纤维成形基本原理 制造纤维的纺丝和拉伸的科学PDF电子书下载

第一章 导言 1

第一节 历史 1

第二节 方法学 3

第三节 纤维成形的基本操作 5

第四节 一些基本特征 7

第五节 工艺过程条件，结构和材料性能 8

参考文献 11

第二章 一般理论基础 14

第一节 流体的可纺性 14

一、问题的表述、经验关系 14

二、理论 17

三、可纺性和流体动力学稳定性 25

四、工业纺丝过程的稳定性 27

第二节 成纤材料的某些流变性能 30

一、热力学因素和分子结构对牛顿粘度和弹性模量的影响 31

二、非线性粘弹行为 35

三、聚合物体系在伸长流动中的行为 40

(一)唯象学理论 40

(二)分子理论 44

(三)实验技术 48

第三节 纤维成形的流体动力学 52

一、泊肃叶流动和喷丝孔道内的流动 52

二、流体由泊肃叶流动向稳态射流单轴拉伸的转变 57

(一)挤出物胀大 58

(二)不规则挤出(熔体破坏) 63

三、稳态液体射流的伸长 64

(一)动量平衡和各种张应力的贡献 64

(二)缓慢流动的等温高粘度射流 68

(三)自由下落的稳态射流 72

(四)具有可变材料特性的更一般的方程解法 73

第四节 固化过程的原理 78

一、一般方程式 78

二、传热 81

三、传质 85

四、相转变和有关的过程 89

(一)热力学和动力学因素 89

(二)传热和传质，固化过程的相变和动力学 91

(三)比较重要的转变过程 93

第五节 纤维结构的形成 96

一、分子取向 96

(一)伸长流动中的取向动力学 97

(二)纤维成形过程的个别操作中所包含的取向机理 106

二、结晶动力学 109

(一)复杂结晶过程的理论 109

(二)非等温结晶 116

(三)取向结晶化 120

三、结晶形态学和结晶机理 132

(一)较重要的形态结构组织和它们在纤维成形中的作用 134

(二)取向结晶化 135

(三)结晶聚合物的形变 140

四、纤维的均匀性和微观结构 141

参考文献 145

第三章 熔融纺丝 159

第一节 一般特征 159

第二节 成纤熔体的流变行为 161

一、稳态剪切和伸长特性 161

二、制造纤维的纺丝时的行为 165

第三节 熔融纺丝中的热传递 170

一、表面传热系数 170

二、测量运行丝束温度的实验技术 175

三、纺丝条件对丝的平均温度的影响 177

四、单丝横截面上的温度分布 183

第四节 熔融纺丝线上的张力 186

一、力的平衡 186

二、表皮摩擦系数Cf 190

三、纺丝条件对卷绕张力的影响 192

第五节 熔融纺丝运动学 195

一、稳态纺丝理论 195

二、纺丝条件对纺丝线的速度分布和轮廓的影响 200

三、复丝纺丝的动力学 204

第六节 纺丝取向 206

一、机理和简化理论 206

二、纺丝线和运行丝束结构研究的实验技术 209

三、纺丝条件对未拉伸纤维取向度的影响 213

第七节 结晶 217

一、简化的理论处理 217

二、纺丝条件对未拉伸纤维结晶度的影响 222

三、结晶结构、微晶取向和链的构型 223

四、大的形态结构组织：球晶 228

第八节 纤维横截面上的结构差异 228

第九节 未拉伸纤维的织态结构和物理行为 230

第十节 非稳态纺丝条件，不规则和不均匀纤维 235

一、非稳态熔融纺丝的基本方程式 236

二、熔融纺丝的流体动力学稳定性 237

三、不规则和不均匀纤维的来源 241

参考文献 251

第四章 湿纺和干纺 257

第一节 前言 257

第二节 各种聚合物-溶剂体系的流变性及其在纤维成形时的行为 259

一、纺丝溶液的剪切特性 259

二、挤出物胀大和挤出不稳定性 266

三、聚合物溶液的可纺性 271

四、聚合物溶液的伸长粘度 274

五、部分固化的聚合物-溶剂体系的机械性质 275

第三节 溶液纺的动力学和运动学 277

一、作用在纺丝线上的各种力 277

二、在非均-(皮-芯)纺丝线中的径向应力分布 281

三、溶液纺丝中的连续条件 284

四、纺丝线的实验速度和轮廓 286

五、纺丝浴的速度场 288

第四节 聚合物溶液的固化 293

一、干纺时的固化 293

(一)传质的机理 293

(二)干纺和干纺溶液的基本方程 297

(三)实验研究 300

二、湿纺时的固化 302

(一)三元体系中的相平衡和传质 302

(二)材料结构和固化条件对相平衡和迁移特性的影响 304

(三)湿纺扩散的数学模型 310

(四)凝固强度的经验标准 313

(五)移动边界扩散理论 318

(六)湿纺中的化学反应 325

(七)聚合物浓溶液的可逆冻胶作用 327

第五节 纺丝条件对溶液纺纤维结构和性质的影响 331

一、一些较重要的纺丝参数和结构因素 331

二、微观结构 332

三、原纤结构和亚微米范围内的不均一性 339

四、未拉伸纤维的分子取向和结晶织态结构 342

五、纺丝条件对某些机械性质的影响 345

参考文献 349

第五章 其他纺丝过程和特殊纤维的基本概况 357

第一节 冻胶纺丝(半熔融纺丝) 357

第二节 相分离纺丝 360

第三节 反应纺丝(化学纺丝) 363

第四节 乳液和悬浮液纺丝 365

第五节 非圆形截面纤维(异形纤维) 367

第六节 双组分及双构分纤维 372

第七节 熔融纺制金属纤维 379

第八节 不用喷丝头的熔池纺丝 384

第九节 从刚性大分子溶液纺制的纤维 386

参考文献 392

第六章 拉伸 397

第一节 未拉伸纤维的应力-应变特点 398

一、应力-应变曲线的基本类型和形变的稳定性 398

二、拉伸条件的影响 401

三、未拉伸材料的结构影响 404

四、冷拉伸的理论 407

第二节 拉伸中的热效应 410

一、理论 410

二、拉伸过程中丝的局部温度 413

第三节 连续拉伸的运动学和动力学 414

一、理论 415

二、拉伸张力 419

第四节 拉伸对纤维织态结构的影响 420

一、分子和结晶取向 420

二、结晶度 425

三、形态学和拉伸机理 429

第五节 拉伸对纤维的某些物理性质的影响 433

第六节 纤维拉伸工艺的稳定性 439

一、非均匀材料的拉伸 439

二、在过低或过高的拉伸比下拉伸 440

三、从特殊拉伸条件得到的不规则纤维 442

四、拉伸机的不稳定运转 443

参考文献 444

第七章 空调和热处理 450

第一节 结构和尺寸的稳定性 450

第二节 蠕变、弹性回复和应力松弛 451

第三节 未拉伸纤维的空调 456

第四节 热处理的稳定作用 460

一、拉伸纤维的热收缩 461

二、热处理对纤维结构的影响 467

三、稳定化对纤维某些物理性能的影响 472

参考文献 475