化学纤维的优点精选(十四篇)

化学纤维的优点精选篇1

1.1玻璃纤维纸

1.1.1玻璃纤维的概况

玻璃纤维不仅是一种性能优异的无机非金属材料，也是高新技术发展不可或缺的配套基础材料。玻璃纤维产品一般根据需求不同，将硅砂、石英、硼酸及黏土等原料按不同配比混合，送入高温炉中，在1100~1300℃将混合原料融制成玻璃熔融体，然后从喷丝板的小孔中通过自重流出、外力控制喷吹或凭借离心力甩制而成。与其他材料相比，玻璃纤维具有耐高温、不燃烧、电绝缘、拉伸强度大、尺寸稳定和耐化学试剂性强等优良性能。因而玻璃纤维产品己被广泛应用于航空航天、兵器、核能、交通运输及国防高新技术领域及传统工业生产中。

1.1.2玻璃纤维的性能

玻璃纤维截面呈圆形，表面光滑，纤维笔直且直径不变，对气体和液体的阻力小，是制备过滤产品的良好材料。其次，玻璃纤维的电绝缘性良好，可用于制作电气绝缘材料。再次，玻璃纤维还具有良好的耐化学试剂性，能有效抵抗各种介质的侵蚀。据研究可知，石英玻璃纤维的耐酸性良好，耐碱玻璃纤维（AR）的耐碱性良好，中碱玻璃纤维（C玻璃纤维）的耐水性较好。最后，玻璃纤维的耐热性、隔音性也比较优良。这是因为玻璃纤维有较高的软化温度(550~750℃)和较大的吸声系数，因此宜于制作隔热材料及应用于各种声学设备中。正是由于玻璃纤维具有如此之多的优良性能，因此不论是在传统的工业生产领域还是在高新技术的开发领域玻璃纤维都得到了更广泛的应用。在造纸工业中，玻璃纤维较其他纤维相比具有以下优势：(1)阻燃、耐高温、耐腐蚀、吸湿小；(2)强度大、伸长小，抗拉伸强度和抗冲击强度大；(3)绝热性良好，耐化学试剂性强；(4)电绝缘性良好。玻璃纤维的可用温度范围较大，且具有一定的耐化学试剂性和非吸湿性，是制备过滤产品的良好材料。因此，采用玻璃纤维抄制成的玻璃纤维纸将会继承纤维所具有的全部优良性能，使玻璃纤维纸更适用于特种工业生产条件的需要。

1.1.3玻璃纤维在造纸工业中的应用

随着造纸工艺的不断优化，我们已经可以使用纯玻璃纤维进行抄纸。但受到玻璃纤维质脆、扭转性差、抗张模量低、表面光滑、纤维间结合力差等因素的影响，致使抄制成的玻璃纤维纸强度很低，难以适应后加工及使用过程中力的作用。针对这些问题，廖合等人通过打浆、热处理、酸处理、热酸处理及添加CPAM、丙烯酸丁酯两种增强剂的方法对玻璃纤维进行表面改性，并采用添加不同质量百分比的针叶木浆的方法对改性后的玻璃纤维纸进行增强。该研究改善了玻璃纤维纸强度低的问题，推动了玻璃纤维纸应用领域的不断扩大。玻璃纤维表面具有大量的SiO-和AlO-，易吸附水溶液中的H+使水分子发生极化，而使玻璃纤维表面带负电，纤维间互相缠绕，导致玻璃纤维在水中难以均匀分散。为解决这一问题，张素风等人通过对玻璃纤维表面电学性能的研究，发现有效降低纤维表面的Zeta电位可以使纤维在溶剂中良好分散。并针对玻璃纤维的该表面性能，选取不同溶剂和溶液对玻璃纤维进行处理，破坏玻璃纤维间的分子间作用力，以达到良好分散的目的。研究结果对比发现，经苯酚-四氯乙烷溶液处理后的玻璃纤维分散效果最好。该研究为解决玻璃纤维在造纸工业中的分散问题打下了良好的基础。

1.2碳纤维

1.2.1碳纤维的概况

碳纤维是指化学组成主要为碳元素，且分子结构介于石墨与金刚石之间，含碳体积分数一般在0.9以上的无机合成纤维材料。碳纤维具有许多优于其他纤维的机械性能和物理性能，作为一种新型功能碳材料，近年来发展迅速。碳纤维是由有机纤维原丝在1000℃以上的高温下碳化形成的，具有密度小、强度大、刚度好的显著优点，同时还具有一般碳材料的特性，即耐高温、耐摩擦、抗化学腐蚀、抗辐射、抗疲劳、高导电、高导热、耐烧蚀、膨胀系数小、生理相容性好等性能。由于碳纤维具有这些优异的综合性能，使其在现代工业中得到了广泛应用。

1.2.2碳纤维纸的概况

碳纤维很少能被直接应用，大多都需要经深加工制成复合材料或中间产物后才能应用，碳纤维纸就是其中的一种。碳纤维纸一般由碳纤维或活性碳纤维及碳纤维或活性碳纤维与植物或非植物纤维混合抄造成的特种功能纸。由于碳纤维在水中易絮聚成团，且纤维间无氢键等化学作用力存在，自身结合能力差，所以在抄造过程中必须加入分散剂和粘合剂，以提高成纸匀度和强度。目前，碳纤维纸的抄造方法有干法和湿法两种，其中湿法工艺已实现工业规模生产，用该法可以成功抄制出碳纤维含量在5%~60%的碳纤维纸。随着现代造纸工艺和设备的不断发展，采用干法制造碳纤维纸的技术也开始备受关注。干法造纸具有无需将碳纤维切短，成纸强度性能较好和易规模化生产等优点。使用该法抄成的纸，其中碳纤维的含量理论上可以实现0~100%范围间的变化，主要被应用于制造高性能碳纤维纸。

1.2.3碳纤维纸的性能及应用

使用碳纤维抄造成的碳纤维纸继承了碳纤维的优良性能，具有优异的电热性能和导电性能。当碳纤维纸中碳纤维的含量在1%~5%的范围时，碳纤维纸的表面电阻减少且释放电荷，具有抗静电的性能，常用于制造抗静电产品。当碳纤维纸中碳纤维的含量在6%~30%的范围时，碳纤维纸的电阻很少，通电时可将电能转化成热能，可用于制造发热装置。同时，由于碳纤维具有多孔的特点，所以制成的碳纤维纸也是一种均匀多孔性材料，且其比表面积较大易吸附杂质，因此非常适于制造过滤性材料。而随着复合技术的不断提高，碳纤维纸的应用领域将会进一步拓宽。

1.2.4碳纤维在造纸工业中的应用

周兆云等人将丙烯腈基碳纤维经聚乙烯酰胺分散，聚乙烯醇黏合剂处理后，采用常规湿法造纸技术，对纸张进行憎水处理，抄造出了用于燃料电池的碳纤维纸，并使用扫描电子显微镜（SEM）对抄成的碳纤维纸的结构进行了检测，通过纸张电导率、空隙率、亲/疏水等性能的测试结果对由该工艺制备出的碳纤维纸的整体性能做出评估，结果显示性能指标达到国外制造水平。该高性能碳纤维纸不仅可用于燃料电池方面，在环保、航天、冶金、能源和建材等诸多行业都存在着巨大的潜在市场。气体扩散层用碳纤维纸是质子交换膜燃料电池中十分重要的组件。裴浩等人利用国产碳纤维毡制备了碳纤维纸，研究了短切碳纤维和树脂碳含量对碳纤维纸性能的影响，并采用分形维数的方法表征了碳纤维纸的结构。在此之后，梁云等人使用硅烷偶联剂对碳纤维进行处理，制备成的燃料电池用碳纤维纸经厚度、孔隙率、面电阻率、抗张强度、透气度、表面形貌等性能的测试改性结果良好。进一步促进了燃料电池用碳纤维纸的发展和进步。

1.3粉煤灰纤维

1.3.1粉煤灰纤维的概况

粉煤灰是火力发电厂和供热厂产生的主要固体废弃物，是煤粉在锅炉中经过1100~1150℃高温悬浮燃烧后生成的细颗粒粉末。粉煤灰纤维以粉煤灰、氧化钙为主要原料，经高温熔融、甩/喷丝、冷却等工序制成的无机纤维。我国以火力发电为主，燃煤电厂每年都会排放近亿吨粉煤灰，成为当前我国排量较大的工业废渣之一。粉煤灰可引起很多危害，如堆积占地，污染土壤；粉尘飘浮，污染大气；湿法排灰，污染水体；甚至含有的微量铀、镭等还会造成放射性污染。因此将粉煤灰及粉煤灰纤维用于造纸，既节约了造纸成本又有利于环境保护，对解决环境污染、资源浪费等诸多问题意义重大。

1.3.2粉煤灰纤维的性能

粉煤灰纤维具有密度小、导热系数低、耐腐烛、化学稳定性强、吸声性能好、无毒、无污染、防蛀等特点。粉煤灰纤维经处理后具有较好的亲和力，可用于制造特种用途纸张，如包装用纸、耐热纸、防火纸、防潮纸、档案用纸等，被广泛应用于造纸行业。

1.3.3粉煤灰纤维在造纸工业中的应用

粉煤灰纤维脆性大，刚性强，表面极性基团少，与植物纤维结合困难，并且粉煤灰纤维中的渣球，在造纸时都会极大地影响纸品质量，需要对其加以严格控制。苏芳等人针对粉煤灰纤维存在的这些缺点，使用实验室自制的氧化阳离子聚乙烯醇改性剂对粉煤灰纤维进行改性，然后将改性后的粉煤灰纤维与植物纤维混合抄纸，通过电子显微镜（SEM）进行测试，发现改性后纸张性能良好。耿杰等人也采用低取代度的季铵型阳离子淀粉对造纸用粉煤灰纤维进行表面阳离子化改性。除此之外，王金山等人对粉煤灰纤维复合纸的增强方法进行了研究，景元琳对粉煤灰纤维的分散、软化及应用方面做了相关研究。目前，有关粉煤灰纤维在造纸等各领域的应用报道较多，这表明我国在粉煤灰纤维的综合利用方面已取得了长足发展。因此，解决粉煤灰及粉煤灰纤维的综合利用问题对解决环境污染及资源浪费等问题具有重大意义。

1.4白泥纤维

1.4.1白泥纤维的概述

白泥纤维是将制浆造纸厂在碱回收过程中产生的大量副产物白泥、粉煤灰和煤矸石等工业废料以适当组分配比，经高温熔融、喷丝、冷却等工艺制成的以无机矿物为基本成分的无机质纤维，是一种原料成本极低的新型特种纤维材料。其主要化学成分为CaCO3，此外还有CaSiO3和残余的NaOH，以及由于纤维原料不同而含有的不同无机化合物，如Na2S、Al、Fe、Mg及尘埃杂质等。将白泥纤维应用在造纸工业中不仅能替代和节约植物纤维，而且能在降低造纸成本的同时减少制浆过程的环境污染，同时还解决了由造纸白泥固体废弃物堆积而引起的环境污染及资源浪费等问题。

1.4.2白泥纤维的性能

白泥纤维属于无机纤维，不能细纤维化，脆性大，刚性强，纤维短，在制浆过程中经打浆、分散，输送较易发生断裂。且表面极性基团少，与植物纤维结合困难，使成纸强度大幅下降，同时在抄纸过程中易出现小段纤维交织、堵塞设备等问题。由于受到上述诸多问题的制约，因此白泥纤维在造纸工业中的应用还需进一步地研究和探索。

1.4.3白泥纤维在造纸工业中的应用

近年来，国外对碱回收白泥的应用研究已经发展得较为深入，而国内对碱回收白泥的研究和应用尚处于起步阶段，尤其是对由碱回收白泥制成的白泥纤维的综合利用方面报道少之又少。毛敏等人针对白泥纤维脆性大，刚性强的特征，通过化学接枝法合成了聚乙烯醇-γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷软化剂对白泥纤维进行改性。改性后的纤维性能增强，与植物纤维配抄出的纸张性能也有所改善。这一研究推动了我国白泥纤维在造纸工业领域的应用研究和发展。除此之外，为使白泥纤维能够更适用于大工业化的造纸生产要求，王楠等人进一步对白泥纤维的表面改性进行了研究。研究选用改性后的聚乙烯醇对白泥纤维进行表面处理。经改性处理后的纤维成纸效果良好，纸张性能增强。该研究进一步推动了造纸用白泥纤维的发展。

2结语

化学纤维的优点精选篇2

以棉/麻与再生纤维素纤维混纺产品的纤维含量测定为例,比较分析了化学测定方法与纤维横截面面积测定方法,指出了标准FZ/T 01101―2008《纺织品 纤维含量的测定 物理法》纤维横截面面积测定方法的优势;之后对比分析了纤维横截面法中显微投影仪和数字化纤维检测系统两种仪器的优缺点,提出了结合显微投影仪仪器和数字化纤维检测系统仪器优势互补的新方法,达到优化标准的目的。

关键词:天然纤维;再生纤维素纤维;横截面面积

Abstract:Based on fiber content test methods of linen/cotton and regenerated cellulose fiber blended mixture, this paper pointed out the advantage of standard FZ/T 01101-2008, by comparing with solubility test method and fiber cross sectional area test method. It propounded a new method combined the advantages of microprojector and fiber detecting system which were utilized in the standard.

Key words: natural fiber; regenerated cellulose fiber; cross sectional area.

纺织品品质包含内容广泛,其中纺织纤维种类及含量是品质的重要内容之一,GB 5296.4―1998[1]中明确规定消费品使用说明中必须标明纤维成分及含量,这也是消费者的关注点,因此纺织纤维种类及含量测定的准确性成为一项重要的检测任务。在实际检验工作中,棉/麻与再生纤维素纤维混纺产品的纤维含量测定一般采用化学测定方法和纤维横截面面积测定方法。

行业标准FZ/T 01101―2008《纺织品 纤维含量的测定 物理法》[2]参照美国AATCC 20A:2005《纤维定量分析》中相关内容进行制定,本标准为难以目测鉴别的或不宜采用化学分析方法的混纺、交织纺织产品及散纤维原料的纤维含量定量提供了检测依据,笔者解读了标准并在实践检测和调研工作中发现存在一些问题,本文就在有关方面提出的相关问题作补充,提出了切实可行的解决方法,以此优化标准。

1化学测定方法与纤维横截面面积测定方法的比较

麻、棉是天然纤维,属于植物纤维,又称天然纤维素纤维,化学性质较耐碱而不耐酸。再生纤维素纤维是指用林材、棉短绒、蔗渣等纤维素为原料制成的结构为纤维素Ⅱ的再生纤维。目前生产的主要是粘胶纤维、莫代尔纤维,莱赛尔纤维等。

棉/麻与再生纤维素纤维混纺的化学测定方法使用FZ/T 01057.3―2007《纺织纤维鉴别试验方法 溶解法》[3]标准,基本操作过程如下:

按标准要求裁样,用甲酸/氯化锌将样品在不同的试验温度条件下进行溶解,将剩余物洗涤、烘干、冷却称量,通过失重计算出各组分含量。

在试验过程中发现化学测定棉/麻与再生纤维素纤维混纺含量的方法经常出现不平衡的结果,有时差异很大,影响了检测结果的准确性,而出现结果差异的原因众多且复杂,由于再生纤维素纤维是以天然纤维为原料,与天然纤维棉/麻的化学性质具有一定的共性,试验中用溶解法溶解再生纤维素纤维时的试剂浓度,溶解时的时间和温度都是重要因素,而这些因素在实际操作过程中通常难以把握,容易造成麻棉的损失,影响结果的准确性;现代先进工艺的运用,例如一些染色的处理,麻棉的丝光处理等都可能影响到化学检测的结果,给化学检测工作增加了难度,通过多次的试验证明运用化学检测方法还存在很多的问题,无法保障结果的准确性。

FZ/T 01101―2008《纺织品 纤维含量的测定 物理法》纤维横截面面积测定方法解决了化学检测方法的问题,更适合棉/麻与再生纤维素纤维混纺的含量测定。该标准规定的横截面面积测定方法如下:采用显微镜放大后或数字式纤维检测系统通过观察纤维形态结构辨别各类纤维,分别测量各类纤维横截面面积,结合测得的各类纤维根数,计算横截面平均面积,最后根据公式计算各类纤维的含量。

FZ/T 01101―2008的运用解决了溶解法溶解再生纤维素纤维时对麻棉造成损失的问题,在技术上弥补了化学检测方法的不足,由于棉/麻与再生纤维素纤维的形态结构上的差异,经验丰富的检验员对于一些染色和丝光处理等的问题也可以几乎不受影响,能够准确地测定棉/麻与再生纤维素纤维的含量,保障了结果的准确性,如图1,给出了化学溶解法与横截面测定法测定棉与再生纤维素纤维含量的柱状图。

从图1中可以看出,在测定结果准确性方面,纤维横截面面积测定法比化学溶解法有明显的优势,为了检测结果的准确性,建议使用FZ/T 01101―2008纤维横截面面积测定法。

2纤维横截面面积测定

标准FZ/T 01101―2008《纺织品 纤维含量的测定 物理法》中分别介绍了显微投影仪测定方法和数字式纤维检测系统方法测定纤维横截面面积,经过综合分析、反复研究和检测的实践工作,总结了各自的优势和不足,并提出了优化的方法。

2.1显微投影仪测定方法

用显微镜测微尺(分度为0.01mm)校准显微投影仪,将制好的横截面试样通过显微投影仪放大500倍投影成像,在投影平面内放一张约30cm×30cm方格描图纸,进行描图,切取的横截面要求每根纤维尽量完整、清晰;描图像时要求均衡,注意不要描绘已经描过的纤维,每种纤维至少测量100根,若试样纤维横截面存在明显不均匀,则测量根数不少于300根,若某种类纤维含量较低,试样中该类纤维总根数不足,则测量试样中所有该类纤维根数,计数方格数,测定每根纤维的横截面面积,再计算每种纤维的横截面面积的平均值。将制好纵向的试样放在显微投影仪上,调焦至纤维边缘的影子能清晰地投射在投影圆圈内,计算纤维不少于1500根,最后根据公式计算出每种纤维的含量。

2.2数字化纤维检测系统测定方法

将制备的试样放在显微镜载物台上,显微镜调到合适的放大倍数,显示器上的纤维图像达500~1000倍,选择图像分析软件中正确的标尺和图像采集功能。调节显微镜焦距,使显示器上的图像清晰,用视频摄像头采集图像,利用鼠标完成图像冻结、面积测量等程序,将横截面面积测量结果储存于图像分析软件系统。移动载物台,选择另一图像清晰的界面继续测量面积。利用检测系统软件的统计计算功能自动计算每种纤维的横截面面积平均值,单位为μm2。

2.3显微投影仪和数字化纤维检测系统各自的优势和不足

表1列出了两种仪器测定纤维含量的优缺点。

表1结合图2~图9可以看出:显微投影仪仪器的优势在于鉴别纤维和描纤维横截面形态结构的准确性,不足之处是计算方法的效率低以及准确性低;数字化纤维检测系统仪器的优势在于保证了计算方法的高效性和计算结果的准确性,不足之处是获取的测试目标的不准确性。

2.4显微投影仪仪器和数字化纤维检测系统仪器互补优势

FZ/T 01101―2008《纺织品 纤维含量的测定 物理法》中采用了显微投影仪仪器和数字化纤维检测系统仪器测定纤维含量,这两种方法在实际运用中都存在着不足,笔者根据上述分析研究和工作实践经验,提出结合显微投影仪仪器和数字化纤维检测系统仪器优势的新方法,具体操作如下:

把制好的横截面试样通过显微投影仪放大500倍投影成像,在白色图纸上描绘纤维的各种形态,将该图纸扫描在电脑上,通过纤维分析系统数据分析软件系统自动计算横截面平均面积和结果,并自动储存横截面面积测量结果。

该方法充分利用显微投影仪描纤维横截面形态结构的准确性的优势,测得横截面的形态结构,再结合数字化纤维检测系统测定方法计算结果的高效性和准确性,快速准确获得结果。与原方法相比,该方法有三个特点:

第一,使用白图纸代替方格纸,描绘的纤维横截面形态更清晰。

第二,采用扫描方式采集图片,直接导入至数字化纤维检测系统进行面积测定,由于人工描纤维形态,系统快速识别纤维,同时不需要用鼠标切割图像,极大地缩短了测试时间,对于复杂样品,显微投影仪方法需要一天时间,该方法仅需要2h。

第三,由于使用人工描纤维形态,能准确识别各种纤维,并尽可能避免了数字化纤维检测系统不能识别的情况,因此保证了数字系统对面积的准确测定。表2为三种方法的测试结果,表明该方法准确性和时效性。

显微投影仪测定方法和数字化纤维检测系统测定方法的结合,改进落后的人工数格子计算横截面面积的方法,既节省时间,提高工作效率,又打破了数字化纤维检测系统测定方法的局限性,操作更为快捷、方便、准确。两种测定方法优势的互补,适应当时的检测工作,最大限度地提高工作效率。

3结论

(1)通过试验证明,标准FZ/T 01101―2008《纺织品 纤维含量的测定 物理法》横截面法能够准确地测定棉/麻与再生纤维素纤维含量,建议使用FZ/T 01101―2008《纺织品 纤维含量的测定 物理法》标准横截面法代替化学溶解法。

(2)FZ/T 01101―2008中两种仪器的测定含量都存在自己的优势和不足之处,结合两种仪器的优点,研发了测定纤维含量的新方法,既解决了关键技术难题,又提高了检测工作效率,保证了检测结果的准确性,该方法更为科学、实用、有效,丰富了标准内容,达到了优化标准的目的。

(3)目前,数字化纤维检测系统只有模拟摄像头和数码摄像头两种图片采集方式,由于图片采集方法不够全面,在软件技术上存在不足的情况给检测工作带来了困难,建议升级数字式纤维检测系统,增加扫描仪采集图片方式,实现新方法的应用。

参考文献:

[1] GB/T 5296.4―1998《消费品使用说明 纺织品和服装使用说明》[S].

[2] FZ/T 01101―2008《纺织品 纤维含量的测定 物理法》[S].

化学纤维的优点精选篇3

【关键词】水利工程；钢纤维混凝土；施工技术；质量控制；技术要点

前言

水利工程现代化的集中表现为大型、多功能型水利工程的广泛兴建，水利工程的现代化还表现在大量新型材料和新科技的运用上，这样的趋势导致当前高新材料和科技在水利工程建设上得到不断地应用，特别在水利工程越来越受到重视的当下，如何能够运用高科技元素提高水利工程的性能、实现功能的多样化和规模的大型化，就成为水利行业的发展趋势，也成为水利事业的一项重点工作。水利工程建设中经常会出现混凝土结构裂缝、腐蚀和碳化等缺陷，对水利工程安全和建设造成影响，新时期的钢纤维混凝土施工技术的运用对此有了很大改观，钢纤维混凝土对比传统混凝土具有更高的物理和力学性质，在化学稳定性和耐腐蚀上也表现出优良的性能，特别对于裂缝、腐蚀和碳化等常见问题有比较好的预防能力，因此在会理工程施工中得到了广泛的应用。加快钢纤维混凝土施工技术的应用和推广应该让水利建设者看到钢纤维混凝土技术的长处，因此，需要对钢纤维混凝土施工技术进行梳理，在概述钢纤维混凝土施工基本情况的基础上，说明了钢纤维混凝土的优异性能和在各项水利工程中的应用，并跟进钢纤维混凝土的实际操作，提出了钢纤维混凝土在水利工程施工中应该注意的技术要点，实现水利行业推广钢纤维混凝土施工技术的目的，起到全面提高水利工程安全性和技术含量的作用。

1、钢纤维混凝土的概述

1.1钢纤维混凝土的材料

水利工程钢纤维混凝土施工的材料具有多种类型，常见的钢纤维的种类有：普通碳钢钢纤维、特种钢钢纤维、剪切型钢纤维、铣削型钢纤维、浇筑用钢纤维和喷射用钢纤维。钢纤维的主要功能是提高混凝土界面的粘结性，提高钢纤维混凝土的结构强度，预防混凝土裂缝的产生。

1.2钢纤维混凝土的优势

钢纤维混凝土具有优良的经济性，在同等强度和同等体积的钢纤维混凝土和普通混凝土的对比中，钢纤维混凝土的造价远远低于普通混凝土。钢纤维混凝土具有良好的工作性，钢纤维混凝土具有抗拉、抗弯、抗扭和抗剪能力，其耐压、抗震和受负荷的能力更是远远强于普通混凝土，特别是钢纤维混凝土独具的抗裂缝能力，这是普通混凝土所不具备的。钢纤维混凝土具有稳定的理化特点，可以在高热、高摩擦、高腐蚀、长时间的条件下保持较好的整体性和耐久性。

2、钢纤维混凝土在水利工程的应用

钢纤维混凝土具有抗拉、抗弯和抗剪性，是水利工程中对围岩和土体支护工程中可以广泛采用的形式。钢纤维混凝土的防水性能好、收缩率低，可以用于水利工程中低压水管、蓄水池、地下工程等防渗项目之中。钢纤维混凝土的耐摩擦性和抗腐蚀能力较强，是水利工程溢洪道、水闸底板等水流高速部位的重点选择形式。钢纤维混凝土的耐腐蚀性能可以在海水、盐碱等腐蚀性环境中的水利工程中应用，例如闸门、阀门、输水管道等。钢纤维混凝土的抗疲劳性和抗震性能优良，可以广泛在水利工程的荷载结构和抗震结构中得到应用。

3、钢纤维混凝土在水利工程中的施工技术

3.1钢纤维混凝土配制阶段的技术要点

首先，拌合料中必须有足够的水泥浆填充的空隙和足够的水泥使用量，既可以减少骨料和钢纤维彼此间的摩擦阻力，又可以确保拌合料的流动性。其次，钢纤维混凝土水泥应选择硅酸盐水泥、通硅酸盐水泥为主，也可根据需要选用矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，但应遵守施工的相关规定。其三，钢纤维混凝土中钢纤维长度应该得到有效公职，不能过细过长，也不能过短过粗，应以施工需要和施工设计为准。最后，钢纤维混凝土的粗、细骨料规格应该得到控制，要保持空隙率小，对节约砂浆和增加混凝土的密实度起很大作用，用粗砂配制的混凝上强度要比用细砂配制的混凝土强度为高。

3.2钢纤维混凝土施工阶段的技术要点

首先，做好钢纤维混凝土的拌制和运送工作，钢纤维混凝土一般在商品混凝土工厂制备，应严格按混凝土配合比的规定对原材料进行计量，搅拌好的钢纤维混凝土拌合物用运输车进行运输，注意运输过程中还需加水不断搅拌。其次，做好钢纤维混凝土的泵送工作，混凝土泵应在可慢速、匀速并随时可反泵的状态。待各方面情况都正常后再转入正常泵送。最后，做好钢纤维混凝土的振捣工作，钢纤维混凝土浇筑后应该根据需要和设计，以规定的强度和密度进行振捣，是钢纤维混凝土能充盈混凝土模板。最后，做好钢纤维混凝土的养护工作，养护以保温和保湿为主，注意拆模时间不应过早。

结语

综上所述，水利工程施工需要有效避免混凝土裂缝、腐蚀和碳化，需要以新科技和新材料为先导寻求一种新式的施工技术，钢纤维混凝土在具有经济性、稳定性和安全性的基础上，达到控制混凝土裂缝的产生、降低工程造价、提高混凝土抗腐蚀能力和延缓混凝土碳化过程等效果，是水利建设领域较为新颖的施工技术。钢纤维混凝土施工技术在我国多用于公路和道桥建设，水利建设的应用才刚刚开始，特别是钢纤维混凝土技术有涉及面广、控制难度高和质量管理难等特点，因此，需要水利工程和技术人员更应加强日常的施工和研究工作，在结合水利工程施工实际的基础上，找到推广和普及钢纤维混凝土技术的切入点和突破口，实现钢纤维混凝土技术对水利工程建设深层次的价值和作用。

参考文献

[1]何华兴.浅谈钢纤维混凝土及其施工应用[J].科技信息（科学教研）.2008（19）

[2]赵冠鹏.钢纤维混凝土应用技术研究[J].河北工业大学成人教育学院学报.2006（03）

[3]王成仲，安宏钧，杨松泉.钢纤维混凝土的配合比设计及应用[J].河北建筑工程学院学报.2006（02）

化学纤维的优点精选篇4

未来将引领全球技术进步

当前的国际国内环境，都对中国化纤工业的发展提供了有力的帮助。

在国际方面，发达国家化纤产业进一步萎缩是其主要原因，同时，推动技术进步的动力和能力不断下降也为中国大力发展化纤工业提供了有利条件。

在国内因素方面，目前中国的化纤技术水平处于“产品制造”向“差异化”转变的阶段，在国际化的分工中主要承接量大面广的化纤及化纤纺织品的制造，高档产品比重偏低。在这样的条件下，每一项技术的突破都将伴随着增量的快速发展，科技进步同时也将推动化纤产业的结构调整。以聚酯国产化技术水平统计为例，“十五时期”的建厂规模为15万～20万吨，加工费用在500～580元/吨；到“十一五”期间，建厂规模翻了一番，为30万～40万吨，相应的加工费用减至400～450元/吨。大容量、高起点、低成本国产化聚酯工程，实现了规模效能化、短程化。

目前中国的化纤工业发展具有明显的优势，首先整个化纤工业已经形成完整的产业链配套体系，包括相应的科研、人才培养和装备制造部门；其次，我国化纤工业在常规生产领域拥有领先的设备和技术；再次，生产的产品包括常规化学纤维、高性能化学纤维、生物基化学纤维，成为产品覆盖面及应用范围最广的国家。这些优势为化纤工业的科技进步奠定了扎实的基础，也为实现化纤工业转型升级、创新发展提供了有利条件。

未来，中国化纤工业必然逐步承担起引领全球化纤工业进步的重任。

科技进步的主要体现

当前，我国化纤工业生产的化纤产品主要包括常规化学纤维、高性能化学纤维和生物基化学纤维三种大类。常规纤维的多功能化和高差异化，高性能化学纤维的低成本化生产和品质提升，生物基化学纤维及原料的研发、规模化生产及市场应用，常规纤维的绿色低碳生产技术是现在及未来中国化纤工业科技进步的主要体现。

第一，常规化学纤维的多功能化和高差异化。目前，差别化纤维主要集中在细旦、粗旦、有色、大有光和全消光等技术层次，从差别化、商品化品种分析，多集中在规格、截面的变化方面。实际上，这种差别化只能算作是“常规”。而阻燃、抗静电、吸湿透汗、导电、抗菌、远红外、高收缩、高强包膜、抗起毛起球等，才是发展重点。

第二，高性能化学纤维的低成本化和品质提升。高性能纤维是全球化纤的发展趋势。近十年，全球高性能纤维以接近30%的速度在增长，未来5～10年将是高性能纤维发展的黄金期。对于中国高性能化学纤维的发展，应吸取常规化纤发展的经验，从下游往上游发展更有优势；要紧盯国际化纤发展方向；注重基础理论研究；注重回收技术。

第三，生物基化学纤维及原料的规模化生产及应用，欧美、日本等发达国家逐渐退出受资源和环境约束较大的常规化学纤维生产，并重视适应绿色环保和可持续发展的需求，加快开发生物基化学纤维及其面料生产。我国化纤工业在这一方面，提出了“支撑体系建设”方案，明确了生物基化学纤维未来3～5年“三替代、三结合、三重点”的发展原则，同时，也制定了“生物基化学纤维及原料科技与产业发展30年路线图”。

我国生物基化纤发展的主要任务主要有三个方面，开发替代石油资源的非粮生物基原料、新型生物基化学纤维；突破生物基纤维绿色加工和新工艺、装备集成化技术，实现产业化生产；开拓生物基化学纤维运用领域，促进产业链跨越与可持续发展，实现社会经济效益显著提高。

第四，常规纤维的绿色低碳生产技术。高、新技术在常规纤维发展中可以解决技术问题，改造提升工艺、装备、过程控制及管理问题，以达到提质降耗、优化工艺、清洁生产的目的。通过技术创新、开拓先进材料，进而改革创意和产品，将纳米技术、生化技术等现代技术相融合，开拓21世纪尖端材料。

紧随趋势掌握主动权

化学纤维的优点精选篇5

关键词：玻璃纤维布；碳纤维布；复合材料；力学性能；纤维

复合材料纤维复合材料，简称FRP，因其较大的强度和较良好的耐久性，获得了材料学界的广泛关注，其中碳纤维增强环氧树脂复合材料具有其他材料都没有的良好的耐高温和耐腐蚀性，作为玻璃钢一大分支的玻璃纤维增强环氧树脂复合纤维，比重小，比强度高是它的一大优点，良好的耐化学性使它的可使用范围更加广泛。另外，碳纤维增强环氧树脂复合纤维和玻璃纤维增强环氧树脂复合纤维都具有质量轻和力学性能优良的特点，在当下材料短缺的现状下，如果能将这些材料应用于各行各业中，将会降低部分产品的高成本，解决原料短缺的问题，促进材料学以及社会经济的一大发展。

1碳纤维增强环氧树脂复合材料

1.1碳纤维的发展历程

碳纤维作为一种无机高分子化学材料，主要组成元素是碳元素，碳纤维是一种纤维状碳化合物，是在惰性气氛和高温条件下有机纤维碳化而形成的，有纤维、布料等多种形式，也有多种分类，按照其力学性能的不同，可以分为高强度、超高强度等，根据其元素的不同可分为纤维素基、酚醛基和沥青基等，碳纤维主要是在复合材料中充当增强材料，根据不同的基体材料以及复合方式可以达到不同的效果。碳纤维复合材料具有较好的耐高温性和耐疲劳性。很久以前，就有很多科学家从碳纤维入手，成功制备了力学性能较好的黏胶基碳纤维和聚丙烯腈基碳纤维，后来，碳纤维的应用范围不断扩大，在运动领域、航空、人造卫星等多个领域都有其应用。

1.2碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

通过查阅资料我们可以知道，碳纤维力学性能非常好，相比其他材料来说，碳纤维的抗拉强度和弹性模量都比其他纤维高出不少。为了研究成型压力对其拉伸性能的影响，我们进行了一系列实验，运用控制变量法，选取成分含量相同的树脂溶液，使用相同的碳纤维单向布，改变成型压力，制备不同的碳纤维增强环氧树脂好复合材料，通过压力测试，对不同的碳纤维复合材料拉伸性能做出评价。最后试验结束，在拉伸的过程中，不同的成型压力的复合材料会出现不同的断裂程度，因此我们能够得到下列结论，增加复合材料的成型压力可以在一定范围内增加复合材料的拉伸程度和弹性模量，这说明在一定的范围内，成型压力的适当增加对树脂基体对纤维的浸润程度有促进作用，可以提高树脂与纤维之间的粘合性，因此复合的效果也就越好，材料的拉伸性能也就越高。

2玻璃纤维增强环氧树脂复合材料

2.1玻璃纤维的发展历程

玻璃纤维制品被广泛应用在各行各业，它是一种具有较高性能的无机非金属材料，具有较好的耐热性和耐腐蚀性，主要成分是二氧化硅，根据其形态和长度可分为连续纤维、定长纤维和玻璃棉，根据玻璃中碱的含量可以分为无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和高碱玻璃纤维，因为其良好的绝缘性和耐热性，常作为电绝缘性材料和保温材料出现在我们的生活中。玻璃纤维和碳纤维一样，常作为增强材料，被广泛应用在各个领域。玻璃纤维是玻璃钢的一种因此它的性能较钢的性能要高出许多。玻璃纤维作为增强材料，其中最出名的就是玻璃纤维增强环氧树脂复合材料，环氧树脂是一种性能优良的热固性树脂，与其他不聚酯树脂相比较，力学性质更优良，点绝缘性能越高，耐化学药品性、耐热性以及粘合性能也越好，当环氧树脂与玻璃纤维形成复合材料时，由于它较强的粘结性，因此可得到较高的界面剪切强度，复合材料使环氧树脂本就优良的力学性质耐化学性得到更好的发挥。

2.2玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

通过下表中玻璃纤维与钢性能的对比可以知道，玻璃纤维具有很好的力学性质，因此，它是一种较好的复合材料中的增强材料。玻璃纤维是单项排列在树脂基体内的，所以当纤维含量达到一定值时，当外力通过树脂基体作用到纤维上时，由于各向异性的影响，外力的作用方向会发生改变，开始沿着纤维取向的方向发展，在一定程度上使力的作用发生分散，从而对复合材料的破坏程度降解到最低，提高了复合材料的力学性能，但是当复合材料中纤维材料含量过多时，部分纤维很难被树脂基体完全浸润，造成材料中许多结合界面结合力减弱，当外力作用到材料上时，力的传递失去了它本应有的效果，从而使材料的性能下降。

3结语

经过多年的发展，我国的复合材料也跃居世界前位，但在很多领域我们或许对碳纤维以及玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的研究还有很多缺陷。碳纤维以及玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的耐腐蚀性、绝缘性、耐化学性以及耐热性相比之其他材料都是非常优良的，由于其刚性好、强度高，因此可以广泛应用于航天航空以及运输领域，对这些优良性能材料的开发可以有效降低产业开发所需的高成本和能源短缺的严重问题，所以，总的来说，这些新型材料的发展在未来的高新产业肯定会有美好前途，会产生大的作为。

参考文献

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[2]崔兴志．碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备及性能研究[D]．中国海洋大学，2014.

[3]牟书香，贾智源．碳纤维增强环氧树脂复合材料的液体成型及其性能研究[J]．玻璃钢/复合材料，2013，（Z2）.

[4]梁春群，莫攸．竹纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究[J]．化工技术与开发，2010，（8）.

[5]尹志娟，王丽雪，姜珊．玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的低温性能研究[J]．黑龙江工程学院学报（自然科学版），2010，（1）.

[6]张硕，姚宁，吴继平，张广泰．玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能[J]．电工材料，2016，（1）.

化学纤维的优点精选篇6

产业基础有待系统性夯实

产品水平经受市场化筛选

张定金（中国复合材料集团有限公司董事长）：

对全线亏损现状对症下药

由于我国碳纤维产业化发展较晚，对核心技术及相关装备设计的专利覆盖面非常窄，进入国际市场竞争缺乏优势。生产开发碳纤维的企业都是比较年轻的企业，缺乏化纤生产的技术沉淀及人才培养。除此之外，我国的碳纤维企业面临多重问题：缺乏专业的碳纤维（高性能纤维）生产线装备设计及制造企业；技术优势企业难以得到国内碳纤维相关的研发资金，研究院所与企业争抢研发资金，研究院所与企业共赢的优势得不到发挥；产品的稳定性不强，批内、批间的波动仍然较大；低水平重复的研发与生产建设非常严重，造成资金等资源的浪费；对大丝束的预氧化和碳化缺乏工艺经验，缺乏生产线的低成本运营经验；产品、技术、工艺路线单一，生产经营还不能适应市场的要求。所以，国产碳纤维价格低于国际平均水平，同时也低于其生产成本，基本处于全线亏损的境地。

目前我国碳纤维产业在国际市场没有话语权。如果生产技术、产品质量都能达到国际主流水平，我们的产品自然而然就会有市场话语权。而对于成本问题，不仅要从丙烯腈到碳纤维的系统中去解决，更需要从碳纤维到复合材料构件的系统中去解决，要从先进材料的综合使用效能上去解决。

产业工程化研究目前还较为肤浅。在碳纤维领域，对比国内外专利就能明显看出其工作细致性的差距，工程化的研究基本都是由企业结合生产实际来实现或完成，因此，要鼓励更多的科技人员走向企业一线，从事一些基础、单调而有意义的工作。

杨建行、欧阳琴（中科院宁波材料技术与工程研究所）：

各级碳纤维都有相应市场

T300、T700、T800级碳纤维的应用领域各有侧重，不存在谁取代谁的问题。其中T300的历史最为悠久，生产质量也稳定可靠。T700主要用于压力容器、休闲用品的制造，其生产具有速度快、成本比较低等优点，有效地解决了成本问题，满足了工业化与大量使用的需求。标准模量碳纤维目前的市场份额为80%～90%，剩下的市场份额由高强中模碳纤维占据。

高强高模碳纤维是由高强中模碳纤维经过石墨化而制成。高强中模碳纤维的研制工作，从其自身水平、应用领域来讲都至关重要。高强中模碳纤维没有明确需求牵引，所以更需要企业自身的创新推动。国内的企业大都停留在实验室阶段或工程化研究阶段，很难实现规模化稳定生产。

李建新（天津工业大学教授）：

膜材料产业正在努力追赶

人工肾是中空纤维膜材料产业最早被应用的领域，这一市场一直由日本企业主导，国内企业正在努力追赶。现在的膜产业已被广泛应用到水处理、制药的分离纯化、啤酒的生产等诸多领域。中空纤维膜材料的使用具有多种优势。中空纤维材料的装填率非常大，而料液的压差最小，使过滤过程的压力也比较小，价格比较低。但是由于中空纤维是单丝功能纤维，它的强度也是个关键的性能参数。

“十二五”规划中中空纤维膜发展方向为高强度PVDF等中空纤维膜及大型膜组器（MBR）装置、水处理中空纤维复合纳滤膜规模化制备技术、气体分离中空纤维复合膜技术。

目前全球高性能膜材料的发展呈现以下几方面特点：一是膜材料产业向高性能、低成本及绿色化方向发展。二是膜材料市场快速发展，与上下游产业结合日趋紧密。三是膜技术对节能减排、产业结构升级的推动作用日趋明显。四是膜技术对保障饮水安全、减少环境污染的作用显著增强。高性能膜材料在这些领域的应用呈发展趋势。

刘兆峰（苏州兆达特纤科技有限公司总经理）：

发展芳纶产业顺应历史进程

有观点认为，化学纤维发展史有两个里程碑，第一个里程碑是化纤部分取代天然纤维，第二个里程碑是高技术纤维材料部分取代钢铁、塑料。芳纶是高技术纤维的代表，由此可见对位芳纶产业的重要性。目前，国外对位芳纶的生产企业主要有美国杜邦公司、日本帝人公司、韩国可隆公司及晓星公司。

胡显奇（浙江石金玄武岩纤维有限公司总经理）：

持续创新才能抢占先机

连续玄武岩纤维（ContinuousBasaltFiber，简称CBF）是以火山岩为原料经1450℃～1500℃高温熔融后快速拉制而成的连续纤维。它的耐烧蚀性与碳纤维、高硅氧相当，隔热性能比碳纤维优越，价格却只有碳纤维的1/8到1/5。高强高模的玄武岩纤维可用于树脂基复合材料的增强，对武器装备的高性能化和轻量化有直接的贡献。国内外CBF的产业尚处于初级阶段，无论是基础研究、还是市场的应用研究，或是规模生产的工艺技术及装备等方面都有很多的技术瓶颈需要攻克。因此，CBF产业的技术创新之路任重而道远。我国生产玄武岩纤维具有自主知识产权，对外依存度为零，其生产技术在世界处于领先地位，为我国新型武器装备的制造提供新材料的支撑。

CBF产业既需要国家的大力扶植，也需要企业加强技术攻关。CBF是“烧钱”的高技术产业，因此，必须引进产业资本，要从CBF性能优势出发，要通过产学研结合的方式加强应用研究，有重点地寻找量大面广的领域，大力开展应用研究，引导和撬动市场需求，促进产业迅速发展。高技术产业都是大投入大产出，干小了等于白干、干慢了等于自杀。只有持续创新才能在与传统产业的竞争中抢占先机，进一步实施可实现价值创新的“蓝海战略”，迎来企业快速增长和持续赢利的春天。

杨年慈（湖南中泰特种装备有限责任公司研究所所长）：

PE纤维产品还需开拓与细化

个体防护装备是现代战争、反恐和维稳中减少伤亡、提高战斗力的重要保障。个体防护装备随武器的发展而不断提升，目前已成为一个重要产业。枪击和刀刺是对人体伤害的两大威胁，目前单独的防弹服和防刺服走向防弹防刺（双防）将成为必然趋势。兼有防弹防刺功能的材料攻关难点在于两种防御机理间的悬殊差异，需要同时满足三种贯穿相矛盾的材料制备。此项研究起步较晚，在国际上尚无防弹防刺服的标准。

近十年来，我国PE纤维取得了迅猛发展，纤维品质有待进一步提高。我们仍需在后加工产品方面努力开拓与细化，提升产品附加值，使产业步入良性循环，最终实现由纤维生产国向纤维产业国的转变。

袁其朋（北京化工大学生命科学与技术学院院长）：

化工多元醇市场尚未成熟

化工多元醇广泛应用于化工、制药、材料与食品等领域。我国的化工多元醇产业直接年生产总值超过700亿元，与之相关的产业超过7000亿元。目前，国内多元醇生物炼制工业面临成本与技术的双重挑战。首先是粮食原料来源受限，而非粮生物质组分复杂，利用率低；菌种（催化剂）催化效率低、选择性差；现有的生产工艺能耗高、污染严重；生产规模小，下游产业开发不足，诸多原因造成国内多元醇生物炼制工业成本高、技术不成熟、缺乏市场竞争力。

研发投入须从实际需求出发

技术升级要与工程一线结合

张定金（中国复合材料集团有限公司董事长）：

技术合作要与自主研发相结合

面对我国高性能纤维（包含碳纤维）相关生产技术基础薄弱的问题：一方面要多渠道积极吸收并消化国外的相关技术，加强相关领域的技术合作；另一方面，在化纤相关领域不可一味引进与复制国外生产线，要加强自主研发，从国家层面进行相关技术的整合与共享，集中优势力量解决主要矛盾。

刘兆峰（苏州兆达特纤科技有限公司总经理）：

核心技术需要理论联系实际

企业想发展，单靠资金和技术人才不掌握关键的核心技术是不行的。而关键的核心技术必须在小试、中试过程中理论联系实际，进行艰苦实践才能得到。而仅掌握关键的核心技术，缺乏资金支撑，发展会很艰难，不成气候。因此，我们呼吁二者结合，希望几年后中国可以出现和杜邦、帝人相匹敌的芳纶企业。国内目前有6家企业从事对位芳纶产业化，4家央企或大型国企，2家民企。其中有3家宣布已建成千吨级产能。苏州兆达公司是常熟市以范建刚为首的一批民营企业家以自然人身份集资成立的公司。公司以企业为主体，实行产、学、研三结合，由东华大学退休教师及东华大学毕业的博士、硕士组成技术团队，由总后装备研究所等单位参加后续产品的研发。

施楣梧（总后勤部军需装备研究所博士）：

遮蔽性研究推动多学科发展

服装最基本的功能是御寒和蔽体。虽然现代服装面料的设计更多考虑的是美观，但仍然要重视服装的防透视性能，加强浅色服装的遮蔽效果。我国海军的87式、04式水兵服都采用了有衬里设计，而07式海军服不加衬里，使得加强遮蔽效果变得尤为重要。

除了保证海军官兵穿着白色夏季服装后拥有庄重威武的外观且兼具舒适性之外，遮蔽性的研究还可以使穿着夏季轻薄服装的人群避免内衣和体肤暴露的尴尬，有关视觉遮蔽理论研究也可推动光学理论的发展，指导其他遮障物的设计，对气象学、烟幕学等学科的发展具有推动作用，具有重大的学术意义。

要达到视觉遮蔽效果，可以从染整环节的涂层、泡沫整理，到纺制细支高密纱线，设计多层结构、强反光的组织结构，再到细旦、多孔、中空、粗糙化、异型纤维的生产等多方面入手。日本在此方面的研究成果最多，水平也较高。总后装备研究所使用的是增强光散射的方法来实现纤维的防透视效果和织物的视觉遮蔽效果。

徐坚（中国科学院化学研究所研究员）：

产业建设中技术薄弱成问题

经过多年的持续努力，我国高性能纤维制备与应用技术取得了重大突破，初步建立起国产高性能纤维制备技术研发、工程实践和产业建设的较完整体系，产品质量不断提高，产学研用格局初步形成，基本解决了国产高性能纤维制备与应用的“有无”问题，有效缓解了国民经济和国防建设对国产高性能纤维的迫切需求。但相对高速发展的国民经济与国防建设，我国高性能纤维及其复合材料理论基础和产业化基础仍相对薄弱。碳纤维制备、芳纶纤维制备和复合材料高效制备与应用等领域中的一系列关键科学技术问题还没有完全突破，行业自主创新能力不强，部分高性能纤维及其复合材料制件仍依赖于进口，处于受制于人的局面。

朱美芳（东华大学材料科学与工程学院院长）：

纳米杂化材料超越传统材料限制

纳米杂化材料结合了有机及无机基团的性质和功能，与单一的有机物或无机物相比，其在力学、光学、电磁学、耐热性和生物医学功能等方面具有明显的性能优势，而且容易通过结构设计、方法选择合理控制各种反应参数（如反应温度、时间、无机组分的相对含量等）来实现功能调控和优化。

将无机纳米粒子分散在聚合物基体中制备高聚物基纳米复合材料，已被广泛地应用于聚合物的性能改善和功能化。因为这类纳米复合材料可以综合无机纳米材料与聚合物的优点，对高聚物基体的力学性能、热性能等产生特殊的影响或增加新的物理性能，极大改善材料的稳定性和可加工性，对开发高性能、有特殊功能的复合材料具有重要意义。从物理和化学两方面改进PHAs结构，克服其上述结构与性能缺陷，全面提高其物理机械性能是本领域前沿和热点研究问题。课题组及其国内外同行运用纳米材料和技术改性PHAs的研究进展。通过与纳米粒子的复合，PHAs基复合材料的力学性能、热性能和可加工性等得到显著提高，且有新的特殊物理性能产生，对开发高性能、多功能的PHAs具有指导意义。大力发展PHAs材料产业链，既能够减少对石油等不可再生资源的依赖，又可以降低污染物排放。

朱波（山东大学材料科学与工程学院教授）：

碳纤维生产也要科学降耗

在碳纤维制备过程中，主要能耗环节包括原料精制、原液制备、原液保温、牵伸浴槽加热、蒸汽牵伸加热、原丝干燥烘干、预氧化炉、低温碳化炉、高温碳化炉、碳纤维制备烘干、溶剂回收、单体回收、氮气制备、废气焚烧、车间空调、冷却循环等。以年产1000吨12K碳纤维设施为例，需要消耗蒸汽约20吨/小时，电力约4200千瓦时。如果我们使用科学的方法优化设计，可以大幅降低碳纤维制备过程中的能耗，促进碳纤维生产技术的进步。

原料精制采用多效精馏，利用余热预热需要精制的原料、需要回收的废液、需要汽化的液氮，综合可以节省蒸汽约2吨/小时；加强浴槽保温，加强原液保温，优化烘干设备，密闭烘干设施，可以减少约1.5吨/小时蒸汽损耗，同时可减少车间空调能耗；优化蒸汽牵伸机的设计，减少蒸汽流失量，可以减少约1.5吨/小时蒸汽损耗，同时可减少车间空调能耗。

利用废气焚烧炉余热预热进入燃烧室的废气，利用烟气预热预氧化炉的新鲜空气，每小时可节约煤气约200立方米，节省预氧化炉电力消耗约1000千瓦时。低温碳化炉采用出口预热冷氮气，可有效利用碳纤维余热，同时可减少出口水冷消耗，可节省电力约50千瓦时。高温碳化炉采用复合保温设计，取消炉壁水冷，可减少装机容量500千伏/安～700千伏/安，减少冷却水带走热量能耗约200千瓦时，同时可减少备用电源及安全设备投入，减少冷却水循环量及消耗量。优化设计烘干设备，采取远红外加热，可提高加热效率，预计在碳纤维制备流程中可节省电力约500千瓦时。

设备折旧一直是导致影响碳纤维成本的一个重要因素，如果全部采用进口设备，生产每公斤碳纤维（12K）设备折旧约30元～35元，国产设备每公斤碳纤维（12K）设备折旧约8元～10元。通过合理的节能措施和能源再利用，可以节省能耗30%左右，通过设备国产化，每公斤碳纤维（12K）可降低成本20元～30元。综合考虑，每公斤碳纤维（12K）生产成本可降低30元～40元，规模越大，相对经济效益越发突出。

袁其朋（北京化工大学生命科学与技术学院院长）：

生物质化工多元醇关键技术待突破

化学纤维的优点精选篇7

“十三五”是全面建成小康社会、如期实现第一个百年目标的决胜时期，是纤维产业经济全面转型升级的关键时期，是建设中国特色纤检事业的重要时期，根据党的十及十八届三中、四中、五中全会以及中央经济工作会议精神，结合《质量监督检验检疫事业发展“十三五”规划》，制定《纤检事业发展“十三五”规划》。

一、“十二五”时期纤检事业发展的成效和经验

“十二五”时期，纤检系统积极应对复杂多变的纤维产业经济形势，秉承“抓质量、保安全、促发展、强质检”工作方针，完成了“十二五”规划确定的主要目标和任务。五年来，纤检系统坚定不移抓质量，棉花质量“身份证”制度基本建立，棉花公证检验数量由2009年度的255万吨增长到2014年度的514万吨，连续三年实现棉花公检全覆盖；已建立棉花加工企业质量诚信档案3111家，质量诚信体系初步建立。全力以赴保安全，战胜了游资大肆炒作对棉花质量的冲击，守住了棉花质量安全底线；严厉打击“黑心棉”絮用纤维制品，端掉制假售假窝点近200家，开展“阳光纤检进高校、进工地、进幼儿园”活动，宣传受众近百万人次，没有发生系统性、区域性质量安全事故。一心一意促发展，积极配合地方政府，推动纤维质量检验体制改革，重点支持新疆、内蒙古、广西三个地区纤维产业经济发展；实施了与国际接轨、先进的纤维仪器化检验质量标准，为企业发展提供技术支撑，助力纤维产业提质增效；全过程参与国家产业政策实施，为政策制定提供决策性依据，为政策落实发挥基础保障作用。改革创新强质检，建立了以监督检查、公证检验、监督抽验“三项制度”为支撑的监督管理体系；建成了检测规模、检验能力居世界首位的棉花仪器化公证检验体系，配备524台套大容量快速检验仪（HVI），年检测能力达到800万吨，是“十二五”初期的1.3倍；两项研究填补我国检验技术领域空白，获国家专利18项，科技奖励43项，获奖论文15篇。这些成绩为“十三五”发展积累了丰富经验，奠定了坚实基础。

“十二五”期间，纤检事业的发展得益于以下基本经验：一是坚持服务全局工作，始终坚持把纤检事业置于服务国家经济发展工作大局中统筹推进，紧密配合产业改革和产业政策的推进实施，找准自身服务发展大局的着力点和结合点，只有这样才能明确自身定位和发展任务，保证发展方向正确。二是坚持改革创新，始终坚持以改革创新的精神提高和完善纤检工作，不断推进理论创新、制度创新、技术创新，只有这样才能较好地适应中国特色社会主义事业发展要求，保证纤检事业的可持续发展。三是坚持以问题为导向，始终坚持把发现问题、剖析问题、解决问题作为事业发展的出发点和落脚点。做到“知不足而后进”“防患于未然”，不断适应新形势，实现纤检事业新发展。四是坚持提升工作有效性，始终坚持将纤检事业与服务纤维产业、宏观经济结合起来。始终强调以工作有效性作为衡量纤检工作得失的标准，只有这样才能使纤检工作真正有为、有威、有位，促进纤检事业不断向前迈进。

二、“十三五”时期发展环境

未来五年，纤检事业既面临重大机遇，也面临诸多挑战。从全球看，“十三五”时期国际经济在深度调整中曲折复苏，新一轮科技革命和产业变革蓄势待发，但国际金融危机深层次影响在相当长的时间内依然存在。从全国看，经济发展进入新常B，经济发展方式加快转变，新的增长动力正在孕育形成，促进经济保持中高速增长、迈向中高端水平，经济长期向好的基本面发展没有变。

从纤维产业发展看，经过经济体制改革30多年的发展，我国纤维产业已经积累了一定实力，纤维生产格局基本形成，纤维加工能力、数量供给和需求正向平衡方向发展。“十三五”时期“一带一路”、区域经济新战略的实施，为加快传统纤维产业技术升级，促进走出国门加速成长提供了重要机遇，纤维产业将向区域化、机械化、产业化方向发展，纤维种植区域向西北、西南区域转移集中，纺织行业将向提质增效、丰富产品结构以及优化区域布局方向转变，开放和协同发展的纤维产业布局在深度调整中完善。从纤检事业发展看，国家将“以提高质量和效益为中心”纳入“十三五”规划的指导思想，实施供给侧结构性改革，提升供给质量成为理顺供需关系的关键要素，发展质量已成为重要国策。质量为先成为《中国制造2025》规划的重要原则之一，企业以质量谋长远发展，发展质量成为纤维产业共识。经过我们三十多年的努力，纤维产业质量安全责任基本清晰，质量监管体系基本形成。我国纤维产业已经具备高质量发展的良好环境，纤检事业正步入发展的良性轨道。

同时，纤检事业发展仍面临一些深层次问题，经过几十年的快速发展，纤维产业供给结构失衡问题严峻。纤维生产环节存在“量大质低”的短板，推动提升纤维质量任务艰巨；传统人口红利优势正在减弱，纤维产业转型发展处于阵痛期，发挥检验、标准质量引擎驱动作用、提质增效任务艰巨；“放”“管”“服”之间的平衡还没有准确把握，随着产业发展，可能出现新形式的市场和主体，监管方式需要随之转变，履行好质量监管职能任务艰巨；人民群众对产品质量需求不断提高，服务民生任务艰巨；纤检队伍能力建设与创新型政府要求还有差距，转变工作作风、提升能力任务艰巨。

三、总体要求

（一）指导思想。

全面贯彻党的十和十八届三中、四中、五中全会精神，深入贯彻系列重要讲话精神和治国理政新理念新思想新战略，紧紧围绕“四个全面”战略布局和“五位一体”总体布局，树立“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，以提高发展质量和效益为中心，以供给侧结构性改革为主线，全面贯彻“抓质量、保安全、促发展、强质检”十二字工作方针，服务全面建成小康社会新目标要求，服务区域协同发展新格局，服务纤维生产加工传统产业转型升级，加快构建中国特色纤检事业发展新体制，全面提升纤维产业质量水平，保障纤维产业质量安全。

（二）基本原则。

坚持市场规律与监管效率相结合。纤维产业链条长，市场化程度高，处于产业链前端的农民和末端的普通消费者相对弱势，要遵循纤维产业的发展规律，突出企业质量安全主体责任，创建效率优先的质量监管体制机制，促进纤维产业经济发展。

坚持因地制宜与协调发展相结合。纤维原料都是农产品，其发展应与当地的气候、环境、土地资源等自然因素相适应，通过监管手段链接不同地域的产业信息，发挥优势资源的效率。挖掘区域内独特的纤维资源，鼓励和引导区域内特有的名优产品，发挥资源、市场、技术等方面的区位优势，形成区域特色的纤维主导产品和支柱产业，形成纤维产业特色化、精品化发展格局。

坚持技术引导与可持续发展相结合。发挥科技创新在推进纤维产业可持续发展中的引领和驱动作用，加大用新兴技术改造传统纤维产业力度，形成系统、配套的科技生产力，坚持以质量标准引导絮用纤维制品及再加工纤维等相关产业进行环保生产，推广新技术新工艺，着力推动发展资源节约型、环境友好型纤维产业，加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，形成资源利用高效、产品质量安全的纤维产业发展模式。

坚持统筹规划与稳步推进相结合。结合产业产地需求，统筹规划实验室布局、纤检力量及工作方向，发挥纤检大数据对农业畜牧业和纺织行业的质量引导作用，强化业务融合、工作联动。做好经验总结、抓好扩大试点，找准监管着力点，稳步提高各项工作的有效性、整体性和协调性，推进纤维、纺织面料、学生服“全链条监管”格局。

（三）总体目标。

完善中国特色纤检理论、制度、技术、机制工作体系。纤维质量安全保障体系基本建成，纤维产业服务体系基本形成，智能化纤维质量管理体系初步构建。新疆、内蒙古、广西等条件较好的纤维重点区域纤维质量明显提升，其他地区纤维质量稳步提升，纤维产品供给体系质量显著提高。中国纤维标准体系的国际地位明显提升，质量标准和检验技术向“一带一路”国家辐射。纤维公证检验服务区域经济能力显著提高。维护统一开放、竞争有序的纤维市场环境，为市场在资源配置中起决定性作用保驾护航。

四、主要任务

（一）加强纤维质量监管。

着力推动质量诚信体系建设。以纤维加工企业质量诚信记录为基础，实行纤维加工企业质量诚信积分制管理，建立企业质量问题追溯体系，推动建立质量诚信与银行信贷管理协作机制，完善守信激励和失信惩戒机制，加快推进纤维加工企业信用信息的社会共享进程，营造诚实守信、自律守法的企业经营氛围。

加快纤维质量监管方式转变。积极推动建立以企业为责任主体、专业纤检机构监管规范、协会团体辅助自律、公众参与相结合的监督管理体系。落实“放、管、服”，简政放权，研究加强事中、事后监管的措施，落实纤维质量监督的“双随机”抽查制度，实施纤维质量问题综合治理，发挥市场对企业的优胜劣汰作用。找准服务的切入点，增强企业法制观念，帮扶企业提高市场竞争能力，推动企业沿着健康的轨道快速发展。

强化民生产品质量安全监管。建立学生服、面料质量日常监管体系。深入排查学生服、絮用纤维制品质量安全问题，提高质量隐患发现能力。加强与相关部门之间的沟通和联系，研究提高学生服、絮用纤维制品质量安全的新举措。进一步强化学生服、面料生产企业落实质量安全主体责任，有针对性地开展监督检查。强化人民群众质量维权意识，完善“阳光纤z进高校、进工地、进幼儿园”活动，加强絮用纤维制品及再加工纤维生产加工集中整治。提高舆情处理能力。

探索监督管理与行政执法的协作模式。理清与不同层级政府及质监部门的监管职责，推动建立健全跨部门、跨区域执法协作联动机制，加强与相关部门的互通互联，努力形成齐抓共管的良好局面，实现纤检执法工作的横向联动。探索推进纤维质量监管权力清单制度建设，公开行政执法信息，提高执法的公信力和透明度。

（二）完善质量技术基础运行保障。

强化公证检验能力建设。建立适应纤维产业发展，满足未来纤维公证检验需求的检测体系。在“一带一路”规划范围内，加快毛绒质检体制改革和仪器化检验实验室建设。持续、稳定地增加非棉纤维公证检验量，提高公证检验覆盖范围。优化棉花公证检验实验室布局，解决检验能力与产业需求不匹配问题。加强纤维监督抽验制度建设，对公证检验实验室工作质量开展有效监督，对公证检验实验室技术能力开展综合评价，促进检验能力提升。加快实验室检验技术升级，提高公证检验的先进性、准确性和可靠性。支持国家纤维计量站建设与发展，持续提升计量技术能力，充分发挥计量在国家质量技术基础中的技术保障作用。

加强关键技术研究。建立仪器化非棉纤维质量标准和检验体系，逐步实现非棉感官检验向仪器化检验转变。启动纤维标准提升工程，研究纤维质量评价关键技术，合理设置技术指标，满足纺织需求，与产业发展同步，促进纤维标准化成果与纤维生产加工技术有效结合。

提升纤维标准影响力。建立更加协调配套、先进科学、适合中国国情的纤维标准化体系，强化检测技术国际交流合作，推进山羊绒、茧丝、麻类等纤维的标准国际化，向中亚、东亚、东盟相关国家输出我国棉花、羊绒、茧丝质量标准体系和检验技术。

（三）提高公共服务效能。

加大政策融入力度。进一步推动公检制度融入国家宏观、金融政策的力度，从提高纤维供给质量、准确掌握纤维产量等方面提供有力的决策参考意见，推动纤维公检制度和政策性贷款融合，推动纤维公检制度与市场保障金融合，推动纤维公检制度与物流体系融合，并与相关平台实现全面对接。

发挥对产业促进作用。进一步发挥公证检验对纤维产业全链条的服务作用，对接农业、加工、流通和纺织需求，发挥公证检验大数据的作用，推动中央供给侧战略的实施。开拓棉花公证检验新服务，加大研究公证检验在纺织配棉、农业品种改良中的应用。重点支持纤维主产销区产业发展，优先满足民族地区公检需求。

探索培育纤维品牌。与地方政府以名牌带动经济发展需求对接，推动实施纤维品牌发展战略。倾斜“一带一路”覆盖区域，推动优质纤维产区创建名牌产区，推动优质企业创建名牌企业，为产区、企业品牌建设提供技术支撑、宣传推荐、人才培养、检验服务。到“十三五”末，力争全国培育10家（区）以上具有一定影响力的纤维品牌。

（四）夯实质量监督基础。

深入推进依法行政建设。完善纤检事业法律制度建设，以建设纤维质量监督、公证检验、监督抽验三大制度体系为抓手，建立健全合法性审查机制，建立健全行政裁量权基准制度，确保行政决策依法、合法，法治实施程序规范。完善系统内部的层级监督，建立健全大案要案报备、责任追究制度和责任倒查机制，严格落实行政执法机构、岗位执法人员的执法责任，强化对履职行为的约束和监督。

大力加强科学技术支撑。推进系统技术能力建设，强化区域技术能力建设协调发展，实现技术能力指导工作规范、有效运行。加快纤检信息化建设，完善纤检机构信息化工作平台，加强业务流程实时监控，建立纤维质量分析、有效性评价指标体系，实现公证检验管理智能化。不断完善纤维计量监督、量值传递和计量检定、仪器设备维修和保障工作体系建设。

积极开展人才队伍建设。贯彻实施“人才强检”战略，强化教育培训，切实提高专业技术人员、执法人员、领导干部工作能力。优化纤检人才队伍结构，稳步提高纤检人才队伍质量。建立纤检事业发展专家智囊库，为谋划纤检事业发展，解决全局性、战略性问题提供良策。

强化党风廉政建设。建立纤检系统行风建设的综合预防治理机制，坚持标本兼治、综合治理、惩防并举、注重预防的方针，开展廉政风险分析排查，加强廉政风险防控管理，推进行政权力运行监管体系建设，落实行风建设责任制，坚持实行责任追究制度。

五、重点工程

（一）纤维质量监督强化工程。

1. 纤维质量监督体系建设。

搭建企业产品质量承诺公示平台，鼓励社会力量以投诉、举报等方式参与监督。建立纤维质量监督检查结果公示平台，区域重点纤维品种质量监测报告。

2. 企业质量诚信体系建设。

搭建纤维企业质量信用平台，与相关部门及单位对接，完善企业质量信息采集、管理、公示、评价机制。联合行业协会，启动纤维企业品牌推进工程。

3. 纤维制品放心工程建设。

抓好《纤维制品质量监督管理办法》实施，启动《再加工纤维管理办法》立法。建立和完善纤维制品产品质量安全监管机制，推动将学生服监督专项经费纳入地方财政预算，保障学生服监督检查覆盖率。在全国10个省建立质量安全联席会议制度。建立纤维制品质量舆情监控和舆情事件应急处理机制。建立学生服、学生床上用品集团购买监控制度。

（二）纤维质检体制改革深化工程。

1. 深化棉花质检体制改革。

完善与国际接轨的、先进的检测技术体系，调整棉花公证检验实验室布局规划。建立纤检系统棉花检验能力档案，定期分析公证检验实验室技术能力状况。完善监督抽验制度、工作质量考核评价机制。建立棉花公证检验信息技术示范实验室20家。稳步提高公证检验覆盖率，国家储备棉和棉花目标价格改革监管棉公证检验覆盖率达到100%，其他类棉花公证检验覆盖率达到80%以上。完善国棉颜色级分级体系，开展短纤维含量、棉结指标、质量指标分级等重大课题研究。

2. 推动毛绒质检体制改革。

实现毛绒质量管理信息化，建立二级毛绒仪器化公证检验质量管理信息平台。新建、改造毛绒、茧丝、麻类纤维公证检验实验室15家，检测能力满足非棉纤维公证检验发展需要。山羊绒公证检验覆盖率达到90%，桑蚕干茧公证检验覆盖率达到50%。制修订毛绒快速检测方法国家标准，研发毛绒仪器化检测设备，推进毛绒纤维检测仪器化。研制毛绒仪器化公证检验设备校准样品，建立非棉纤维标准样品生产基地。

（三）互联网+纤维质量工程。

1. 纤维质量大数据平台建设。

以质量为主线，提高数据分析的精准性和针对性，充分发挥棉花大数据导向作用，服务全产业链，实现纤维质量信息与产业的互联、互通、共享、共用，挖掘产业质量风险点，研究产业质量发展趋势，为纤维产业经济升级服务。

2. 检验服务平台建设。

建立服务公证检验工作的智能化、集约化支撑体系，运用云技术，实现检验资源、检验设备、突发性质量事件应急处理、新型纤维材料信息、检验人员交流与培训等信息共享。建设棉花公证检验网络监督管理平台，实现公证检验管理智能化、信息化。

六、保障措施

（一）完善科学决策机制。

紧密围绕把推动发展的立足点转到提高质量和效益上来这一中心，深入研究自身全面协调发展、可持续性发展及如何在纤维产业发展和地方经济建设中发挥有效作用等重大课题。加强调研工作，结合实际，认真开展战略性、前瞻性的调查研究，为促进纤检事业发展提供科学的理论指导，增强纤检工作决策的科学性。

（二）落实经费保障。

积极争取财政支持，进一步优化支出结构，集中财力加强重点项目建设，落实纤检机构行政执法和打假工作、棉花及毛绒质检体制改革、纤维公证检验及监督抽验经费保障，夯实事业发展基础。争取学生服监管、仪器化非棉纤维标准体系、非棉纤维仪器化检验、信息化建设、标准科研经费支持，提高事业发展能力。

（三）抓好项目组织管理。

树立项目带动理念，依靠纤检能力建设项目实施促进纤检事业快速发展。加强对项目实施的组织领导，建立主要领导负总责、分管领导负主责、牵头部门负直接责任的项目实施责任制。建立项目实施部门管理制度，进一步细化分解目标任务，制定工作计划，统筹推进，确保规划项目顺利实施。加强对项目实施管理，提高项目管理质量和水平。

化学纤维的优点精选篇8

关键词：碳纤维；上浆剂；材料功能

碳纤维使用中，上浆剂是一个重要的部分，碳纤维使用经常受到上浆剂的制约，尤其在现在的这个新的时代，碳纤维的应用得到了进一步的提高。这得益于3D打印技术的发展，3D打印技术中最常用的打印原材料就是使用的碳纤维，科研工作者也认为碳纤维是最优良的打印材料之一，但是3D打印处理的碳纤维制品表面的粗糙程度更严重，这对3D打印技术的产品的推广产生了严重的影响，良好的上浆剂能够提高碳纤维的质量和寿命，对碳纤维材料的发展有着积极的作用。

1 碳纤维上浆剂的种类

碳纤维的上浆剂基本可以分为两种，一种是溶液型，另一种是乳液型。它们的主要原理也是不同的，溶液型一般都是采用树脂类、乙烯类的有机溶剂，其作用原理是将碳纤维表面的碳溶解，这样就能完成一个完整的表面。乳液型的作用原理就是利用乳液性流体的形式，完整的覆盖到碳纤维的表面上，形成一个完整的保护层，把碳纤维表面的毛刺全部的覆盖。上浆剂要和炭纤维有着很好的粘粘性，同时温度等变化需要和碳纤维相同。

1.1 聚合物

上浆剂的主要成分应该是聚合物，聚合物的选用原则就是保证施工中制备成的上浆剂能够在碳纤维上良好的结合，同时能在碳纤维表面形成一层或者几层的致密平整的养护层。采用溶液型的上浆剂的时候应该保证其溶解度到位，根据化学性的相似相容的原理，在采用溶解的方式的时候一定要注意施工的量。要保证不会破坏碳纤维的元素。在碳纤维的表面不会产生空洞，不会对碳纤维的结构、内应力造成影响。

树脂是一种很好的上浆剂，它既是溶解剂也是乳化剂，一方面他能溶解碳纤维中很多细小的毛刺，同时又能在表面形成一层致密树脂层，能够完全的包裹住碳纤维元素，在碳纤维的使用中，树脂材料常见的上浆剂。但是树脂材料的优点也有可能变为它的缺点，因为是良好的有机溶剂，所以不仅能溶解碳纤维，同时也能溶解乙醇的溶液，自然本身也能被有机溶剂破坏，比如一些高浓度的酒就能让树脂出现孔洞，所以如果想要避免这种情况就需要对碳纤维进行贴膜。

1.2 新型材料

现在随着技术的要就树脂性的材料渐渐的不能满足材料的要求。所以人们采用了环氧基团作为是主体的作为上浆剂的主体材料新型材料。这种材料是基于树脂的材料的思路发展的一种新型材料，这种材料的结合能力更强，在结合的性能上有几个重要的参数：可挠性、抱合力。可挠性就是指在碳纤维的表面上不会出现断丝、露丝的现象。而抱合力就是材料和表面粘结性的能力参数。这种材料的优点在于在生产的时候不会污染环境，同时取材十分方便，才都是有常规的化学材料制成，没有异味和毒性，所以很适合推广和使用，也比较符合我们材料重复利用，不对环境污染的要求。

2 乳化剂材料

2.1 乳化剂的优点

乳化剂是上浆剂的重要的分支，乳化剂是利用将碳纤维表面覆盖的方式，在上浆剂的使用中，比起上浆剂，乳化剂更受到人们的青睐。因为乳化剂不会在日常的使用中产生新的毛刺从而导致人员受伤。乳化剂应该是不良的粘结剂，乳化剂之间不应该聚集，这样会导致乳化剂层过后，影响质量。乳化剂不会让碳纤维的产生内应力，所以能够保证的碳纤维的强度。同时乳化剂后可以重新涂抹，但是溶解剂使用多次就会让碳纤维变薄，影响应力。

上浆剂研制过程中选定了主组分环氧树脂以后，选用乳化剂又是重要的一环。上浆剂中的乳化剂，其用量一般为4%～8%，这主要取决于与之结合的环氧树脂的用量和乳状液的组成。在实际使用中，应尽量减少乳化剂的用量，因为乳化剂是一种不良的粘结剂，它倾向于阻止干胶与碳纤维之间的粘合。同时，乳化剂的使用，又增加了上浆剂的成本。

乳化剂的选择方法有：（1）以亲水亲油平衡值（HLB值）为依据选择乳化剂。每一种乳化剂都有其特定的HLB值，而在不同HLB值范围之内的乳化剂用途是不同的。对于不同单体的乳液聚合体系来说，要求其HLB值的范围不同，若所采用的乳化剂在这个范围之内，则可达到最佳效果。若将两种或多种具有不同HLB值的乳化剂混合使用，构成复合乳化剂，使性质不同的乳化剂由亲油到亲水之间逐渐过渡，就会大大增进乳化效果。（2）以其他特征参数为依据选择乳化剂。（3）经验法选择乳化剂。经验法选择乳化剂的基本原则如下：参考前人的工作；优先选用离子型乳化剂；选择与单体分子化学结构相似的乳化剂；离子型与非离子型乳化剂复合使用；所选择的乳化剂不应干扰聚合反应；根据乳液聚合工艺选择乳化剂；考虑到聚合物乳液以后的应用选择乳化剂；应选择便宜易得的乳化剂。

2.2 助剂

为了改善上浆剂的性能，增进上浆效果，浆液中还要加入一些助剂，比如增韧剂和渗透剂等，使碳纤维的浆膜达到理想效果。增韧剂的目的是保证碳纤维上浆剂膜有一定的柔韧性，不至于使碳纤维上浆后变得硬挺度很大，不易加工。碳纤维是疏水性纤维，上浆过程中上浆剂难以及时润湿纤维表面，造成浆料不能在纤维表面形成均匀的膜，从而影响纤维的性能。因此，有必要在上浆乳液中加入渗透剂来改善其润湿性。曹霞等使用非离子表面活性剂JFC作为渗透剂，乳液与纤维的接触角变小，表明乳液对纤维的浸润性增强。

2.3 上浆剂的作用

上浆剂在碳纤维表面只有几十nm的厚度，但是上浆剂却从多个方面对碳纤维及复合材料的性能产生影响，目前的研究主要集中于以下几个方面：碳纤维的工艺性能、纤维与树脂的浸润性能和粘结性能以及复合材料的性能。上浆剂可以作为一种粘合剂，具有集束性能，使碳纤维保持在一起，改善其工艺性能，使其便于加工。上浆剂作为一种剂，保护纤维，改善纤维的加工性能，降低纤维之间的摩擦，使其不受损伤。据称纤维束在以大于14m/min的速度移动时，纤维就会被磨损而降低强度。

结束语

碳纤维上浆剂对碳纤维的表面性能、碳纤维的工艺性能、碳纤维与树脂的浸润和粘结性能以及碳纤维增强树脂基复合材料的力学性能均有很重要的影响。上浆后复合材料的力学和界面性能发生了变化，说明纤维经上浆后，在复合材料成型过程中所发生的化学反应不仅是纤维表面与树脂基体之间的相互作用。

参考文献

[1]张元，李建利，张新元，徐敏.碳纤维织物的特点及应用[J].棉纺织技术，2014（5）.

[2]陈建剑，俞科静，钱坤，曹海建.石墨烯改性对环氧树脂/碳纤维复丝拉伸性能的影响[J].合成纤维工业，2012（6）.

化学纤维的优点精选篇9

关键词：高新材料 混凝土结构 碳纤维 特性 加固

中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：

随着材料科学的发展，碳纤维材料在土木工程中的应用成为国内外研究的热点。经过多年来的研究和应用实践的积累，碳纤维应用技术已在建筑工程领域中得到了越来越多的运用。碳纤维材料是人造高新材料，它具有优异的性能及稳定性，合理地使用会达到许多别的材料无法替代的优越性，在现代加固技术中，尤其是混凝土结构的维修加固中，它充分发挥了加固强度高、施工操作简便等特性，笔者在此全面介绍一下该技术的应用：

一、碳纤维的特性

碳纤维它是一种纤维状的碳材料。它是在经过几千度的高温下经特殊工艺制造出来的高科技材料产品。碳纤维材料具有耐老化、强度高、质量轻、抗腐蚀、物理性能极其稳定等优点。它的拉伸强度可以达到钢材的7—10倍，但是它的比重仅为钢材的25%不到。它呈黑色细丝状，直径极小，极易折断，不能单独使用。只有把碳纤维浸渍树脂后，采用特殊工艺将其制成纤维定向排列的复合材料后才能应用。一般成品片材又分为碳纤维布和碳纤维板。碳纤维布的随意性优于碳纤维板。

二、碳纤维材料加固技术的特点和优越性

1、碳纤维材料的化学稳定性能优异。该可以很好地增强建筑结构对外部环境的适应能力，延长建筑结构物的使用寿命。

2、碳纤维材料的物理力学性能优异。该材料的优异的物理力学性能使它可以有效应用于结构物的抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的补强工程，并且可以取得优异的加固补强效果。

3、碳纤维材料的质量轻、强度高，用它加固的结构体可通过装饰后，不留加固痕迹，不影响结构体外观。它质量轻、强度高的特点使它可以在基本不增加结构体积和不改变结构外形的情况下加固结构体。这是其它维修加固方法无法相比的特点。

4、粘贴碳纤维材料加固混凝土技术的施工工序非常简单、便捷。当它在加固施工时不需要启用大型工程器械，仅需要采用小型电动工具操作。所以它在施工时具有工种少，用工少，工期短，进度快等优点。由于碳纤维材料加固技术的施工便捷、简单，使它有着很大的经济效益和社会效益，所以用碳纤维材料加固技术是加固混凝土结构理想的建筑材料。

三、粘贴碳纤维布加固法

应用于工程实际的建筑材料的不断研发进步以及新型材料的出现，是建筑工程发展的重要驱动力。新型材料碳纤维的研发和它在建筑程的维修、加固领域的成功应用，使得建筑工程加固技术翻开了新的篇章。

1、碳纤维材料的要求

（1）碳纤维复合材料

碳纤维复合材料是由基体及纤维共同组成的。加固混凝土结构常用的纤维材料主要有以下三种：芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维。这三种复合材料的特点是:成完全线弹性的应力应变量，材料不存在屈服点或塑性区域。

用碳纤维布材料加固混凝土结构时，要求按结构的受力和构造特点将碳纤维布用粘结材料有序地粘贴于构件表面，以达到利用碳纤维布的特性对结构变形的约束，并提高结构物的极限强度和承载能力的目的。

(2)粘结材料

能否保证碳纤维布与混凝同工作的重点是粘结材料性能的好坏程度。粘结材料也是它们两者之间传力途径的关键所在。我们选用的粘结材料必须要有足够的韧性，它不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏，同时必须有足够的强度与刚度，才可以保证碳纤维与混凝土间剪力的传递。由于混凝土结构加固工程的施工环境不受限制，所以粘结材料必须能和碳纤维材料一样，可以适应恶劣的自然环境。

2、碳纤维布加固混凝土结构施工工艺与要求

（1）施工前的准备作业、基面处理要求

将碳纤维布粘贴于混凝土前，要求先用砂轮机先清除和打磨混凝土结构表面的劣化层；混凝土结构基面的错位与凸出部分要磨平，转角部位与凸出部分也要磨平，转角部位要进行倒角处理；裂缝部分要注入环氧树脂浆进行修补。

混凝土基面的清理：先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，然后用压缩空气清除粉尘；再用丙酮或无水酒精擦拭表面，也可用清水冲洗，但必须保证混凝土基面充分干燥后才能进行下一道工序的施工。

（2）粘贴施工要求

A、对需要加固的混凝土结构基面要求：碳纤维布加固混凝土结构技术是依赖碳纤维布与结构表面的粘贴有效率，所以要求基面的混凝土强度等级不得低于C15。同时要求被加固混凝土结构具有良好的保护层，并且基面要求平整。对于结构有起皮、剥落、腐蚀、裂缝及严重碳化等表面缺损，必须先进行修复施工处理。

B、碳纤维布的粘贴：碳纤维布加固混凝土构件时，要求采用薄布多层的粘贴方法，从而确保与粘结材料充分浸润。对于受弯构件，最好在受拉区沿轴向粘贴碳纤维布进行加固，并且在主纤维方向的断面端部附近进行必要的锚固处理措施。

C、碳纤维布的搭接与截断：粘贴碳纤维布加固混凝土时，因为碳纤维布与混凝土粘结应力主要集中于端部10cm范围内，产生的粘结破坏是脆性的，所以遇到碳纤维布必须搭接时，搭接长度必须不小于10cm。搭接部位要求必须避开构件的应力最大区范围，同时搭接端部必须平整无翘曲。

D、工程中选用的碳纤维布及其配套粘结材料，必须有厂家所提供的材料检验证明和合格证。

3、粘贴法加固材料质量控制

在施工中应严格控制的要点

(1)粘贴结材料的配合比控制

粘贴用胶结材料的配合比必须严格控制，它是粘贴加固质量和效果能否得到保证的关键环节，在配料时要求严格按使用配合比备料。

(2)施工温度控制

环氧树脂在低温条件下固化比较缓慢，一般直选择在15℃—28℃的温度条件下进行施工。如果遇到在气温较低时施工，必须采取加温养护措施。

(3)应保持成型所需要的压力

混凝土梁板加固时，大多数都是在梁的底面进行，由下而上进行粘贴。如果成型时施加的压力不足，就会造成与混凝土之间粘合不够紧密，导致补强层材料发生脱落，会影响加固的效果。

(4)粘贴控制

涂胶要求涂抹均匀，为避免形成空洞或脱胶，要用力将产生的气泡挤出刮平，否则将会影响到混凝土结构的加固效果，导致某些部位粘结不好，造成在混凝土结构使用过程中这些部位出现应力集中的现象，引起混凝土结构的破坏。

四、结束语

随着粘贴碳纤维加固混凝土的技术日益成熟，该技术在越来越多的工程加固项目中得到应用，其优越的性能在混凝土结构加固过程中得到了充分的体现，实践证明该技术是一种成熟而有效的混凝土加固方法，值得大力推广。实际施工中，我们应在《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》的基础上来进行设计、施工。笔者相信随着碳纤维技术的广泛应用，碳纤维会在现代建筑工程领域里获更广泛的使用前景。

参考文献：

化学纤维的优点精选篇10

聚酯涤纶大有作为

我国涤纶产业的大规模工业化，起步于上世纪80年代初，发展壮大于上世纪90年代中期，以聚酯涤纶为主体的化纤工业，高速高效快捷发展的同时取得多项重大成果,为纺织工业、国家和地方经济的繁荣，拉动全球产业链经济振兴做出重大贡献。叶会长介绍，目前，我国无疑已经成为涤纶生产、消费第一大国。这一点数据是最有力的证据：2011年我国化纤产量3362万吨(内长丝总量2150万吨，短纤1112万吨)，使用量3215万吨，约占我国纺织纤维加工总量73%，占世界化纤产量的62%；其中涤纶产量2795万吨，（使用量2646万吨）约占化纤总量的83%；占世界涤纶产量70%以上，在如此庞大的规模下，找准产品开发应用、产业升级的方向非常重要。当舒适、健康日益成为消费主流，而天然纤维的产量远远满足不了需求时，开发化纤超仿棉就成了时代的要求，而目前聚酯涤纶也成为缓解棉毛丝麻等天然纤维不足的主体品种。

对于涤纶作为超纺棉的主力原料，叶会长表示涤纶自五十年代问世，六十年代就跃居合纤首位，为提高仿天然纤维性能水平，仿真技术历经“替、仿、高仿”几个阶段。早期因棉花价格低，仿真多以仿毛、仿真丝、仿兽皮、仿羽绒等为主，近年来因棉纺织品价高时尚，仿棉纱等也日趋重视，欧美、日本、韩国及台湾地区技术发展迅速，尤其日本、美国在九十年代已研发出以超细纤维为主体，多功能组合的高仿真乃至超仿真“新合纤面料制品”，进入二十一世纪，发达国家和地区正全面进入由高仿真纤维到超仿真面料制品的新阶段。

现阶段我国化纤及涤纶纤维新产品开发成果非常显著，首先化纤行业通过技术创新推动产品创新，由单一功能向多功能复合高仿真新品种发展，提升了服装及家纺产业水平，差别化率2009年达到42.7%，2010年又达46.5%；其次产业用和家用纺织品需求市场快速发展,拉动了阻燃、高强、导电、医用、环保等优质功能化纤维升级发展；而且近年来全行业以及协会大力推进高新技术纤维包括新型聚酯PTT、PEN等的发展，“产学研政”协同攻关，使之取得重大产业化突破；除此之外生物质纤维（竹纤维、麻纤维、聚乳酸纤维、多元醇）以及环保再生纤维等也取得了新的进展。

面对棉花资源有限供不应求，棉价内外倒挂导致棉纺企业利润受到严重影响的状况，而对比涤纶产能相对富余的局面，结合目前涤纶及其面料差别化、功能化的技术特征，2010年底，依托化纤产业技术创新战略联盟，国家科技部优先启动了“十二五”国家科技支撑计划项目——“超仿棉合成纤维及其纺织品产业化技术开发”。项目拟通过攻克超仿棉PET聚酯分子结构与体系组成的设计优化、高比例改性组分在线添加与高效分散、亲水聚酯体系稳定纺丝、纤维形态与力学性能调控、1,3-丙二醇高活性和高选择性催化体系可控放大制备、PTT聚酯高效连续聚合、PET及PTA生产过程的节能减排等制约超仿棉聚酯纤维产业化的关键技术，以及超仿棉纤维纺纱、织造、印染和表面处理技术等，实现超仿棉PET纤维的大规模产业化制备和国产PTT纤维的产业化，建立超仿棉聚酯从原料到纺织品完整的技术创新链和产业化技术集成体系，以及产品的评价方法与标准，开发出系列产品，实现市场应用。该项目共包含四个课题，由中国纺织科学研究院、东华大学、中国石化扬子石油化工有限公司等20余个单位参加。

今年3月份中国化纤工业协会了2012/2013中国纤维流行趋势，围绕生态、时尚、功能、环保、科技五大元素提出了10个纤维品种：异形细旦吸湿排汗聚酯纤维；异收缩复合聚酯纤维；PTT/ PBT新型聚酯纤维；阻燃粘胶纤维；全消光超细旦聚酰胺6纤维；原液着色聚酯纤维；再生聚酯纤维；聚苯硫醚纤维；竹浆纤维；壳聚糖纤维。其中5个均为聚酯纤维，并且“新型差别化高感性仿天然纤维及其制品”作为趋势的五大方向之一被明确提出，这一切都表明超纺棉纤维在未来将作为主力军用来缓解棉价不确定性给行业带来的巨大压力。

超纺棉：突破技术瓶颈

“‘超仿棉’产品通俗地讲有以下特点：看起来像棉（视觉）、摸起来像棉（触觉）、穿起来像棉（亲和性）超棉（舒适性），用起来比棉方便（洗可穿性），兼有棉与涤纶的优良特性，达到仿棉似棉、仿棉胜棉的效果。”东华大学研究院副院长王华平在接受媒体采访时这样定义“超纺棉”。科学的讲，超纺棉具有以下特点：产品要保证有棉花优异的柔软性、保暖性，要有涤纶良好的力学性能、耐热性、色牢度，甚至具备抗静电、抗起毛起球、抗菌、阻燃、远红外、抗紫外等功能。并且随着仿、超棉技术水平的提高，产品的附加值将相应提高，甚至成倍增长。

中国纺织工业协会名誉会长杜钰洲曾经谈到：化纤超仿真就是基于高新技术改造传统产业在纤维资源、纤维材料学上的具体表现而提出的。最基本的目标是要适应人们崇尚自然、崇尚天然，对纤维性能和功能的要求。超仿棉与以往的仿棉的本质区别就在于通过基础研究、工艺开发、产业化联合攻关，实现系统性的性能、功能超仿真。

叶会长在采访时分析指出：开发超仿棉舒适性聚酯涤纶纤维的关键功能改性，是要解决聚酯纤维亲水性差、静电大、易起毛起球，染色性差等缺点；同时保留其弹性好、挺括、速干等优点。对此叶会长从技术的角度分析指出，吸湿速干改性是仿棉的主体技术，目前对聚酯纤维的吸湿性改性主要有两个方面：首先是物理共混改性，或者是在成纤表面进行处理，提供亲水基团或者凹凸不规整的结构；其次是化学改性主要是运用化学接枝或者嵌段共聚的方法改变分子链结构及规整度，提高服用性能亲水性能。

叶会长举例谈到，最著名的舒适性聚酯纤维品种是1986年美国杜邦公司首次推出的名为“Coolmax”的吸湿排汗聚酯纤维,纤维外表具有4条排汗沟槽,可将汗水快速带出,散发空气中,制成的衣料洗后30 分钟几乎已完全(98%)干透,夏季穿着仍能保持皮肤干爽。1999年杜邦公司又推出升级换代 CoolmaxAlta系列布料。德国BASF公司是利用改进喷丝孔和选用PET,PA双组分复合共纺的方法,使纤维吸湿排汗性能具有持久性。日本东洋纺公司开发了呼吸的聚酯织物“Ekslive”,它是通过聚合法把聚丙烯酸酯粉末利用化学键接的方式连接到聚酯纤维上,通过吸湿排除热量,改善织物的饱和吸水性，从而使它具有“活跃吸湿”、“活跃释放”“自干”的性能,在服装领域内创造出了一种舒适的微气象。

我国吸湿排汗聚酯纤维开发起步较晚尚有差距。正努力追赶，目前市场上有仪征化纤的“H”形截面Coolbst纤维,顺德金纺集团与东华大学合作开发的Coolnice异形截面涤纶纤维,泉州海天轻纺有限公司开发的Cooldry五叶形截面聚酯纤维, 江苏恒力化纤有限公司开发的Coolpass异型截面聚酯纤维，仪征化纤股份公司涤纶五厂生产的具有表面沟槽的异形吸湿排汗聚酯长丝“FCLS275”等。

另外通过物理化学方法还成功开发了多类阳离子染色、抗静电、抗起毛起球、抗菌、防臭、阻燃、超细旦、远红外等改性仿棉新技术研发也取得多项进展。

同时叶会长也对超纺棉如何攻关技术提出了一些思路方向：要强化高仿真差别化纤维多功能组合；要重视纯化纤和低比例仿真的配套创新开发；要组织发上下游产业链及产学研用联合攻关；市场运作要高广结合，提高附加值，打造特色品牌。

机遇和挑战并存

棉花价格的提高是超仿棉发展最大的助推器，随着内外棉花价格倒挂现象愈演愈烈之势，超仿棉的发展将面临重要的机遇。据中国化学纤维工业协会会长端小平介绍，产品结构调整是行业转型升级的重要内容，《化纤工业“十二五”发展规划》提出的高仿真、超仿真纤维比例等都是调整结构的关键指标。

从上图可以看出，根据初步规划2015年使用纤维加工总量5150~5500万吨，使用化纤4100~4300万吨，约占78%，和2010年相比，提高6%。家纺“十二五”新增纤维量250~350万吨，使用化纤新增250~330万吨；产业新增纤维量480~680万吨，而新增化纤量462~642万吨，故“十二五”为提升三大领域产品水平，提高附加效益，替代天然纤维必须大力发展新型差别化功能化纤维，这无疑给超纺棉纤维带来了巨大的机遇。

近两年，在中国化纤工业协会的推动下，通过对“超仿棉”技术产品调研、多方案推进、市场化运作等，目前“超仿棉合成纤维及其纺织品产业化技术开发”项目已深入人心、并取得阶段性成果，但是也尚存一些问题，急需结合下一步目标任务，科学务实加以研究，发挥好纺织联合舰队作用，积极推进并全面提升这一事关行业发展全局的重大课题。对此叶会长给出了中肯的建议，他表示首先需要统一思想认识、明确主攻目标，为缓解棉花等天然纤维供需矛盾，要切实把大力推进高仿真、超仿真纤维及制品，做为新时期一项重大任务，结合中国特色应多渠道科学运作。其次新产品研发要紧密结合市场需求，高、广结合；特别要把附加值高、难度大应用广的名牌高档进口仿真面料，做为重点攻关的首选目标。

化学纤维的优点精选篇11

粘胶纤维主要是以棉或木等天然纤维素为原料生产的再生纤维素纤维，其最大特点是与天然棉纤维的某些服用性能极为相似，如吸湿、透气、易染色、抗静电和易纺等性能。但粘纤较天然棉纤维的本质更纯正。粘纤的纤维素含量在99.5％以上，而棉纤维在95％～97笼；粘纤的脂肪和蜡质占0.2％～0.3％，棉纤维占0.5～0.6％；粘纤无含氯物质，棉纤维中含氯物质占1％～1.1％；粘纤不含果胶及多缩戌糖，而棉纤维含1.2％；粘纤其它灰份的含量为微量，棉纤维灰份的含量达1.14％。粘纤耐日光、抗虫蛀、耐热、耐化学药品、耐融剂、耐霉菌，在主要纺织纤维中，它的优良性能较为全面。因此，粘纤具有“棉的本质，丝的品质”，是地道的生态纤维。它源于天然而优于天然。

尽管粘纤性能与天然棉纤维的性质极为相似，但粘胶纤维的应用更广泛。目前，粘纤被广泛应用于丝绸、织造、针织、编织与制线、制绒行业，既可单独织成美丽绸、富春纺和各种丝绸被面等，又可与毛、麻、丝等纤维进行交织，也可与棉纱、蚕丝、合成纤维交织成羽纱、软缎和留香绉等。由于其穿着舒适，特适合制作内衣。

粘胶纤维的性能

从事纤维特性分析的有关专家在全国性科学技术核心期刊撰文称：人体皮肤表层水份在12％～15％时，皮肤光滑而有弹性，一旦皮肤缺水就会变得干燥，继之粗燥，久之就会出现皱纹。因此，要求纺织品必须具备一定的吸湿性、透气性，用纤维12％～14笼的回潮率来保证皮肤表层122～15％的含水率。我国主要纺织纤维的标准平衡回潮率为 棉花7％～8.5％、羊毛14％～16％、蚕丝9％～11％、粘胶纤维12％～14％、丙纶和氯纶为0、氦纶0.42～1.3％、涤纶纤维为0.42～0.5％、苎麻7.0％～10.0％等。由此可见，粘纤的回潮率最符合人体皮肤含湿的要求。天热时透气、吸汗；天冷时能保湿，不产生静电，柔软舒适，特别符合人体皮肤生理科学。粘纤的这 主要特点是因为含有大量亲水基团[－羟基(－OH)]的纤维素大量分子，能吸附水分子和起水化作用，同时，粘纤的结晶度比其它纺织纤维低特性所决定的。由于粘纤具有使人体皮肤 直处于最滋润的特性，因此，被大量用于制作内衣、睡衣、T恤、衬衣，也用于旗袍、唐装等的制作。

众所周知，合成纤维衣服与皮肤相互摩擦易产生静电，静电的电压在瞬间超过4000伏，静电改变了体表电位差，妨碍了正常的心电传导，于是诱发室性早搏等心律失常。由此可见要消除人体带静电，最重要的是不要穿合成纤维内衣，也不要让合成纤维的面料与皮肤接触。从纤维电阻值来看，应该穿粘胶纤维、棉和麻。可是，用麻纤维做内衣夏天穿还可以，若要在其它季节显然并不舒服。因此一般穿棉的比较多，但是棉纤维的含湿性远不及粘胶纤维，而且粘胶纤维的柔软性也要比棉纤维还好。因此从人体皮肤保湿和穿着柔软舒适，以及纤维的电阻值来看，科学健康的消费观念是选择穿粘胶纤维，用粘胶纤维面料做内衣是最合适的。而粘纤含湿性能出色，具有超强的抗静电性能，不会产生附着在身体上的感觉，因而十分滑爽，这是其它纤维所无法比拟的。

当前，追求着装更休闲、更舒适已成为一种时尚。其中对内衣的柔软性就是重要的一条。一些国家还规定婴儿服装和床上用品禁用合成纤维面料，为的是保护皮肤和服用性更舒适。

目前，日本、欧盟等发达国家都对婴儿服装有严格要求，都要遵从国际纺织标准Oko-Tex100，在我国则要遵从HJB30-2000生态纺织品标准。对于婴儿服装一般都以简单、温暖、柔软为主要原则。

而粘胶纤维的柔软性要优于棉和Lyocell以及其它化学纤维。正因为粘胶纤维的吸湿性和柔软性好，所以广泛被加工成水刺无纺布，用于卫生领域和各种一次性擦拭用布。

粘胶纤维纺织工艺流程

纺织用国产棉与部分进口棉，由于皮辊轧工，棉籽、籽棉、棉结、并丝等大杂质多，含杂率较高，短绒率较高。开清棉处理为了能全面的清理原棉杂质就以增加落杂，排除短绒为主，故工艺处理措施：开棉机多采用单轴流开棉机或混开棉机、六滚筒开棉机和豪猪式开棉机，纤维的开松打击点多，机械也要求配置适当速度，增加开松除杂效能，对纤维采用薄喂细打和自由打击，适当放大落杂区尘棒隔距，主要打手与尘棒间隔距放大，增加落杂。

枯胶纤维含杂很少，只有少量并丝，胶块，因此对粘纤纺织工艺以“多松少打，少落多梳、充分混合”为原则，根据纤维的线密度、单强和包装松紧度配置打手速度，一般比纯棉纺纱机器速度减慢15％～30％。打手形式采用梳针式，单辊锯齿式；清棉机采用梳针或综合式打手，以求轻打多梳。

目前，由于国内棉花存在巨大的供需缺口，粘胶纤维的纺织生产不但开松打击点比棉纤维少，原料成本低，纺织工艺流程也比棉纤维的工艺流程短，今天，在纺织行业原料短缺的情况下，粘胶纤维的生产对纺织工业来说既填补丁原料短缺的能源危机，又使原棉废料、杂质再利用保护了环境。

当代纺纱工艺技术目前发展有：环锭纺、紧密纺、赛络纺、转杯纺、涡流纺等。这几种纺纱体系它们所具有不同的特征，不同的纺纱结构，可纺纱支数范国、自动化程度、费用结构、最终产品外观等的优缺点，结合粘胶纤维以上所述的本质特性与棉纤维相比，粘胶纤维不管是纯纺还是混纺，可纺性比棉纤维要好。

粘纤适用的染料

粘纤的染色性能是常用10种主要纺织纤维中最优良的纤维，这一特性满足了人们追求国际流行色的需求。无论是染整的物理处理和化学处理，还是漂、染、印和整理，各种纤维的染料对粘纤都适合，下面是各种纤维的适用染料表：

化学纤维的优点精选篇12

【关 键 词】聚乳酸纤维；性能特点；产品开发

【中图分类号】 TS102.5【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0268-02

聚乳酸纤维是从天然糖类植物玉米中提取并通过熔纺工艺制得的环保型纤维，它不但可以用再生资源合成制备，而且可以生物降解[1]。聚乳酸纤维及其制品废弃后可在自然条件下被微生物分解成二氧化碳和水，随后在阳光的作用下，它们又成为各种植物光合作用的原料，不会对环境造成污染。由于聚乳酸纤维具有良好的物理机械性能、化学染色性能和生物降解性能，可以广泛用于各种服装面料、家用装饰织物和产业用纺织品。聚乳酸纤维具备了环保型纺织品的主要特征，具有优良的环保性能，这种生物降解高分子产品将成为本世纪纤维生产与应用中的主导型产品之一。

1 聚乳酸纤维的结构与性能特点

1.1 聚乳酸纤维的结构

聚乳酸纤维是采用可再生的聚乳酸等淀粉原料，经发酵制取乳酸，然后由乳酸聚合成树脂，再通过纺丝而制成的。聚乳酸纤维其化学结构并不复杂，但由于乳酸分子中存在手性碳原子，有D型和L型之分，使丙交脂、聚乳酸（PLA）的种类因立体结构不同而有多种，如聚右旋乳酸（PDLA）、聚左旋乳酸（PLLA）和聚外消旋乳酸（PDLLA）。由淀粉发酵得到的乳酸含有99.5%的PLLA，而且它是结晶体，可用来生产纤维等制品，因此人们对聚乳酸纤维的研究主要集中于PLLA[2]。

1.2 聚乳酸纤维的性能

1.2.1 聚乳酸纤维的物理性能

聚乳酸纤维不仅有高结晶性，还与聚酯、聚苯乙烯树脂具有同样的透明性。表1显示了钟纺公司的聚乳酸纤维与其他纤维的性能对比。

聚乳酸纤维是一种高结晶性、高取向性和高强度的纤维，它的物理性能介于涤纶和锦纶6之间，但聚乳酸纤维具有更好的手感和悬垂性，比重较轻，抗紫外线好，有较好的卷曲性和保型性。聚乳酸纤维无需特别的装置和操作，可用常规的工艺成形加工，它和通常的涤纶一样，可有长丝、短纤维、单丝、非织造布，以及编织物、带子、缆绳等多种制品。

1.2.2 聚乳酸纤维的生物降解性能

聚乳酸纤维可降解的根本原因是聚合物上酯键的水解，并且一般认为，其末端羧基对其水解起催化作用，降解过程从无定型区开始。水解速率不仅与聚合物的化学结构、分子量及分子量分布、形态结构和样品尺寸有关，而且依赖于外部水解环境，如微生物的种类及其生长条件、环境温度、湿度、pH值等。对于聚乳酸纤维，通过在泥土中掩埋，海水中浸渍、活性淤泥中降解等系列的降解实验，平均分解时间为1年。聚乳酸类材料使用后，可以进行自然降解、堆肥和燃烧处理。聚乳酸纤维的自然降解不会给环境带来污染，燃烧时燃烧气中几乎没有NOx，燃烧热是聚乙烯（PE），聚丙烯（PP）的1/3左右，因此聚乳酸纤维是十分有利于地球环境的材料。

1.2.3 聚乳酸纤维的吸湿快干和保暖性能

聚乳酸纤维能根据不同季节发挥不同的功能。冬天穿用，保温性比棉及聚酯纤维高20%以上；夏天穿用聚乳酸纤维织物，透湿性、水扩散性优异，吸汗快干，可通过蒸发迅速带走体热，并且一年四季都有爽快的感觉。

1.2.4 聚乳酸纤维天然抑菌性能

由于聚乳酸纤维的特性，本身不用加工就能在纤维表面形成自然、平稳的抗菌环境，黄色葡萄球菌等难以繁殖。聚乳酸纤维表面为弱酸性，其pH值在6.0～6.5，为弱酸性，而健康人体的皮肤亦呈弱酸性，因此聚乳酸纤维与弱酸性的皮肤相容性好。同时，人在运动时，体内的糖变成能量，并在体内（肌肉）形成了乳酸。像这种身体本身接受乳酸，表明以乳酸为原料的聚乳酸纤维是安全的材料，而且聚乳酸纤维汗衫已经日本产业皮肤卫生协会的皮肤贴布实验，确认其有安全性。

1.2.5 聚乳酸纤维的燃烧性能

聚乳酸纤维与其它常用纤维的燃烧性能见表2，聚乳酸纤维在燃烧过程中，只有轻微的烟雾释出，发烟量很小，烟气中不存在有害气体；燃烧放热量小，燃烧热是聚乙烯、聚丙烯的1/3左右，虽然它不是阻燃纤维，但与涤纶等相比，自熄时间短，火灾危险性小。它的极限氧指数是常用纤维中最高的，已接近于国家标准对阻燃纤维极限氧指数28～30%的要求。

1.2.6 聚乳酸纤维回弹性能和耐紫外线性能

聚乳酸纤维和常用纤维弹性回复率比较[4]如表3。

由表3可以看出，聚乳酸纤维具有良好的蓬松性能和弹性回复率，比锦纶还要好，做出的织物弹性好，抗皱性好，非常适合做运动衣。此外，聚乳酸纤维及其织物不吸收紫外线，在紫外线长期照射下，其强度和伸长的影响均不大。聚乳酸纤维在室外暴晒500小时后，强度仍可保留55%左右。

2 聚乳酸纤维的开发前景

聚乳酸纤维具有很多优异的性能，悬垂性、舒适性和手感好，回弹性好，具有较好的卷曲性和卷曲持久性，抗紫外线稳定性好等，并且聚乳酸纤维可以制成圆截面的单丝或复丝、三叶形截面的BCF（可用于织造地毯和毛毡）、卷曲或非卷曲的短纤维、双组份纤维、纺粘非织造布和熔喷非织造布等，这使聚乳酸纤维在服装市场、家用及装饰市场、非织造布市场、双组份纤维领域、卫生及医用等领域有潜在的应用前景[5]。

2.1 服装用面料的开发

早在1998年日本钟纺公司宣布开发了一种由棉、羊毛及其它天然纤维与聚乳酸纤维混纺的新的纺织产品“钟纺玉蜀纤维”。这种纤维具有较好的形态保持性，当与棉混纺时，具有类似于涤棉混纺织物的性能；具有较好的光泽度，但不产生金属刺眼光泽；具有优雅的真丝观感；具有丝绸般极佳的手感；当其与羊毛混纺时，具有好的形态稳定性、抗褶绉性以及光亮度，所以适合于动感服装、军服、内衣及运动衫等。

2.1.1 内衣面料

2.1.2 运动衣面料

2.1.3 女装和休闲装面料

2.2 家用装饰产品

2.3 产业用纺织品

3 结论

聚乳酸纤维不但具有良好的物理机械性能和化学染色性能，其服用性能与生物降解性能也很好。聚乳酸纤维织物良好的亲肤性，不会对人体产生危害，聚乳酸纤维最终分解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染，是一种既具有合成纤维优良性能又具有天然纤维服用特点的环保型功能纤维。聚乳酸纤维应用前景广泛，除做服装用外还广泛应用于医学领域及产业方面，具有很大的市场前景。随着人们对环境保护的日益重视和聚乳酸纤维应用领域的不断拓展，聚乳酸纤维必将成为21世纪重点开发的纺织材料之一。

参考文献

[1] 李义有、王振亚、王坚.PLA纤维双面珠宝产品的开发.针织工业， 2007.2： 6～8

[2] 廖镜华.聚乳酸纤维.化纤与纺织技术，2003.12：23～27

[3] Dugan JS.Novel properties of PLA fibers [J].International Nonwovens Journal，2001，10（3）：29～33

化学纤维的优点精选篇13

关键词： 碳纤维；场发射；化学镀

中图分类号：TN383文献标识码：A

Synthesis and Field Emission Properties of Electroless Nickel Film Deposition on Carbon Fibers in the FED Component

YANG Lan1, GUO Tai-liang2

(1. College of Science, Jimei University, Xiamen Fujian 361021, China; 2. College of Physics and Information Engineering, Fuzhou University, Fuzhou Fujian 350002, China)

Abstract: Carbon fibers (CNFs) were surfacial metallized by electroless deposited with nickel, and their field emission properties were investigated by diode test. The results indicated that the CNFs owned better field emission properties after electroless depositing nickel for 30 min, pH=4.6, with nickel metal quality increment ratio ΔG/G as 49.5%. The morphology and composite of Ni-coated CNFs were characterized by scanning electron microscope (SEM) and the pectroscope (EDS), respectively. The results indicated nickel film on CNFs were amorphous and had better surface. The field emission tests showed when applied voltage was 832V, Ni-coated CNFs appeared bright dots, and the current density achieved 0.65mA, under applied voltage 1,456V. It was been calculated the field emission enchance factor β of Ni-coated CNFs as 1,376, that was 4.83 times as the CNFs'.

Keywords: CNFs; field emission; electroless

引 言

场致发射显示器（field emission display，FED）是一种主动发光型平板显示器件，它利用阴极发射电子轰击阳极荧光粉而发光[1]。FED显示器首先要求场致发射阴极材料具备良好的场致发射性能，即较低的工作电压、较高的场发射电流密度、优良的物理和化学稳定性，因此场发射阴极阵列（FEA）是整个FED的核心部分。场发射阴极阵列常采用碳基材料如类金刚石材料、金刚石材料、碳纤维、碳纳米管等。碳纳米管CNT及碳纤维CNFs拥有负电子亲和势，而大大降低场发射器件的工作电压，具备突出的场致发射性能。Y. Chen等在2.5V/μm外加电场E下获得了μA级别的场致发射电流J[2]。为了进一步改善碳纳米管CNT、碳纤维CNFs的电学和光学等诸多性能，针对碳纳米管CNT、碳纤维CNFs开展了各种表面修饰方法研究。颜士钦等[3]制备了碳纤维-石墨-银基复合材料，利用碳纤维CNFs良好的导电性和导热性，应用于雷达电刷传输电讯号。

目前对非金属材料表面修饰的方法主要有气相沉积（PVD和CVD）、磁控溅射、高能束流辐照、表面化学镀[4]等方法。通常溅射需要其基底材料形状规则、平整，而表面化学镀法因具有不受基底材料形状限制的优点，即无论基底材料形状如何特殊、复杂，只要技术适当，就可以在基底材料上完整镀上均匀镀层，而且镀层厚度比较均匀一致，效果好，尤其适合对碳纳米管CNT、碳纤维CNFs的表面金属化改性。

镍由于其导电性强，电阻率低，有稳定的物理、化学性质，在电学、光学和催化等众多领域应用广泛。化学镀是一个无外加电场的电化学反应过程，是在没有外电流通过的情况下，利用还原剂将溶液中的金属离子还原，在呈催化活性的物体表面形成金属镀层的一种镀覆技术[5]。目前对碳纳米管CNT、碳纤维CNFs表面化学镀镍的研究主要集中在军事领域高性能的电磁屏蔽效率（EMISE）[6]和CNT阴极场致发射显示器的研究[7]，对碳纤维CNFs表面化学镀镍的场发射性能研究不深入。

本文研究了碳纤维化学镀镍工艺的优化，通过场发射测试系统（Keithely 4200）测试碳纤维化学镀镍阴极材料场发射I-V特性，利用场发射F-N方程理论计算碳纤维化学镀镍的场增强因子β，说明碳纤维CNFs表面化学镀镍后，复合材料的场发射性能得到有效提高，为开发新型碳基场发射阴极材料提供了一个有效途径。

1实验

1.1碳纤维CNFs表面预处理

碳纤维CNFs采用东丽聚丙烯腈碳纤维（PANCF，苏州万凯贸易有限公司），每束3,000根，单丝直径7μm。其它试剂均为市售化学纯，未经特殊处理。碳纤维CNFs属于非金属材料，表面活化能很高，化学性能稳定，表面光滑，耐腐蚀，没有自催化本领，很难与铁、镍等金属原子或其它化合物浸润[8]，为了确保金属单质能沉积在碳纤维表面，化学镀反应持续稳定。

在进行碳纤维化学镀镍之前必须要对碳纤维表面进行预处理，预处理包括除油、粗化、敏化、活化、还原六个步骤。粗化是为了使碳纤维表面粗糙，化学刻蚀碳纤维表面，使碳纤维表面呈沟槽状，增大碳纤维CNFs表面与镀层金属原子之间的咬合力；敏化是在碳纤维表面形成催化功能的金属核结点，形成凝胶状络合物质[Sn(OH)3Cl]2-吸附在碳纤维的表面，保证化学镀能够在其表面上顺利进行；活化是进一步激活碳纤维表面催化活性金属中心[8]。本实验碳纤维活化是将敏化好的碳纤维CNFs加入到PdCl2溶液中，Pd2+被吸附在碳纤维表面上的亚锡离子（Sn2+）还原为单质钯原子（Pd），包覆在碳纤维CNFs表面上，形成了一定数目的催化活性金属Pd中心点。经过预处理的碳纤维用去离子水清洗后放入化学镀镍电解液中施镀。预处理工艺参数如表1所示。

1.2碳纤维CNFs表面化学镀镍过程

碳纤维CNFs表面化学镀镍是用还原剂次亚磷酸钠（NaH2PO4・H2O）把溶液中的镍离子Ni2+还原为单质镍Ni，并沉积在具有金属催化活性的碳纤维表面，其反应式为：

H2PO2-+H2OHPO32-+2Had+H+（1）

Ni2++2HadNi+2H+（2）

H2PO2-+H++Had2H2O+P（3）

影响碳纤维表面化学镀镍的因素复杂多样，除了主盐NiSO4和还原剂NaH2PO4的浓度比较关键外，PH值、温度、施镀时间等工艺参数对镍层厚度和均匀性都有影响。先用正交实验[9]初步确定最佳碳纤维化学镀镍配方和工艺参数，在保持配方和其它工艺参数不变的情况下，研究pH值对碳纤维表面化学镀镍增重率的影响。通过正交实验得到的配方和工艺参数如表2所示。

取30g/L绿色硫酸镍溶液，不断搅拌下加入络合剂柠檬酸钠溶液，超声分散3分钟，再加入35g/L还原剂磷酸二氢钠溶液、30g/L缓冲剂氯化铵溶液和稳定剂醋酸钠，搅拌均匀后，用事先配好的2mol/L的NaOH溶液调节pH值，并不断搅拌得到蓝色镀液。将活化后的碳纤维CNFs加入化学镀电解液中，再加入痕量的表面活性剂，置于80℃水浴中手动不停机械搅拌。化学镀完毕后，用去离子水清洗干净，50℃烘干待用。

1.3测试及表征

用扫描电子显微镜SEM（HITACHIS-3000N型）对镀镍碳纤维进行形貌观察；采用英国Oxford公司的EDS能谱仪（Link-ISIS型）对镀镍碳纤维进行成分分析，能谱扫描范围为40×40μm的面扫描；用精度为10-4g的分析天平称出碳纤维化学镀镍前后的质量，计算增重率ΔG/G；用DT-830型数字万用电表测量碳纤维镀镍前后的电阻；将镀镍碳纤维阴极与涂有CRT高压绿色荧光粉的ITO基板构成二极结构，阴阳极间使用专用绝缘材料制成的支撑体组装成场发射FED显示器件，并将其放置于真空度高于5×10-5Pa场发射测试系统（沈阳天成真空科技）中进行场发射I-V特性测试；对镀镍碳纤维进行场发射I-V特性测试，隔离子高度为6mm，测试均采用相同的电极。

2实验结果与分析

2.1碳纤维表面化学镀镍增重率的测量

采用精度为10-4g的分析天平称出碳纤维化学镀镍前后的质量，计算增重率ΔG/G，其中增重率ΔG/G：

2.2PH值对碳纤维化学镀镍增重率的影响

PH值对碳纤维化学镀镍增重率的影响极大。本实验中选择主盐NiSO4・6H2O的浓度为35g/L，还原剂NaH2PO2・H2O的浓度为35g/L，即主盐与还原剂浓度比例是1:1，温度为80℃。在所有实验工艺参数确定的情况下，测量不同pH值（pH值范围为3.0～5.5）对碳纤维化学镀镍的影响。化学镀实验中pH值是一个重要控制指标，pH数值直接影响碳纤维表面化学镀镍增重率和化学镀反应的稳定性。实验结果如图1所示。

图1表明，碳纤维表面化学镀镍增重率受pH值的影响比较大。实验开始，当pH值小于3时，碳纤维表面几乎无镍金属析出，几乎没有化学镀反应；pH值较低（3～4）时，碳纤维增重率也较低；随着pH值的升高，增重率很快增加；当pH为4.6左右时，碳纤维增重率达到最大值，此时在实验中可以目测到化学镀反应比较平稳；随着pH值继续升高，碳纤维的增重率反而呈下降趋势，反应中镀液出现浑浊，说明有沉淀物析出；当镀液的pH值大于6.5时，镀液变得非常浑浊，有大量沉淀物析出，同时有大量气泡产生。这主要是由于随着pH值的升高，H2PO2-的还原能力急剧增强，尤其当pH大于6.5值时，镍的配合物被严重破坏，形成镍的氢氧化物，出现沉淀，溶液浑浊。这消耗了大量的镍离子态，使镀液中镍离子质量浓度急剧下低，镍单质的沉积速率也随之降低，镀液开始失效。因此镀液的pH选择在4.6左右比较适宜，其增重率为49.5%。

2.3碳纤维CNFs化学镀镍的成分分析

图2所示为碳纤维化学镀镍能谱EDS图。

从图2可以看到，碳纤维表面镀层薄膜材料的主要成分为Ni元素，有三个主要的Ni峰，此外，镀层薄膜材料中还包含少量O、P元素。这说明镍薄膜镀层确实在活性中心上成核生长起来了，而且镍成核过程中由于Ni本身就具有良好的催化活性，所以镍镀层得以不断地沉积镀层，不断增厚。在能谱EDS图中也可以看到有少量的磷（P）单质出现，这是由于碳纤维CNFs化学镀镍过程中置换出单质磷元素，说明碳纤维表面镀层薄膜材料的主要成分是非完全的镍单质颗粒，由于参杂磷的含量比较低，综合来看碳纤维表面化学镀镍金属纯度比较高。

2.4碳纤维CNFs化学镀镍的表面形貌SEM分析

图3所示为碳纤维CNFs化学镀镍前后的表面形貌SEM图。

从图3可以看出，碳纤维经化学镀处理后，碳纤维表面沉积了一层金属。图3（1）是敏化后的碳纤维CNFs表面形貌SEM图，从图3（1）可以看出，敏化后的碳纤维表面有一些凹槽，碳纤维表面并不是光滑的圆柱状，这些凹槽便于在后续的化学镀中首先形成镍结晶点，镍原子先部分填充在碳纤维凹槽中，随着镍原子堆积的增加，镍单质再逐渐覆盖到整个碳纤维上。图3（2）是施镀30分钟的镀镍碳纤维表面形貌SEM图，从图3（2）可以明显地看到，在碳纤维表面已经包覆了一层镍金属层，镍原子颗粒均匀地分布在碳纤维CNFs的整个表面上，颗粒的大小也比较均匀，因此整体金属镍层比较均匀，镀层连续，无气孔针孔，无漏镀现象，在镀镍碳纤维表面出现一些凸起瘤状物。目测其表面，呈金属银灰色，金属光泽性强，这说明碳纤维化学镀镍效果非常好。

2.5碳纤维CNFs化学镀镍场发射I-V测试与分析

将碳纤维CNFs和镀镍碳纤维放入真空干燥室适当温度下烘干10小时，保证了镍纳米材料与碳纤维基底材料接触性能更良好，有利于场发射的稳定性。图4所示为碳纤维CNFs和镀镍碳纤维为阴极的二级场发射FED器件在真空条件下的场发射I-V曲线图。

从图4可以看出，碳纤维表面化学镀镍后的场发射特性明显比未镀镍碳纤维要好，开启电压降低，亮点出现比较早，发射电流I增强，场增强因子β增大。场发射体的发射能力主要由两个因素决定：加在发射体表面的局域电场（βE，β为场增强因子，E为阴阳极间的宏观电场）和发射体的逸出功F[10]。碳纤维表面化学镀镍原子后，在镀镍碳纤维表面有许多凸起瘤状物，容易积累电荷，在碳纤维管壁形成较多的电子发射点，有效增加了发射体的局域电场，其场增强因子β增加很多。其次，碳纤维表面化学镀镍原子后降低碳纤维表面逸出功[10]，使电子更容易从碳纤维表面逸出，增强了发射电子的电流密度，整体上改善了材料的场发射性能。

从图4可得，电压为832V/μm时，出现亮点；当电压达到1,456V时，阳极峰值电流为0.65mA。图5所示镀镍碳纤维的FED发光效果图，可以看到，以镀镍碳纤维为阴极的二极结构场发射FED器件发光比较均匀，稳定性好。图6所示镀镍碳纤维场I-V曲线所对应的F-N计算机拟合曲线，该曲线近似为直线，说明碳纤维表面化学镀镍的电子发射机制是典型的场发射。

2.6化学镀镍碳纤维的场增强因子β的计算与分析

由半导体的场发射原理F-N方程[7]可以得到场发射电流I= V2exp(-b/V)，然后对其取对数可得公式：

I为发射电流，а为发射面积，V为电压，β为电场增强因子。考虑B=6.83×107，d是阴阳极间的距离，Ф是材料的逸出功，本实验中碳纤维的逸出功Ф=4.7eV，d=6mm，通过F-N曲线拟合（如图6所示），我们可以得到曲线斜率b=3,031，从而计算出镀镍碳纤维的场发射增强因子β2=1,376。同样，经过计算可得碳纤维的场发射增强因子β1=285，β2:β1=4.83:1，即碳纤维表面化学镀镍后其场增强因子β显著提高，镀镍后场发射因子是未镀镍碳纤维的4.83倍。

3结论

采用化学镀方法可以使碳纤维CNFs表面覆镀比较好的金属镍单质薄膜。SEM分析明显看到，采用本实验的化学镀工艺参数，在CNFs表面覆镀的镍金属薄膜表面完整，无针孔，致密，金属光泽性好。能谱仪DES测试证明镍薄膜杂质少，纯度高。对镀镍碳纤维进行场发射测试，通过场发射I-V测试表明，碳纤维被镍金属覆盖后，场发射特性明显优于未镀覆镍碳纤维，主要表现在：开启电压降低、发射电流增强、亮度增高。本实验中，碳纤维表面化学镀镍后的场发射特性明显提高，开启电压降低，亮点出现比较早，发射电流I增强，场增强因子β增大。当电压为832V/μm时，镀镍CNFs阴极的二极结构场发射FED器件出现亮点；当电压达到1,456V时，阳极峰值电流为0.65mA，发光比较均匀，稳定性好。由场发射I-V测试计算可知，其场发射增强因子β=1,376，是未镀镍碳纤维的4.83倍。

参考文献

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[2] Liu C, Cong H T, Li F, et al. Semi-continuous synthesis of single-walled carbon nanotubes by a hydrogen arc discharge method[J]. Carbon, 1999, 37: 1865.

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[4] 吴锦雷. 纳米光电功能薄膜[M]. 北京大学出版社，2005，6.

[5] Fan Y C, Liu Y M, Chen Y, et al. Carbon nanotube field emission cathodes fabricated with chemical displacement plating[J]. Applied Surface Science, 2009, 255(4): 7753-7758.

[6] De Riccardis M F, Carbone D. Electrodeposition of well adherent metallic clusters on carbon substrates[J]. Appl Surf Sci, 2006, 252(15): 5403.

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[8] 梁志杰. 现代表面镀覆技术[M]. 北京：国防工业出版社，2005，264-285.

[9] 侯伟，潘功配，关华，杨莎. 碳纤维化学镀镍工艺参数的优化研究[J]. 热加工工艺，2007，36（12）：42-44.

化学纤维的优点精选篇14

【关键词】 竹纤维 复合材料 纺织材料 性能 进展

1 引言

竹林是森林资源的重要组成部分 ,我国竹林面积3. 79 ×108 m2，占全世界竹资源的近三分之一，居世界第一。丰富的竹类资源为我国的竹类加工利用及产业化开发提供了良好资源条件［1］。近年来, 竹纤维做为唯一一种凉爽型再生纤维脱颖而出， 继大豆蛋白纤维之后是我国自行开发研制并产业化的新型再生纤维，被称为"生态纤维"、"天然玻璃纤维"，具有良好的天然抗菌、防臭、防紫外线等功能和较高的绿色环保性能，是一种极具研发前景的健康新型材料。［2-3］

2 分类［4］

按竹纤维的加工方法可将竹纤维分成原生竹纤维和再生竹纤维两种。

2. 1 原生竹纤维

原生竹纤维又称竹原纤维，是采用物理、机械的方法以毛竹或簇生竹为原料,将其锯成生产上所需要的长度,将竹子辗平、扭转、梳理, 而后再对竹纤维脱胶、去除糖份、脂肪、消毒、晾干而成。生产过程中不添加任何化学试剂,属于100% 天然环保型纤维。

2. 2 再生竹纤维

再生竹纤维又称竹浆纤维，是把竹子切片、风干后, 采用水解――碱法及多段漂白将竹片精制成符合纤维生产要求的竹浆粕,这种方法保存了天然抗菌成分"竹醌"，再由化纤厂加工制成竹纤维，可纺性能优良。

3 化学成分［5］

竹纤维的化学成分主要是纤维素(线型高聚物,单体组成为葡萄糖) 、半纤维素(线型高聚物,单体组成为多缩戊糖)和木质素(三维网状高聚物) ,三者同属于高聚糖,总量占竹纤维干质量的90%以上,另外还有灰分等少量其他物质。

4 性能

4．1 染色性能

竹纤维染色性能良好, 染料适用性强, 吸色均匀透彻, 容易着色, 色牢度在3. 5 级以上, 所以使用过程中不易褪色, 多次洗涤后仍能保持鲜艳的色彩。

4．2 绿色环保性能

竹纤维生产过程中, 原生竹纤维采用物理方法制得,再生竹纤维在原料的提取和生产过程中, 实施绿色生产, 制得的纺织品是绿色原料的延伸。同时竹纤维及其制品可完全降解, 具有优良的生物可降解性, 能够完全回归自然［6］。由此可见, 竹纤维是真正意义上的绿色环保纤维。

4．3 保健性能［7］

竹纤维具有抗菌除臭性能，主要来源于自身的天然抗菌物质,不会因为反复洗涤或日晒而丧失。竹沥有广泛的抗微生物功能,用竹纤维制成的纺织品24小时抗菌率可以达71%。竹纤维被专家称之为"会呼吸的纤维"，最大特点是横截面的高度天然中空，其截面上布满椭圆型空隙, 空隙呈梅花形排列, 这使竹纤维及其制品的吸湿、放湿、导湿性极佳,并能净化空气,调节湿度，吸附各种异味、灰尘及花粉等有害物质。此外，竹纤维还具有防紫外线功能，所含的叶绿素铜钠是安全、优良的紫外线吸收剂，可在一定程度上减小紫外线对人体的伤害。

5 应用

5．1 纺织领域

(1) 国外:日本神户女子大学木村光雄教授和日本糸井纺织公司糸井［8］ 总经理共同发明了一种含竹纤维的纺织服装系列新产品。在制作过程中添加了具有抗菌除臭作用的矮竹竹叶原料，加工成环保型布料和保健生活用品。日本另一家公司(Marumasa 公司) 从印度尼西亚进口的竹子中提取出一种竹纤维, 然后纺纱织成织物制作春夏服装。 "纸衣配竹裙"已经成为日本女性的消费时尚,并迅速在欧美市场流行。竹纤维服饰具有优良的着色性、反弹性、悬垂性、耐磨性、抗菌性、透气性和吸湿散湿性，深受消费者青睐。

(2) 国内［9］:近年,我国在竹纤维开发研究方面取得了突破性的进展,已经形成竹纤维工业化生产。用竹纤维开发的具有高附加值的产品,已成为某些纺织企业新的经济增长点。在2002 年举办的上海国际服装文化博览会上,上海纺织控股公司首次推出了竹纤维产品。我国河北省吉藁化纤厂及四川省丝绸进出口公司采用不同制作方法相继开发竹纤维,并批量投入生产。江苏某丝绸厂将35 %的竹纤维和65 %的绢丝混纺制成竹丝面料,用于生产高档西服、T恤等。开发竹纤维与羊毛混纺的新产品,充分发挥竹纤维在毛织物中的优良性能,可以丰富毛纺面料品种,提高面料的档次和附加值。

5．2 复合材料

叶颖薇等［10］对竹纤维增强水泥复合材料的研究发现竹纤维的添加可以使复合材料具有有机材料和无机材料的复合性质。例如,无机水泥的性质较脆,有机的竹纤维具有较好的韧性,两者组成的复合材料的韧性比水泥有所提高。同时,竹纤维的添加能抑制水泥裂纹的扩展。何胜军等［ 11 ］研制开发了竹纤维复合矿用支架,该支架承载力大,韧性好,卸载后可恢复原状;质量轻,结构简单;成本低,且可多次使用，代替木支架或矿工钢支架支护巷道。竹/玻璃纤维复合材料是一种较理想的复合建筑材料,它不仅具有较高的承载能力和抗弯能力,而且具有一定的抗冲击性能,整体成型性,较强的可设计性,可直接应用于房屋、管道、桥梁、建筑等各个领域,发展前景广阔。利用竹纤维代替木纤维生产经济墙板,所得的板材强度相当好,且密度较低。竹纤维中的抗菌物质还可以减少对人体健康的伤害,因而在建筑业上应用潜能巨大，目前某些竹质复合材料已经投入生产,年生产量可达280 000m3。

6 展望

竹纤维作为一种天然的绿色环保纤维, 具有多种优良性能,无论在纺织业还是复合材料加工领域，竹纤维的开发利用均有相当广阔的市场前景和重要的经济价值及社会价值，还可缓解我国粘胶纤维原料匮乏的现状，符合当今"环保及可持性发展"趋势,也为全新的绿色生态家居生活和企业的多元发展带来希望。

参考文献

［1］ 王宏勋, 徐春燕 竹纤维的开发及应用研究进展 上海纺织科技 Vol.33 No.11, 2005

［2］ 李煊星, 孙焕良, 建 竹纤维研究开发的现状与对策 作物研究 No.5 2004

［3］ 程隆棣. 竹纤维的结构形态及性能分析［J ］. 纺织导报 No.5 2003

［4］ 范杰 竹纤维一种纺织新材料 竹子研究汇刊 Vol. 23 No.4, 11,2004

［5］ 柏俊岩 柏俊峰 竹纤维的纺织性能及其应用前景 河南纺织高等专科学校学报Vol.19 No.3 2007

［6］ 李亚滨,寇士军 竹纤维/聚已内酯复合化的研究［ J ］. 天津工业大学学报 Vol. 23 No.3, 2004

［7］ 吕卫军,金小娟, 竹纤维的性能及其产品开发［ J ］. 木材加工机械 No.6 2005

［8］ 系井彻. 环保型竹纤维布料的开发［J ］. 国外纺织技术 No.1 2003

［9］ 杨志清. 绿色环保型纤维-竹纤维［ J ］. 北京纺织 Vol119, No13 Sep , 2007