最新产业用纤维材料2教学讲义PPT.ppt

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1、产业用纤维材料2第三节产业用功能纤维功能性材料：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、功能纤维。纤维的功能：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，使纤维具有导电、传递、储存、光电及生物相容性等方面的性能。一、功能纤维的分类按功能纤维的组成分类：金属纤维、无机纤维、高分子纤维和复合材料。钢纤维金属纤维防辐射服玻璃纤维网格布陶瓷纤维毯矿物纤维纺织材料

2、抗静电技术发展历程：第二阶段第三阶段第一阶段用表面活性剂对纤维或织物进行亲水化处理，提高纤维的吸湿性，从而降低纺织品的电阻率、加快电荷逸散。对成纤高聚物进行共混、共聚、接枝改性引入亲水性极性基因，或在纤维内部添加抗静电剂，制取抗静电纤维。导电纤维的研制和应用研究，包括导电物质均一型导电纤维的研究，导电物质包覆型导电纤维的研究，导电物质复合型导电纤维的研究。1.分类（1）表面活性剂添加型纤维：始于20世纪50年代，适合于各种纤维材料。作用原理：表面活性剂分子疏水端吸附于纤维表面、亲水性极性基团指向空间，形成极性表面，吸附空气中的水分子，降低

3、纤维的表面电阻率，加速电荷逸散。所用表面活性剂包括阳离子型、阴离子型和非离子型。其中阳离子型表面活性剂的抗静电效果最好，高分子量非离子型表面活性剂的抗静电效果耐久性最好。采用的施加方法有喷洒、浸渍、涂敷等。(2)共混、共聚和接枝改性型抗静电纤维特点：在成纤高聚物中添加亲水性单体或聚合物，提高吸湿性，从而获得抗静电性能。采用化学引发、热引发、高能射线和紫外线辐照引发的接枝改性方法，将亲水性单体接枝于纤维表面，可有效改善合成纤维的吸湿性，且亲水性单体的用量远少于其他方法，耐久性好。(3)金属导电纤维出现于20世纪60年代，目前使用最多的金属材

4、料为不锈钢，也有铜、铝、镍等。它通常制成短纤维，与普通纺织纤维混纺织造，用于防静电地毯和工作服面料。特点：导电性好(10-4～10-5Ώ·cm)、耐热、耐化学腐蚀，但抱合力小，可纺性能差，制成超细纤维时价格昂贵；成品色泽受限制。不锈钢纤维制品雷达敏感织物纯不锈钢纤维织物抗静电织物导电布及屏蔽布(4)碳素导电纤维粘胶基、PAN基、沥青基碳纤维均为良好的导电纤维10-3～10-4Ώ·cm)，且强度高、耐热、耐化学药品，但纤维模量高、缺乏韧性、不耐弯折、无热收缩能力，不适合于纺织品使用。碳短纤维可添加于地毯胶乳中，赋予其导电性。碳纤维导电手套碳

5、纤维办公椅（5）导电聚合物制成的有机导电纤维特点：导电聚合物目前尚难应用于纺织品；主链中的共扼结构使分子链僵直，不溶不熔，难以纺丝加工；某些导电聚合物中的氧原子对水极不稳定；某些导电聚合物的单体有毒且怀疑是致癌物质，某些掺杂剂多有毒性；复杂的合成工艺使其制造成本昂贵。只有聚苯胺可用1一甲基一2一吡咯烷酮(NMP)、二甲基丙烯脲(DMPU)、浓硫酸等溶剂，经湿法纺丝或干湿法纺丝直接加工成导电纤维，但价格昂贵，且浓硫酸对设备的耐腐蚀性提出了苛刻的要求。聚苯胺在导电态是不能熔融的。目前正在研究聚苯胺塑化后熔融纺丝的方法。(6)普通合成纤维涂敷导

6、电物质制成的有机导电纤维制造方法：以普通合成纤维为基体，通过物理、机械、化学等途径在纤维表面涂敷固着金属、炭、导电高分子等导电物质的方法很多。特点：可获得较低的电阻率，导电成分都分布在纤维表面，放电效果好，但在摩擦和反复洗涤后，皮层导电物质较易剥落。(7)复合纺丝法制成的有机导电纤维1974年20世纪80年代20世纪80年代末期美国DuPont公司率先开发了以含炭黑的PE为芯、以含炭黑的PE为芯、以PA66为鞘的皮芯复合导电纤维AntronⅢ。开始了导电纤维的白色化研究，以微粒的铜、银、镍、镉等金属的硫化物、碘化物或氧化物为导电物质，复合

7、纺丝制得适合各种染色要求的白色导电纤维。日本炭黑复合型导电纤维的年产量达到200吨。2．应用抗静电纤维和导电纤维由于其电学功能，广泛地应用于纺织品、通用工程、耐热材料、交通工具、运动器材、航空航天等方面。混有各种导电纤维(按不同用途，导电纤维含量为0.5%～5％)的制品，可制成各种防静电工作服、手套、帽子、毛巾、窗帘、地毯、缝纫线等，广泛应用于油田、石油运输加工、煤矿、炸药工业、电子工业、感光材料工业等领域。(二)防紫外线纤维优点：A、消毒杀菌；B、促进骨骼发育；C、对血色有益；缺点：A、使皮肤老化产生皱纹；B、产生斑点；C、造成皮肤炎；

8、D、造成皮肤癌；E、造成皮肤粗糙D、偶尔可以治疗某些皮肤病;E、紫外线照射直接影响人体维生素D的合成1.防紫外线纤维腈纶：耐日光性与耐气候性很好（居第一位），在成纤高聚物中添加少量防紫外线添加