纖維論文

① 用英語寫一片關於新型纖維的論文

論文——引言是論文引人入勝之言，很重要，要寫好。一段好的論文引言常能使讀者明白你這份工作的發展歷程和在這一研究方向中的位置。要寫出論文立題依據、基礎、背景、研究目的。要復習必要的文獻、寫明問題的發展。文字要簡練。
材料方法
論文——材料和方法按規定如實寫出實驗對象、器材、動物和試劑及其規格，寫出實驗方法、指標、判斷標准等，寫出實驗設計、分組、統計方法等。這些按雜志對論文投稿規定辦即可。

② 高性能纖維概述的論文

高性能纖維性能分析【摘要】分析了碳纖維、超高強聚乙烯纖維、芳香族聚醯胺纖維、聚對苯撐苯並雙惡唑 (POB)纖維和 M5 纖維等高性能纖維的重要特性以及它們的應用狀況。 【關鍵詞】高性能纖維;先進復合材料;分子結構;重要特性;應用 [中圖分類號]TS102，528 [文獻標識碼]A [文章編號]1002-3348（2005）01-0054-04 高性能纖維 (High-Performance Fibers)是從 20 世紀 60 年代開始研發並推廣的纖維材 料， 它的出現使傳統紡織工業產生了巨大變革。 所謂高性能纖維是指有高的拉伸強度和壓縮 3 強度、耐磨擦、高的耐破壞力、低比重(g/m )等優良物性的纖維材料，它是近年來纖維高分 子材料領域中發展迅速的一類特種纖維。 高性能纖維可用於防彈服、 蹦床布等特種織物的加 工及纖維復合材料中的加固材料，其發展涉及許多不同的領域。本文分析和比較了碳纖維、 超高強聚乙烯纖維、芳香族聚醯胺纖維、聚對苯撐苯並雙惡唑(PBO)纖維、M5 纖維等高性能 纖維的特性以及它們的應用狀況。 1 高性能纖維 1·1 高性能纖維分類 無機纖維:碳纖維、硼纖維、陶瓷纖維等。 有機纖維:超高強聚乙烯纖維(HPPE)、芳香族聚醯胺纖維、聚對苯撐苯並雙惡唑(PBO) 纖維、M5 纖維等。 1·2 碳纖維 碳纖維的生產始於 20 世紀 60 年代末 70 年代初， 由有機纖維如腈綸(PAN)纖維、 粘膠纖 維或瀝青纖維經預氧化、 炭化和石墨化加工而成。 碳纖維的石墨六方晶體結構決定了其強度 大、模量高等優良性能，如日本東麗公司生產的 T-400 碳纖維，拉伸強度可達 4.2GPa，斷 裂伸長率為 1.5%。碳纖維不燃燒，化學性能穩定，不受酸、鹽等溶媒侵蝕。 1·3 超高強聚乙烯纖維 高強高模聚乙烯在 20 世紀 70 年代出現， 具有超高分子量， 高取向度， 且分子間距很近， 3 使纖維具備高強高模的特徵， 其密度具有 0.97g/cm ， 是唯--能浮在水面上的高強高模纖維。 除此之外，其他機械性能亦比較突出，如良好的韌性和耐疲勞性能，耐高速沖擊性等。 1·4 芳香族聚醯胺纖維 20 世紀 70 年代，人們開始從事液晶態紡絲技術的研究，用於紡制高性能纖維，與普通 紡絲的分子結構截然不同，液晶態紡絲時形成的分子鏈只有剛棒狀高取向的有序結構。 圖 1 液態高聚物分子的構型示意圖 (a)為典型普通大分子，為無規則線團;(b)為剛性大分子， 在沒有良好側向作用和導向情況下的狀態;(c)為無規的棒狀 液晶;(d)為向列型液晶 芳香族聚醯胺是最為人所熟知的，通過液晶紡絲紡制的高性能纖維，如 Kevlar(聚對苯 二甲醯對苯二胺纖維)、 Twaron(聚對苯二甲醯間苯二胺纖維)、 Technora(聚對苯二甲醯對苯 二胺纖維)等，如圖 3 所示，為芳香族聚醯胺高結晶和高取向分子結構。這類纖維性能比較 均衡，具有高強伸性能， 高韌性、耐腐蝕、耐沖擊、較好的熱穩定性，不導電，除了強酸和強鹼外，具有較強的抗化 學性能。 圖 3 芳香族聚醯胺晶體結構圖 聚對苯撐苯並雙惡唑(PBO)纖維 1998 年國際產業纖維展覽會上，日本東洋紡展出了商品名為 Zylon 的 PBO 纖維，其化 學名為聚對苯撐苯並雙惡唑，化學結構為: 1·5 PBO 纖維採用液晶紡絲法紡絲，由苯環和苯雜環組成的剛棒狀分子結構以及分子鏈的高 取向度， 決定了它的優良性能。 PBO 初紡普通絲(AS 絲-標准型)就具有 3.5N/tex 以上的強度 和 10.84N/tex 以上彈性模量， 經熱處理後可得到強度不變、 模量達 176.4N/tex 的高模量絲 (HM 絲-高模量型)。PBO 作為一種新型高性能纖維，具有高強度、高模量、耐熱性、阻燃性 4 大特點，其強度與模量相當於 Kevlar (凱夫拉)的 2 倍，限氧指數(L01)為 68，熱分解溫 度高達 650℃，在有機纖維中為最高，被認為是目前具有最高耐熱性能的有機材料之一。 表 1 PBO 纖維的性能 性能 PBO 一 AS PBO—HM 密度(g/cm3) 1.54 1.56 抗拉強度(GPa) 5.8 5.8 拉伸模量(GPa) 180 280 斷裂延伸率(%) 3.5 2.5 熱分解溫度(℃) 650 650 L01(%) 68 68 表 2 PBO 纖維與其他纖維的主要性能比較 性能 PBO-HM Kevlar-49 宇航級碳纖維 密度(g/cm ) 纖維直徑(?m) 抗拉強度(Gpa) 拉伸模量(CPa) 斷裂延伸率(%) 3 1.56 24 5.8 280 2.5 1.45 12 3.2 115 2.0 1.80 6 3.58 230 0.5 熱分解溫度(℃) 650 550 一 1·6 M5 纖維 PBO 纖維推出的幾年後，阿克卓·諾貝爾(Akzo Nobel)公司開發了一種新型液晶芳族雜 環聚合物:聚[2,5-二烴基-1,4-苯撐吡啶並二咪唑]，簡稱 "M5"或 PlPD，化學結構為: M5 纖維的結構與 PBO 分子相似——剛棒結構。 M5 分子鏈的方向上存在大量的-OH 和-NH 在 基團，容易形成強的氫鍵。如圖 4 所示，與芳香族聚醯胺晶體結構不同，M5 在分子內與分 子間都有氫鍵存在，形成了氫鍵結合網路。 圖 4 為 M5 纖維沿分子鏈軸方向的晶體結構，虛線為氫鍵。 圖 4 M5 晶體結構 比較圖 3 與圖 4 可以清楚地看出，M5 大分子所形成的雙向氫鍵結合的網路，類似一個 蜂窩。這種結構加固了分子鏈間的橫向作用，使 M5 纖維具有良好的壓縮與剪切特性，壓縮 和扭曲性能為目前所有聚合物纖維之最。 2 高性能纖維特性分析比較 碳纖維石墨層面上碳-碳共價交鍵的存在，使作用於碳纖維上的應力，從一個石墨層轉 移到相鄰層面， 這些共價交鍵保證了碳纖維具有高的拉伸模量和壓縮強度。 但這些共價鍵為 純彈性鍵，一旦被打破，不可復原，即不顯示任何屈服行為。所以碳纖維受力時，應力-應 變曲線是線性關系，纖維斷裂是突然發生的。 有機纖維的性能取決於分子結構、分子鏈內鍵及分子鏈間結合鍵。如前所述，超高強聚 乙烯纖維、PBO 纖維都具有優良的性能，但由於超高強聚乙烯纖維大分子鏈間的結合鍵為弱 的范德華鍵，使其纖維易產生蠕變，壓縮強力較低，另外超高強聚乙烯纖維耐熱性和表面粘 合性有限，因而不適合用作加固纖維。而 PBO 纖維也因大分子鏈間沒有形成氫鍵結合、作用 力較弱，使得其壓縮和扭曲性能較低，加之纖維表面惰性強，與樹脂的結合能力較差，在復 合材料成型過程中，有明顯的界面層，從而影響也限制了 PBO 的應用。 芳香族聚醯胺纖維高結晶度、高取向度的分子結構，使其具有高強伸性能，也是由於大 分子鏈間弱的作用力 (范德華鍵)，造成大分子鏈間剪切模量及壓縮強度低。芳香族聚醯胺 纖維由氫鍵結合成的薄片狀結構在受壓縮載荷作用時易塑性變形， 薄片相對容易斷開， 在嚴 重過載時會出現原纖化，最終導致壓縮失效。 分子鏈間結合鍵以 M5 比較理想， M5 大分子間和大分子內的 N-H-O 和 O-H-N 的雙向氫 在 鍵結構，是其具有高抗壓性能的原因所在，熱處理後的 M5 纖維，拉伸模量可達 360GPa，拉 伸強度超過 4GPa，剪切模量和抗壓強度可達 7GPa 和 1.7GPa。此外 M5 而大分子鏈上含有羥 基，使它與樹脂基體的粘結性能優良，採用 M5 纖維加工復合材料產品時，無需添加任何特 殊的粘合促進劑，且具有優良的耐沖擊和耐破壞性。有資料顯示，以 M5 為加固纖維的復合 材料，在壓縮過載的情況下，測試樣品仍能繼續承受顯著的(壓縮)載荷，與之相比，碳纖復 合材料會粉碎，而芳香族聚醯胺復合材料則會被擠成纖絲狀薄片(原纖化)。如圖 5、圖 6 分 別為一個碳纖維和一個 MS 纖維復合材料的失效測試條，顯示了脆性與韌性失效之間的明顯 差異。此外，M5 纖維的剛棒結構又決定了它有高的耐熱性和高的熱穩定性，空氣中熱分解 溫度達到了 530℃，超過了芳香族聚醯胺纖維，與 PBO 接近，極限氧指數（LOI）為 59，在 阻燃性方面也優於芳綸。 圖 5 碳纖維復合材料測試條的失敗 圖 6 M5 纖維料測試條的失敗 表 1 為幾種高性能纖維力學及物理特性。 表 1 高性能纖維的力學和物理特性 特性 高 強 度 超高強聚 高 模 量 芳 香 族 高 模 量 高模量 M5 纖 碳纖維 乙烯纖維 聚醯胺纖維 PBO 纖維 維（實驗值） 抗拉強度(GPa) 伸長率(%) 拉伸模量(GPa) 壓縮強度(GPa) 壓縮應變(%) 密度(克/cm ) 標准回潮率(%) 限氧指數（LOI） 3 3.58 1.5 230 2.10 0.90 1.80 0.0 一 3.43 4.0 98.0 一 一 0.97 一 一 3.2 2.0 115 0.58 0.50 1.45 3.5 29 5.8 2.5 280 0.40 0.15 1.56 0.6 68 5.0 1.5 330 1.70 0.50 1.70 2.0 59 空氣中熱老化起 800 150 450 550 530 始溫度(℃) 從表 1 看，M5 纖維的各種性能指標都接近或超過其它高性能纖維，為綜合性能優良的 高性能纖維。 3 應用與前景 目前超高強聚乙烯纖維的應用主要是加工防彈用特種織物、防彈板、漁業用繩網、極低 溫絕緣材料、混凝土補強加固用試驗片材、光纜補強材料、降落傘繩帶、汽車保險杠等。芳 香族聚醯胺纖維常見的品種 Kevlar、Twaron、Technora 纖維等，主要應用有作為復合材料 的增強體、漁業工業等用繩網、防彈服、防彈板、頭盔、混凝土補強材料等。碳纖維的優良 特性使其廣泛用於航空、航天、軍工、體育休閑等結構材料，應用於宇宙機械、電波望遠鏡 和各種成型品，還有直升飛機的葉片、飛機剎車片和絕熱材料、密封填料和濾材、電磁波屏 蔽材料、防靜電材料、醫學材料等。PBO 纖維從問世以來就受到人們的關注，其應用主要有 防沖擊方面的加固補強材料、復合材料中的加固材料，用於防護的防彈服、防彈頭盔、消防 服、高性能及耐高溫傳動帶、輪胎簾子線、光纖電纜承載部分、架橋用纜繩、耐熱墊材等。 與各種高性能纖維相比，M5 纖維的綜合性能更優越，這使得它的應用領域更廣泛。尤 其是 M5 纖維的抗沖擊力和耐破壞性，使它在製造經濟、高效的結構材料方面有廣闊的應用 前景，如應用於航空航天等高科技領域，在高性能纖維增強復合材料中 M5 也具有很強的競 爭力。當前 M5 纖維的研究比較活躍，隨著研究的深人，其性能和應用將得到不斷的提高和 拓展。 高性能纖維的不斷創新是高性能產業用紡織品及復合材料用纖維領域的重要進步， 隨著 世界高新技術、纖維合成與紡絲工藝的發展，以及軍事、航空航天、海洋開發、產業應用的 迫切需要，高性能纖維的開發與應用前景將更為廣闊。

新型高性能纖維M5的研究與應用
摘要:本文介紹了一種新型液晶芳族雜環聚合物,聚(2,5-二羥基-1,4-苯撐吡啶並二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纖維(簡稱M5).簡述了M5纖維的製作方法,M5纖維特殊的分子結構特徵,並通過與其它高性能纖維的比較,闡述了M5纖維優良的性能,特別是其良好的壓縮與剪切特性.除此之外,M5纖維的高極性還使其更容易與各種樹脂基體粘接,這使M5纖維的綜合機械性能比目前其它高性能纖維都好.文中還展望了M5纖維的應用前景.
前言
近年來,隨著對有機高性能纖維的不斷深入研究,在剛性高性能纖維領域已經取得了很大的進展.但大多數高性能纖維,因分子間結合力的薄弱而導致某些力學性能上的不足,如PBO纖維大分子鏈間較弱的結合力,使其壓縮和扭曲性能較差.纖維材料的壓縮性能,主要取決於纖維大分子之間的相互作用程度[1,2].通常纖維扭轉模量可作維表徵大分子之間相互作用程度的一個量度.因此,如何增強大分子鏈之間的相互作用,已成為進一步強化剛性聚合物纖維力學性能的一個重要問題.
作為Akzo-Nobel實驗室的研究成果,一種新型的高性能纖維,即著稱的M5已經被研究出來.聚合物是聚(2,5-二羥基-1,4-苯撐吡啶並二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纖維(簡稱M5)[3].由於M5纖維沿纖維徑向即大分子之間存在特殊的氫鍵網路結構,所以M5纖維不僅具有類似PBO纖維的優異抗張性能,而且還顯示出優於PBO纖維的抗壓縮性能.
1高性能纖維M5
1.1 單體的選擇及M5的合成[4]
在M5聚合物的制備過程中,其關鍵步驟是單體2,3,5,6-四氨基吡啶(2,3,5,6-tertraaminopyridine,TAP))的合成.TAP可由2,6-二氨基吡啶(2,6diaminopyridine,DAP)經硝化還原後製成,反應方程式如下所示:
在M5的合成過程中,TAP需經鹽酸化處理並以鹽酸鹽形式參與聚合反應.若TAP直接以磷酸鹽的形式參與反應,不但可以避免鹽酸腐蝕作用,還可以加快聚合反應速度,但卻易發生氧化作用.
另一單體2,5-二羥基對苯二甲酸(2,5-Dihydroxyterephthalicacid,DHTA)的合成也是制備M5聚合物的重要環節,可由2,5-二羥基對苯二甲酸二甲酯(2,5-dihydroxy-1,4-dimethylterephthalate,DDTA)水解後製得,反應方程式如下所示:
M5纖維的聚合過程與聚對苯撐苯並二惡唑(poly(p-phenylenebenzobisoxazole),PBO)相似,可將TAP和DHTA兩種單體按一定的等當比同時加入到聚合介質多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)中,脫除HCI後逐漸升溫至180℃,反應24h,得到M5聚合物,反應方程式如下所示:
2 M5的分子結構特徵及聚合物的聚集態結構
2.1 M5的分子結構特徵
M5纖維在分子鏈的方向上存在著大量的-OH和-NH基團,容易在分子間和分子內形成強烈的氫鍵.因此,其壓縮和扭曲性能為目前所有聚合物纖維之最.M5纖維的剛棒狀分子結構特點決定了M5纖維具有較高的耐熱性.由於M5大分子鏈上含有羥基,M5纖維的高極性使其能更容易與各種樹脂基體粘接.圖1熱處理後PIPD-HT單斜晶胞的雙向氫鍵網路晶體結構示意圖[5].圖2熱處理後PIPD單斜晶胞沿C軸的分子結構示意圖[5].圖1和圖2都顯示了熱處理後PIPD纖維的微觀二維結構,即在大分子間和大分子內分別形成了N-H-O和O-H-N的氫鍵結構,這種雙向氫鍵的網路結構正是M5纖維具有高抗壓縮性能的原因在.
圖1 熱處理後PIPD-HT單斜晶胞的雙向氫鍵網路晶體結構示意圖
圖2 熱處理後PIPD單斜晶胞沿C軸的分子結構示意圖
2.2 M5的聚集態結構
圖3 PIPD-AS沿C軸方向的分子結構示意圖
如圖3所示,為含有21%左右水分子的PIPD-AS纖維的結晶結構.由於PIPD-AS纖維中存在著大量的水,因而使得PIPD-AS纖維有很大的質量熱容,而且具有良好的耐燃性能.表2和表3所列出的實驗結果也證實了這一結論[16,19].
如圖4所示,為不同熱處理溫度的PIPD-AS纖維WAXD圖[16].從圖4可以看出,PIPD-AS纖維在熱處理過程中晶體中的水分被脫出,變成無水聚合物晶體,從而在垂直於纖維方向的平面內形成二維氫鍵網狀結構.有實驗表明,經過熱處理後PIPD纖維的結晶度和取向度都有很大的提高.
圖4 不同熱處理溫度的PIPD-AS纖維WAXD圖
Klop EA等[22]通過PIPD晶體結構的X射線衍射實驗研究發現,因PIPD試樣的處理溫度不同,在PIPD的分子內部可出現不同形式的結晶結構—單斜結晶晶胞和三斜結晶晶胞(如圖5和圖6所示).單斜和三斜的晶胞參數分別為:
單斜結晶: a=12.49 ,b=3.48 ,c=12.01 ,=90°,=107°,=90°
三斜結晶:a=6.68 ,b=3.48 ,c=12.02 ,=84,=110°,=107°
Takahashi等[20,21]採用中子方法測得的PIPD-HT晶胞參數為:
a=13.33 ,b=3.462 ,c=12.16 ,=84°,=105.4°,空間結構為P21/,
單斜晶胞區別於三斜晶胞的不同之處在於,三斜晶胞的氫鍵網路結構僅僅是靠沿對角線平面的大分子連接的,而單斜晶胞可在垂直於纖維方向的平面內形成了二維氫鍵網路結構,顯然這種二維氫鍵網路結構,使得M5具有其它高性能纖維所無法比擬的高剪切強度,剪切模量和壓縮強度.

圖5 PIPD單斜晶胞在ab面和ac面上的投影 圖6 PIPD三斜晶胞在ab面上的投影
3 M5纖維的紡絲工藝[9,16]
3.1 M5纖維的成形
M5纖維的紡絲是將質量分數為18~20%左右的PIPD/PPA紡絲漿液(聚合物的MW為6.0×104~1.5×105)進行干噴濕紡,空氣層的高度為5-15cm,紡絲溫度為180℃,以水或多聚磷酸水溶液為凝固劑,可製成PIPD的初生纖維.其中,實驗用噴絲孔直徑范圍為65-200 m,噴頭拉伸比取決於噴絲空的直徑,可達70倍,所得纖維直徑為8-14 m.所得M5的初生纖維需在熱水中進行水洗,以除去附著在纖維表面的溶劑PPA,並進行乾燥.
圖7 M5纖維的熱處理示意圖
3.2 M5纖維的熱處理
為了進一步提高初生纖維取向度和模量,對初生纖維在一定的預張力下進行熱處理,如圖7所示.在這一過程中,M5纖維取向度將伴隨著由其分子結構的改變引起的剪切模量的增加而增大.對M5初生纖維進行熱處理能夠改善纖維的微觀結構,從而提高纖維的綜合性能.M5初生纖維再進一步用熱水洗滌除去殘留的多聚磷酸水溶液(PPA)和乾燥後,在氮氣環境下於400℃以上進行大約20s的定張力熱處理,最終可得到高強度,高模量的M5纖維.在此需要特別指出的是,如果熱處理溫度過低或處理時間過短,則PIPD-AS和PIPD-HT的轉變是可逆的.因此,熱處理溫度與熱處理時間對M5纖維的模量影響很大.
4 M5纖維的性能
4.1 力學性能
圖8 PIPD-AS和PIPD-HT纖維的應力-應變曲線圖
如圖8所示,熱處理後的PIPD纖維同PIPD的初生纖維相比較,二者的力學性能截然不同,PIPD-AS纖維存在屈服,而PIPD-HT纖維不存在這種現象.Lammwers M[18]等研究發現,經過200℃熱處理的初生纖維壓縮強度由原來的0.7Gpa提高到1.7Gpa,而經過400℃熱處理的初生纖維壓縮強度由原來的0.7Gpa提高到1.1Gpa.顯然對於PIPD的初生纖維來講,並非熱處理溫度越高越好.通過用偏光顯微鏡觀察發現:在400℃熱處理的纖維中存在裂紋,這可能是導致壓縮強度下降的原因,因此,熱處理溫度不宜太高.
表1[9-14]給出了幾種高性能纖維的力學性能和其它性能的對比數據,其中的力學性能包括拉伸強度,斷裂伸長,模量以及抗壓縮強度等.與其它3種纖維相比,M5的抗斷裂強度稍低於PBO,遠遠高於芳綸(PPTA)和碳纖維,其斷後延伸率為1.4%;與其它高性能纖維相比,M5纖維的模量是最高的,達到了350GPa;M5的壓縮強度低於碳纖維,但卻遠遠高於Twaron-HM纖維和PBO纖維,這歸因於M5的二維分子結構[17].
表1 M5纖維與其它高性能纖維的比較
纖維
拉伸強獨/Gpa
斷裂伸長/%
初始模量
/ Gpa
壓縮強度
/ Gpa
壓縮應變
/ %
密度/(g.cm-3)
回潮率
/%
Twaron-HM
3.2
2.9
115
0.48
0.42
1.45
3.5
C-HS
3.5
1.4
230
2.10
0.90
1.80
0.0
PBO
5.5
2.5
280
0.42
0.15
1.56
0.6
M5
5.3
1.4
350
1.60
0.50
1.70
2.0
纖維
空氣中的熱穩定性
/℃
LOI
/%
電導性
抗沖擊性
抗破壞性
編制性能
耐紫外性
Twaron-HM
450
29
-
++
+
+
-
C-HS
800
N/A
++
--
--
--
++
PBO
550
68
-
++
N/A
+/-
--
M5
530
>50
-
++
++
+
++
M5纖維特殊的分子結構,使其除具有高強和高模外,還具有良好的壓縮與剪切特性,剪切模量和壓縮強度分別可達7GPa和1.6GPa,優於PBO纖維和芳香族聚醯胺纖維,在目前所有聚合物纖維中最高.
圖9 M5纖維的軸向壓縮SEM圖
一般來講,當高性能纖維受到來自外界的軸向壓縮力時,其纖維內部的分子鏈取向會因軸向壓縮力的存在而發生改變,即沿著纖維軸向出現變形帶結構.而對M5纖維來講只有當這種軸向壓縮力很大時才會出現這種結構[11].如圖9所示,當M5纖維受到外界的軸向壓縮力時,壓縮變形後的M5纖維中也會出現一條變形帶結構,但與其它高性能纖維(如PBO)相比較,M5纖維的變形程度要小很多.
4.2 阻燃性能
表2 PIPD-AS和PIPD-HT纖維耐燃性能的重要參數[5]
試樣
PHRR①
(kWm-2)
TTI②
(s)
SEA③
FPI④
(sm2kW-1)
殘留量
(%)
PIPD-AS
43.7
77
224
1.760
61
PIPD-HT
53.7
48
844
0.890
62
PBO-HM
47.7
56
2144
1.170
72
Twaron
204.4
20
70816
0.098
11
Nomex
160.4
14
38670
0.087
24
PVC
253.0
14
113937
0.055
15
注:①熱量釋放最大速率(PHRR);②引燃時間(TTI);③比消光面積(SEA);④耐燃性能指數(FPI)
表2所列數據是熱量計熱流為75kW/m2時測得的,也就是在試樣表面溫度為890℃左右時測得的值.纖維試樣放在一塊1cm2的線網上.試樣原始重量在10.3g-11.5g之間.
從表2可以看出,PIPD-AS纖維熱量釋放最大速率(PHRR)為43.7kWm-2,也就是說單位時間內PIPD-AS釋放出最小的熱量,與其它高聚物相比是一種較好的阻燃劑用材料.PIPD-AS纖維的點燃時間最長為77s,遠高於Nomex纖維.SEA是用來衡量單位物質燃燒時產生的煙霧量,PIPD-AS纖維達到了224m3/kg,而Nomex纖維為38670m3/kg,二者相比PIPD-AS纖維的SEA值遠低於Nomex纖維,說明PIPD-AS纖維燃燒時產生的煙霧量要遠少於Nomex纖維.同表2中的其它高聚物相比,PIPD-AS纖維的耐燃性能指數(FPI)最高為1.76sm2kW-1.從表2中各項耐燃性能參數可以看出PIPD纖維在耐燃性方面,要好於其它高性能纖維,即PIPD纖維在耐燃性方面將具有較好多應用前景.
M5纖維的剛棒狀分子結構決定了它具有較高的耐熱性和熱穩定性.從表2中可以看出,PIPD-HT纖維具有與聚對苯亞基苯並雙嗯哇(PBO)纖維相似的FPI值,但它在燃燒過程中更不容易產生煙.M5在空氣中的熱分解溫度為530℃,超過了芳香族聚醯胺纖維,與PBO纖維接近.M5纖維的極限氧指數(LOI)值超過50,不熔融,不燃燒,具有良好的耐熱性和穩定性[7].
4.3 界面粘合性能
與PBO,聚乙烯或芳香族聚醯胺纖維相比,由於M5大分子鏈上含有羥基,M5纖維的高極性使其能更容易與各種樹脂基體粘接.採用M5纖維加工復合材料產品時,無需添加任何特殊的粘合促進劑.M5纖維在與各種環氧樹脂,不飽和聚酯和乙烯基樹脂復合成形過程中,不會出現界面層,且具有優良的耐沖擊和耐破壞性[6,8].
4.4 熱力學性能
圖10 四種不同含水量M5纖維的DSC掃描圖
圖10為M.G.NoRTHoLIT[19]等用SetaramC80D熱量計測得的四種不同含水量M5纖維的DSC譜圖.研究發現將1g試樣材料放在一個開放的測試槽內,以0.2℃/min的速度,在30℃-200℃范圍內得到一張掃描圖,如圖5所示.從DSC譜圖可以看出,四種不同含水量M5纖維的吸熱峰面積及位置與開放測試槽內水分的蒸發有關.從表3可以看出,含有結晶水的M5初生纖維的熱吸收值與不含結晶水的M5纖維的熱吸收值之間存在著較大的差別,而PIPD初生纖維和PIPD HT試樣的熱吸收值之間幾乎沒有什麼差別.通過以上研究發現完全乾燥的PIPD初生纖維的晶體結構與PIPD-HT試樣結構類似.
表3 不同含水量的PIPD纖維的熱吸收值
試樣
熱吸收值(J/g)
PIPD初生纖維(含水量20%)
637
PIPD初生纖維(乾燥)
163
PIPD HT(含水量7%)
378
PIPD HT(乾燥)
185
5 應用及展望
作為一種先進復合材料的增強材料,M5纖維具有許多其它有機高性能纖維不具備的特性,這使得M5纖維在許多尖端科研領域具有更加廣闊的應用前景;M5纖維可用於航空航天等高科技領域;用於國防領域如製造防彈材料;用於製造運動器材如網球拍,賽艇等.
M5纖維特殊的分子結構決定了其具有許多高性能纖維所無法比擬的優良的力學性能和粘合性能,使它在高性能纖維增強復合材料領域中具有很強的競爭力.與碳纖維相比,M5纖維不僅具有與其相似的力學性能,而且M5纖維還具有碳纖維所不具有的高電阻特性,這使得M5纖維可在碳纖維不太適用的領域發揮作用,如電子行業.由於M5大分子鏈上含有羥基,M5纖維的高極性使其能更容易與各種樹脂基體粘接.
正是由於M5纖維具有許多其他高性能纖維所無法比擬的性能和更加廣闊的應用前景,這使得眾多的科研工作者都積極地致力於M5纖維的研究.相信在不久的將來,隨著對M5纖維研究的進一步深入,作為新一代的有機高性能纖維—M5纖維必將得更加廣泛的應用.

③ 求助~~~纖維藝術畢業論文

內容摘要：纖維藝術在中國隨著現代主義文藝思潮的影響和傳播，藝術家們對纖維材料的積極探索，與世界各國纖維藝術的不斷交流及高校纖維教育的開展，將會煥發出勃勃的生機。

關 鍵 詞：纖維藝術 中國 發展

纖維藝術是現代藝術的一種形式,它泛指一切以纖維材料進行創作的藝術作品，包括各種編織、印染、絎縫、軟雕等等。目前，中國的纖維藝術隨著現代主義文藝思潮的影響與傳播，藝術家們對纖維材料的積極探索，與世界各國纖維藝術的不斷交流，及高校纖維教育的開展，中國的纖維藝術煥發出勃勃的生機。

一、纖維藝術的取材

古往今來人們穿的、用的都是紡織纖維製成的，日久天長在人們思想中形成了纖維藝術品的材料都是紡織纖維的意象。其實不然，當代纖維藝術的取材遠不止可紡織的纖維。
1.「紡織纖維」一般的要求
可紡性方面的要求，如纖維的長度、粗細、強度等；舒適方面的要求，如彈性、吸濕、透氣、抗靜電等。
2.「紡織纖維」的分類
①天然纖維。常規的天然纖維有棉、麻、絲、毛，隨著科學技術的發展，新的天然纖維又出現了，比如菠蘿葉纖維與現在普遍使用的竹纖維。
②化學纖維。化學纖維是隨著化工行業的發展興起的，目前已經成為紡織纖維的主體。其包括再生纖維與合成纖維兩大類。再生纖維，也叫做人造纖維，是利用天然材料經制漿噴絲而成，有再生纖維素與再生蛋白質之分。合成纖維是以石油為原料，經化學聚合而成，主要纖維材料有滌綸、錦綸、腈綸、維綸、丙綸、氯綸等。它們可以根據需要切割成不同長度或直接使用長絲。其統一的燃燒特點是熔融成滴。
3.現代纖維藝術取材的開放性
從古到今,任何藝術創作和視覺形象都離不開材料,在每一個具體的藝術領域中,藝術家總是努力地挖掘和探索一切可能的新型材料。隨著現代主義文藝思潮的影響和傳播，中國的藝術家們突破了傳統材料的觀念束縛，廣泛探索，大膽開拓和試驗，使得纖維藝術取材更為廣泛和多元化。

二、纖維藝術在中國的發展歷史

中國早在先秦時期，利用動植物纖維製作服飾及裝飾品已經很常見。如用獸毛織成、上面綉著五彩花紋的衣裳。春秋時期，吳、越、鄭、衛等國的織造、染色水平都已經達到一定高度。到戰國時期，絲織物在織法上，不僅能織細密的平紋，而且能織復雜的斜紋，還能提花和綉花。中國還是全世界最早使用蠶絲做紡織材料的國家。兩漢時期又出現了工藝更加復雜的緙絲。由於緙絲工藝多為皇親貴族的奢侈品，所以只追求工藝的精美絕倫而很少考慮人工成本。宋代母子經緙法的運用使緙絲藝術品紋絲的均勻性勝過當時的工筆繪畫作品。當時用緙絲技法臨摹書畫原作已經達到惟妙惟肖的境地，其工藝之精湛令人嘆為觀止。雖然緙絲採用的編織材料和歐洲壁毯不同，但通經斷緯的編織技法卻是相通的。清代緙絲的中心轉移到了蘇州一帶，這時使用的彩色緯線已有六千多種顏色。
新中國成立後，纖維藝術的成就主要表現在地毯行業，地毯作為中國傳統工藝美術的一個主流品種之一，一向以編織120道壁毯作為約定俗成的技術和質量標准。運用傳統的栽絨工藝，遵循現實主義的創作原則，追求寫實的畫面效果，在藝術作品中還原生活的真實原貌。中國的地毯作品《萬里長城》作為國禮贈送給聯合國總部，一時傳為佳話。

20世紀80年代，中國進入了改革開放的快車道，纖維藝術也迎來了明媚的春天「……一批青年藝術家揭竿而起，切入纖維藝術語言的探索，塑造了一些纖維感較強的藝術形象。」
當代中國工藝美術家學習歐洲高比林的編織技法，在極其簡陋的工作環境中，開始進行獨立的纖維藝術創作。一批採用高比林編織技法表達中國傳統審美意趣的纖維藝術作品，如《山高水長》《秋水長天》等獲得了藝術界的高度評價。

三、展望中國的纖維藝術的發展前景

纖維藝術的手工編織的特性使得這門傳統的手工藝獨具民族文化的特性。只有當一門技藝與文化相結合，才能在藝術的道路上永葆青春，常開不敗。
1.國際纖維藝術的交流
2000年「從洛桑到北京」纖維藝術雙年展，聚集了中國、美國、日本、喬治亞等16個國家二百多位纖維藝術家，這些藝術家的作品在中國最具現代意識的大都市上海集中展示，為世界范圍內各種傳統與現代的纖維藝術提供了展示空間和研討殿堂。這本身就是一件促進中國纖維藝術發展，展現中國纖維藝術文化的大事件。
2002年第二屆「從洛桑到北京」國際纖維藝術雙年展在中國12所高校纖維藝術家共同努力下，在北京拉開了帷幕。這標志著中國纖維藝術進入到了一個嶄新的發展階段，它引領著世界纖維藝術的潮流，建立了國際學術交流的平台。中國成為世界纖維藝術的熱點地區，纖維藝術也因為有了中國大舞台而煥發了蓬勃生機。
2.中國纖維藝術教育的開展
林樂成教授,清華大學美術學院纖維藝術高等教育的開創者,於1985年首先開設了編織壁掛設計製作課，這應是中國教育史上在大學開設編織壁掛教學的第一課。2000年，他又率先正式招收了纖維藝術研究方向的碩士研究生，這也應是中國教育史上第一個纖維藝術研究方向的碩士學位教育。他的社會實踐和教育探索可謂碩果累累。2000年，清華大學美術學院工藝美術系纖維藝術工作室正式成立。幾年來，纖維藝術工作室學生創作實踐作品紛紛獲獎。林樂成教授出版的《纖維藝術》一書，是他多年教育研究的結晶,是我國的纖維藝術教育領域具有學術價值和應用價值的第一本纖維藝術專著。
如今,纖維藝術已經在中國的高校開花結果,一批熱愛纖維藝術的教育工作者正樂此不疲地耕耘在講壇和工作室里。我國的纖維藝術教育，已經初具體系和規模。與此同時,理論文化的建設和研究，也逐步由感性到理性,由表層到縱深地發展著。
中國的纖維藝術有著悠久的歷史，在改革開放的今天更加快速地發展著。纖維藝術不斷與國際交流，吸取著歐美纖維藝術觀念的開放性思潮，保留發揚著我國古老而獨有的情懷和含蓄深遠的意趣，也基本實現了傳統手工藝與現代科技的完美結合。我們有理由相信，我國的纖維藝術在中國的經濟日新月異和政治環境十分穩定下，在不斷與世界的交流學習中，在國內纖維藝術教育的普及和國人審美情趣的不斷提高中，一定會開拓出美好的明天。

參考文獻：
[1]林樂成，王凱.纖維藝術.上海畫報出版社，2006.4.1.
[2]朱盡暉.現代纖維藝術設計.陝西人民美術出版社，2002.10.

④ 纖維素簡介3000字論文

纖維素簡介
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⑤ 滌綸纖維畢業論文題目

簡單，怎麼發給你，已經寫過了

⑥ 求紡織纖維的發展論文

1、 定義：纖維是天然或人工合成的細絲狀物質，紡織纖維則是指用來紡織布的纖維。
2、 紡織纖維特點：紡織纖維具有一定的長度、細度、彈性、強力等良好物理性能。還具有較好的化學穩定性，例如：棉花、毛、絲、麻等天然纖維是理想的紡織纖維。
3、 紡織纖維分類：天然纖維和化學纖維。
①天然纖維包括植物纖維、動物纖維和礦物纖維。
A 植物纖維 如：棉花、麻、果實纖維。
B 動物纖維 如：羊毛、免毛、蠶絲。
C 礦物纖維 如：石棉。
②化學纖維包括再生纖維、合成纖維和無機纖維。
A 再生纖維 如：黏膠纖維、醋酯纖維。
B 合成纖維 如：錦綸、滌綸、晴綸、氨綸、維綸、丙綸等。
C 無機纖維 如：玻璃纖維、金屬纖維等。4、 常見紡織纖維的紡織性能：
① 羊毛：吸濕、彈性、服用性能均好，不耐蟲蛀、適酸性和金屬結合染料。
② 蠶絲：吸濕、透氣、光澤和服用性能好，適用酸性及直接染料。
③ 棉花：透氣、吸濕、服用性能好、耐蟲蛀、適直接還原偶氮、鹼性媒介、硫化、活性染料。
④ 黏膠纖維： 吸濕性、透氣性好、顏色鮮艷、原料來源廣、成本低，性質接近天然纖維，適用染料同棉花。
⑤ 滌綸：織物、挺、爽、保形性好、耐磨、尺寸穩定、易洗快乾，適用分散染料，重氮分散染料、可溶性還原染料。
⑥ 錦綸：耐磨性特別好、透氣性差、適用酸性染料，散染料。
⑦ 晴綸：蓬鬆性好、有皮毛感、適用分散染料，陽離子染料
我感覺以紡織纖維的種類為論點來擴展論述會更好

⑦ 求一篇「纖維增強復合材料」的論文，就是介紹也行

在纖維增強注射成型過程中，纖維取向對成型製品的力學性能有很大的影響，使製品的性質呈現各向異性，或在固化製品中產生殘余應力而產生翹曲變形。並且，纖維取向也是製品微觀結構的主要特徵。因此纖維取向的預測，對與纖維取向相關的力學性能進行分析，從而達到預測和控制產品性能的要求，對此類產品的生產具有非常重要的意義。 論文針對短纖維增強注射成型過程，採用數值方法預測纖維增強注射成型製品的取向分布，對纖維增強復合材料熔體流動以及增強纖維的取向進行分析，預測最終製件中的纖維取向分布，不僅可以為產品設計提供重要的依據，還可以建立成型工藝條件與最終製件中的纖維取向之間的定量關系。主要工作包括： (1)理論研究一個浸沒在Newton流體中剛性的橢圓形質點(纖維)的動力學特徵，分析了纖維在穩態剪切流和簡單拉仲流中纖維的運動，解析解表明：剪切流動使纖維沿流動方向排列，而拉仲流動趨向於使纖維沿拉仲方向排列。 (2)重點研究取向張量的性質，取向張量和取向分布函數之間的關系，取向張量的描述精度，以及取向張量的閉合近似理論的精度。 (3)在注射成型流動引起的纖維取向的數值預測中，將短纖維增強的熱塑

摘要 2-3
ABASTRACT 3-5
目錄 5-7
第一章 緒論 7-11
1.1 注射成型短纖維復合材料纖維取向預測的意義 7
1.2 研究現狀 7-9
1.3 論文的主要工作 9-11
第二章 短纖維在懸浮液中的動力學行為 11-23
2.1 懸浮液中纖維動力學方程 11-13
2.1.1 空間中任一線元的變化速率的連續介質力學解 11-12
2.1.2 懸浮液中橢圓形纖維動力學方程 12-13
2.2 穩態剪切流中纖維的運動 13-22
2.2.1 穩態剪切流中纖維的運動方程 13-15
2.2.2 穩態剪切流中纖維運動周期和軌跡 15-22
2.3 簡單拉伸流中纖維的運動 22-23
第三章 纖維取向狀態的描述 23-41
3.1 纖維取向的描述 23-25
3.2 纖維取向的張量描述 25-28
3.3 纖維取向張量的演化方程 28-30
3.4 閉和近似理論 30-37
3.4.1 修正的混合閉和近似-模型1 34-35
3.4.2 修正的混合閉和近似-模型2 35-37
3.5 取向張量和流變、力學性質的估計 37-41
第四章 纖維增強注射成型取向分布預測 41-59
4.1 纖維增強注射成型過程的取向行為 42-44
4.2 注射成型過程的流動分析 44-49
4.2.1 控制體積概念 47-48
4.2.2 壓力場的有限元方程 48
4.2.3 溫度場的有限差分解 48-49
4.2.4 熔體前沿位置確定及時間步長 49
4.3 纖維取向的數值分析 49-53
4.4 纖維取向的數值算例 53-59
第五章 結論與展望 59-61
參考文獻 61-64
攻讀碩士學位期間發表的主要論文 64-65
致謝 65

⑧ 新型纖維的研究的畢業論文範文

希望能幫到你。專屬
http://hi..com/xqw5316/
[email protected]

⑨ 超細纖維性能研究論文3000字左右

我有這方面的經驗可以幫忙