1、新兴的学科 3 3 毛纤维毛纤维 通常所说的羊毛是指从绵羊身上取得通常所说的羊毛是指从绵羊身上取得的绵羊毛。的绵羊毛。羊毛具有许多优良特性，如弹性好，羊毛具有许多优良特性，如弹性好，手感优良，吸湿能力强，保暖性好，不易手感优良，吸湿能力强，保暖性好，不易沾污，光泽柔和，染色性能优良，还具有沾污，光泽柔和，染色性能优良，还具有独特的缩绒性等。独特的缩绒性等。羊毛制品可广泛使用于产业用纺织品。羊毛制品可广泛使用于产业用纺织品。羊毛纤维的应用羊毛纤维的应用羊毛可以织制特殊要求的羊毛可以织制特殊要求的工业呢工业呢绒、呢毡、衬垫材料绒、呢毡、衬垫材料，还可用以，还可用以织制壁毯、地毯等制品。织制壁毯、地
2、毯等制品。立毛纤维带式污泥脱水机立毛纤维带式污泥脱水机 4 4 蚕丝蚕丝在产业用纺织品领域，蚕丝在产业用纺织品领域，蚕丝一般用作特殊制品的过滤织物，一般用作特殊制品的过滤织物，也可用作筛网制品。也可用作筛网制品。5 5 粘胶纤维粘胶纤维 粘胶纤维是再生纤维素纤维粘胶纤维是再生纤维素纤维的主要品种的主要品种 、接枝纤维、阻燃纤维复合纤维、交联纤维改性纤维超强力型纤维普通型强力纤维强力纤维高湿模量纤维、卷曲纤维棉型、毛型、中长型短纤维长丝普通纤维图图 粘胶纤维的分类粘胶纤维的分类粘胶纤维粘胶纤维粘胶纤维的应用粘胶纤维的应用粘胶纤维是最早进行工业化生产粘胶纤维是最早进行工业化生产的化学纤维，由于其良
3、好的吸湿的化学纤维，由于其良好的吸湿性能等，用于各类纺织品，适合性能等，用于各类纺织品，适合于制造于制造医用卫生制品医用卫生制品，服装衬里，服装衬里材料。特别是强力粘胶纤维广泛材料。特别是强力粘胶纤维广泛作作轮胎帘子布、传送带、绳索和轮胎帘子布、传送带、绳索和各种工业织物如帆布和涂层织物各种工业织物如帆布和涂层织物的底布的底布等。等。6 6 聚酯纤维聚酯纤维 表表 聚酯纤维的机械性能聚酯纤维的机械性能 短纤维短纤维 长丝普通长丝普通 长丝长丝强力强力干态断裂强度干态断裂强度(cNcN/dtexdtex)4.25.7 3.85.3 5.57.94.25.7 3.85.3 5.57.9湿态断裂强度
4、湿态断裂强度(cNcN/dtexdtex)4.25.7 3.85.3 5.57.94.25.7 3.85.3 5.57.9干态断裂伸长率（干态断裂伸长率（%）3550 2032 7173550 2032 717湿态断裂伸长率（湿态断裂伸长率（%）3550 2032 7173550 2032 717弹性回复率（弹性回复率（%）（伸长度）（伸长度3%3%时）时）9095 951009095 95100初始模量初始模量(cNcN/dtexdtex)2244 79.2140)2244 79.2140 应用应用聚酯纤维的短纤维除可纯纺外，还可与和其聚酯纤维的短纤维除可纯纺外，还可与和其他纤维进行混纺，制
5、品用途相当广泛。他纤维进行混纺，制品用途相当广泛。长丝广泛地用于长丝广泛地用于轮胎帘子布、工业绳索、传轮胎帘子布、工业绳索、传送带、过滤织物、绝缘材料、船帆、蓬帐送带、过滤织物、绝缘材料、船帆、蓬帐等。等。聚酯纤维是良好的聚酯纤维是良好的填充材料和隔热材料填充材料和隔热材料。聚酯纤维用途还有聚酯纤维用途还有地毯、造纸用织物、缝纫地毯、造纸用织物、缝纫线线等。等。为了改善涤纶帘子线与橡胶的粘着力，可以为了改善涤纶帘子线与橡胶的粘着力，可以做成以锦纶为皮、涤纶为芯的复合纤维做成以锦纶为皮、涤纶为芯的复合纤维。聚酯纤维空气滤筒聚酯纤维空气滤筒 7 7 聚酰胺纤维聚酰胺纤维聚酰胺纤维的品种很多。凡是分
6、子主链由酰胺聚酰胺纤维的品种很多。凡是分子主链由酰胺键键CONH连接起来的一类合成纤维，统称为连接起来的一类合成纤维，统称为聚酰胺纤维。其分子结构式可用如下通式表示。聚酰胺纤维。其分子结构式可用如下通式表示。NH(CH2)xCO n NH(CH2)xNHCO(CH2)yCO n表表 聚酰胺聚酰胺6纤维的机械性质纤维的机械性质 短纤维短纤维 长丝普通长丝普通 长丝强力长丝强力干态强度干态强度(cN/dtex)3.86.2 4.25.6 5.68.4湿态强度湿态强度(cN/dtex)3.25.5 3.75.2 5.27.0干态断裂伸长率干态断裂伸长率（%）2560 2845 1625湿态断裂伸长率
7、湿态断裂伸长率（%）2763 3652 2030弹性恢复率（弹性恢复率（%）95100(3%伸长率伸长率)初始模量初始模量(cN/dtex)7.026.4 17.639.6 23.844表表 聚酰胺聚酰胺66纤维的机械性质纤维的机械性质 短纤维短纤维 长丝普通长丝普通 长丝强力长丝强力干态强度干态强度(cN/dtex)3.16.2 2.65.3 5.28.4湿态强度湿态强度(cN/dtex)2.65.4 2.34.9 4.57.0干态断裂伸长率干态断裂伸长率（%）1666 2565 1628湿态断裂伸长率湿态断裂伸长率（%）1868 3070 1832弹性恢复率（弹性恢复率（%）100(4%伸
8、长率伸长率)初始模量初始模量(cN/dtex)8.839.6 4.421.1 21.151.0应用应用锦纶是合成纤维中工业化生锦纶是合成纤维中工业化生产最早的品种，仍是合成纤维的产最早的品种，仍是合成纤维的主要品种之一。主要品种之一。锦纶大量用于制造锦纶大量用于制造轮胎帘子轮胎帘子布、绳索、渔网布、绳索、渔网等，国防工业中等，国防工业中用于织制降落伞等，还可织制地用于织制降落伞等，还可织制地毯等。毯等。聚酰胺（尼龙6）球晶拉伸成纤维的全过程电镜图 8 聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维 CH2CH CN应用应用制作户外用品，特别适合用于作制作户外用品，特别适合用于作帐篷、帐篷、窗帘窗帘等经常受阳光照射的
9、织品。等经常受阳光照射的织品。制作一些特殊要求的制作一些特殊要求的过滤织物过滤织物。制作一些制作一些毛毯、人造毛皮、絮制品毛毯、人造毛皮、絮制品。长丝可用作制作长丝可用作制作碳纤维或石墨纤维的碳纤维或石墨纤维的基体材料基体材料。用于喷射混凝土的改性聚丙烯刚性纤维 9 9 聚丙烯纤维聚丙烯纤维 三峡工程 表表 聚丙烯纤维的机械性能聚丙烯纤维的机械性能 短纤维短纤维 长丝长丝干态断裂强度干态断裂强度(cNcN/dtexdtex)2.65.7 2.67.0)2.65.7 2.67.0湿态断裂强度湿态断裂强度(cNcN/dtexdtex)2.65.7 2.67.0)2.65.7 2.67.0干态断裂伸
10、长率（干态断裂伸长率（%）2080 2080 2080 2080湿态断裂伸长率（湿态断裂伸长率（%）2080 2080 2080 2080弹性恢复率弹性恢复率（伸长率为（伸长率为3%3%时）时）96100 9610096100 96100初始模量初始模量(cNcN/dtexdtex)1835 1635)1835 1635 聚丙烯纤维的品种和用途聚丙烯纤维的品种和用途国内外生产的聚丙烯纤维，其品种有国内外生产的聚丙烯纤维，其品种有长丝、膨体长长丝、膨体长丝、短纤维、膜裂纤维和单丝丝、短纤维、膜裂纤维和单丝等五种。等五种。长丝除部分作衣着用丝外，多数用于工业用织物和长丝除部分作衣着用丝外，多数用于
11、工业用织物和装饰织物；装饰织物；膨体长丝主要用于地毯、毛毯和室内装饰物，具有膨体长丝主要用于地毯、毛毯和室内装饰物，具有保暖性好、重量轻、易洗、防腐等优点；保暖性好、重量轻、易洗、防腐等优点；短纤维有棉型和毛型两种，主要用作地毯绒头、混短纤维有棉型和毛型两种，主要用作地毯绒头、混纺纱及毛线、针刺非织造布、室内装饰织物和絮片等；纺纱及毛线、针刺非织造布、室内装饰织物和絮片等；膜裂纤维（扁丝）主要用于簇绒地毯的底布、包装膜裂纤维（扁丝）主要用于簇绒地毯的底布、包装材料、捻合线和农用绳索等；材料、捻合线和农用绳索等；单丝主要用作绳索、筛网和过滤材料等。此外，还单丝主要用作绳索、筛网和过滤材料等。此外
12、，还有一种中空聚丙烯纤维，是良好的絮垫材料和保暖填充有一种中空聚丙烯纤维，是良好的絮垫材料和保暖填充材料。材料。在丙纶产品的开发中很重视非织造布的发展。在丙纶产品的开发中很重视非织造布的发展。这是因为丙纶价格低廉、比重低、机械和化学性这是因为丙纶价格低廉、比重低、机械和化学性能优异，本身又是极好的热粘合纤维，这样就大能优异，本身又是极好的热粘合纤维，这样就大大降低了非织造布的价格，扩大了其应用领域。大降低了非织造布的价格，扩大了其应用领域。丙纶大量用作医用卫生材料，例如敷料、包丙纶大量用作医用卫生材料，例如敷料、包扎带、病员服、医院床单、手术衣等。扎带、病员服、医院床单、手术衣等。丙纶制品还有
13、吸油毡、土工布、编织袋、油丙纶制品还有吸油毡、土工布、编织袋、油毡、建筑增强材料、过滤织物、袋布等各类制品。毡、建筑增强材料、过滤织物、袋布等各类制品。聚丙烯纤维还在非织造布领域中作为热粘合聚丙烯纤维还在非织造布领域中作为热粘合纤维。纤维。ESES纤维。纤维。10 10 聚乙烯醇缩甲醛纤维聚乙烯醇缩甲醛纤维 表表 维纶纤维的机械特性维纶纤维的机械特性 短纤维短纤维 长丝长丝 普通普通 强力强力 普通普通 强力强力干态断裂强度干态断裂强度（cNcN/dtexdtex）4.05.7 6.07.5 2.63.5 5.37.94.05.7 6.07.5 2.63.5 5.37.9湿态断裂强度湿态断裂强
14、度（cNcN/dtexdtex）2.84.6 4.76.0 1.92.8 4.47.02.84.6 4.76.0 1.92.8 4.47.0相对湿强度（相对湿强度（%）7285 7885 7080 75907285 7885 7080 7590干态断裂伸长率（干态断裂伸长率（%）1226 1117 1722 9221226 1117 1722 922湿态断裂伸长率（湿态断裂伸长率（%1226 1117 1725 10261226 1117 1725 1026弹性恢复率（弹性恢复率（%）（伸长度）（伸长度3%3%时）时）7085 7285 7090 70907085 7285 7090 7090
15、初始模量（初始模量（cNcN/dtexdtex）2262 6292 5379 621582262 6292 5379 62158应用应用维纶的生产以短纤维为主，经常作为棉花的维纶的生产以短纤维为主，经常作为棉花的替代品，纺制一些低档次的民用产品，如替代品，纺制一些低档次的民用产品，如劳保织劳保织物物。由于维纶与橡胶有良好的粘着性能，故大量由于维纶与橡胶有良好的粘着性能，故大量用于产业用纺织品，如用于产业用纺织品，如绳索、水龙带、渔网、帆绳索、水龙带、渔网、帆布、帐篷布、帐篷等。等。生产生产过滤材料、服装鞋帽衬里、医用卫生材过滤材料、服装鞋帽衬里、医用卫生材料、土工布料、土工布等。等。纯聚乙烯醇
16、纤维具有水溶性，可利用其特点纯聚乙烯醇纤维具有水溶性，可利用其特点作为非织造布的作为非织造布的粘合材料粘合材料。也可利用它纺制一些。也可利用它纺制一些超细的纱线。如有代表的纯苎麻产品超细的纱线。如有代表的纯苎麻产品“爽丽纱爽丽纱”就可利用水溶性维纶进行加工。就可利用水溶性维纶进行加工。维纶阻燃安全网维纶阻燃安全网11 11 聚氯乙烯纤维聚氯乙烯纤维应用应用 氯纶纤维主要用于制作绒线、毯子、絮制品、氯纶纤维主要用于制作绒线、毯子、絮制品、防燃装饰用布等；防燃装饰用布等；还可做成鬃丝，用来编织窗纱、筛网、渔网、还可做成鬃丝，用来编织窗纱、筛网、渔网、绳索；绳索；于工业过滤织物、工作服、绝缘布、安全
17、帐于工业过滤织物、工作服、绝缘布、安全帐篷等。篷等。第二节第二节 产业用产业用高性能纤维高性能纤维分类分类 金属纤维其它高强度玻璃纤维碳化硅纤维氧化铝纤维碳纤维无机纤维其它高强聚丙烯腈纤维高强聚乙烯醇纤维高强、高模聚乙烯纤维柔性类等）、芳香杂环类纤维（例如等）、如全芳香族聚酯纤维（例纤维（例如间位型等）纤维（例如对位型全芳香族聚酰胺纤维刚性链有机纤维PBIPBOEkonolVectranMetaMPIAKevlardengPPTAmax)优点优点极高的机械性能极高的机械性能。高强度，高弹性模。高强度，高弹性模量。纤维材料的进步使得制造先进复合材量。纤维材料的进步使得制造先进复合材料成为了可能。
18、料成为了可能。高性能纤维具有高性能纤维具有耐高温性耐高温性，具有高温，具有高温下尺寸稳定性，热收缩率很低，因此在耐下尺寸稳定性，热收缩率很低，因此在耐热防护材料上有特殊用途。热防护材料上有特殊用途。高性能纤维的另一优点是高性能纤维的另一优点是密度低密度低。有。有利于制品的轻量化。利于制品的轻量化。有机高性能纤维有机高性能纤维加工简便加工简便，容易成型。，容易成型。有机和无机高性能纤维有机和无机高性能纤维耐腐蚀耐腐蚀。不足：不足：不耐太空环境中温度的急剧不耐太空环境中温度的急剧变化；变化；真空下耐发射性辐照较差；真空下耐发射性辐照较差；耐超低温性较差。耐超低温性较差。目前，高性能纤维的商品种目前
19、，高性能纤维的商品种类很多，性能差异很大，价格差类很多，性能差异很大，价格差异也很大，有些纤维购买渠道还异也很大，有些纤维购买渠道还不畅通等。不畅通等。表表 各种高性能纤维的基本性能各种高性能纤维的基本性能纤维种类纤维种类 商品名商品名 强度（强度（GPaGPa）伸伸 长（长（%）模模 量（量（GPaGPa）密密 度（度（g/cmg/cm3 3）熔点（熔点（）对位芳香族聚酰胺对位芳香族聚酰胺Kevlar 2.8 2.4 132 1.44 560Kevlar 2.8 2.4 132 1.44 560（d d）间位芳香族聚酰胺间位芳香族聚酰胺Metamax0.50.8 3550 6.79.8 1.
20、38 430Metamax0.50.8 3550 6.79.8 1.38 430（d d）芳香族聚酯芳香族聚酯 Ekonol Ekonol 4.1 3.1 134 1.40 3804.1 3.1 134 1.40 380 Vectran Vectran 2.8 3.7 69 1.40 2702.8 3.7 69 1.40 270芳香杂环类纤维芳香杂环类纤维 PBZT 4.2 1.4 250 1.58 600PBZT 4.2 1.4 250 1.58 600（d d）PBO 5.5 2.5 280 1.59 650 PBO 5.5 2.5 280 1.59 650（d d）PBI 0.38 25
21、30 5.7 1.43 450 PBI 0.38 2530 5.7 1.43 450（d d）高强聚乙烯高强聚乙烯 Dyneema Dyneema 3.4 2.0 160 0.98 1403.4 2.0 160 0.98 140 Spectra 3.5 Spectra 3.5，2.5 156 0.97 140 2.5 156 0.97 140高强聚乙烯醇高强聚乙烯醇KuraionKuraion#7901 2.1 4.9 46 1.32 245#7901 2.1 4.9 46 1.32 245（d d）高强聚丙烯腈高强聚丙烯腈 2.4 7.8 28 1.18 230 2.4 7.8 28 1.1
22、8 230（d d）碳纤维碳纤维 Pyrofil Pyrofil 1.93.5 0.41.2 300500 1.801.93.5 0.41.2 300500 1.80 Torayca Torayca 37 1.52.4 200300 1.8037 1.52.4 200300 1.80 氧化铝纤维氧化铝纤维 1.52.9 1.5 250 4.0 1.52.9 1.5 250 4.0 玻璃纤维玻璃纤维 GevetexGevetex 23.5 2.03.5 7090 2.5 825 23.5 2.03.5 7090 2.5 825钢纤维钢纤维 2.8 200 7.8 1600 2.8 200 7.8 1600钛合金纤维钛合金纤维 1.2 106 4.5 1.2 106 4.5 铝合金纤维铝合金纤维 0.6 71 2.7 0.6 71 2.7
