工具。2、织物类：可加工各种防护服、船帆等。3、无纺织物类：具有优良的防弹性能，而且质量最轻、柔韧性好、穿着舒适，能迅

36、速地将冲击能量分散。4、复合材料类：防护性涂层护板、防护用头盔、飞机结构部件等。5、其他类：医疗器材、如缝合线等；各种体育用品，还可制造吹气船、赛艇，建筑结构部件、柔性集装箱等。四、高强高模聚乙烯醇纤维（PVA)（一）高强高模聚乙烯醇纤维的制造方法凝胶纺丝法：从喷丝孔里挤压出纺丝原液，直接急速冷却成为固化的凝胶丝条，然后使用脱溶剂，得到圆形断面的、结构均匀的纤维，再通过后道拉伸和热处理工序，使大分子的取向、结晶提高而制得。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，因此是一种绿色生产工艺。（二）高强高模聚乙烯醇纤维的三种类型1、水溶性类型2、高强力类型3、容易原纤化类型（三）

37、高强高模聚乙烯醇纤维的性能及应用类型牌号断裂强度(cN/dtex)断裂伸长率(%)水溶温度()热压温度(摄氏度)应 用水溶性WJ2428低于5高于110非织造布WJ5423低于5高于150特殊制品WJ7520低于5高于180WJ971270高于200高强力DQ1108高于210非织造布EQ2118传统纺织品EQ5146增强材料易原纤化SA7-117-12增强材料五、碳纤维（一）定义：碳纤维是指纤维的化学组成中碳元素占总质量的90%以上的纤维。（二）分类：按原料分为纤维素基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、酚醛树脂基碳纤维、其他有机纤维基碳纤维；按制造条件和方法分为碳纤维、石墨纤维、活性碳

38、纤维、气相生长碳纤维；按性能可分为高性能碳纤维（高强度、高模量、中强度碳纤维等）、低性能碳纤维（耐火纤维、碳质纤维、石墨纤维等）。（三）碳纤维的发展及需求100多年前，爱迪生就从天然竹子和纤维素纤维制成了碳纤维，并用作电灯丝。20世纪50年代出现了真正有使用价值并工业化生产的碳纤维，陆续研制成功了多个碳纤维品种。1996年全世界碳纤维的总产量达17000吨，2005年世界高性能碳纤维的总需求量预计达21150吨。（四）碳纤维的优良性能1、在纤维轴方向显示高抗拉强度和高弹性模量。2、密度小：只比一般塑料大一点，是铝合金的1/2，不到钢铁的1/4。3、纤维细：线密度可达0.05tex。4、不生锈、

39、耐腐蚀：除质量分数大于75%的硝酸和硫酸外，盐酸、硝酸、硫酸和一些有机溶剂腐蚀不了碳纤维。5、既耐低温又耐超高温：石墨纤维布在零下180依旧很柔软。在30004000的高温下，绝大多数的耐火材料都会立即熔化，但是在没有氧气的情况下，碳纤维也还是巍然不动，并且随着温度升高，理论强度增大。6、能耐温度骤变，热膨胀系数小：一般材料都有热胀冷缩现象，而碳纤维在长度方向上是热缩冷胀。其膨胀系数的绝对值比钢小几十倍，比玻璃小上百倍，几乎接近于零。7、常温下导热性能良好，高温下导热性能低：在2000以上的高温下，其导热性要比常温时低五、六倍。8、导电性能突出：碳纤维制成的碳线、碳布具有柔软性、可以做成柔软的

40、电阻丝，并且可以通过控制碳化温度来调节电阻值。9、吸附性能优良：用多孔的原料纤维制得的碳纤维，或用普通碳纤维在蒸汽气流中加热到800处理后得到的碳纤维，由于具有巨大的表面积，而且表面上的碳原子处于“活化”状态，很容易和其他化学物质结合。10、其他性能：耐辐射、能反射中子等特性。（五）碳纤维的缺点：1、比较脆、怕受压和剪切：碳纤维受压或受到与纤维轴向成斜角的切力时，它并不比其他材料表现得好，尤其害怕“打结”和“急拐弯”。2、抗氧化性差：在高温下容易生产二氧化碳，所以不耐氧化。3、破坏前无预报：一般材料在断裂前都要产生较大的变形，人们预先知道可采取措施来防止构件发生意外的断裂和破坏。而碳纤维在断裂

41、前没有任何明显的征兆。（六）碳纤维的应用1、碳丝：由于碳纤维的长丝和丝束的机械性能极其优异，因此主要用于塑料和碳丝的增强。此外，碳纤维增强轻金属应用于宇航方面，如飞机、火箭等承受高负荷的部件；高压容器；体育用品（网球、冰球、高尔夫球拍、滑雪板、赛车、赛船、帆船等）2、碳纤维毡和碳素短纤维：主要用作绝热材料如电阻炉和感应电炉；还有填充塔的填料；侵蚀性气体和液体的过滤材料；催化剂的载体；燃料电池和蓄电池的电极等。3、碳纤维织物：用作辐射加热的大体积真空炉中轻质、高负荷的电导体，其最高使用温度可达到3000C左右，此外，还可做超音速飞机制动盘的加强垫层。4、活性炭碳纤维：主要用于吸附废气、净化环境；

42、回收溶剂及有机化合物；净化水；化学防护、高效电容和各种电极材料。（七）碳纤维的制造1、聚丙烯腈基碳纤维（PAN)的制造过程包括4个主要环节：（1）聚丙烯腈原丝的制备（2）原丝的预氧化（3）预氧化丝的炭化或进一步石墨化（4）碳纤维的后处理2、沥青基碳纤维的制造（1）沥青的调制工艺（蒸馏处理）（2）纺丝工艺（3）稳定化工艺（氧化处理）（4）炭化、石墨化工艺3、粘胶基碳纤维的制造制造工艺流程为：粘胶原丝加捻稳定化处理 干燥、低温炭化卷绕高温炭化络筒制造复合材料。与聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维相比，粘胶基碳纤维的整体性能要差一些，而且制备率较低，工艺条件苛刻，生产成本较高。但密度小、耐烧蚀、热稳定性

43、好、热导率小、断裂延伸率大、深加工的工艺性好、生物相容性好，在军事、卫生、采暖等方面应用广泛。六、玻璃纤维玻璃是由二氧化硅和各种金属氧化物组成的。玻璃是熔体过冷而成的具有固体机械性质的无定形物质。通常是透明的脆性体。其中，熔融的玻璃经喷丝小孔，可拉制成玻璃长纤维。1、玻璃纤维的发展概况玻璃纤维工业自1938年创立以来，其产量、生产工艺、品种规格和应用领域在不断发展，是20世纪60年代以后由于新技术、新工艺的出现，玻璃纤维更是得到了广泛的应用。自20世纪80年代以来，其年均增长率高达10%左右。2、玻璃纤维的分类A、按品种分：纺织玻璃纤维、绝缘纤维、特殊产品。B、按纤维的形态和长度分：连续纤维、

44、定长纤维、玻璃棉。C、按纤维成分中的含碱量分：无碱纤维、低碱纤维、中碱纤维、高碱纤维。D、按纤维的直径分：初级纤维、中级纤维、高级纤维。E、按含无机物成分的不同分：碱纤维、无碱纤维、钠钙-硼硅玻璃纤维、硼-硅玻璃纤维、铝镁硅玻璃纤维、含氧化铍玻璃纤维、高硅氧纤维、粗玻璃纤维。3、玻璃纤维的组成A、E-玻璃：硅酸硼铝玻璃，含有0.8%以下的碱金属氧化物，用于一般塑料增强和电气方面，用途最广。B、A-玻璃：加有硼或不加硼并含有0.8%以上碱金属氧化物的碱钙玻璃，可作特殊用途。C、C-玻璃：硼添加量高的碱钙玻璃，具有特殊的耐化学作用能力。D、P-玻璃：高介电性能的特殊玻璃。E、R-玻璃：高温下具有高

45、机械性能的特殊玻璃。F、S-玻璃：高温下具有高机械性能的特殊玻璃。G、M-玻璃：高弹性模量的含铍玻璃。H、Z-玻璃：水泥稳定性改进型玻璃，用于与水泥结合材料的增强。4、玻璃纤维的性能（见表）（1）不燃、不腐、耐热、吸湿小。（2）强度高、伸长小、抗拉强度和冲击强度高。（3）绝热性和化学稳定性好。（4）电绝缘性好。5、玻璃纤维的制造（1）原料：天然矿物是制造纺织玻璃纤维的主要原料。绝缘用玻璃纤维的生产原料主要使用玻璃纤维工业中常用的天然矿物和工业产品。（2）制造工艺纺织玻璃纤维的制造工艺为：a、熔融 b、纤化（3）后加工a、用浆料、润滑剂、胶粘剂处理。b、进一步加工。 玻璃短纤维、纺织切断玻璃丝、

46、玻璃短纤维粗纱、玻璃长丝纱、玻璃长丝捻线等。6、玻璃纤维的应用（1）纺织玻璃纤维的应用：塑料增强用、装饰织物用、贴墙布、地毯、沥青油毛毡、屋顶毡、防高温服、防火服、高效率砂轮和切割圆盘、袋式过滤器等。（2）绝缘玻璃纤维的应用：松散的绝缘玻璃纤维可用作填充绝缘或作绝缘层使用；绝缘玻璃纤维在建筑上用于保温、防火、隔音等，只有少量用于导冷。它可用作住宅、交通工具、冷藏库的绝热材料、管道保温防露用材料、交通工具吸声材料、内壁、天花板及铁皮屋顶；还可用作外部装饰材料及玻璃纤维增强水泥；在工业领域还可用作固定在金属或管道上的纤维覆盖层，用于管道和容器的隔热和绝缘。此外，还可用作防腐蚀用的玻璃钢耐腐蚀泵、防

47、火的玻璃房果皮箱；还可加工成纱、布、带、毡、板及管壳等，用作增强材料；用有机物处理后可改善纤维柔性、耐磨性以及手感等，可制成玻璃纤维乳胶布、玻璃布人造革、窗纱、渔网、贴墙布、篷盖布及特种防护服，也可用作船舶、车辆的壳体，飞机的部件，风力发电机的叶片及体育用品等。七、氧化铝和硅酸铝纤维氧化铝和硅酸铝纤维属于陶瓷纤维的一种。它于20世纪40年代由美国BW公司中央研究所首先研制成功，20世纪70年代末用于民用工业。1、纤维的分类 氧化铝和硅酸铝的主要成分是Al2O3和SiO2，一般根据Al2O3的含量可分为硅酸铝纤维和氧化铝纤维两大类，其中硅酸铝纤维又分为低温型、标准型和高温型，是将原料熔融后用吹喷

48、法或甩丝法而制得的散状短纤维；而氧化铝纤维是将原料制成熔液后纺丝而成的连续长丝纤维。2、氧化铝和硅酸铝纤维的特性氧化铝和硅酸铝纤维具有耐高温、抗热震。低热容、保温性能优良和化学稳定性好的特点，具体为:（1）有一定的可纺性能（2）耐热性：一般低温型硅酸铝纤维的使用温度为1000左右，标准硅酸铝纤维的使用温度为1260左右，高温型硅酸铝纤维的使用温度为1400 左右；氧化铝纤维的使用温度高达1600 左右，陶瓷纤维的熔点在1750-1800 之间。（3）导热性：是所有耐火材料中最低的一种。500时硅酸铝纤维的导热系数为0.07-0.12W/(m.K)，为轻质耐火砖的1/5-1/3；1000时氧化铝

49、纤维的导热系数为0.23W /(m.K)。（4）耐热冲击性：在骤冷骤热的环境中，纤维不会发生剥落，还能抵御弯折、扭曲和机械振动。（5）化学稳定性：纤维中碱类含量极少，所以几乎不受冷、热水的影响，耐酸性也比较好，只是易受氢氟酸，磷酸和强碱的侵蚀。（6）压缩回弹性：此类纤维与一般的刚性耐火砖不一样，制品柔软而又一定的弹性，受一定压力时能够回缩，压力取消后又能迅速恢复原状。（7）电特性：具有优良的电绝缘性，但绝缘电阻会随着温度的升高而降低。3、纤维制品及其应用（1）毡：在制取硅酸铝纤维的同时，将纤维凝聚成一定厚度的纤维层，利用针刺机或化学粘合制成硅酸铝纤维毡，可用作工业炉的内衬和膨胀缝的填充物等。（

50、2）纸：将硅酸铝纤维除去渣球，调整长度，配制成很稀的分散浆液，利用抄纸机抄造成0.2-5mm厚的硅酸铝纤维纸，可用作高温炉和高温气体管道的内衬、电热器具的绝缘层，用于高温气体的过滤等。（3）编织物：在硅酸铝纤维中按15%-20%的比例加入有机纤维混合纺成连续纱线，制成绳或编织物，或直接利用氧化铝长丝制成编织物，可用于各种工业窖炉及管道接头的隔热、密封以及高温环境下工作的电缆的包覆材料、工业窖炉开口部分的防热幕帘、高温环境下工作人员的防护服等。八、碳化硅纤维1、碳化硅纤维的制造（1）碳化硅纤维原料的制造a、聚硅烷的合成：在有机溶剂中，使二氯二甲基硅烷与金属钠作用，进行脱氯反应，生成聚硅烷。b、聚

51、碳硅烷的合成：将聚硅烷加热到400C以上，进行分子重排，使侧链甲基变成亚基进入主链SiSi之间，生成聚碳硅烷。（2）碳化硅纤维的制造a、纺丝：用干式纺丝或熔融纺丝，将聚碳硅烷制成纤维状。b、不熔化处理：在较低温度下加热聚碳硅纤维，使其不熔化，以防止纤维在高温烧结时彼此之间发生熔粘。c、烧结：把不熔化的纤维在真空或惰性气氛中加热到1200C-1500C，使其侧链甲基及氢脱除，仅留剩Si-C键主链即成碳化硅纤维。2、性能碳化硅纤维比硼纤维更能抗氧化，即使在氧化气氛中也能使用，耐热性好，在高温时，比硼纤维更能保持强度和刚度。碳化硅纤维与金属的反应性小，浸渍性良好，与树脂、金属的结合性好。3、应用 碳

52、化硅纤维、氧化铝纤维等一类陶瓷纤维具有超高耐热性以及与金属和陶瓷的相容性，可制备增强金属复合材料、增强陶瓷材料和树脂增强材料。由于这类纤维与基体界面的热膨胀率及导热率非常接近，所以加入后可提高陶瓷基体的韧性、增加抗冲击强度，预计在航空、航天制品上的耐热部件方面会得到很好的应用。九、硼纤维1、硼纤维的发展与制造 美国是世界上研究开发硼纤维最主要的国家，该县委在20世纪60年代初是由美国空军材料研究室（AFML）首先研究开发的，现已投入正式生产。此外，瑞士、英国、日本等也开发出了硼纤维。美国泰克斯特朗系统公司（TEXTRON SYSTEMS）是世界上研制生产硼纤维及其复合材料的最著名公司之一。该公

53、司用钨丝作为芯材、三氯化硼气体作为硼源，用CVD（化学气相沉积）工艺来制备连续单丝硼纤维。硼纤维的制造方法有化学气相沉积法、乙硼烷热分解法、硼熔融法等。其中，以CVD法最为经济实用。通常以细钨丝为芯材，通过反应管电阻加热，化学混合的三氯化硼和氢气在反应管的上部通入，加热1300进行反应，所生成的无定形硼沉积在芯材钨丝表面上形成硼纤维。2、硼纤维的性能 硼纤维的弹性模量比玻璃纤维高5倍，刚度大大高于碳纤维，压缩强度为其拉伸强度的2倍，缺点是在高温下能和大多数金属基体起反应而变脆。3、硼纤维的应用由于硼纤维具有轻质、高强等优异性能，已在航空航天、体育用品、原子能工业等领域获得应用。硼纤维对中子具有吸收能力，可用作核废料的运输、贮存容器等。第三节 产业用功能纤维功能性材料的定义： 功能性材料是指那些具有可用于工业和技术中的有关物理和化学功能如光、电、磁、声、热等特性的各种材料，包括电功能材料、磁功能材料、光功能材料、超导材料、智能材料、储氢材料、生物医学材料、组织工程材料、纳米药物载体、功能膜、功能陶瓷等。而纤维的功能是指纤维受到外部作用时，使这些作用发生质的转变或量的变化，使纤维产生具有导电、传递、储存、