第二章产业用纤维材料 PPT课件.ppt

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1、第二章产业用纤维材料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

2、布陶瓷纤维毯矿物纤维按功能纤维的性能分类物理性：电气、电子性，有抗静电纤维、导电纤维等；热学性，有阻燃纤维、保温纤维、调温纤维等；光学性，有防紫外线纤维、变色纤维、自发光和光导纤维等；物理形态，如异型截面形状、表面微细加工性(细孔、凹凸性)等。化学性：光化学；化学反应物质分离性：分离性；吸附交换生物适应性：医疗保健，有抗菌防臭纤维等；生物性，如人工透析性、生物吸收性、生物相容性等。按功能纤维的用途分类：耐高温材料、抗低温材料、超导材料、半导体材料、磁性材料、生物医用材料、智能材料、储氢材料、组织工程材料、药物载体等

3、。二、常用的功能纤维(一)抗静电纤维和导电纤维静电危害：纺织品在生产加工和使用中，易因摩擦和感应产生静电，静电荷的积聚易引起灰尘附着，服装纠缠肢体会产生黏附不适感；较高的静电压会对人体产生电击，并引起电子元件损坏；静电放电会引起火灾和意外爆炸；静电放电产生的电磁辐射会对各种电子设备、信息系统造成电磁干扰。纺织材料抗静电加工原理：一方面是降低摩擦程度、控制电荷的产生；另一方面是提高纤维的导电性能，以加快电荷的泄漏。纺织材料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

4、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

5、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料为不锈钢，也有铜、铝、镍等。它通常制成短纤维，

6、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。碳纤维导电手套碳纤维办公椅（5）导电聚合

7、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

8、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