高性能纤维基本科学原理PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 人造纤维的发展 1

1.2 高性能纤维 1

1.3 高性能纤维分子和聚集态结构特性 4

参考文献 5

第2章 高性能纤维成纤聚合物合成基本原理 6

2.1 聚合物基础知识 6

2.1.1 聚合反应 6

2.1.2 聚合物分子量及其分布 7

2.1.3 聚合物分子链拓扑结构 10

2.1.4 聚合物的分子链结构 11

2.1.5 聚合物的聚集态结构 13

2.2 缩聚 15

2.2.1 反应机理 15

2.2.2 动力学 17

2.2.3 分子量控制 18

2.2.4 副反应和杂质对线形缩聚的影响 19

2.2.5 线形缩聚反应的实施方法 19

2.3 自由基聚合 20

2.3.1 聚合机理 20

2.3.2 动力学 23

2.3.3 分子量及分子量分布 24

2.3.4 自由基聚合热力学特征 27

2.3.5 自由基聚合实施方法 27

2.3.6 自由基聚合的特点 28

2.3.7 自由基共聚合 30

2.4 配位聚合 35

2.4.1 Ziegler-Natta引发剂 35

2.4.2 Ziegler-Natta聚合反应 36

2.4.3 动力学 37

参考文献 39

第3章 高分子溶液 40

3.1 聚合物溶解 40

3.1.1 聚合物溶解过程特点 40

3.1.2 聚合物溶剂选择原则 41

3.2 Flory-Huggins理论 42

3.2.1 高分子溶液混合熵 43

3.2.2 高分子溶液混合热 44

3.2.3 高分子溶液混合自由能 44

3.2.4 Flory-Huggins理论的局限性 45

3.3 高分子稀溶液和亚浓溶液 46

3.3.1 高分子稀溶液 46

3.3.2 高分子亚浓溶液和浓溶液 49

参考文献 50

第4章 高性能纤维加工成形流变学基础 51

4.1 纺丝流体的流变性能 51

4.1.1 剪切流变性能及其影响因素 51

4.1.2 高分子流体的拉伸黏度 59

4.2 高分子流体的弹性 61

4.2.1 高分子流体弹性的表现 61

4.2.2 高分流体的弹性测量 62

4.2.3 影响高分子流体弹性的因素 64

4.3 纺丝流体在喷丝孔道中的流动 66

4.3.1 剪切应力 66

4.3.2 Bagley末端校正 67

4.3.3 高分子流体在孔道中流动线速度 68

4.3.4 平均流出体积速度 69

4.4 纺丝流体的可纺性 69

4.4.1 纺丝流体的挤出 70

4.4.2 高分子流体可纺性 72

4.5 高分子液晶流变学特性 76

4.5.1 基本概念 77

4.5.2 高分子液晶流体的基本特点 78

4.5.3 液晶高分子熔体流变特性 79

4.5.4 液晶高分子溶液流变特性 80

参考文献 85

第5章 高性能纤维加工成形基本科学原理 88

5.1 纤维成形过程的基本规律和主要参数 88

5.2 熔体纺丝基本原理 90

5.2.1 熔体纺丝运动学和动力学 90

5.2.2 熔体纺丝的传热 94

5.2.3 丝条径向温度梯度分布 96

5.2.4 熔体纺丝过程中纤维结构的形成 97

5.3 溶液纺丝基本原理 104

5.3.1 纺丝溶液的制备 105

5.3.2 溶液纺丝的运动学 107

5.3.3 湿法成形纺丝线上的受力分析 111

5.3.4 纺丝线上径向应力分布 114

5.3.5 湿法纺丝过程中的传质和丝条固化 117

5.3.6 湿法纺丝过程中的纤维结构的形成 124

5.3.7 干法纺丝基本原理 129

5.4 其他纺丝方法 137

5.4.1 液晶纺丝 137

5.4.2 凝胶纺丝 145

5.5 总结 154

参考文献 154

第6章 纤维素基碳纤维 158

6.1 纤维素分子和聚集态结构 159

6.2 纤维素基碳纤维前驱体的制备方法 162

6.2.1 黏胶工艺及其特点 162

6.2.2 Lyoeell工艺及其特点 168

6.2.3 再生纤维素纤维结构特点 170

6.3 纤维素纤维碳化过程基本问题 172

参考文献 175

第7章 聚丙烯腈基碳纤维科学基础 179

7.1 聚丙烯腈合成 180

7.1.1 水相悬浮聚合 182

7.1.2 溶液聚合 185

7.2 聚丙烯腈基碳纤维原丝制备方法及结构调控 189

7.2.1 可纺性及其判据 190

7.2.2 聚丙烯腈纺丝溶液拉伸流变性能 195

7.2.3 聚丙烯腈纺丝溶液凝固及微缺陷控制 197

7.2.4 成形条件对聚丙烯腈初生纤维拉伸性能的影响 202

7.2.5 聚丙烯腈初生纤维的热浴拉伸 204

7.2.6 聚丙烯腈纤维的干燥致密化 207

7.2.7 聚丙烯腈纤维的干热拉伸或加压蒸汽拉伸 208

7.2.8 聚丙烯腈纤维的热定型 211

7.2.9 聚丙烯腈纤维结构与性能的相关性 217

7.3 聚丙烯腈原丝的预氧化、碳化和石墨化 218

7.3.1 预氧化 219

7.3.2 碳化 233

7.3.3 石墨化 238

参考文献 240