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1、第九章 纤维的制备,思考题,1、为什么纤维通常具有高强度、高模量且韧性好的特点?2、简述熔融纺丝和溶液纺丝的异同。3、什么是干式纺丝和湿式纺丝?4、简述纤维的主要制备方法。,1、为什么纤维通常具有高强度、高模量且韧性好的特点?,当纤维材料制成时,拉伸强度变大是因为物体愈小,表面和内部包含的缺陷就越小,强度越接近理论值,同时表面和内部包含一个能导致其脆性断裂的危险裂纹的可能性越小,韧性越高;对高聚物材料,在成纤过程中高分子链沿纤维轴向高度取向,而强度大大提高。,返回,2、简述熔融纺丝和溶液纺丝的异同。,熔融纺丝就是将聚合物熔融后并定量从喷丝孔挤出形成细流,经空气或水冷却固化,以一定的速度卷绕成纤
2、维的纺丝方法。溶液纺丝是将将高聚物浓溶液定量从喷丝孔挤出,溶液细流经凝固浴或热空气或热惰性气体固化成纤维的方法。相同点:(1)聚合物经过喷丝孔挤出成丝;(2)拉丝后都要经过物理化学的方法固化;(3)初生纤维都要经过上油和卷绕。,返回,不同点:(1)熔融纺丝是将聚合物加热到熔点附近,聚合物处于熔融状态,这个过程一般需要较高温度;溶液纺丝是将聚合物溶解于适当的溶剂中,配成高浓度的聚合物溶液,这个过程一般需要较低温度;(2)拉丝后固化机理不同。熔融纺丝拉出来的丝是经过空气或者水冷却固化;溶液纺丝拉出来的丝经过干式凝固浴,如热空气,溶剂挥发,聚合物沉淀(干式纺丝)或者拉出来的丝经过非溶剂介质凝固浴,非
3、溶剂介质的内部扩散而引起聚合物的沉淀析出。,2、简述熔融纺丝和溶液纺丝的异同。,返回,3、什么是干式纺丝和湿式纺丝?,溶液纺丝根据聚合物沉淀方式不同可分为干式纺丝和湿式纺丝;干式纺丝是聚合物溶液通过热空气或热惰性气体时,聚合物溶剂的蒸发而聚合物沉淀的方法。湿式纺丝是聚合物溶液通过非溶剂介质的凝结池槽中,由非溶剂介质的内部扩散而引起聚合物的沉淀析出的方法。,返回,4、简述纤维的主要制备方法,(1)熔融纺丝:将聚合物熔融后并定量从喷丝孔挤出形成细流,经空气或水冷却固化,以一定的速度卷绕成纤维的纺丝方法;(2)溶液纺丝:将将高聚物浓溶液定量从喷丝孔挤出,溶液细流经凝固浴或热空气或热惰性气体固化成纤维
4、的方法;(3)控制热解:先由传统的技术制备出包含有所要元素的聚合物先躯体纤维,接着使纤维在不熔化的前提下发生热解(加热产生化学变化),去除不需要的原子,生成所需要成分的纤维。,返回,(4)化学气相沉积法(CVD):一根细小的耐热钨丝通入盛有前驱体的腔体,前驱体发生反应,产物沉积在钨丝的表面,反应产生的杂质气体则被排除腔体。如硼纤维,腔体内通有BCl3与H2 气体, BCl3分解产生原子态的硼,沉积在钨丝的表面,反应产生的HCl则被排除腔体。(5)烧结法:将陶瓷或金属材料研磨成细的粉末,以粘浆的形式将粉末干式或湿式纺丝成纤维,随后将纤维干燥并加热去除粘结剂,再烧结颗粒。(6)化学反应:现有的纤维通过化学反应生成新的纤维,如氮化硼(BN),硼酸盐玻璃纤维与氨反应转变成BN,B2O3+2NH32BN+3H2O 。,4、简述纤维的主要制备方法,返回,