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现如今，随着我国社会经济的不断发展，土 木工 程施工技术也随之不断改革、发展，为我国城市及乡镇的建设作出重大贡献。我整理了土木工程技术3000字论文，欢迎阅读!土木工程技术3000字论文篇一：《试谈土木工程建筑施工技术》 [摘要]本文介绍了土木工程建筑施工的特点及传统的施工技术，并分析了新型的土木工程施工技术，指出施工技术的未来发展趋势，尤其是新型防水施工技术、钢结构施工技术、混凝土施工技术等，为土木工程的相关工作者提供参考。 [关键词]土木工程;施工技术;创新;发展 随着我国社会经济的不断发展，土木工程施工技术也随之不断改革、发展，为我国城市及乡镇的建设作出重大贡献。现就土木工程的传统施工技术与新型施工技术进行分析、对比。 1.土木工程建筑施工特点 1.1复杂性。由于各项土木工程建筑产品的功能性及类型不同，而且施工技术随着工程施工所在地及周边环境条件而变化，因此，土木工程建筑施工具有一定的复杂性。 1.2流动性。由于建筑产品是固定的，出现单件组织施工的情况下，项目和地点则不断变换，因此，要求施工人员、机具、建筑材料要随建筑物建造的地点而流动。 1.3长期性。土木工程的建筑物体积一般较为庞大、施工周期长，少则几个月，多则几年、甚至十几年才能建成。 1.4危险性。由于建筑工程中的露天作业较多，高空作业多，极易受自然条件影响，其危险性较高。 1.5综合性。土木工程建筑施工的协作单位较多、牵涉面广，它需要多行业、多工种的配合协作，综合性很强。 2.土木工程的传统施工技术 2.1地基基础施工技术。地基基础施工的主要施工 方法 为桩基础施工，包括：承载能力极限状态和正常使用极限状态。一方面，按承载性状划分，基桩包括：摩擦型桩和端承型桩。摩擦型桩又分为摩擦桩和端承摩擦桩，端承桩又分为端承桩和摩擦端承桩。摩擦桩在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载是由桩侧摩阻承受，端阻力可以忽略。而端承摩擦桩在极限状态下，桩顶竖向荷载则是由桩侧阻力承受主要部分。端承桩在极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力可以忽略。而摩擦端承桩则是由桩端阻力承受大部分的竖向荷载。另一方面，按照成桩方法划分，包括：非挤土桩、挤土桩和部分挤土桩，制作基桩的材料也主要分为木桩、混凝土桩、钢桩等，不同类型和不同材料桩的施工方案和适宜的基础亦有所不同。在桩基础施工中，通过结合主要单根桩的施工质量来确定桩型，并进行综合考虑，尤其是群桩基础，尽量避免发生不均匀沉降。其中，桩基础施工中钻孔灌注桩的主要步骤是：桩定位放线、钻机就位并校正垂直度、钻孔清土、灌注并搅拌混凝土、制作安放钢筋笼、成桩验收并进行质量检验。 2.2钢结构施工技术。钢结构施工主要是吊装构件，首先，在施工前应当事先做好准备工作，包括场地清理、道路修筑、基础准备、构件运输、检查装备等。其次，钢构件运送先后顺序要按照施工顺序进行，构件运到现场后，应尽量存放在起吊位置，并用足够支承面的木枕垫底。在吊装前应该核准构件标号、位置，并清除表面，摩擦面要保持干燥清洁。最后，应当准备灭火器谨防发生火灾，这主要是由于钢结构工程的特殊性，可能会在施工过程中用到氧气、乙炔类焊接工具，容易引发火灾。 2.3混凝土结构施工技术。按照施工中浇制混凝土的地点主要包括：预制法和现浇法。其中，预制法是在别处而非施工现场浇筑混凝土，预制混凝土以其低廉的成本、出色的性能，成为建筑业的新宠。在使用预制法施工时，应当确保预制模的尺寸准确，并严格按照施工顺序进行。另外，现浇法则是在施工现场支模浇筑混凝土，是大多数建筑物采用的方式，其应用更为广泛。 3.土木工程施工新技术 3.1防水施工新技术 3.1.1冷作业防水施工。当前，我国防水施工技术不断发展，正朝冷作业方向发展，其中，各种防水材料也有很大发展。我国生产的聚氯乙烯防水卷材、SBS改性沥青防水卷材、APP改性沥青防水卷材、聚氨酯涂料及603卷材等，其中部分材料性能已达到或接近国际先进水平。 3.1.2防水混凝土结构。防水混凝土结构，主要通过混凝土本身的自密实性，实现其防水性能，例如地下室、水池、水泵房等。防水混凝土结构不仅具有承重、围护、抗渗和抗裂等多重作用，而且其耐侵蚀度和耐冻融度较高。 3.2大跨度的钢结构施工新技术 大跨度的钢结构施工技术主要包括：高强厚钢板工地焊接技术、大型网壳钢结构安装技术、大跨度空间钢结构临时支撑卸载技术、大跨度钢结构计算机控制液压提升安装技术、大跨度柱面网壳折叠展开提升安装技术、钢结构整体平移安装技术、旋转开启式钢屋盖安装技术、拱形多轨道开启式钢屋盖安装技术、桅杆钢结构提升安装技术、预应力钢结构施工技术、索膜结构施工技术、爬升塔式起重机悬置布置及使用技术、重型塔式起重机置于永久结构上的使用技术、重型履带起重机置于永久结构上的使用技术、大型旋转式龙门起重机的应用技术以及大型桁式龙门起重机的应用技术等。 3.3混凝土施工新技术 3.3.1清水混凝土施工技术。清水混凝土技术，以原始的浇筑混凝土面直接作为装饰性表面，属于现浇钢筋混凝土技术。清水混凝土施工操作简便，成本也较低，大大提高了土木工程建筑的牢固程度。它不仅满足了高层建筑对工艺的高要求，而且属于一次浇筑成型的施工技术，仅在表面涂一层或两层透明的保护剂，该施工技术环保性急天然性较高，而且施工质量较高，外形美观。如中国首例现浇清水混凝土风格美术馆――辽河美术馆，具有朴实无华、自然沉稳的外观韵味。 3.3.2钢纤维混凝土施工新材料。在确保建筑产品实用性的前提下，为了迎合人类对土木建筑愈来愈高的审美要求，也为了展现建筑的艺术美感，我国行业专家已研究出了在普通的混凝土中掺入适量的钢纤维，再经均匀拌合而成的钢纤维混凝土。这一突破性的新材料，不仅弥补了施工中建筑材料抗拉能力不足的问题，而且还能够增强混凝土构件的抗剪性、抗裂性和耐久性。另外，钢纤维混凝土还具有优良的抗冲击能力，对于提高建筑施工质量具有重要意义。 土木工程技术3000字论文篇二：《试谈土木工程技术创新阐述》 摘要 ：土木工程施工在我国的建筑类施工中起着重要的作用，在施工中的地位也越来越重，土木工程关系到我国城市建设发展水平和建筑业的发展，铁路建设是土木工程施工的重要内容，只有加强土木工程技术的创新才能推动我国铁路建设不断发展。本文着重对土木工程施工的创新手段进行了深入阐述，表现了加强土木工程技术创新对土木工程施工发展起到的重要作用。 关键词 ：土木工程 施工技术 前言 土木工程的英文是Civil Engineering ，直译是民用工程，它是建造各种工程的统称。它既指建设的对象，即建造在地上，地下，水中的工程设施，也指应用的材料设备和进行的勘测，设计施工，保养，维修等专业技术。 一、土木工程施工技术的特点 随着经济和科学技术的发展，新材料、新结构不断出现，大规模、技术复杂的土木工程结构也越来越多，施工技术也相应随之不断发展。我国正处在经济高速发展时期，工程建设数量多，规模大，促进了我国施工技术的发展。由于土木工程的特点，决定了其生产组织与一般的工厂生产组织不同，每项工程都需要根据工程性质和特点，单独进行施工组织，施工组织是否科学合理直接影响到工程项目的成败，一般来说，土木工程施工具有如下特点：固定性和流动性：流动性包括施工队伍的流动和在同一工程上工人在作业空间上的流动;多样性和单件性：工程各不相同，完全一样的工程几乎没有庞大性和协作性、综合性：需要建设、设计、施工、监理、材料供应商等多家不同单位配合协作完成;复杂性和易受干扰性：技术、管理复杂，易受气候、周围环境等外界因素干扰;投资大、生产周期长。(一)桩基施工技术。土木工程中的桩基施工要求施工人员要合理的选择适合桩型进行施工，还要充分的考虑好单桩和群装的选择，以达到单桩基施工质量的标准，如果施工用的是群桩，就要想到地基会不会出现不均匀沉降问题;在进行预制的桩基吊运时，要充分的考虑因吊运对桩基产生的强烈冲击感和振动感;施工人员还要有效的进行对桩基钻孔和混凝土的灌注工作，对桩基完成了定位放线和校正以及钻机的垂直效果、钻土和清土、混凝土的灌注搅拌、制作安放钢筋笼、校验等一些工作后，就要对施工的质量进行检验，查看是否达到施工的规范和标准。 (二)混凝土构造技术施工也是常见的铁路施工方法。施工中的预制方法和现行浇灌是混凝土的施工机构中比较常见的施工方法。预制混凝土方法是混凝土在逐渐的施工管理中被广泛认可的应用，预制的方法具有成本低廉、性价比高等优点，在使用预制混凝土构造技术时要首先考虑预制工具的大小尺寸并且要严格按照施工的规范操作进行。现浇的施工方法比预制的施工方法应用时间更早，这种方法在施工的现场通过支模对其浇筑。 二、工程中的建筑结构 建筑工程就是兴建房屋规划，勘测，设计，施工的总称。 房屋建筑一般包括十个部分：(1)埋在地下的基础和地下室(2)承载外力并把力传到基础的柱子，楼板，梁，框架墙，屋盖及支撑体系(3)四周的饿维护结构和中间的隔墙(4)房屋内外的装饰(5)控制环境的供暖，通风，空气调节，照明，防火隔声等系统(6)楼梯间，电梯或自动扶梯等垂直传输系统(7)闭路电视，电话，计算机网络等通讯体系(8)电力系统(9)卫生设备和给水排水系统(10)垃圾处理系统。 Pier Luigi Nervy说过：建筑结构说穿了，不过就是受力体的反力与内部应力如何与外力达到平衡。建筑首先要解决，也是必须要解决的问题就是受力的问题。我们把解决这个问题的学科称为建筑力学。建筑力学有可以分为：静力学，材料力学和结构力学三大力学体系。建筑力学是讨论和研究建筑结构及构件在荷载和其他因素影响的工作状况，也就是建筑的强度，刚度，稳定性。在载荷作用下，承受载荷和传递载荷的建筑结构和构件会引起周围的物体对它们的作用，同时物件本身受载荷作用而产生变形，并且存在着破坏的可能性，但是结构本身就具有一定的抵抗变形和破坏的能力，而结构的承载能力的大小是与构件的材料，截面的几何尺寸，受力性质，工作条件和构造情况有关。而这些关系都可以由力学关系式通过计算而得以解决。 三、土木工程施工技术研究 1.软土地基施工与石方爆破施工 软土地基施工特点：往往不能满足承载力和变形能力的要求，施工时如果采取 措施 不当，往往会发生路基或建筑物地基失稳或严重下沉，造成建筑物破坏或不能正常使用，需要进行加固，加固方法：换土垫层法、强夯法、振冲法、砂桩挤密法、深层搅拌法、堆载预压法、化学法等;土石方爆破施工：适用环境：开挖时遇到岩石，施工现场地下障碍物的清除、旧建筑物和构筑物的拆除，施工的工序：打孔放药、引爆、排渣;特点：施工费用低、效率高、有震动和粉尘危害，对旧建筑物、构筑物的拆除，还可以采用静力破碎等配合施工工艺，是拆除在低震动、低粉尘、无公害的情况下进行。 2.灌注桩施工与墩式基础施工 (1)灌注桩施工是在施工现场的桩位处用机械或人工成孔，然后在孔内放入钢筋笼、浇筑混凝土(或者直接浇筑混凝土)而成的一种施工方法。成孔工艺：干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、人工成孔、爆扩成孔等。其特点：能适应地层的变化、施工时振动小、噪声低、工艺要求较高、施工后混凝土需要养护且不能立即承受荷载。 (2)墩式基础是在人工或机械成孔的大直径孔中浇筑混凝土(或者放钢筋笼、浇筑混凝土)而成的大直径基础。目前，我国多用人工挖孔，故又称为大直径人工挖孔桩。墩式基础特点：端部直接支撑在岩石或坚硬土层上，桩的强度和刚度都很大，有较大的承载能力。 3.沉井基础施工 沉井是由刃脚、井筒、内隔墙等组成的呈圆形或矩形的筒状钢筋混凝土结构，多用于重型设备基础、桥墩、水泵站、取水结构、超高层建筑物的基础等，施工过程：施工时首先制作井筒，然后在井筒内挖土，使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端为刃脚，形状如刀刃，在沉井下沉过程中使沉井切入土中。沉井的外壁为井筒，在下沉过程中起挡土作用，同时靠其自重可以克服筒壁与土之间的摩阻力和刃脚底部的土阻力，使沉井能在自重作用下逐步下沉。 4.预应力混凝土工程施工 预应力混凝土结构的截面小、刚度大、抗裂性和耐久性好，能充分发挥钢材和混凝土各自的性能，在土木工程中得到了广泛的应用。其施工具体方法主要分为以下三种： (1)先张法施工：先张拉预应力钢筋，然后再浇筑混凝土构件的一种施工方法主要施工过程是在浇筑混凝土构件之前，张拉预应力钢筋并将其临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土构件，待混凝土到达一定强度、混凝土与钢筋之间有足够的粘结力后，放松预应力钢筋，借助混凝土与预应力钢筋之间的粘结，使混凝土产生预压应力。 (2)后张法施工：是先制作混凝土构件后张拉预应力钢筋的一种施工方法，要施工过程：先制作混凝土构件并预留孔道，待混凝土达到一定强度后，将预应力钢筋传入孔道，利用张拉机具张拉预应力钢筋，然后用锚具将预应力钢筋锚固在构件端部，最后进行孔道灌浆。 (3)粘结预应力施工：是在后张法基础上发展起来，要施工过程：采用表面有涂料、外面包有塑料套管的预应力筋，铺设在模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土到达设计要求的强度后，再进行预应力筋的张拉、锚固。 四、结束语 总之，土木工程施工技术在近几十年虽然有了飞速发展，但是土木工程施工至今仍以手工操作、半机械作业为主，劳动效率大大低于其他产业部门，还属于劳动力密集型的产业，现代土木工程施工技术的发展方向，除了要有满足当前土木工程建设需要而与之配套的施工技术，还要向高效率、无公害、高质量、机械化、智能化、高技术含量、信息化的方向发展。 参考文献： [1]段树金主编.土木工程概论.北京：中国铁道出版社，2005. [2]关于土木工程施工的探讨. 土木工程技术3000字论文篇三：《试谈高层建筑施工土木工程问题》 一、高层土木建筑简介 当今，为了能适应社会发展需求，高层建筑的结构越来越大，这就需要土木工程技术的支持，所以，这两者之间的关系不可分割，高层建筑的可靠性、安全性、依旧依赖于土木施工质量的保障，只有找出阻碍各方面原因，才能解决土木行业还没有解决的问题，才能给高层建筑做道路铺垫，才能有效提升行业的发展速度。 二、施工特点分析 高层建筑施工具有很多特点，包括以下几点; 1.我们都知道，高层建筑的工序不仅繁多，而且不劳动量大作业工序还复杂，施工管理与协调工作相当难做; 2.鉴于高层项目占地与体积都很大，施工前期需要准备很多的建筑材料与机械设备，庞大的规模的建设，需要2年到3年时间才能竣工，甚至更长时间。长时间的建设周期，有可能会错过新技术与新型材料的到来;存在着错过新技能的风险; 3.高层建筑项目都很危险，所谓高层建筑一般都是30层左右的高度，在如此高度的环境下作业容易造成安全事故的发生，所以，在高层项目中需要有组织有计划的安排布局，把施工质量安排稳妥，事故防范于未然。 三、施工质量的控制分析 (一)裂缝的产生 裂缝的产生对于施工质量来说是一个非常严峻的问题，也是在高层建筑工程里面比较普遍的一种疾病。导致裂缝形成的原因诸多，有动态与静态的，甚至还有稳定的和闭合的。所以，想要保住整个建筑质量，就需要把裂缝问题这一环节处理妥当。要整治工程的裂缝问题，首先要发现裂缝开裂的原因，分析其裂缝对建筑整体的影响，分析其原因所在后，在对其进行处理。在施工的设计阶段，就需要采取有效的预防措施分别有：将荷载的作用降低、释放作用效应。 (二)解析混凝土浇筑强度控制 在整个项目建设阶段中，混凝土浇筑环节最为重要。首先，在浇筑作业时要采取先进的技术和方法，一旦浇筑面积扩大，需要停止作业。要对浇筑层做冷却处理，保证混凝土与水的恒温在25°的范围内。完毕浇筑后，要注意温度是否有变化，要对数据进行记录整理，为2次浇筑做准备。当在进行2次浇筑时，需要把控好时间。需要在第一层混凝土呈半凝结状态下进行，与此同时，将捣振器的使用范围与力度调整好，这样有助于效避免了裂缝的产生。其次，要科学合理浇筑，盲目的不按照施工程序操作会导致严重的质量问题。在整个浇筑阶段中，现场的监理人员要严格检测结点这个位置，因为，结点是整个浇筑物的关键部位，其质量的优劣直接影响着整个工程的质量。 四、各方面影响工程质量的因素与措施 (一)影响施工质量的因素 在当前形势下，对项目建设施工提出了很大的要求，但是，在以往传统的组织里，组织者的思想还是陈旧，创新意识不全，这就导致工程质量不达标，经济下滑。 (二)重建不重管 建设高层建筑时，会使用到各式各样的设备，施工进度的快慢取决于施工期的设备选择，所以在选择设备的时候要考虑设备的参数和性能，做好“用前检查，用后保养”的习惯。如果检查工作遗漏或是觉得检查多此一举，这将会导致安全隐患的产生，后果不可想象。譬如：施工中一台三脚架的质量出现了质量问题，是因为前后期的检查工作有遗漏做不到位，那么在施工阶段中可能会出现坍塌的现象，更为严重的会导致人员的死亡。为此，相关管理员要把设备机械管理好，避免因为机械引发的安全事故;在项目里，假设管理员和施工员都不按照正常的 规章制度 办事，不重视操作规程，这将会严重影响工作质量，给实际工作带来安全隐患。 (三)质量监督不到位存在漏洞 进行项目时有时会有塌方的现象出现，会给施工造成严重的影响，导致这些问题是没有重视某处周围的环境因素。致使工程质量监督中通常会出现建筑周边环境的监控不到位。 由于周围的环境因素没有考虑周全，在实际工作中会受到外界的影响，地下水的结构遭到破坏，这就导致土质变软，然后承载能力就会有所下降。因此，在建设项目之前需要对周围的环境进行了解，综合考虑会影响到施工质量的因素，做好应对措施，记录工作 日记 ，杜绝事故的再次发生。 五、提升高层建筑施工质量的控制措施 (一)增强监管力度 面对管理的缺陷，在这一问题上就要采取逐个解决的措施。首先，对于设备的管理，需要匹配相关的专业人士管理。工程开工前期，需要将设备全面检查，从而保证设备的正常使用，施工过程中也要定期对设备检查防止其损坏。竣工后，要及时清洗养护设备，将养护工作做好，保证设备使用后完整。其次，加强规范建筑业规章制度，严格遵循各方面制度，完善协作机制，相互监督帮助。在次，加强 安全 教育 的学习，增长安全意识，建立创新性的安全监管手段，把 安全生产 做到位。 综上，增强监管力度是保证建筑工程有条不紊的进行的重要基础。 (二)纳入科技技术及优秀人才 建筑行业的专向发展，缺少不了先进的科学技术以及优秀的人才配合。管理人员的专业素养对高层建筑施工管理质量起着至关重要的作用，相对于当前 文化 过低的的操作员来说，理论和实践会受到外界的约束，这将严重的影响着工程的建设。可见，人才的储蓄尤为重要，除此之外，还要在技术上面将技术更新，借鉴国外先进技术和先进设备，在当前形势下，落后将会被淘汰，技术的与时俱进是保证工程质量的重要前提。 六、结语
结构加固论文碳纤维加固论文工业民用建筑论文浅谈工业建筑改造与加固现状摘 要： 国外的工业建筑于20世纪60年代已进入大规模的加固改造阶段，国内的工业建筑进入加固改造较晚于西方国家。从20世纪80年代国内的工业建筑的开始进入了加固改造的阶段，以后的加固改造量逐年提升。工业建筑加固改造的发展在一定程度上促进了鉴定改造与加固软件的发展，促进了鉴定与加固标准和规范的发展同时也促进了加固改造材料和方法的发展。随着工业建筑加固改造的深入反过来要求加固改造市场进一步规范，如何进一步提高加固质量有待各方的努力与多方面支持。关键词： 工业建筑；加固改造1 工业建筑的改造与加固发展情况工业建筑作为建筑的一部分，与人们的生产和生活息息相关，工业建筑构成了建筑物非常重要的部分。据有关部门统计,目前国内现存的各种建(构)筑物的总面积至少在500亿m2以上，工业建筑占40%，其中绝大多数是混凝土结构，而且至少有50%以上已投入使用20年以上[1]。随着社会的发展,城市的转型和工业结构的调整，部分工业建筑拆除重建，部分工业建筑经过加固改造后能适应社会和经济的发展继续发挥作用。我国的工业建筑的改造与加固是从20世纪80年代后期开始的[2]，据有关资料统计,自1997年以来,我国加固工程量平均年递增量达到3 0%以上，到2000年全国年加固修复工程量已突破100万m 2。工业建筑改造的方向主要有两个方面，一方面经加固改造后工业建筑继续使用经过改造后规模更大更节能，空间使用上更加合理、高效美观和符合人性化。这方面的例子很多，典型的例子如上海宝山钢铁厂、北京现代轿车生产工厂改造；另一方面改造为民用建筑，工业建筑由于的内部空间大、并且承载力较大改造为民用建筑基本上都能满足承载力的要求，外观和内部经过改造和装修后即可使用。典型的例子如798工厂改造为综合艺术中心，沈阳铁西旧工业区改造为现代工业文明长廊，有的改为文化娱乐中心、酒店等。国外方面欧美等国最先进入后工业社会，是最先进行大规模城市结构性调整的发达国家和地区，于20世纪60年代最先出现了大规模的旧工业建筑改造再利用[3]，20世纪70～80年代就已成为一种趋势[4]，改造的对象多为工业革命时代大量兴建的轻工业建筑及少量重工业厂房。近年来建筑物的改造与加固发展比较迅速，出现了许多的工业建筑改造的优秀作品,煤厂改造为工业博物馆，将鲁尔煤气罐改造为文化艺术中心，法国巧克力工厂改造成的雀巢公司总部、意大利林格图工厂改建的林格图大厦等。随着社会的可持续发发展，资源的再利用和节能减排提上日程，建筑作为耗能垃圾制造大户，减少资源浪费和垃圾制造就是对生态环境的最大贡献。据西方发达国家1987年的统计数据表明,对工业旧建筑的改造再利用比新建同样规模、同样标准的建筑可节约1/4～1/2的费用[5]。英国国家资金用于新建与改建的比例从70年代的75∶25提高到90年代的50∶50[6]。有人预言21世纪将是建筑业中最兴旺行业之一的将是旧建筑物的加固改造和建筑的垃圾的回收利用。2 工业建筑结构改造鉴定及加固软件的发展结构的改造鉴定及加固是个相辅相成的过程，要进行合理的改造首先是要在结构方面进行可靠性评估，可靠性评估目前主要采用传统经验法和实用评估法即规范中的分级评估法，但评估是一个非常系统和复杂的过程，仅靠知识和经验来处理工程中遇到的问题是不够的，随着计算机技术的发展，把这些经验和理论来转换成计算机程序来处理，需要能对建筑鉴定改造和加固的智能化软件系统。在结构改造鉴定与加固方面，我国1986年把“工程建设中智能辅助决策系统”定为国家自然科学基重大项目，1991年开发出了结构评估鉴定方面方面的专家系统，城市现有建筑物震害预测与防预对策的专家系统，钢筋混凝土单层工业厂房可靠性评估与对策的专家系统(RAISE-3)，单层混凝土厂房抗震评定专家系统SAIBR[7]。进入21世纪陆续研究开发出了一些常规结构的鉴定与加固专家系统,R．C．框架抗震鉴定与加固可视化程序(2001年)[8]，结构加固设计与东大迪普（seu-deep）软件系统（2003）[9]，钢筋混凝土框架抗震鉴定的专家系统(2004年)[10]，砖混结构可靠性鉴定程序(2006年)[11]，这些软件对建筑鉴定加固领域的专家系统的研制起到了积极的作用, 但程序的完善性还有待进一步提高，实用性和全面性方面还有待实践中检验，并且专门用来作为工业建筑结构的鉴定加固专家系统近年来开发的比较少或者几乎没有，在不久的将来我国将进入维修加固改造为主的第三个发展时期，因此我国应该投入力量开发工业建筑的鉴定与加固专家系统。国外的建筑结构鉴定程序最典型的成果是美国历经5年于1985年开发出的土木工程系统，它的前身是现存结构的破坏评估专家系统。美国从八十年代初便将专家系统技术应用于结构工程的预测评估领域。3 工业建筑改造鉴定与加固相关标准规范情况建筑物的鉴定与加固作为一门学科,理论成果最重要的体现的是相关标准的编制与颁布,这是工程技术人员的法定依据,目前已出版的标准包括:鉴定标准《工业构筑物抗震鉴定标准》GBJ117-88,《工业厂房可靠性鉴定标准》G B J 1 4 4-9 0,《建筑抗震鉴定标准》GB50023-95,《石油化工建筑抗震鉴定标准》,《钢铁工业建（构）筑物可靠性鉴定标准》YBJZ19-89.《工业与民用建筑抗震鉴定标准》(试行)TJ23-77。加固标准《凝土结构加固技术规范》C E C S 2 5:9 0,《钢结构加固技术规范》CECS-77-96,《建筑抗震加固技术规程》JGJ-116-98,《既有建筑地基基础加固技术规范》JGJ-123-2000《,碳纤维片材加固混凝土结构技术规范》《,混凝土结构加固施工与验收安全技术规范》。4 工业建筑结构加固改造方法的发展在上部结构中，工业建筑的加固方有加大截面加固法，体外预应力加固法和改变结构传力体系加固法。加大截面加固法和体外预应力加固法是常用的方法，已在实际工程中得到广泛的应用[12]。但这两种加固方法存在很多不足之处，加大截面加固法施工周期长，对环境影响大，而且增加截面尺寸，减少了使用空间，因此有一定的局限性。预应力加固法锚固构造困难，施工技术要求高，难度大存在施工时侧向稳定及耐久性问题。20世纪60年代随着环氧树脂黏结剂的问世，一种新的加固方法—外部粘贴钢板加固法开始出现，这种加固方法是用环氧树脂黏结剂把钢板等高强度材料牢固粘结于被加固构件表面，使其与被加固构件共同工作。20世纪末，随着国际市场纤维材料的大幅度下降，一种类似于粘钢加固方法的外贴纤维复合材料加固法逐渐引起了工程技术人员的关注，外贴纤维复合材料加固法法具有强度高、重量轻、耐腐蚀性好、抗疲劳性能好等优点。我国已经制定了《碳纤维片材加固混凝土结构技术规范》。5 提高工业建筑改造加固质量的措施工业建筑结构鉴定与加固水平的提高是一个系统的工程。首先需要建立和完善工业建筑结构的加固和修复的质量和技术标准规范。其次支持加固材料和鉴定加固软件的研究和开发。再次要提高加固专业队伍的施工水平。其他方面是需要政府在资金方面的支持提高对工业建筑加固改造研究方面的积极性。同时文化价值观念方面的引导也必不可少，提倡全民节约，节约即创造财富，加固后的建筑同样美观实用并且费用低廉。参考文献：[1] 宋中南.我国混凝土结构加固修复业技术现状与发展对策(J).混凝土,2 0 0 2(1 0):11-12[2] 沈实现,韩炳越.旧工业建筑的自我更新*—798工厂的改造(J).工业建筑.2005,35(8):45-47[3] 张艳锋,陈伯超等.国外旧工业建筑的再利用与再创造(J).建筑技术,2004(1):45-47[4] 付瑶,刘文军等.国外旧工业建筑再利用对我国的启示(J).沈阳建筑工程学院学报(自然科学版).2003,19(1):33-36[5] 叶雁冰.旧工业建筑再生利用的价值探析(J).工业建筑.2005,35(6):32-34[6] 王毅.建筑的再利用.世界建筑(J).1998(1):22-24[7] 何志军.钢筋混凝土框架结构抗震鉴定验算人机交互程序的开发与研究(D).青岛:青岛建筑工程学院.1999[8] 李培根,殷杰等.R.C.框架抗震鉴定与加固可视化程序的开发(J).工业建筑.2001,31(10):68-71[9] 孙宝俊,李秉南,金晓宏.结构加固设计与东大迪普(SEU-DEEP)软件系统的研发.工业建筑.2003,33(10)[10] 杨晓明,王新堂.钢筋混凝土框架抗震鉴定人机交互程序的开发与研究(J).工业建筑.2004,34(8):84-86[11] 马云飞.砖混结构可靠性鉴定程序的研究与开发(D).南京:东南大学.2006[12] 张立人.建筑结构检测、鉴定与加固(M).武汉:理工大学出版社.2003.1-3
竹纤维的结构性能及其纺织品的生产工艺分析 摘要3-4Abstract4-7序言7-19 1.开发竹纤维产品的意义7-8 2.国内外的有关研究8-19第一章 竹纤维概况19-36 1. 竹纤维自然生长与环保特性19 2. 竹纤维的种类19-20 3. 竹纤维的制造过程20-22 3.1 原生竹纤维20 3.2 竹浆纤维20-22 4. 竹纤维的结构22-30 4.1 竹纤维的大分子结构22-26 4.2 超分子结构26-28 4.3 宏观形态结构28 4.4 微细结构28-30 5. 竹纤维的化学成分30 6. 竹纤维的基本性质30-36 6.1 具有较好的吸湿性、透气性30 6.2 天然抗菌性30-31 6.3 除臭作用31 6.4 防紫外线作用31-32 6.5 较好的染色均匀性32-33 6.6 不耐酸碱性33 6.7 较强的耐热性33 6.8 可生物降解性33 6.9 物理机械性能33-36第二章 竹纤维纺织品的开发与应用36-39 1. 纯竹纤维产品36 2. 交织、混纺产品36-38 2.1 竹纤维与真丝混纺36-37 2.2 棉、竹纤维混纺37 2.3 氨纶、竹纤维包芯纱产品37 2.4 竹纤维与多种纤维的混纺产品37-38 3. 功能性产品38-39 3.1 远红外竹浆纤维38 3.2 负氧离子竹纤维38 3.3 芳香竹纤维38-39第三章 竹浆纤维纺纱工艺研究39-66 1. 竹浆纤维纯纺特细特纱、细特纱的成纱工艺技术研究40-56 1.1 原料预处理40-41 1.2 纺纱工艺流程设计41 1.3 各工序纺纱定量的设定41 1.4 各工序工艺设计及技术措施41-56 2. 竹浆纤维的混纺性能研究56-62 2.1 原料选择58 2.2 纺纱工艺流程58 2.3 各工序的工艺配置及技术措施58-62 3. 竹/棉混纺氨纶包芯纱的纺制62-64 3.1 原料性能62-63 3.2 生产工艺分析63 3.3 纱疵控制63 3.4 成纱质量63-64 4. 本章结论64-66第四章 竹浆纤维的织造工艺和产品开发66-72 1. 服装面料的设计与开发66-69 1.1 色调与花型的设计66 1.2 纱支的选择66-67 1.3 密度和紧度的确定67 1.4 织物组织的设计67 1.5 织造主要工艺参数设计67-69 2. 家纺产品面料的设计69-72 2.1 色调与花形的设计69 2.2 纱线的选择69 2.3 密度和紧度的确定69 2.4 织物组织的设计69 2.5 织造主要工艺参数设计69-72第五章 竹原纤维的纺纱工艺分析72-76 1. 原料预处理72 2. 车间温湿度72-73 3. 工艺流程73 4. 各工序主要工艺参数73-76 4.1 开清工序73 4.2 梳理工序73-74 4.3 并条工序74 4.4 粗纱工序74 4.5 细纱工序74-75 4.6 络筒工序
竹纤维面料是近几年来兴起的一种环保绿色的材质，因为其具有很多的优点，所以从产生以来就受到了人们的青睐。也许有很多人对于竹纤维面料还感到陌生，那么竹纤维面料究竟是个什么东西，它有什么独特的作用呢？下面就来看看竹纤维面料怎么样吧。
一、竹纤维的介绍
竹纤维就是从自然生长的竹子中提取出的一种纤维素纤维，是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。
二、竹纤维的分类
1、天然竹纤维
天然竹纤维主要是竹原纤维。竹原纤维是采用物理、化学相结合的方法制取的天然竹纤维。竹原纤维采用物理和化学处理相结合的方式制取。
2、化学竹纤维
化学竹纤维又可以分类：竹浆纤维、竹炭纤维。
3、竹浆纤维
竹浆纤维是一种将竹片做成浆，然后将浆做成浆粕再湿法纺丝制成纤维其制作加工过程基本与粘胶相似。
4、竹炭纤维
是选用纳米级竹香炭微粉，经过特殊工艺加入粘胶纺丝液中再经近似常规纺丝工艺纺织出的纤维产品。
三、竹纤维面料的优点
相比于传统面料，竹纤维面料显得与众不同，它在自身品质和制成品性能上都有许多独特的地方，下面，我们就从这两个方面入手介绍竹纤维面料的优点。
1、细腻光滑
竹纤维面料具有精细的紧密度，再加上竹纤维天然的滑嫩性，
2、透气吸湿
竹纤维作为一种植物纤维，它自身就具有良好的透气性，制作成竹纤维面料后，面料上面布满细密的小孔，这些小孔帮助面料呼吸、吸水，因此，竹纤维面料的透气吸湿性很强。
3、抑制细菌
这个特性是经过实验证明的，竹纤维面料不仅不滋生细菌，还能杀死传播过来的细菌，非常健康。
4、抵抗紫外线
竹纤维对紫外线有着超强的抗御能力，严格控制紫外线的射入，这也是经过科学证明的。
5、美容保健
这个特性也是竹子自身的特性，竹子防臭、防虫、除螨，具有天然的药用价值，长期食用竹纤维制品能够美容保健。
6、冬暖夏凉
这一项与竹纤维的天然凉性和透气性有关，夏季，清凉防暑，冬季，舒适保暖。
7、绿色环保
竹纤维是一种纯植物纤维，不涉及化学制品，绿色天然，竹子自身的生长速度很快，种植面积广，再生能力强，节能环保。
8、舒适美观
竹纤维面料的光亮度高，染色效果好，不易掉色，再加上它的光滑细腻，
竹纤维面料的优点的确非常多，但是任何事物都有两面性，竹纤维面料也有自身的缺点，它的使用寿命很短，长时间不更换，竹纤维面料制品的性能就会明显下降，使用起来非常不舒适，因此，在日常使用中，我们应该避免大力拧、扯竹纤维制品，不能长时间浸泡它们，也不要长时间暴晒，洗涤时也不能使用柔顺剂，使用一段时间后注意更换，做到这些，我们就能充分享受竹纤维面料带给我们的好处了。
四、竹纤维面料缺点
竹纤维虽然有诸多优点，但也有它的缺点。
1、在加工工艺上，再生竹纤维生产工艺过程过长，对环境污染也有不同程度的影响，环保问题成了发展再生竹纤维的最大弊端，且其加工过程对竹材原料特性的破坏也是不可忽视的。因此，再生竹纤维的加工工艺也有待完善。
2、对于天然竹纤维的制取主要有两个难点：一是竹子单纤维太短，无法纺纱；二是纤维中的木质素含量很高，难以除尽。常规的化学脱胶方法工艺流程长，周期长，需消耗大量的能量，且设备腐蚀较严重，对环境污染极为严重，加工出的纤维品质不够稳定。而生物脱胶法也有相当大的难度，由竹材自身结构紧密，密度很大，而且细胞组织中又有大量空气存在，浸渍液很难浸透，势必延长脱胶时间，且竹子本身具有多种抑菌物质，菌种的选择也有一定的困难，因此有待于进一步的研究和探索。
3、在织造过程中，由于竹纤维易吸湿、湿伸长大以及塑性变形大的特点，极易脆断。成衣制造中100%的竹纤维还没有很好地解决缩水性问题，手感与悬垂性也有待改善。
4、纤维鉴别和检测技术相对滞后，目前仍然找不到行之有效的方法区分出竹纤维和麻类纤维，因此，市场上不乏有以麻代竹的现象。
五、竹纤维面料的价格
竹纤维面料作为一种高科技的产物，那么他的价格一定不会便宜。市场上并没有对竹纤维面料的统一定价，因为竹纤维面料的价格受到很多因素的影响。接下来就给大家具体介绍一下它的价格。
竹纤维面料衣服：竹纤维面料应用最广泛的领域就是服装行业了。因为竹纤维面料制作的衣服具有吸汗除臭、抗菌杀菌以及保健等一些功能，所以竹纤维面料的衣服在市场上很受人们的青睐。竹纤维面料的衣服的价格一般都比较贵，最便宜的也在几十到几百元人民币左右。
以上就是竹纤维面料怎么样的介绍，希望对大家能够有所帮助吧。
3、在织造过程中，由于竹纤维易吸湿、湿伸长大以及塑性变形大的特点，极易脆断。成衣制造中100%的竹纤维还没有很好地解决缩水性问题，手感与悬垂性也有待改善。
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以上就是竹纤维面料怎么样的介绍，希望对大家能够有所帮助吧。
以竹子为原料加工而成的竹纤维，和传统的纤维相比，具有以下不可替代的六大功能： （1）抗菌抑菌功能 同样数量的细菌在显微镜下观察，细菌在棉，木纤维制品中能够大量繁衍，而竹纤维制品上的细菌在24小时后被杀死75%左右。日本权威机构的新发现增加了这一产品的附加值，后经中国棉纺织品产品质量监督检验中心和中国科学院上海微生物研究所的检测也证实了以上结果（棉毛巾在夏日易发臭即是细菌成千上万倍繁衍的结果）。（2）除臭吸附功能 竹纤维内部特殊的超细微孔结构使其具有强劲的吸附能力，能吸附空气中甲醛，苯，甲苯，氨等有害物质，消除不良气味。 （3）吸湿排湿功能 在2000倍电子显微镜下观察，竹纤维的横截面凹凸变形，布满了近似于椭圆形的孔隙，呈高度中空，毛细管效应极强，可在瞬间吸收和蒸发水分，在所有天然纤维中，竹纤维的吸放湿性及透气性好居五大纤维之首。在温度为36°C、相对湿度为100%的条件下，竹纤维的回潮率超过45%，透气性比棉强3.5倍，被美誉为“会呼吸的纤维”。用它制成的纺织品被称为“人的第二肌肤”。 （4）超强的抗紫外线功能 棉的紫外线穿透率为25％，竹纤维的紫外线穿透率不足0.6%，它的抗紫外线能力是棉的41.7倍。竹纤维纺织品夏秋季节使用，使人倍感凉爽，透气，冬春季节使用既蓬松舒适又能排除体内多余的热气和水分。（5）超强保健功能 在李时珍《本草纲目》中有24处阐述了竹子的不同药用功能和方剂，民间药方更达近千种。竹含有丰富的果胶、竹蜜、酪氨酸、维生素E以及SE、GE等多种防癌抗衰老功能的微量元素。 “竹元素”中的抗氧化化合物能有效的清除体内的自由基，具有抗衰老的生物功效；酯类过氧化合物能阻断强致癌物质N-亚硝酸氨化合物，显著提高机体免疫能力； 竹纤维含有多种人体必需的氨基酸，对皮肤具有独特的保健功能；竹纤维素、竹密、果胶具有滋润皮肤和抗疲劳的功效；竹纤维不带自由电荷，抗静电，止瘙痒；竹纤维制品质地柔软，亲和肌肤，能改善人体的微循环血流，激活组织细胞，有效调节神经系统，疏通经络，使人体产生温热效应，改善睡眠质量，此外，竹纤维中负离子浓度高达6000个/立方厘米，相当于郊外田野的负离子浓度含量，使人倍感清新舒适，可以说是“家中相伴，在绿色竹林中徜徉每一天”。 （6）舒适美观功能 舒适：服装的舒适性取决于三个主要感观因素：即热舒适、触觉舒适和压力舒适。竹纤维吸湿性强，透气性好，远红外发射率高达0.87，大大优于传统纤维面料，因此符合热舒适的特点。根据不同季节的需要，采用不同工艺，使竹纤维产品产生冬暖夏凉的触感。同时竹纤维产品亲肤性优良，触感柔软，肤感舒爽。竹纤维制品蓬松轻盈，润滑而细腻，柔软而轻爽，具有棉一样的柔软感，丝绸一样的滑爽感，柔软贴身、亲和肌肤，悬垂性好，给人一种零压力的舒适度。夏天使用竹纤维制品，人体会感到凉爽无比，比穿着普通衣服的温度低1—2度，而在冬春季节使用既蓬松保暖，又能排除体内多余的热气和水份，不上火，不发燥，冬暖夏凉功能是其他纤维无法相比的。 其次是它的美观：竹纤维单位细度细，白度好，染色后色泽儒雅，鲜艳真实，不易褪色，光泽亮丽，丰满挺刮，飘逸大方，悬垂性佳，具有一种天然朴实的高雅质感。
“衣食住行”，人类基本生活需要中，衣为先。纺织工业在人类生活、工业发展、科技进步中有着举足轻重的作用。这是我为大家整理的纺织科技论文，仅供参考!纺织科技论文篇一 纺织计量发展浅析 摘 要：“衣食住行”，人类基本生活需要中，衣为先。纺织工业在人类生活、工业发展、科技进步中有着举足轻重的作用。而纺织计量工作对纺织工业又有着重要影响，监测质量、指导生产、改进工艺。所以，纺织计量的发展，足以影响和推动纺织行业的发展，显现出纺织计量在整个纺织行业的重要性。但是，随着整个纺织行业的曲折发展，纺织计量工作也几经起伏。2012年5月9日至11日，纺织计量技术委员会在湖南张家界市召开了《电子单纱强力机(仪)校准规范》等12项纺织计量校准规范审稿会，会议审定了《电子单纱强力仪(机)校准规范》等12项纺织计量校准规范。这是继2009年宁波会议后第二次组织的纺织计量校准规范审稿会，标志着纺织计量工作进入循序渐进、有效发展阶段。 关键词：纺织工业;纺织计量;检定/校准;校准规范;标准器 中图分类号：X791 文献标识码：A 1 纺织计量概述 JJF《通用计量术语及定义》中，“计量”(metrology)词条，定义为实现单位统一和量值准确可靠的活动。它属于测量，源于测量，而又严于一般测量，它涉及整个测量领域，并按法律规定，对测量起着指导、监督、保证的作用。计量与 其它 测量一样，是人们理论联系实际，认识自然、改造自然的 方法 和手段，它是科技、经济和社会发展中必不可少的一项重要的应用。然而，计量与测试是含义完全不同的两个概念。测试是具有试验性质的测量，也可理解为测量和试验的综合。它具有探索、分析、研究和试验的特征.计量是技术和管理的结合体，凡是以实现计量单位统一和测量准确可靠为目的的科学、法制、管理等活动都属于计量的范畴。 随着市场经济的发展，计量校准正逐渐被国内更多的用户所接受。校准在国内计量技术机构开展的计量活动中的比重正在逐步加大，已经作为一种新型的计量活动与检定相提并论。纺织计量是工程计量(也称工业计量)的一部分，是计量科学在纺织行业中的应用。主要体现在纺织专用仪器的制造、使用、管理、量值溯源、量值传递、检定/校准等方面。纺织计量的主要内容有：检定规程/校准规范的制修订，纺织计量标准器的确定，周期检定/校准等活动，目前，纺专仪器的溯源方式也主要由检定转变为校准。正确开展检定和校准活动，利用检定和校准结果，最终实现量值统一，为纺织行业提供技术支撑，进而保证纺织工业的健康发展。 2 纺织行业及纺织计量的发展 在我国，纺织工业的发展，是随着纺织服装业的主管部门——中华人民共和国纺织工业部的变迁而发展变化的。1949年10月设立中央人民政府纺织工业部，新中国纺织业开始发展，建国初期，物资匮乏，尤其关乎民生穿衣的纺织品，国家大力支持纺织业，全国范围内兴建纺织厂。1954年9月成为中华人民共和国纺织工业部，纺织业大规模发展，全国上下，力争上游，攻坚克难，一批批大规模纺织企业出现，技术人员全国交流，相互支援，此后的三十余年，纺织业曾一度辉煌。1998年3月，纺织工业部改为国家纺织工业局。2001年2月国家纺织工业局撤销，中国纺织工业协会成立，计划经济年代传统纺织业逐步退出发展潮流，尤其曾经繁荣几十年的国有大型纺织企业，纷纷破产、倒闭、改制。新兴纺织服装行业开始走上历史舞台，曾经的小作坊，雅戈尔、劲霸、利郎等著名品牌开始主导服装潮流。 同样，作为纺织服装产业的重要技术支撑——纺织计量工作，也随着纺织工业趋势而起伏。1984年我国计量法公布实施以后，在原纺织部主持下，立即组织了纺织专用仪器计量检定规程的制订。1985年4月批准并于1985年10月施行了十九种纺织专用仪器计量检定规程之后，到1995年10月1日止的十年期间，先后共七批发布了66个纺织仪器和标准器的部门计量检定规程。基本覆盖当时纺织工业的所有检测仪器和设备，最重要的是，从检定规程的制定，到发布实施，到标准器的统一，全国联动，政府、行业、部门、企业高度重视，从纺织部到各省的计量站，再到纺织企业计量部门，认真学习，广泛交流，严格执行纺织计量检定规程及相关计量条例，纺织计量的发展达到辉煌。 2001年，国家纺织工业局撤销，此后两年时间内，全国各省纺织工业厅也陆续撤销，加之国家经济体制的改革，计划经济逐步转为市场经济，纺织服装亦不是紧缺产品，传统纺织业开始下滑，甚至倒闭。纺织计量工作也曾一度低靡，2001至2010十年间，基本没有什么发展，甚至许多省份，纺织计量技术部门也遭遇尴尬局面。2006年，根据计量管理要求，纺专仪器的计量要求也由检定改为校准，检定规程取消，由校准规范代替，纺专仪器计量校准规范也随之老化，缺失。 直到2009年，中国纺织工业协会科技发展部于11月30日-12月1日在浙江宁波召开了2009年全国纺织计量校准规范工作会议。来自全国各级纺织计量机构、纺织仪器企业等27家单位38名代表参加会议。会议回顾了纺织计量工作的历史，分析了目前纺织计量工作面临的问题，对进一步开展纺织计量工作达成了几点意见：要抓紧纺织计量校准规范的制修订工作，争取3-5年解决规范老化、缺失问题;尽快组建完善纺织计量技术委员会，全面启动纺织计量工作;大力宣贯纺织计量校准规范，培养纺织计量人才;尽快制定《纺织计量校准规范制修订暂行管理办法》，建立有效工作机制;摸清计量校准规范、计量机构及仪器企业现状，充分发挥各级计量机构和仪器企业等各方面的作用，努力开拓计量工作新局面。 3 纺织计量目前存在的问题 3.1 校准规范的老化、缺失问题函待提高完善，目前纺织专用仪器已达100余种，而新的校准规范仅定稿24部，发布实施12部。纺织计量主管部门-纺织计量技术委员会仍有大量工作，政府、企业支持力度不够。 3.2 纺织计量标准器需要统一、规范，仪器生产厂家技术参数需要保持一致，同时，进口纺专仪器计量性能要有据可依。 3.3 纺专仪器新品种，新产品逐步出现，比如棉纤维气流仪，渗水仪，电热鼓风干燥烘箱，织物透湿量仪，织物透气量仪等仪器的计量校准工作，也需有规程可依，或参照现有同类校准规范，或制订对应规范。 3.4 纺织计量技术机构、人员、能力建设等方面薄弱，缺乏监管职能，政府计量管理部门及法定计量技术机构对纺织专项计量工作不够重视，支持力度较弱。 4 关于纺织计量的几点建议 4.1 部门重视：纺织计量技术委员会是纺织计量的主管部门，依托国家纺织计量站，应更加高度重视纺织计量工作，在校准规范的完善、信息搜集整理、技术指导、组织交流学习及标准器配置上统一指导协调，并组织制定有关纺织专用计量技术法规，承办有关计量监督管理工作。各省市纺织计量技术机构应积极配合，积极参与。 4.2 政府督导：国家质检总局及地方计量行政部门在政策上加大纺织计量工作的政策扶持及纺织专用仪器的日常管理，可考虑将纺织计量纳入地方行政计量管理层面，比如力值、温度、长度、质量等指标。明确纺织计量技术机构的职能和责任，提高对纺织计量工作的重视。 4.3 企业支持：纺织计量工作，任重道远，不仅需要部门的重视，还需要整个行业，尤其企业的大力支持，包括仪器厂商和纤维纺织服装企业的配合和支持。 根据全国纺织纤维检验机构状况，31个省、市、自治区、直辖市，除西藏、海南外，各地都有纤维、纺织检验机构。纺织计量应与纤维计量部门有效结合，形成合力，监督管理与技术服务相结合，优势互补，开拓进取，快速发展。强化全国纺织纤维计量机构的信息沟通，促进互相交流，为推动纺织计量工作的发展、纺织检测能力的提高、振兴纺织工业服务。 参考文献 [1]郭明.纺织工业计量与企业节能降耗[J].工业计量，2007(3). [2]纺织工业中新的计量单位系统“SL系统”[J].麻纺织技术，1980(1). 纺织科技论文篇二 阻燃纺织品 摘要： 本文通过阐述纺织品的阻燃机理，介绍了几种阻燃纺织品的加工方法，现阶段常用的评判、测试方法以及阻燃纺织品的发展趋势。 关键词：阻燃纺织品;阻燃机理;加工方法;燃烧性能测试 引言 随着现代化科学技术的发展、纺织工业的进步，纺织品种类不断增多，其应用范围不断扩展延伸到人们生产、生活的各个方面。但纺织品材料一般都易燃或可燃，容易引发火灾事故。据统计，世界上约20%以上的火灾事故都是由纺织品燃烧引起或扩大的，尤其是住宅失火。因此，纺织品的阻燃功能对消除火灾隐患，延缓火势蔓延，降低人民生命财产损失都极为重要。近年来，各国纷纷开展纺织品阻燃技术方面的研究，并制定了相应的纺织品燃烧性能测试方法、阻燃制品标准和应用法规等。 1 纺织品的阻燃机理 所谓“阻燃”，并非阻燃整理后的纺织品在接触火源时不会燃烧，而是使织物在火中尽可能降低其可燃性，减缓蔓延速度，不形成大面积燃烧，离开火焰后，能很快自熄，不再续燃或阴燃[1-3]。 1.1 纤维材料的燃烧与阻燃原理 合成纤维的燃烧是材料和高温热源接触，吸收热量后发生热解反应，热解反应生成易燃气体，易燃气体在氧存在的条件下，发生燃烧，燃烧产生的热量被纤维吸收后，又促进了纤维继续热解和进一步燃烧，形成一个循环。对此人们提出了阻燃的基本原理：减少(或者基本没有)热分解气体的生成，阻碍气相燃烧的基本反应，吸收燃烧区域的热量，稀释和隔离空气等。 1.2 阻燃剂的阻燃机理 纤维用阻燃剂有：铝镁氢氧化物、含硼化合物、卤硼化合物、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等。不同阻燃剂的阻燃机理有很大的区别。概括起来主要有以下几种。 1.2.1 覆盖机理 在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下可在聚合物表面形成一层玻璃状或稳定泡沫覆盖层以隔热、隔绝空气，起到阻止热传递、减少可燃性气体释放和隔绝氧的作用从而达到阻燃目的。阻燃剂形成隔离膜的方式有两种，一是阻燃剂降解产物促进纤维表面脱水炭化，进而形成结构更趋稳定的交联状固体物质或炭化层，炭化层能阻止聚合物进一步热裂解，还能阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程。含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用即是通过此种方式实现的。二是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质包覆在聚合物表面起隔离膜的作用，硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征。 1.2.2 不燃性气体窒息机理 阻燃剂受热分解出现不燃性气体，将纤维燃烧分解出来的可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下，同时稀释燃烧区内的氧浓度，阻止燃烧继续进行，又由于气体的生成和热对流带走了一部分热，从而达到阻燃作用[4-5]。 1.2.3 吸热机理 任何燃烧在短时间所放出的热量有限，如果能在短时间内吸收火源所放出的部分热量，火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于自由基的热量就会减少，燃烧反应受到抑制。 高温条件下，阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其他吸热反应，降低纤维表面及燃烧区域的温度，降低可燃物表面温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延，最终破坏维持聚合物燃烧的条件，达到阻燃目的。如铝、镁及硼等无机阻燃剂，充分发挥其结合水蒸气时大量吸热的特性，提高自身的阻燃能力。 1.2.4 自由基控制机理 根据燃烧的链反应理论，维持燃烧的是自由基。阻燃剂在气相燃烧区捕捉燃烧反应中的自由基，阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来，此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止[6-7]。 1.2.5 催化脱水机理 阻燃剂在高温下生成具有脱水能力的羧酸、酸酐等，与纤维基体反应促进脱水炭化，减少可燃性气体的生成。 2 阻燃纺织品的加工方法 研究织物的阻燃技术是指通过物理或化学的方法赋予织物一定的阻燃性能，降低材料的可燃性，减慢火焰蔓延速度，其实质是破坏织物中纤维的燃烧过程。近年来，世界各国主要从以下两个方面来开展对织物阻燃技术的研究：一是生产阻燃纤维;二是对织物进行阻燃整理[8-9]。 2.1 阻燃纤维的制造 纤维阻燃的途径是阻止或减少纤维热分解，隔绝或稀释氧气，快速降温使其终止燃烧。为实现上述目的，一般是将有阻燃功能的阻燃剂通过聚合物聚合、共混、共聚、复合纺丝、接枝改性等加入到化纤中或用后整理方法将阻燃剂涂在纤维表面或渗入纤维内部。在实际应用中，往往采用多种阻燃剂，以两种以上方式协同效应达到阻燃效果。 2.1.1 共聚法 现行的阻燃腈纶和涤纶大多数采用共聚方法生产，其技术已较成熟。由于阻燃元素结合在成纤高分子链上，因此阻燃性能持久，对纤维的其他性能影响较小，采用这种方法生产的阻燃腈纶通常称为改性腈纶。 2.1.2 共混法 共混法技术具有生产简便、品种更换灵活等特点，因此是阻燃纤维开发的重要技术路线，几乎所有阻燃化学纤维均可采用这种方法制备。 2.1.3 接枝法 主要用于制备阻燃涤纶或混纺织物，其方法有化学法、辐射法和等离子体法，接枝体都为具有不饱和双键的化合物。接枝法技术使用灵活，既可用于纤维也可用于织物的阻燃，但因成本高、设备较复杂而还没有工业化。 2.1.4 皮芯复合纺丝法 以共混或共聚阻燃高聚物为芯、普通高聚物为皮，通过复合纺丝制成的阻燃复合纤维可避免阻燃纤维变色和耐光性差的问题，提高阻燃性能的稳定性和染色性能，但加工设备要求高。 2.1.5 本质阻燃纤维 按性能分类，阻燃纤维可分为阻燃常规改性纤维和阻燃高性能纤维，阻燃常规改性纤维以阻燃涤纶和腈纶产量最大，由于航空航天等尖端高技术和军事工业发展的需要，阻燃高性能纤维得到越来越广泛的应用。阻燃高性能纤维主要包括芳香族聚酰胺Nomex和Kevlar，聚酰亚胺如法国的Kermal，聚砜酰胺，聚芳酣，聚酚醛树脂，聚四氟乙烯，以及陶瓷、玻璃等纤维。 2.2 织物的阻燃整理 织物的阻燃整理是通过吸附沉积、化学键合、粘合作用使阻燃剂覆在织物上。当遇到火种时发生物理和化学反应，从而达到阻燃效果。 2.2.1 喷涂 适宜于不需洗涤织物或洗涤次数极少的装饰织物和建筑用织物，如地毯、墙布等。喷涂加工后一般不经水洗等后处理，对阻燃剂的选择要求不高，工艺简单，操作简便。 2.2.2 浸轧和浸渍 适宜于加工睡衣、床上用品和家具用品等，也可加工外衣。要求阻燃剂的耐洗牢度优良。可结合其他特种功能――浴浸轧型整理，也可分步加工。此种加工方式工艺复杂，适用范围广，成本较喷涂高。 2.2.3 涂层 适宜于加工劳动保护服，以及装饰织物。对阻燃剂的选择要求较高，要求阻燃性和耐热性好。在加工过程中，一般与其他特种功能涂层同时进行。 3 阻燃织物的测试 GB/T17591―2006《阻燃织物》标准规定了阻燃织物的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装和标志，适用于装饰用、交通工具内饰用、阻燃防护服用的机织物和针织物。 3.1 评判标准 评判织物的阻燃性能通常采用两种标准：一是从织物的燃烧速度来进行评判，即经过阻燃整理的面料按规定的方法与火焰接触一定的时间，然后移去火焰，测定面料继续有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间，以及面料被损毁的程度。有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间越短，被损毁的程度越低，则面料的阻燃性能越好;反之，则表示面料的阻燃性能不佳。 另一种是通过测定样品的极限氧指数来进行评判。面料燃烧都需要氧气，氧指数LOI是样品燃烧所需氧气量的表示，故通过测定氧指数即可判定面料的阻燃性能。氧指数越高则说明维持燃烧所需要的氧气浓度越高，即表示越难燃烧。该指数可用样品在氮、氧混合气体中保持燃烧所需氧气的最小体积百分数来表示。从理论上讲，纺织材料的氧指数只要大于21%，其在空气中就有自熄性。根据氧指数的大小，通常将纺织品分为(LOI<20%)、可燃(LOI=20%～26%)、难燃(LOI=26%～34%)和不燃(LOI>35%)4个等级。事实上，几乎所有常规纺织材料都属易燃或可燃的范围。 3.2 测试方法 燃烧试验方法主要用来测试试样的损毁长度、面积，续燃时间和阴燃时间，火焰蔓延速率等指标。 根据试样与火焰的相对位置，可分为垂直法、倾斜法和水平法。国际上对纺织材料的燃烧性能测试方法的标准化已经相当全面和完善，包括ISO、ASTM、BS、JIS在内的国际和国外先进标准都各自有10余项相关的测试方法标准，如：GB/T5454―1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》、GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》、GB/T5456―2009《纺织品燃烧性能试验垂直方向火焰蔓延性能的测定》，GB14645《纺织织物 燃烧性能 45°方向损毁面积和接焰次数测定》，FZ/T01028《纺织织物 燃烧性能测定 水平法》等。 中国目前对于服装阻燃性能的测试主要采用GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》。其原理是将一定尺寸的试样垂直于规定的燃烧试验箱中，用规定的火焰点燃12 s除去火源后，测定试样的续燃时间和阴燃时间，阴燃停止后，按规定的方法测出损毁长度。 4 阻燃纺织品的发展趋势 随着纺织技术的快速发展，我国的阻燃纺织品近年来也获得了长足的进步，并呈现出不同的发展趋势。 4.1 功能复合化 阻燃功能纺织品除早期的阻燃防热辐射、阻燃抗静电以外，近年来根据纺织品面料应用场所不同提出了新的要求，如日本专利报道的用于浴室等潮湿环境下的窗帘、帷幕等，除阻燃外，还要求防霉和拒水;用于服用、沙发和床单等面料要求阻燃外还需具有卫生保健功能。在军事领域，作战服和军事装备的伪装材料不仅要求具有阻燃性，还要求具有防伪功能。在我国，阻燃抗静电纺织品研究较成熟，对阻燃拒水和拒油产品也有研究，具有卫生保健功能的纺织品开发值得关注。 4.2 绿色环保化 阻燃纤维的绿色化，是指减少生产过程对环境和操作人员的毒害作用，防止纤维对穿用人产生不良影响，火灾发生时，不会产生“二次毒害”。这是因为，阻燃纤维所用阻燃剂一般含有卤、磷、硫等元素，大都具有较大的毒性，在阻燃剂合成和纤维生产过程中会对操作人员产生一定的毒害作用，其“三废”的排放会带来较严重的环境污染。从环境保护、人类安全和阻燃效率的角度出发开发无卤、高效、低烟、低毒的环境友好型阻燃纺织品是未来的发展趋势。有机硅系阻燃剂作为典型的无卤阻燃剂，具有高效、无毒、低烟、无污染的特点，并具有改善分散性和加工性能的特点。 4.3 高技术化 高技术纤维是随着高新产业的发展需要而开发出来的一系列具有高性能、高功能的纤维。高技术纤维在生产工艺中应用发展了一系列新技术，如静电纺丝、凝胶纺丝、膜裂纺丝、液晶纺丝、离心纺丝等，给合成纤维工业带来新的生命。高技术耐高温阻燃纤维是其中的一个重要分支，高技术型阻燃纤维由于自身独特的化学结构，无须添加阻燃剂或进行改性，本身就具有耐高温阻燃的特性。如聚丙烯腈预氧化纤维(OPANF)、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚间苯二甲酞二胺(MPIA)纤维、三聚氰胺缩甲醛纤维(MF)等。 4.4 舒适型阻燃纤维 在高温、强热辐射及有明火的环境中，作业人员必须穿着阻燃防护服或热防护服。在上述条件下，人的热负荷过高，难以长时间坚持正常的工作效能。因此对于阻燃纺织品而言，必须兼顾纺织品的舒适性。对于阻燃纤维而言则应兼顾阻燃性能、可纺性能和热湿舒适性能。 参考文献： [1]邱发贵.阻燃纺织品加工方法及发展趋势[J].高科技纤维与应用，2007，32(5)：34-36、44. 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高性能纤维性能分析【摘要】分析了碳纤维、超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑 (POB)纤维和 M5 纤维等高性能纤维的重要特性以及它们的应用状况。 【关键词】高性能纤维;先进复合材料;分子结构;重要特性;应用 [中图分类号]TS102，528 [文献标识码]A [文章编号]1002-3348（2005）01-0054-04 高性能纤维 (High-Performance Fibers)是从 20 世纪 60 年代开始研发并推广的纤维材 料， 它的出现使传统纺织工业产生了巨大变革。 所谓高性能纤维是指有高的拉伸强度和压缩 3 强度、耐磨擦、高的耐破坏力、低比重(g/m )等优良物性的纤维材料，它是近年来纤维高分 子材料领域中发展迅速的一类特种纤维。 高性能纤维可用于防弹服、 蹦床布等特种织物的加 工及纤维复合材料中的加固材料，其发展涉及许多不同的领域。本文分析和比较了碳纤维、 超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、M5 纤维等高性能 纤维的特性以及它们的应用状况。 1 高性能纤维 1·1 高性能纤维分类 无机纤维:碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维等。 有机纤维:超高强聚乙烯纤维(HPPE)、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO) 纤维、M5 纤维等。 1·2 碳纤维 碳纤维的生产始于 20 世纪 60 年代末 70 年代初， 由有机纤维如腈纶(PAN)纤维、 粘胶纤 维或沥青纤维经预氧化、 炭化和石墨化加工而成。 碳纤维的石墨六方晶体结构决定了其强度 大、模量高等优良性能，如日本东丽公司生产的 T-400 碳纤维，拉伸强度可达 4.2GPa，断 裂伸长率为 1.5%。碳纤维不燃烧，化学性能稳定，不受酸、盐等溶媒侵蚀。 1·3 超高强聚乙烯纤维 高强高模聚乙烯在 20 世纪 70 年代出现， 具有超高分子量， 高取向度， 且分子间距很近， 3 使纤维具备高强高模的特征， 其密度具有 0.97g/cm ， 是唯--能浮在水面上的高强高模纤维。 除此之外，其他机械性能亦比较突出，如良好的韧性和耐疲劳性能，耐高速冲击性等。 1·4 芳香族聚酰胺纤维 20 世纪 70 年代，人们开始从事液晶态纺丝技术的研究，用于纺制高性能纤维，与普通 纺丝的分子结构截然不同，液晶态纺丝时形成的分子链只有刚棒状高取向的有序结构。 图 1 液态高聚物分子的构型示意图 (a)为典型普通大分子，为无规则线团;(b)为刚性大分子， 在没有良好侧向作用和导向情况下的状态;(c)为无规的棒状 液晶;(d)为向列型液晶 芳香族聚酰胺是最为人所熟知的，通过液晶纺丝纺制的高性能纤维，如 Kevlar(聚对苯 二甲酰对苯二胺纤维)、 Twaron(聚对苯二甲酰间苯二胺纤维)、 Technora(聚对苯二甲酰对苯 二胺纤维)等，如图 3 所示，为芳香族聚酰胺高结晶和高取向分子结构。这类纤维性能比较 均衡，具有高强伸性能， 高韧性、耐腐蚀、耐冲击、较好的热稳定性，不导电，除了强酸和强碱外，具有较强的抗化 学性能。 图 3 芳香族聚酰胺晶体结构图 聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维 1998 年国际产业纤维展览会上，日本东洋纺展出了商品名为 Zylon 的 PBO 纤维，其化 学名为聚对苯撑苯并双恶唑，化学结构为: 1·5 PBO 纤维采用液晶纺丝法纺丝，由苯环和苯杂环组成的刚棒状分子结构以及分子链的高 取向度， 决定了它的优良性能。 PBO 初纺普通丝(AS 丝-标准型)就具有 3.5N/tex 以上的强度 和 10.84N/tex 以上弹性模量， 经热处理后可得到强度不变、 模量达 176.4N/tex 的高模量丝 (HM 丝-高模量型)。PBO 作为一种新型高性能纤维，具有高强度、高模量、耐热性、阻燃性 4 大特点，其强度与模量相当于 Kevlar (凯夫拉)的 2 倍，限氧指数(L01)为 68，热分解温 度高达 650℃，在有机纤维中为最高，被认为是目前具有最高耐热性能的有机材料之一。 表 1 PBO 纤维的性能 性能 PBO 一 AS PBO—HM 密度(g/cm3) 1.54 1.56 抗拉强度(GPa) 5.8 5.8 拉伸模量(GPa) 180 280 断裂延伸率(%) 3.5 2.5 热分解温度(℃) 650 650 L01(%) 68 68 表 2 PBO 纤维与其他纤维的主要性能比较 性能 PBO-HM Kevlar-49 宇航级碳纤维 密度(g/cm ) 纤维直径(?m) 抗拉强度(Gpa) 拉伸模量(CPa) 断裂延伸率(%) 3 1.56 24 5.8 280 2.5 1.45 12 3.2 115 2.0 1.80 6 3.58 230 0.5 热分解温度(℃) 650 550 一 1·6 M5 纤维 PBO 纤维推出的几年后，阿克卓·诺贝尔(Akzo Nobel)公司开发了一种新型液晶芳族杂 环聚合物:聚[2,5-二烃基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑]，简称 "M5"或 PlPD，化学结构为: M5 纤维的结构与 PBO 分子相似——刚棒结构。 M5 分子链的方向上存在大量的-OH 和-NH 在 基团，容易形成强的氢键。如图 4 所示，与芳香族聚酰胺晶体结构不同，M5 在分子内与分 子间都有氢键存在，形成了氢键结合网络。 图 4 为 M5 纤维沿分子链轴方向的晶体结构，虚线为氢键。 图 4 M5 晶体结构 比较图 3 与图 4 可以清楚地看出，M5 大分子所形成的双向氢键结合的网络，类似一个 蜂窝。这种结构加固了分子链间的横向作用，使 M5 纤维具有良好的压缩与剪切特性，压缩 和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最。 2 高性能纤维特性分析比较 碳纤维石墨层面上碳-碳共价交键的存在，使作用于碳纤维上的应力，从一个石墨层转 移到相邻层面， 这些共价交键保证了碳纤维具有高的拉伸模量和压缩强度。 但这些共价键为 纯弹性键，一旦被打破，不可复原，即不显示任何屈服行为。所以碳纤维受力时，应力-应 变曲线是线性关系，纤维断裂是突然发生的。 有机纤维的性能取决于分子结构、分子链内键及分子链间结合键。如前所述，超高强聚 乙烯纤维、PBO 纤维都具有优良的性能，但由于超高强聚乙烯纤维大分子链间的结合键为弱 的范德华键，使其纤维易产生蠕变，压缩强力较低，另外超高强聚乙烯纤维耐热性和表面粘 合性有限，因而不适合用作加固纤维。而 PBO 纤维也因大分子链间没有形成氢键结合、作用 力较弱，使得其压缩和扭曲性能较低，加之纤维表面惰性强，与树脂的结合能力较差，在复 合材料成型过程中，有明显的界面层，从而影响也限制了 PBO 的应用。 芳香族聚酰胺纤维高结晶度、高取向度的分子结构，使其具有高强伸性能，也是由于大 分子链间弱的作用力 (范德华键)，造成大分子链间剪切模量及压缩强度低。芳香族聚酰胺 纤维由氢键结合成的薄片状结构在受压缩载荷作用时易塑性变形， 薄片相对容易断开， 在严 重过载时会出现原纤化，最终导致压缩失效。 分子链间结合键以 M5 比较理想， M5 大分子间和大分子内的 N-H-O 和 O-H-N 的双向氢 在 键结构，是其具有高抗压性能的原因所在，热处理后的 M5 纤维，拉伸模量可达 360GPa，拉 伸强度超过 4GPa，剪切模量和抗压强度可达 7GPa 和 1.7GPa。此外 M5 而大分子链上含有羟 基，使它与树脂基体的粘结性能优良，采用 M5 纤维加工复合材料产品时，无需添加任何特 殊的粘合促进剂，且具有优良的耐冲击和耐破坏性。有资料显示，以 M5 为加固纤维的复合 材料，在压缩过载的情况下，测试样品仍能继续承受显著的(压缩)载荷，与之相比，碳纤复 合材料会粉碎，而芳香族聚酰胺复合材料则会被挤成纤丝状薄片(原纤化)。如图 5、图 6 分 别为一个碳纤维和一个 MS 纤维复合材料的失效测试条，显示了脆性与韧性失效之间的明显 差异。此外，M5 纤维的刚棒结构又决定了它有高的耐热性和高的热稳定性，空气中热分解 温度达到了 530℃，超过了芳香族聚酰胺纤维，与 PBO 接近，极限氧指数（LOI）为 59，在 阻燃性方面也优于芳纶。 图 5 碳纤维复合材料测试条的失败 图 6 M5 纤维料测试条的失败 表 1 为几种高性能纤维力学及物理特性。 表 1 高性能纤维的力学和物理特性 特性 高 强 度 超高强聚 高 模 量 芳 香 族 高 模 量 高模量 M5 纤 碳纤维 乙烯纤维 聚酰胺纤维 PBO 纤维 维（实验值） 抗拉强度(GPa) 伸长率(%) 拉伸模量(GPa) 压缩强度(GPa) 压缩应变(%) 密度(克/cm ) 标准回潮率(%) 限氧指数（LOI） 3 3.58 1.5 230 2.10 0.90 1.80 0.0 一 3.43 4.0 98.0 一 一 0.97 一 一 3.2 2.0 115 0.58 0.50 1.45 3.5 29 5.8 2.5 280 0.40 0.15 1.56 0.6 68 5.0 1.5 330 1.70 0.50 1.70 2.0 59 空气中热老化起 800 150 450 550 530 始温度(℃) 从表 1 看，M5 纤维的各种性能指标都接近或超过其它高性能纤维，为综合性能优良的 高性能纤维。 3 应用与前景 目前超高强聚乙烯纤维的应用主要是加工防弹用特种织物、防弹板、渔业用绳网、极低 温绝缘材料、混凝土补强加固用试验片材、光缆补强材料、降落伞绳带、汽车保险杠等。芳 香族聚酰胺纤维常见的品种 Kevlar、Twaron、Technora 纤维等，主要应用有作为复合材料 的增强体、渔业工业等用绳网、防弹服、防弹板、头盔、混凝土补强材料等。碳纤维的优良 特性使其广泛用于航空、航天、军工、体育休闲等结构材料，应用于宇宙机械、电波望远镜 和各种成型品，还有直升飞机的叶片、飞机刹车片和绝热材料、密封填料和滤材、电磁波屏 蔽材料、防静电材料、医学材料等。PBO 纤维从问世以来就受到人们的关注，其应用主要有 防冲击方面的加固补强材料、复合材料中的加固材料，用于防护的防弹服、防弹头盔、消防 服、高性能及耐高温传动带、轮胎帘子线、光纤电缆承载部分、架桥用缆绳、耐热垫材等。 与各种高性能纤维相比，M5 纤维的综合性能更优越，这使得它的应用领域更广泛。尤 其是 M5 纤维的抗冲击力和耐破坏性，使它在制造经济、高效的结构材料方面有广阔的应用 前景，如应用于航空航天等高科技领域，在高性能纤维增强复合材料中 M5 也具有很强的竞 争力。当前 M5 纤维的研究比较活跃，随着研究的深人，其性能和应用将得到不断的提高和 拓展。 高性能纤维的不断创新是高性能产业用纺织品及复合材料用纤维领域的重要进步， 随着 世界高新技术、纤维合成与纺丝工艺的发展，以及军事、航空航天、海洋开发、产业应用的 迫切需要，高性能纤维的开发与应用前景将更为广阔。新型高性能纤维M5的研究与应用摘要:本文介绍了一种新型液晶芳族杂环聚合物,聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5).简述了M5纤维的制作方法,M5纤维特殊的分子结构特征,并通过与其它高性能纤维的比较,阐述了M5纤维优良的性能,特别是其良好的压缩与剪切特性.除此之外,M5纤维的高极性还使其更容易与各种树脂基体粘接,这使M5纤维的综合机械性能比目前其它高性能纤维都好.文中还展望了M5纤维的应用前景.前言近年来,随着对有机高性能纤维的不断深入研究,在刚性高性能纤维领域已经取得了很大的进展.但大多数高性能纤维,因分子间结合力的薄弱而导致某些力学性能上的不足,如PBO纤维大分子链间较弱的结合力,使其压缩和扭曲性能较差.纤维材料的压缩性能,主要取决于纤维大分子之间的相互作用程度[1,2].通常纤维扭转模量可作维表征大分子之间相互作用程度的一个量度.因此,如何增强大分子链之间的相互作用,已成为进一步强化刚性聚合物纤维力学性能的一个重要问题.作为Akzo-Nobel实验室的研究成果,一种新型的高性能纤维,即著称的M5已经被研究出来.聚合物是聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5)[3].由于M5纤维沿纤维径向即大分子之间存在特殊的氢键网络结构,所以M5纤维不仅具有类似PBO纤维的优异抗张性能,而且还显示出优于PBO纤维的抗压缩性能.1高性能纤维M51.1 单体的选择及M5的合成[4]在M5聚合物的制备过程中,其关键步骤是单体2,3,5,6-四氨基吡啶(2,3,5,6-tertraaminopyridine,TAP))的合成.TAP可由2,6-二氨基吡啶(2,6diaminopyridine,DAP)经硝化还原后制成,反应方程式如下所示:在M5的合成过程中,TAP需经盐酸化处理并以盐酸盐形式参与聚合反应.若TAP直接以磷酸盐的形式参与反应,不但可以避免盐酸腐蚀作用,还可以加快聚合反应速度,但却易发生氧化作用.另一单体2,5-二羟基对苯二甲酸(2,5-Dihydroxyterephthalicacid,DHTA)的合成也是制备M5聚合物的重要环节,可由2,5-二羟基对苯二甲酸二甲酯(2,5-dihydroxy-1,4-dimethylterephthalate,DDTA)水解后制得,反应方程式如下所示:M5纤维的聚合过程与聚对苯撑苯并二恶唑(poly(p-phenylenebenzobisoxazole),PBO)相似,可将TAP和DHTA两种单体按一定的等当比同时加入到聚合介质多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)中,脱除HCI后逐渐升温至180℃,反应24h,得到M5聚合物,反应方程式如下所示:2 M5的分子结构特征及聚合物的聚集态结构2.1 M5的分子结构特征M5纤维在分子链的方向上存在着大量的-OH和-NH基团,容易在分子间和分子内形成强烈的氢键.因此,其压缩和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最.M5纤维的刚棒状分子结构特点决定了M5纤维具有较高的耐热性.由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.图1热处理后PIPD-HT单斜晶胞的双向氢键网络晶体结构示意图[5].图2热处理后PIPD单斜晶胞沿C轴的分子结构示意图[5].图1和图2都显示了热处理后PIPD纤维的微观二维结构,即在大分子间和大分子内分别形成了N-H-O和O-H-N的氢键结构,这种双向氢键的网络结构正是M5纤维具有高抗压缩性能的原因在.图1 热处理后PIPD-HT单斜晶胞的双向氢键网络晶体结构示意图图2 热处理后PIPD单斜晶胞沿C轴的分子结构示意图2.2 M5的聚集态结构图3 PIPD-AS沿C轴方向的分子结构示意图如图3所示,为含有21%左右水分子的PIPD-AS纤维的结晶结构.由于PIPD-AS纤维中存在着大量的水,因而使得PIPD-AS纤维有很大的质量热容,而且具有良好的耐燃性能.表2和表3所列出的实验结果也证实了这一结论[16,19].如图4所示,为不同热处理温度的PIPD-AS纤维WAXD图[16].从图4可以看出,PIPD-AS纤维在热处理过程中晶体中的水分被脱出,变成无水聚合物晶体,从而在垂直于纤维方向的平面内形成二维氢键网状结构.有实验表明,经过热处理后PIPD纤维的结晶度和取向度都有很大的提高.图4 不同热处理温度的PIPD-AS纤维WAXD图Klop EA等[22]通过PIPD晶体结构的X射线衍射实验研究发现,因PIPD试样的处理温度不同,在PIPD的分子内部可出现不同形式的结晶结构—单斜结晶晶胞和三斜结晶晶胞(如图5和图6所示).单斜和三斜的晶胞参数分别为:单斜结晶: a=12.49 ,b=3.48 ,c=12.01 ,=90°,=107°,=90°三斜结晶:a=6.68 ,b=3.48 ,c=12.02 ,=84,=110°,=107°Takahashi等[20,21]采用中子方法测得的PIPD-HT晶胞参数为:a=13.33 ,b=3.462 ,c=12.16 ,=84°,=105.4°,空间结构为P21/,单斜晶胞区别于三斜晶胞的不同之处在于,三斜晶胞的氢键网络结构仅仅是靠沿对角线平面的大分子连接的,而单斜晶胞可在垂直于纤维方向的平面内形成了二维氢键网络结构,显然这种二维氢键网络结构,使得M5具有其它高性能纤维所无法比拟的高剪切强度,剪切模量和压缩强度.图5 PIPD单斜晶胞在ab面和ac面上的投影 图6 PIPD三斜晶胞在ab面上的投影3 M5纤维的纺丝工艺[9,16]3.1 M5纤维的成形M5纤维的纺丝是将质量分数为18~20%左右的PIPD/PPA纺丝浆液(聚合物的MW为6.0×104~1.5×105)进行干喷湿纺,空气层的高度为5-15cm,纺丝温度为180℃,以水或多聚磷酸水溶液为凝固剂,可制成PIPD的初生纤维.其中,实验用喷丝孔直径范围为65-200 m,喷头拉伸比取决于喷丝空的直径,可达70倍,所得纤维直径为8-14 m.所得M5的初生纤维需在热水中进行水洗,以除去附着在纤维表面的溶剂PPA,并进行干燥.图7 M5纤维的热处理示意图3.2 M5纤维的热处理为了进一步提高初生纤维取向度和模量,对初生纤维在一定的预张力下进行热处理,如图7所示.在这一过程中,M5纤维取向度将伴随着由其分子结构的改变引起的剪切模量的增加而增大.对M5初生纤维进行热处理能够改善纤维的微观结构,从而提高纤维的综合性能.M5初生纤维再进一步用热水洗涤除去残留的多聚磷酸水溶液(PPA)和干燥后,在氮气环境下于400℃以上进行大约20s的定张力热处理,最终可得到高强度,高模量的M5纤维.在此需要特别指出的是,如果热处理温度过低或处理时间过短,则PIPD-AS和PIPD-HT的转变是可逆的.因此,热处理温度与热处理时间对M5纤维的模量影响很大.4 M5纤维的性能4.1 力学性能图8 PIPD-AS和PIPD-HT纤维的应力-应变曲线图如图8所示,热处理后的PIPD纤维同PIPD的初生纤维相比较,二者的力学性能截然不同,PIPD-AS纤维存在屈服,而PIPD-HT纤维不存在这种现象.Lammwers M[18]等研究发现,经过200℃热处理的初生纤维压缩强度由原来的0.7Gpa提高到1.7Gpa,而经过400℃热处理的初生纤维压缩强度由原来的0.7Gpa提高到1.1Gpa.显然对于PIPD的初生纤维来讲,并非热处理温度越高越好.通过用偏光显微镜观察发现:在400℃热处理的纤维中存在裂纹,这可能是导致压缩强度下降的原因,因此,热处理温度不宜太高.表1[9-14]给出了几种高性能纤维的力学性能和其它性能的对比数据,其中的力学性能包括拉伸强度,断裂伸长,模量以及抗压缩强度等.与其它3种纤维相比,M5的抗断裂强度稍低于PBO,远远高于芳纶(PPTA)和碳纤维,其断后延伸率为1.4%;与其它高性能纤维相比,M5纤维的模量是最高的,达到了350GPa;M5的压缩强度低于碳纤维,但却远远高于Twaron-HM纤维和PBO纤维,这归因于M5的二维分子结构[17].表1 M5纤维与其它高性能纤维的比较纤维拉伸强独/Gpa断裂伸长/%初始模量/ Gpa压缩强度/ Gpa压缩应变/ %密度/(g.cm-3)回潮率/%Twaron-HM3.22.91150.480.421.453.5C-HS3.51.42302.100.901.800.0PBO5.52.52800.420.151.560.6M55.31.43501.600.501.702.0纤维空气中的热稳定性/℃LOI/%电导性抗冲击性抗破坏性编制性能耐紫外性Twaron-HM45029-++++-C-HS800N/A++------++PBO55068-++N/A+/---M5530>50-+++++++M5纤维特殊的分子结构,使其除具有高强和高模外,还具有良好的压缩与剪切特性,剪切模量和压缩强度分别可达7GPa和1.6GPa,优于PBO纤维和芳香族聚酰胺纤维,在目前所有聚合物纤维中最高.图9 M5纤维的轴向压缩SEM图一般来讲,当高性能纤维受到来自外界的轴向压缩力时,其纤维内部的分子链取向会因轴向压缩力的存在而发生改变,即沿着纤维轴向出现变形带结构.而对M5纤维来讲只有当这种轴向压缩力很大时才会出现这种结构[11].如图9所示,当M5纤维受到外界的轴向压缩力时,压缩变形后的M5纤维中也会出现一条变形带结构,但与其它高性能纤维(如PBO)相比较,M5纤维的变形程度要小很多.4.2 阻燃性能表2 PIPD-AS和PIPD-HT纤维耐燃性能的重要参数[5]试样PHRR①(kWm-2)TTI②(s)SEA③FPI④(sm2kW-1)残留量(%)PIPD-AS43.7772241.76061PIPD-HT53.7488440.89062PBO-HM47.75621441.17072Twaron204.420708160.09811Nomex160.414386700.08724PVC253.0141139370.05515注:①热量释放最大速率(PHRR);②引燃时间(TTI);③比消光面积(SEA);④耐燃性能指数(FPI)表2所列数据是热量计热流为75kW/m2时测得的,也就是在试样表面温度为890℃左右时测得的值.纤维试样放在一块1cm2的线网上.试样原始重量在10.3g-11.5g之间.从表2可以看出,PIPD-AS纤维热量释放最大速率(PHRR)为43.7kWm-2,也就是说单位时间内PIPD-AS释放出最小的热量,与其它高聚物相比是一种较好的阻燃剂用材料.PIPD-AS纤维的点燃时间最长为77s,远高于Nomex纤维.SEA是用来衡量单位物质燃烧时产生的烟雾量,PIPD-AS纤维达到了224m3/kg,而Nomex纤维为38670m3/kg,二者相比PIPD-AS纤维的SEA值远低于Nomex纤维,说明PIPD-AS纤维燃烧时产生的烟雾量要远少于Nomex纤维.同表2中的其它高聚物相比,PIPD-AS纤维的耐燃性能指数(FPI)最高为1.76sm2kW-1.从表2中各项耐燃性能参数可以看出PIPD纤维在耐燃性方面,要好于其它高性能纤维,即PIPD纤维在耐燃性方面将具有较好多应用前景.M5纤维的刚棒状分子结构决定了它具有较高的耐热性和热稳定性.从表2中可以看出,PIPD-HT纤维具有与聚对苯亚基苯并双嗯哇(PBO)纤维相似的FPI值,但它在燃烧过程中更不容易产生烟.M5在空气中的热分解温度为530℃,超过了芳香族聚酰胺纤维,与PBO纤维接近.M5纤维的极限氧指数(LOI)值超过50,不熔融,不燃烧,具有良好的耐热性和稳定性[7].4.3 界面粘合性能与PBO,聚乙烯或芳香族聚酰胺纤维相比,由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.采用M5纤维加工复合材料产品时,无需添加任何特殊的粘合促进剂.M5纤维在与各种环氧树脂,不饱和聚酯和乙烯基树脂复合成形过程中,不会出现界面层,且具有优良的耐冲击和耐破坏性[6,8].4.4 热力学性能图10 四种不同含水量M5纤维的DSC扫描图图10为M.G.NoRTHoLIT[19]等用SetaramC80D热量计测得的四种不同含水量M5纤维的DSC谱图.研究发现将1g试样材料放在一个开放的测试槽内,以0.2℃/min的速度,在30℃-200℃范围内得到一张扫描图,如图5所示.从DSC谱图可以看出,四种不同含水量M5纤维的吸热峰面积及位置与开放测试槽内水分的蒸发有关.从表3可以看出,含有结晶水的M5初生纤维的热吸收值与不含结晶水的M5纤维的热吸收值之间存在着较大的差别,而PIPD初生纤维和PIPD HT试样的热吸收值之间几乎没有什么差别.通过以上研究发现完全干燥的PIPD初生纤维的晶体结构与PIPD-HT试样结构类似.表3 不同含水量的PIPD纤维的热吸收值试样热吸收值(J/g)PIPD初生纤维(含水量20%)637PIPD初生纤维(干燥)163PIPD HT(含水量7%)378PIPD HT(干燥)1855 应用及展望作为一种先进复合材料的增强材料,M5纤维具有许多其它有机高性能纤维不具备的特性,这使得M5纤维在许多尖端科研领域具有更加广阔的应用前景;M5纤维可用于航空航天等高科技领域;用于国防领域如制造防弹材料;用于制造运动器材如网球拍,赛艇等.M5纤维特殊的分子结构决定了其具有许多高性能纤维所无法比拟的优良的力学性能和粘合性能,使它在高性能纤维增强复合材料领域中具有很强的竞争力.与碳纤维相比,M5纤维不仅具有与其相似的力学性能,而且M5纤维还具有碳纤维所不具有的高电阻特性,这使得M5纤维可在碳纤维不太适用的领域发挥作用,如电子行业.由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.正是由于M5纤维具有许多其他高性能纤维所无法比拟的性能和更加广阔的应用前景,这使得众多的科研工作者都积极地致力于M5纤维的研究.相信在不久的将来,随着对M5纤维研究的进一步深入,作为新一代的有机高性能纤维—M5纤维必将得更加广泛的应用.
“衣食住行”，人类基本生活需要中，衣为先。纺织工业在人类生活、工业发展、科技进步中有着举足轻重的作用。这是我为大家整理的纺织科技论文，仅供参考!纺织科技论文篇一 纺织计量发展浅析 摘 要：“衣食住行”，人类基本生活需要中，衣为先。纺织工业在人类生活、工业发展、科技进步中有着举足轻重的作用。而纺织计量工作对纺织工业又有着重要影响，监测质量、指导生产、改进工艺。所以，纺织计量的发展，足以影响和推动纺织行业的发展，显现出纺织计量在整个纺织行业的重要性。但是，随着整个纺织行业的曲折发展，纺织计量工作也几经起伏。2012年5月9日至11日，纺织计量技术委员会在湖南张家界市召开了《电子单纱强力机(仪)校准规范》等12项纺织计量校准规范审稿会，会议审定了《电子单纱强力仪(机)校准规范》等12项纺织计量校准规范。这是继2009年宁波会议后第二次组织的纺织计量校准规范审稿会，标志着纺织计量工作进入循序渐进、有效发展阶段。 关键词：纺织工业;纺织计量;检定/校准;校准规范;标准器 中图分类号：X791 文献标识码：A 1 纺织计量概述 JJF《通用计量术语及定义》中，“计量”(metrology)词条，定义为实现单位统一和量值准确可靠的活动。它属于测量，源于测量，而又严于一般测量，它涉及整个测量领域，并按法律规定，对测量起着指导、监督、保证的作用。计量与 其它 测量一样，是人们理论联系实际，认识自然、改造自然的 方法 和手段，它是科技、经济和社会发展中必不可少的一项重要的应用。然而，计量与测试是含义完全不同的两个概念。测试是具有试验性质的测量，也可理解为测量和试验的综合。它具有探索、分析、研究和试验的特征.计量是技术和管理的结合体，凡是以实现计量单位统一和测量准确可靠为目的的科学、法制、管理等活动都属于计量的范畴。 随着市场经济的发展，计量校准正逐渐被国内更多的用户所接受。校准在国内计量技术机构开展的计量活动中的比重正在逐步加大，已经作为一种新型的计量活动与检定相提并论。纺织计量是工程计量(也称工业计量)的一部分，是计量科学在纺织行业中的应用。主要体现在纺织专用仪器的制造、使用、管理、量值溯源、量值传递、检定/校准等方面。纺织计量的主要内容有：检定规程/校准规范的制修订，纺织计量标准器的确定，周期检定/校准等活动，目前，纺专仪器的溯源方式也主要由检定转变为校准。正确开展检定和校准活动，利用检定和校准结果，最终实现量值统一，为纺织行业提供技术支撑，进而保证纺织工业的健康发展。 2 纺织行业及纺织计量的发展 在我国，纺织工业的发展，是随着纺织服装业的主管部门——中华人民共和国纺织工业部的变迁而发展变化的。1949年10月设立中央人民政府纺织工业部，新中国纺织业开始发展，建国初期，物资匮乏，尤其关乎民生穿衣的纺织品，国家大力支持纺织业，全国范围内兴建纺织厂。1954年9月成为中华人民共和国纺织工业部，纺织业大规模发展，全国上下，力争上游，攻坚克难，一批批大规模纺织企业出现，技术人员全国交流，相互支援，此后的三十余年，纺织业曾一度辉煌。1998年3月，纺织工业部改为国家纺织工业局。2001年2月国家纺织工业局撤销，中国纺织工业协会成立，计划经济年代传统纺织业逐步退出发展潮流，尤其曾经繁荣几十年的国有大型纺织企业，纷纷破产、倒闭、改制。新兴纺织服装行业开始走上历史舞台，曾经的小作坊，雅戈尔、劲霸、利郎等著名品牌开始主导服装潮流。 同样，作为纺织服装产业的重要技术支撑——纺织计量工作，也随着纺织工业趋势而起伏。1984年我国计量法公布实施以后，在原纺织部主持下，立即组织了纺织专用仪器计量检定规程的制订。1985年4月批准并于1985年10月施行了十九种纺织专用仪器计量检定规程之后，到1995年10月1日止的十年期间，先后共七批发布了66个纺织仪器和标准器的部门计量检定规程。基本覆盖当时纺织工业的所有检测仪器和设备，最重要的是，从检定规程的制定，到发布实施，到标准器的统一，全国联动，政府、行业、部门、企业高度重视，从纺织部到各省的计量站，再到纺织企业计量部门，认真学习，广泛交流，严格执行纺织计量检定规程及相关计量条例，纺织计量的发展达到辉煌。 2001年，国家纺织工业局撤销，此后两年时间内，全国各省纺织工业厅也陆续撤销，加之国家经济体制的改革，计划经济逐步转为市场经济，纺织服装亦不是紧缺产品，传统纺织业开始下滑，甚至倒闭。纺织计量工作也曾一度低靡，2001至2010十年间，基本没有什么发展，甚至许多省份，纺织计量技术部门也遭遇尴尬局面。2006年，根据计量管理要求，纺专仪器的计量要求也由检定改为校准，检定规程取消，由校准规范代替，纺专仪器计量校准规范也随之老化，缺失。 直到2009年，中国纺织工业协会科技发展部于11月30日-12月1日在浙江宁波召开了2009年全国纺织计量校准规范工作会议。来自全国各级纺织计量机构、纺织仪器企业等27家单位38名代表参加会议。会议回顾了纺织计量工作的历史，分析了目前纺织计量工作面临的问题，对进一步开展纺织计量工作达成了几点意见：要抓紧纺织计量校准规范的制修订工作，争取3-5年解决规范老化、缺失问题;尽快组建完善纺织计量技术委员会，全面启动纺织计量工作;大力宣贯纺织计量校准规范，培养纺织计量人才;尽快制定《纺织计量校准规范制修订暂行管理办法》，建立有效工作机制;摸清计量校准规范、计量机构及仪器企业现状，充分发挥各级计量机构和仪器企业等各方面的作用，努力开拓计量工作新局面。 3 纺织计量目前存在的问题 3.1 校准规范的老化、缺失问题函待提高完善，目前纺织专用仪器已达100余种，而新的校准规范仅定稿24部，发布实施12部。纺织计量主管部门-纺织计量技术委员会仍有大量工作，政府、企业支持力度不够。 3.2 纺织计量标准器需要统一、规范，仪器生产厂家技术参数需要保持一致，同时，进口纺专仪器计量性能要有据可依。 3.3 纺专仪器新品种，新产品逐步出现，比如棉纤维气流仪，渗水仪，电热鼓风干燥烘箱，织物透湿量仪，织物透气量仪等仪器的计量校准工作，也需有规程可依，或参照现有同类校准规范，或制订对应规范。 3.4 纺织计量技术机构、人员、能力建设等方面薄弱，缺乏监管职能，政府计量管理部门及法定计量技术机构对纺织专项计量工作不够重视，支持力度较弱。 4 关于纺织计量的几点建议 4.1 部门重视：纺织计量技术委员会是纺织计量的主管部门，依托国家纺织计量站，应更加高度重视纺织计量工作，在校准规范的完善、信息搜集整理、技术指导、组织交流学习及标准器配置上统一指导协调，并组织制定有关纺织专用计量技术法规，承办有关计量监督管理工作。各省市纺织计量技术机构应积极配合，积极参与。 4.2 政府督导：国家质检总局及地方计量行政部门在政策上加大纺织计量工作的政策扶持及纺织专用仪器的日常管理，可考虑将纺织计量纳入地方行政计量管理层面，比如力值、温度、长度、质量等指标。明确纺织计量技术机构的职能和责任，提高对纺织计量工作的重视。 4.3 企业支持：纺织计量工作，任重道远，不仅需要部门的重视，还需要整个行业，尤其企业的大力支持，包括仪器厂商和纤维纺织服装企业的配合和支持。 根据全国纺织纤维检验机构状况，31个省、市、自治区、直辖市，除西藏、海南外，各地都有纤维、纺织检验机构。纺织计量应与纤维计量部门有效结合，形成合力，监督管理与技术服务相结合，优势互补，开拓进取，快速发展。强化全国纺织纤维计量机构的信息沟通，促进互相交流，为推动纺织计量工作的发展、纺织检测能力的提高、振兴纺织工业服务。 参考文献 [1]郭明.纺织工业计量与企业节能降耗[J].工业计量，2007(3). [2]纺织工业中新的计量单位系统“SL系统”[J].麻纺织技术，1980(1). 纺织科技论文篇二 阻燃纺织品 摘要： 本文通过阐述纺织品的阻燃机理，介绍了几种阻燃纺织品的加工方法，现阶段常用的评判、测试方法以及阻燃纺织品的发展趋势。 关键词：阻燃纺织品;阻燃机理;加工方法;燃烧性能测试 引言 随着现代化科学技术的发展、纺织工业的进步，纺织品种类不断增多，其应用范围不断扩展延伸到人们生产、生活的各个方面。但纺织品材料一般都易燃或可燃，容易引发火灾事故。据统计，世界上约20%以上的火灾事故都是由纺织品燃烧引起或扩大的，尤其是住宅失火。因此，纺织品的阻燃功能对消除火灾隐患，延缓火势蔓延，降低人民生命财产损失都极为重要。近年来，各国纷纷开展纺织品阻燃技术方面的研究，并制定了相应的纺织品燃烧性能测试方法、阻燃制品标准和应用法规等。 1 纺织品的阻燃机理 所谓“阻燃”，并非阻燃整理后的纺织品在接触火源时不会燃烧，而是使织物在火中尽可能降低其可燃性，减缓蔓延速度，不形成大面积燃烧，离开火焰后，能很快自熄，不再续燃或阴燃[1-3]。 1.1 纤维材料的燃烧与阻燃原理 合成纤维的燃烧是材料和高温热源接触，吸收热量后发生热解反应，热解反应生成易燃气体，易燃气体在氧存在的条件下，发生燃烧，燃烧产生的热量被纤维吸收后，又促进了纤维继续热解和进一步燃烧，形成一个循环。对此人们提出了阻燃的基本原理：减少(或者基本没有)热分解气体的生成，阻碍气相燃烧的基本反应，吸收燃烧区域的热量，稀释和隔离空气等。 1.2 阻燃剂的阻燃机理 纤维用阻燃剂有：铝镁氢氧化物、含硼化合物、卤硼化合物、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等。不同阻燃剂的阻燃机理有很大的区别。概括起来主要有以下几种。 1.2.1 覆盖机理 在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下可在聚合物表面形成一层玻璃状或稳定泡沫覆盖层以隔热、隔绝空气，起到阻止热传递、减少可燃性气体释放和隔绝氧的作用从而达到阻燃目的。阻燃剂形成隔离膜的方式有两种，一是阻燃剂降解产物促进纤维表面脱水炭化，进而形成结构更趋稳定的交联状固体物质或炭化层，炭化层能阻止聚合物进一步热裂解，还能阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程。含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用即是通过此种方式实现的。二是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质包覆在聚合物表面起隔离膜的作用，硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征。 1.2.2 不燃性气体窒息机理 阻燃剂受热分解出现不燃性气体，将纤维燃烧分解出来的可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下，同时稀释燃烧区内的氧浓度，阻止燃烧继续进行，又由于气体的生成和热对流带走了一部分热，从而达到阻燃作用[4-5]。 1.2.3 吸热机理 任何燃烧在短时间所放出的热量有限，如果能在短时间内吸收火源所放出的部分热量，火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于自由基的热量就会减少，燃烧反应受到抑制。 高温条件下，阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其他吸热反应，降低纤维表面及燃烧区域的温度，降低可燃物表面温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延，最终破坏维持聚合物燃烧的条件，达到阻燃目的。如铝、镁及硼等无机阻燃剂，充分发挥其结合水蒸气时大量吸热的特性，提高自身的阻燃能力。 1.2.4 自由基控制机理 根据燃烧的链反应理论，维持燃烧的是自由基。阻燃剂在气相燃烧区捕捉燃烧反应中的自由基，阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来，此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止[6-7]。 1.2.5 催化脱水机理 阻燃剂在高温下生成具有脱水能力的羧酸、酸酐等，与纤维基体反应促进脱水炭化，减少可燃性气体的生成。 2 阻燃纺织品的加工方法 研究织物的阻燃技术是指通过物理或化学的方法赋予织物一定的阻燃性能，降低材料的可燃性，减慢火焰蔓延速度，其实质是破坏织物中纤维的燃烧过程。近年来，世界各国主要从以下两个方面来开展对织物阻燃技术的研究：一是生产阻燃纤维;二是对织物进行阻燃整理[8-9]。 2.1 阻燃纤维的制造 纤维阻燃的途径是阻止或减少纤维热分解，隔绝或稀释氧气，快速降温使其终止燃烧。为实现上述目的，一般是将有阻燃功能的阻燃剂通过聚合物聚合、共混、共聚、复合纺丝、接枝改性等加入到化纤中或用后整理方法将阻燃剂涂在纤维表面或渗入纤维内部。在实际应用中，往往采用多种阻燃剂，以两种以上方式协同效应达到阻燃效果。 2.1.1 共聚法 现行的阻燃腈纶和涤纶大多数采用共聚方法生产，其技术已较成熟。由于阻燃元素结合在成纤高分子链上，因此阻燃性能持久，对纤维的其他性能影响较小，采用这种方法生产的阻燃腈纶通常称为改性腈纶。 2.1.2 共混法 共混法技术具有生产简便、品种更换灵活等特点，因此是阻燃纤维开发的重要技术路线，几乎所有阻燃化学纤维均可采用这种方法制备。 2.1.3 接枝法 主要用于制备阻燃涤纶或混纺织物，其方法有化学法、辐射法和等离子体法，接枝体都为具有不饱和双键的化合物。接枝法技术使用灵活，既可用于纤维也可用于织物的阻燃，但因成本高、设备较复杂而还没有工业化。 2.1.4 皮芯复合纺丝法 以共混或共聚阻燃高聚物为芯、普通高聚物为皮，通过复合纺丝制成的阻燃复合纤维可避免阻燃纤维变色和耐光性差的问题，提高阻燃性能的稳定性和染色性能，但加工设备要求高。 2.1.5 本质阻燃纤维 按性能分类，阻燃纤维可分为阻燃常规改性纤维和阻燃高性能纤维，阻燃常规改性纤维以阻燃涤纶和腈纶产量最大，由于航空航天等尖端高技术和军事工业发展的需要，阻燃高性能纤维得到越来越广泛的应用。阻燃高性能纤维主要包括芳香族聚酰胺Nomex和Kevlar，聚酰亚胺如法国的Kermal，聚砜酰胺，聚芳酣，聚酚醛树脂，聚四氟乙烯，以及陶瓷、玻璃等纤维。 2.2 织物的阻燃整理 织物的阻燃整理是通过吸附沉积、化学键合、粘合作用使阻燃剂覆在织物上。当遇到火种时发生物理和化学反应，从而达到阻燃效果。 2.2.1 喷涂 适宜于不需洗涤织物或洗涤次数极少的装饰织物和建筑用织物，如地毯、墙布等。喷涂加工后一般不经水洗等后处理，对阻燃剂的选择要求不高，工艺简单，操作简便。 2.2.2 浸轧和浸渍 适宜于加工睡衣、床上用品和家具用品等，也可加工外衣。要求阻燃剂的耐洗牢度优良。可结合其他特种功能――浴浸轧型整理，也可分步加工。此种加工方式工艺复杂，适用范围广，成本较喷涂高。 2.2.3 涂层 适宜于加工劳动保护服，以及装饰织物。对阻燃剂的选择要求较高，要求阻燃性和耐热性好。在加工过程中，一般与其他特种功能涂层同时进行。 3 阻燃织物的测试 GB/T17591―2006《阻燃织物》标准规定了阻燃织物的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装和标志，适用于装饰用、交通工具内饰用、阻燃防护服用的机织物和针织物。 3.1 评判标准 评判织物的阻燃性能通常采用两种标准：一是从织物的燃烧速度来进行评判，即经过阻燃整理的面料按规定的方法与火焰接触一定的时间，然后移去火焰，测定面料继续有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间，以及面料被损毁的程度。有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间越短，被损毁的程度越低，则面料的阻燃性能越好;反之，则表示面料的阻燃性能不佳。 另一种是通过测定样品的极限氧指数来进行评判。面料燃烧都需要氧气，氧指数LOI是样品燃烧所需氧气量的表示，故通过测定氧指数即可判定面料的阻燃性能。氧指数越高则说明维持燃烧所需要的氧气浓度越高，即表示越难燃烧。该指数可用样品在氮、氧混合气体中保持燃烧所需氧气的最小体积百分数来表示。从理论上讲，纺织材料的氧指数只要大于21%，其在空气中就有自熄性。根据氧指数的大小，通常将纺织品分为(LOI<20%)、可燃(LOI=20%～26%)、难燃(LOI=26%～34%)和不燃(LOI>35%)4个等级。事实上，几乎所有常规纺织材料都属易燃或可燃的范围。 3.2 测试方法 燃烧试验方法主要用来测试试样的损毁长度、面积，续燃时间和阴燃时间，火焰蔓延速率等指标。 根据试样与火焰的相对位置，可分为垂直法、倾斜法和水平法。国际上对纺织材料的燃烧性能测试方法的标准化已经相当全面和完善，包括ISO、ASTM、BS、JIS在内的国际和国外先进标准都各自有10余项相关的测试方法标准，如：GB/T5454―1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》、GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》、GB/T5456―2009《纺织品燃烧性能试验垂直方向火焰蔓延性能的测定》，GB14645《纺织织物 燃烧性能 45°方向损毁面积和接焰次数测定》，FZ/T01028《纺织织物 燃烧性能测定 水平法》等。 中国目前对于服装阻燃性能的测试主要采用GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》。其原理是将一定尺寸的试样垂直于规定的燃烧试验箱中，用规定的火焰点燃12 s除去火源后，测定试样的续燃时间和阴燃时间，阴燃停止后，按规定的方法测出损毁长度。 4 阻燃纺织品的发展趋势 随着纺织技术的快速发展，我国的阻燃纺织品近年来也获得了长足的进步，并呈现出不同的发展趋势。 4.1 功能复合化 阻燃功能纺织品除早期的阻燃防热辐射、阻燃抗静电以外，近年来根据纺织品面料应用场所不同提出了新的要求，如日本专利报道的用于浴室等潮湿环境下的窗帘、帷幕等，除阻燃外，还要求防霉和拒水;用于服用、沙发和床单等面料要求阻燃外还需具有卫生保健功能。在军事领域，作战服和军事装备的伪装材料不仅要求具有阻燃性，还要求具有防伪功能。在我国，阻燃抗静电纺织品研究较成熟，对阻燃拒水和拒油产品也有研究，具有卫生保健功能的纺织品开发值得关注。 4.2 绿色环保化 阻燃纤维的绿色化，是指减少生产过程对环境和操作人员的毒害作用，防止纤维对穿用人产生不良影响，火灾发生时，不会产生“二次毒害”。这是因为，阻燃纤维所用阻燃剂一般含有卤、磷、硫等元素，大都具有较大的毒性，在阻燃剂合成和纤维生产过程中会对操作人员产生一定的毒害作用，其“三废”的排放会带来较严重的环境污染。从环境保护、人类安全和阻燃效率的角度出发开发无卤、高效、低烟、低毒的环境友好型阻燃纺织品是未来的发展趋势。有机硅系阻燃剂作为典型的无卤阻燃剂，具有高效、无毒、低烟、无污染的特点，并具有改善分散性和加工性能的特点。 4.3 高技术化 高技术纤维是随着高新产业的发展需要而开发出来的一系列具有高性能、高功能的纤维。高技术纤维在生产工艺中应用发展了一系列新技术，如静电纺丝、凝胶纺丝、膜裂纺丝、液晶纺丝、离心纺丝等，给合成纤维工业带来新的生命。高技术耐高温阻燃纤维是其中的一个重要分支，高技术型阻燃纤维由于自身独特的化学结构，无须添加阻燃剂或进行改性，本身就具有耐高温阻燃的特性。如聚丙烯腈预氧化纤维(OPANF)、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚间苯二甲酞二胺(MPIA)纤维、三聚氰胺缩甲醛纤维(MF)等。 4.4 舒适型阻燃纤维 在高温、强热辐射及有明火的环境中，作业人员必须穿着阻燃防护服或热防护服。在上述条件下，人的热负荷过高，难以长时间坚持正常的工作效能。因此对于阻燃纺织品而言，必须兼顾纺织品的舒适性。对于阻燃纤维而言则应兼顾阻燃性能、可纺性能和热湿舒适性能。 参考文献： [1]邱发贵.阻燃纺织品加工方法及发展趋势[J].高科技纤维与应用，2007，32(5)：34-36、44. [2]周向东.国内外用于纺织品阻燃剂的发展动态[J].阴燃助剂，2008，25(9)：6-9. [3]LEWIN M.A novel system for flame retarding polyamides[C].Recent advances in flame retardancy of polymeric materials Norwalk，CT：Business Comnunications Co.,2001,12：84-96. [4]方志勇.我国纺织品阻燃现状及发展趋势[J].染料与染色，2005，42(5)：46-48. [5]刘立华.环保型无机阻燃剂的应用现状及发展前景[J].化工科技市场，2005(7)：8-10. [6]眭伟民.阻燃纤维及织物[M].北京：纺织工业出版社，1990. [7]蔡永源.高分子材料阻燃技术手册[M].北京：北京化学工业出版社,1993. [8]位丽.国内外阻燃家用纺织品的要求及发展方向[J].纺织科技进步，2009(5)：25-26、62. [9]于学成.谈织物的阻燃整理[J].丹东师专学报，2003，(6)：140-141. (作者单位：浙江省纺织测试研究院)
一、不要拖延,直接开始写1、改变写作模式错误模式:想出论点→做研究→写论文正确模式:想出论点→写论文→做研究好处:①让我们更清楚自己正在干嘛,更专注;②写下来能够让我们更清楚哪些内容不理解;③写下来能够让我们更高效地与别人讨论.二、明确中心论点1、你的目标是表达出有用和能重复使用的观点;2、不要等想到一个好的观点才开始写,可以从任何观点着手;3、一篇论文应该有一个清楚、犀利的观点,在刚开始写作的时候你或许不太清楚这个观点是什么,但当你写完论文以后,你必须知道.4、保证读者明确了解你的观点,100%清楚地表达你的观点.句式:这篇论文的主要观点是....../ 在这一部分,我们将说明这篇论文的主要贡献.(以上内容由学术堂整理提供)
怎样写好一篇高分毕业论文？一篇毕业论文是大学学习期间的一个总结，也是大学学习的一个很好的展示，那么怎样才能写好一篇高分的毕业论文，怎么样才能在答辩的时候顺利的通过呢？这些问题无时无刻不在折磨着即将毕业的同学。很多同学看着别人写的论文觉得很简单，但是轮到自己写的时候，才知道原来写论文是这么的不容易，实际中可能做得来，但未必写得来，更未必能写得好。个人觉得做任何事都要讲究一个方法技巧，都需要制定一个计划。写毕业论文也是一样。你掌握方法、技巧的前提自然是熟悉、熟知原尾 、掌握规则。怎样写好一篇高分毕业论文：1、选题：考虑其价值和范围选题的价值包涵两层意义：理论的和实际的。前者是指学术价值， 后者则是其实用价值。要兼顾两方面要求论文作者广泛而大量的阅读浏览最近发表的、各类期刊及权威学术报刊上的文章。比如英语学科，就应该广泛的阅读《语言教学与研究》、《中国外语》、《外语与外语教学》、《现代外语》等。用广泛阅读的方法达到了解学术前沿及科研最新动态的目的；同时，作者还要明确感兴趣的领域和该领域目前的研究现状。这样，通过大量阅读浏览文献的方法，作者会得到一定的启发或灵感，就可以结合选题的方向及导师建议拟定自己可以做的研究课题了。2、明确论文的主题和研究方法论文的主题就是你的论文要证明的是一个什么结果，要阐述的是一个什么结论由于对于同一个研究方向，往往有很多种研究方法， 刚开始研究时往往有些摸不着头脑，脑袋里面是浆糊，人云亦云，天天换方法。我有段时间就是不知道用什么方法好，总是换方法，到头来自己都头晕而且研究工作没有太大的进展。3、选好自己的论文资源利用好自己擅长的领域，自己擅长的资源。使用个人经验可以让你的论文既生动又明确——还能让你更投入到写作当中（谁不爱谈论自己呢？）这样论文就会发挥你的的特长。使论文更加优秀。吸引别人的眼球，这样你论文才能获得高分。4、内容要抓住阅读者的心写论文的时候，内容一定要有创新，要吸引阅读者的眼球，必要要有一定的深度，论文的深度决定你自己论文研究的程度，想像这篇文章就是你在对朋友和家人解释你的一个观点，目的是是大家都信服你的观点。为自己确定一个阅读者，而你的这篇文章就是为他所写的。有的时候，大多数论文都会让人觉得乏味或者无趣，所以不想让阅读者有这样的感觉，你的论文一定要有创新，一定要吸引阅读者的眼球。 5、写作之前一定要做好调查和规划围绕论文的题目，制定详细的写作计划。首先根据所选论文的题目制定论文的主题，然后围绕这一主题进行研究调查，然后写一份任务计划书，其中包括整个研究的进展步骤和要需要完成的任务。具体的时间做具体的事情。一次只能处理一个论点，不要试图一次性的把自己论文的主题搞定，对整个主题有一个大概的感觉就行，所以还需要建立一份大纲。把各个论点都联系起来，贯通全文，是论文更加精彩。文章大纲可以说是你的思维导图，是你的文章将涉及的一系列要点，是你论述的目的，是你完成作品的大致面貌——甚至，如果你思路清晰，文章的第一段也可作为大纲将中心内容揭示，并看出写作脉络。6、做好总结别把“总结”和“摘要”混为一谈。文章的最后一段或两段应是你的论点最出彩的地方，千万不要老调重弹，只是重复文中的观点。你可以解释你的研究发现，提出你对文中数据的理解，描绘未来研究的前景，或指出在你文中出现的事实的意义及重要性。结论应是论文的最强音，而不是软弱的摘要重述。要写一篇优秀的毕业论文，一定要综合自己的兴趣、专业、知识内涵及发展方向等多方面的考量因素，慎密并科学的加以思考和分析，积极做好前期的准备工作，做好充分的调研和了解之后再动笔，才能取得毕业论文写作上的成功。
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高性能纤维性能分析【摘要】分析了碳纤维、超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑 (POB)纤维和 M5 纤维等高性能纤维的重要特性以及它们的应用状况。 【关键词】高性能纤维;先进复合材料;分子结构;重要特性;应用 [中图分类号]TS102，528 [文献标识码]A [文章编号]1002-3348（2005）01-0054-04 高性能纤维 (High-Performance Fibers)是从 20 世纪 60 年代开始研发并推广的纤维材 料， 它的出现使传统纺织工业产生了巨大变革。 所谓高性能纤维是指有高的拉伸强度和压缩 3 强度、耐磨擦、高的耐破坏力、低比重(g/m )等优良物性的纤维材料，它是近年来纤维高分 子材料领域中发展迅速的一类特种纤维。 高性能纤维可用于防弹服、 蹦床布等特种织物的加 工及纤维复合材料中的加固材料，其发展涉及许多不同的领域。本文分析和比较了碳纤维、 超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、M5 纤维等高性能 纤维的特性以及它们的应用状况。 1 高性能纤维 1·1 高性能纤维分类 无机纤维:碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维等。 有机纤维:超高强聚乙烯纤维(HPPE)、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO) 纤维、M5 纤维等。 1·2 碳纤维 碳纤维的生产始于 20 世纪 60 年代末 70 年代初， 由有机纤维如腈纶(PAN)纤维、 粘胶纤 维或沥青纤维经预氧化、 炭化和石墨化加工而成。 碳纤维的石墨六方晶体结构决定了其强度 大、模量高等优良性能，如日本东丽公司生产的 T-400 碳纤维，拉伸强度可达 4.2GPa，断 裂伸长率为 1.5%。碳纤维不燃烧，化学性能稳定，不受酸、盐等溶媒侵蚀。 1·3 超高强聚乙烯纤维 高强高模聚乙烯在 20 世纪 70 年代出现， 具有超高分子量， 高取向度， 且分子间距很近， 3 使纤维具备高强高模的特征， 其密度具有 0.97g/cm ， 是唯--能浮在水面上的高强高模纤维。 除此之外，其他机械性能亦比较突出，如良好的韧性和耐疲劳性能，耐高速冲击性等。 1·4 芳香族聚酰胺纤维 20 世纪 70 年代，人们开始从事液晶态纺丝技术的研究，用于纺制高性能纤维，与普通 纺丝的分子结构截然不同，液晶态纺丝时形成的分子链只有刚棒状高取向的有序结构。 图 1 液态高聚物分子的构型示意图 (a)为典型普通大分子，为无规则线团;(b)为刚性大分子， 在没有良好侧向作用和导向情况下的状态;(c)为无规的棒状 液晶;(d)为向列型液晶 芳香族聚酰胺是最为人所熟知的，通过液晶纺丝纺制的高性能纤维，如 Kevlar(聚对苯 二甲酰对苯二胺纤维)、 Twaron(聚对苯二甲酰间苯二胺纤维)、 Technora(聚对苯二甲酰对苯 二胺纤维)等，如图 3 所示，为芳香族聚酰胺高结晶和高取向分子结构。这类纤维性能比较 均衡，具有高强伸性能， 高韧性、耐腐蚀、耐冲击、较好的热稳定性，不导电，除了强酸和强碱外，具有较强的抗化 学性能。 图 3 芳香族聚酰胺晶体结构图 聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维 1998 年国际产业纤维展览会上，日本东洋纺展出了商品名为 Zylon 的 PBO 纤维，其化 学名为聚对苯撑苯并双恶唑，化学结构为: 1·5 PBO 纤维采用液晶纺丝法纺丝，由苯环和苯杂环组成的刚棒状分子结构以及分子链的高 取向度， 决定了它的优良性能。 PBO 初纺普通丝(AS 丝-标准型)就具有 3.5N/tex 以上的强度 和 10.84N/tex 以上弹性模量， 经热处理后可得到强度不变、 模量达 176.4N/tex 的高模量丝 (HM 丝-高模量型)。PBO 作为一种新型高性能纤维，具有高强度、高模量、耐热性、阻燃性 4 大特点，其强度与模量相当于 Kevlar (凯夫拉)的 2 倍，限氧指数(L01)为 68，热分解温 度高达 650℃，在有机纤维中为最高，被认为是目前具有最高耐热性能的有机材料之一。 表 1 PBO 纤维的性能 性能 PBO 一 AS PBO—HM 密度(g/cm3) 1.54 1.56 抗拉强度(GPa) 5.8 5.8 拉伸模量(GPa) 180 280 断裂延伸率(%) 3.5 2.5 热分解温度(℃) 650 650 L01(%) 68 68 表 2 PBO 纤维与其他纤维的主要性能比较 性能 PBO-HM Kevlar-49 宇航级碳纤维 密度(g/cm ) 纤维直径(?m) 抗拉强度(Gpa) 拉伸模量(CPa) 断裂延伸率(%) 3 1.56 24 5.8 280 2.5 1.45 12 3.2 115 2.0 1.80 6 3.58 230 0.5 热分解温度(℃) 650 550 一 1·6 M5 纤维 PBO 纤维推出的几年后，阿克卓·诺贝尔(Akzo Nobel)公司开发了一种新型液晶芳族杂 环聚合物:聚[2,5-二烃基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑]，简称 "M5"或 PlPD，化学结构为: M5 纤维的结构与 PBO 分子相似——刚棒结构。 M5 分子链的方向上存在大量的-OH 和-NH 在 基团，容易形成强的氢键。如图 4 所示，与芳香族聚酰胺晶体结构不同，M5 在分子内与分 子间都有氢键存在，形成了氢键结合网络。 图 4 为 M5 纤维沿分子链轴方向的晶体结构，虚线为氢键。 图 4 M5 晶体结构 比较图 3 与图 4 可以清楚地看出，M5 大分子所形成的双向氢键结合的网络，类似一个 蜂窝。这种结构加固了分子链间的横向作用，使 M5 纤维具有良好的压缩与剪切特性，压缩 和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最。 2 高性能纤维特性分析比较 碳纤维石墨层面上碳-碳共价交键的存在，使作用于碳纤维上的应力，从一个石墨层转 移到相邻层面， 这些共价交键保证了碳纤维具有高的拉伸模量和压缩强度。 但这些共价键为 纯弹性键，一旦被打破，不可复原，即不显示任何屈服行为。所以碳纤维受力时，应力-应 变曲线是线性关系，纤维断裂是突然发生的。 有机纤维的性能取决于分子结构、分子链内键及分子链间结合键。如前所述，超高强聚 乙烯纤维、PBO 纤维都具有优良的性能，但由于超高强聚乙烯纤维大分子链间的结合键为弱 的范德华键，使其纤维易产生蠕变，压缩强力较低，另外超高强聚乙烯纤维耐热性和表面粘 合性有限，因而不适合用作加固纤维。而 PBO 纤维也因大分子链间没有形成氢键结合、作用 力较弱，使得其压缩和扭曲性能较低，加之纤维表面惰性强，与树脂的结合能力较差，在复 合材料成型过程中，有明显的界面层，从而影响也限制了 PBO 的应用。 芳香族聚酰胺纤维高结晶度、高取向度的分子结构，使其具有高强伸性能，也是由于大 分子链间弱的作用力 (范德华键)，造成大分子链间剪切模量及压缩强度低。芳香族聚酰胺 纤维由氢键结合成的薄片状结构在受压缩载荷作用时易塑性变形， 薄片相对容易断开， 在严 重过载时会出现原纤化，最终导致压缩失效。 分子链间结合键以 M5 比较理想， M5 大分子间和大分子内的 N-H-O 和 O-H-N 的双向氢 在 键结构，是其具有高抗压性能的原因所在，热处理后的 M5 纤维，拉伸模量可达 360GPa，拉 伸强度超过 4GPa，剪切模量和抗压强度可达 7GPa 和 1.7GPa。此外 M5 而大分子链上含有羟 基，使它与树脂基体的粘结性能优良，采用 M5 纤维加工复合材料产品时，无需添加任何特 殊的粘合促进剂，且具有优良的耐冲击和耐破坏性。有资料显示，以 M5 为加固纤维的复合 材料，在压缩过载的情况下，测试样品仍能继续承受显著的(压缩)载荷，与之相比，碳纤复 合材料会粉碎，而芳香族聚酰胺复合材料则会被挤成纤丝状薄片(原纤化)。如图 5、图 6 分 别为一个碳纤维和一个 MS 纤维复合材料的失效测试条，显示了脆性与韧性失效之间的明显 差异。此外，M5 纤维的刚棒结构又决定了它有高的耐热性和高的热稳定性，空气中热分解 温度达到了 530℃，超过了芳香族聚酰胺纤维，与 PBO 接近，极限氧指数（LOI）为 59，在 阻燃性方面也优于芳纶。 图 5 碳纤维复合材料测试条的失败 图 6 M5 纤维料测试条的失败 表 1 为几种高性能纤维力学及物理特性。 表 1 高性能纤维的力学和物理特性 特性 高 强 度 超高强聚 高 模 量 芳 香 族 高 模 量 高模量 M5 纤 碳纤维 乙烯纤维 聚酰胺纤维 PBO 纤维 维（实验值） 抗拉强度(GPa) 伸长率(%) 拉伸模量(GPa) 压缩强度(GPa) 压缩应变(%) 密度(克/cm ) 标准回潮率(%) 限氧指数（LOI） 3 3.58 1.5 230 2.10 0.90 1.80 0.0 一 3.43 4.0 98.0 一 一 0.97 一 一 3.2 2.0 115 0.58 0.50 1.45 3.5 29 5.8 2.5 280 0.40 0.15 1.56 0.6 68 5.0 1.5 330 1.70 0.50 1.70 2.0 59 空气中热老化起 800 150 450 550 530 始温度(℃) 从表 1 看，M5 纤维的各种性能指标都接近或超过其它高性能纤维，为综合性能优良的 高性能纤维。 3 应用与前景 目前超高强聚乙烯纤维的应用主要是加工防弹用特种织物、防弹板、渔业用绳网、极低 温绝缘材料、混凝土补强加固用试验片材、光缆补强材料、降落伞绳带、汽车保险杠等。芳 香族聚酰胺纤维常见的品种 Kevlar、Twaron、Technora 纤维等，主要应用有作为复合材料 的增强体、渔业工业等用绳网、防弹服、防弹板、头盔、混凝土补强材料等。碳纤维的优良 特性使其广泛用于航空、航天、军工、体育休闲等结构材料，应用于宇宙机械、电波望远镜 和各种成型品，还有直升飞机的叶片、飞机刹车片和绝热材料、密封填料和滤材、电磁波屏 蔽材料、防静电材料、医学材料等。PBO 纤维从问世以来就受到人们的关注，其应用主要有 防冲击方面的加固补强材料、复合材料中的加固材料，用于防护的防弹服、防弹头盔、消防 服、高性能及耐高温传动带、轮胎帘子线、光纤电缆承载部分、架桥用缆绳、耐热垫材等。 与各种高性能纤维相比，M5 纤维的综合性能更优越，这使得它的应用领域更广泛。尤 其是 M5 纤维的抗冲击力和耐破坏性，使它在制造经济、高效的结构材料方面有广阔的应用 前景，如应用于航空航天等高科技领域，在高性能纤维增强复合材料中 M5 也具有很强的竞 争力。当前 M5 纤维的研究比较活跃，随着研究的深人，其性能和应用将得到不断的提高和 拓展。 高性能纤维的不断创新是高性能产业用纺织品及复合材料用纤维领域的重要进步， 随着 世界高新技术、纤维合成与纺丝工艺的发展，以及军事、航空航天、海洋开发、产业应用的 迫切需要，高性能纤维的开发与应用前景将更为广阔。新型高性能纤维M5的研究与应用摘要:本文介绍了一种新型液晶芳族杂环聚合物,聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5).简述了M5纤维的制作方法,M5纤维特殊的分子结构特征,并通过与其它高性能纤维的比较,阐述了M5纤维优良的性能,特别是其良好的压缩与剪切特性.除此之外,M5纤维的高极性还使其更容易与各种树脂基体粘接,这使M5纤维的综合机械性能比目前其它高性能纤维都好.文中还展望了M5纤维的应用前景.前言近年来,随着对有机高性能纤维的不断深入研究,在刚性高性能纤维领域已经取得了很大的进展.但大多数高性能纤维,因分子间结合力的薄弱而导致某些力学性能上的不足,如PBO纤维大分子链间较弱的结合力,使其压缩和扭曲性能较差.纤维材料的压缩性能,主要取决于纤维大分子之间的相互作用程度[1,2].通常纤维扭转模量可作维表征大分子之间相互作用程度的一个量度.因此,如何增强大分子链之间的相互作用,已成为进一步强化刚性聚合物纤维力学性能的一个重要问题.作为Akzo-Nobel实验室的研究成果,一种新型的高性能纤维,即著称的M5已经被研究出来.聚合物是聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5)[3].由于M5纤维沿纤维径向即大分子之间存在特殊的氢键网络结构,所以M5纤维不仅具有类似PBO纤维的优异抗张性能,而且还显示出优于PBO纤维的抗压缩性能.1高性能纤维M51.1 单体的选择及M5的合成[4]在M5聚合物的制备过程中,其关键步骤是单体2,3,5,6-四氨基吡啶(2,3,5,6-tertraaminopyridine,TAP))的合成.TAP可由2,6-二氨基吡啶(2,6diaminopyridine,DAP)经硝化还原后制成,反应方程式如下所示:在M5的合成过程中,TAP需经盐酸化处理并以盐酸盐形式参与聚合反应.若TAP直接以磷酸盐的形式参与反应,不但可以避免盐酸腐蚀作用,还可以加快聚合反应速度,但却易发生氧化作用.另一单体2,5-二羟基对苯二甲酸(2,5-Dihydroxyterephthalicacid,DHTA)的合成也是制备M5聚合物的重要环节,可由2,5-二羟基对苯二甲酸二甲酯(2,5-dihydroxy-1,4-dimethylterephthalate,DDTA)水解后制得,反应方程式如下所示:M5纤维的聚合过程与聚对苯撑苯并二恶唑(poly(p-phenylenebenzobisoxazole),PBO)相似,可将TAP和DHTA两种单体按一定的等当比同时加入到聚合介质多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)中,脱除HCI后逐渐升温至180℃,反应24h,得到M5聚合物,反应方程式如下所示:2 M5的分子结构特征及聚合物的聚集态结构2.1 M5的分子结构特征M5纤维在分子链的方向上存在着大量的-OH和-NH基团,容易在分子间和分子内形成强烈的氢键.因此,其压缩和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最.M5纤维的刚棒状分子结构特点决定了M5纤维具有较高的耐热性.由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.图1热处理后PIPD-HT单斜晶胞的双向氢键网络晶体结构示意图[5].图2热处理后PIPD单斜晶胞沿C轴的分子结构示意图[5].图1和图2都显示了热处理后PIPD纤维的微观二维结构,即在大分子间和大分子内分别形成了N-H-O和O-H-N的氢键结构,这种双向氢键的网络结构正是M5纤维具有高抗压缩性能的原因在.图1 热处理后PIPD-HT单斜晶胞的双向氢键网络晶体结构示意图图2 热处理后PIPD单斜晶胞沿C轴的分子结构示意图2.2 M5的聚集态结构图3 PIPD-AS沿C轴方向的分子结构示意图如图3所示,为含有21%左右水分子的PIPD-AS纤维的结晶结构.由于PIPD-AS纤维中存在着大量的水,因而使得PIPD-AS纤维有很大的质量热容,而且具有良好的耐燃性能.表2和表3所列出的实验结果也证实了这一结论[16,19].如图4所示,为不同热处理温度的PIPD-AS纤维WAXD图[16].从图4可以看出,PIPD-AS纤维在热处理过程中晶体中的水分被脱出,变成无水聚合物晶体,从而在垂直于纤维方向的平面内形成二维氢键网状结构.有实验表明,经过热处理后PIPD纤维的结晶度和取向度都有很大的提高.图4 不同热处理温度的PIPD-AS纤维WAXD图Klop EA等[22]通过PIPD晶体结构的X射线衍射实验研究发现,因PIPD试样的处理温度不同,在PIPD的分子内部可出现不同形式的结晶结构—单斜结晶晶胞和三斜结晶晶胞(如图5和图6所示).单斜和三斜的晶胞参数分别为:单斜结晶: a=12.49 ,b=3.48 ,c=12.01 ,=90°,=107°,=90°三斜结晶:a=6.68 ,b=3.48 ,c=12.02 ,=84,=110°,=107°Takahashi等[20,21]采用中子方法测得的PIPD-HT晶胞参数为:a=13.33 ,b=3.462 ,c=12.16 ,=84°,=105.4°,空间结构为P21/,单斜晶胞区别于三斜晶胞的不同之处在于,三斜晶胞的氢键网络结构仅仅是靠沿对角线平面的大分子连接的,而单斜晶胞可在垂直于纤维方向的平面内形成了二维氢键网络结构,显然这种二维氢键网络结构,使得M5具有其它高性能纤维所无法比拟的高剪切强度,剪切模量和压缩强度.图5 PIPD单斜晶胞在ab面和ac面上的投影 图6 PIPD三斜晶胞在ab面上的投影3 M5纤维的纺丝工艺[9,16]3.1 M5纤维的成形M5纤维的纺丝是将质量分数为18~20%左右的PIPD/PPA纺丝浆液(聚合物的MW为6.0×104~1.5×105)进行干喷湿纺,空气层的高度为5-15cm,纺丝温度为180℃,以水或多聚磷酸水溶液为凝固剂,可制成PIPD的初生纤维.其中,实验用喷丝孔直径范围为65-200 m,喷头拉伸比取决于喷丝空的直径,可达70倍,所得纤维直径为8-14 m.所得M5的初生纤维需在热水中进行水洗,以除去附着在纤维表面的溶剂PPA,并进行干燥.图7 M5纤维的热处理示意图3.2 M5纤维的热处理为了进一步提高初生纤维取向度和模量,对初生纤维在一定的预张力下进行热处理,如图7所示.在这一过程中,M5纤维取向度将伴随着由其分子结构的改变引起的剪切模量的增加而增大.对M5初生纤维进行热处理能够改善纤维的微观结构,从而提高纤维的综合性能.M5初生纤维再进一步用热水洗涤除去残留的多聚磷酸水溶液(PPA)和干燥后,在氮气环境下于400℃以上进行大约20s的定张力热处理,最终可得到高强度,高模量的M5纤维.在此需要特别指出的是,如果热处理温度过低或处理时间过短,则PIPD-AS和PIPD-HT的转变是可逆的.因此,热处理温度与热处理时间对M5纤维的模量影响很大.4 M5纤维的性能4.1 力学性能图8 PIPD-AS和PIPD-HT纤维的应力-应变曲线图如图8所示,热处理后的PIPD纤维同PIPD的初生纤维相比较,二者的力学性能截然不同,PIPD-AS纤维存在屈服,而PIPD-HT纤维不存在这种现象.Lammwers M[18]等研究发现,经过200℃热处理的初生纤维压缩强度由原来的0.7Gpa提高到1.7Gpa,而经过400℃热处理的初生纤维压缩强度由原来的0.7Gpa提高到1.1Gpa.显然对于PIPD的初生纤维来讲,并非热处理温度越高越好.通过用偏光显微镜观察发现:在400℃热处理的纤维中存在裂纹,这可能是导致压缩强度下降的原因,因此,热处理温度不宜太高.表1[9-14]给出了几种高性能纤维的力学性能和其它性能的对比数据,其中的力学性能包括拉伸强度,断裂伸长,模量以及抗压缩强度等.与其它3种纤维相比,M5的抗断裂强度稍低于PBO,远远高于芳纶(PPTA)和碳纤维,其断后延伸率为1.4%;与其它高性能纤维相比,M5纤维的模量是最高的,达到了350GPa;M5的压缩强度低于碳纤维,但却远远高于Twaron-HM纤维和PBO纤维,这归因于M5的二维分子结构[17].表1 M5纤维与其它高性能纤维的比较纤维拉伸强独/Gpa断裂伸长/%初始模量/ Gpa压缩强度/ Gpa压缩应变/ %密度/(g.cm-3)回潮率/%Twaron-HM3.22.91150.480.421.453.5C-HS3.51.42302.100.901.800.0PBO5.52.52800.420.151.560.6M55.31.43501.600.501.702.0纤维空气中的热稳定性/℃LOI/%电导性抗冲击性抗破坏性编制性能耐紫外性Twaron-HM45029-++++-C-HS800N/A++------++PBO55068-++N/A+/---M5530>50-+++++++M5纤维特殊的分子结构,使其除具有高强和高模外,还具有良好的压缩与剪切特性,剪切模量和压缩强度分别可达7GPa和1.6GPa,优于PBO纤维和芳香族聚酰胺纤维,在目前所有聚合物纤维中最高.图9 M5纤维的轴向压缩SEM图一般来讲,当高性能纤维受到来自外界的轴向压缩力时,其纤维内部的分子链取向会因轴向压缩力的存在而发生改变,即沿着纤维轴向出现变形带结构.而对M5纤维来讲只有当这种轴向压缩力很大时才会出现这种结构[11].如图9所示,当M5纤维受到外界的轴向压缩力时,压缩变形后的M5纤维中也会出现一条变形带结构,但与其它高性能纤维(如PBO)相比较,M5纤维的变形程度要小很多.4.2 阻燃性能表2 PIPD-AS和PIPD-HT纤维耐燃性能的重要参数[5]试样PHRR①(kWm-2)TTI②(s)SEA③FPI④(sm2kW-1)残留量(%)PIPD-AS43.7772241.76061PIPD-HT53.7488440.89062PBO-HM47.75621441.17072Twaron204.420708160.09811Nomex160.414386700.08724PVC253.0141139370.05515注:①热量释放最大速率(PHRR);②引燃时间(TTI);③比消光面积(SEA);④耐燃性能指数(FPI)表2所列数据是热量计热流为75kW/m2时测得的,也就是在试样表面温度为890℃左右时测得的值.纤维试样放在一块1cm2的线网上.试样原始重量在10.3g-11.5g之间.从表2可以看出,PIPD-AS纤维热量释放最大速率(PHRR)为43.7kWm-2,也就是说单位时间内PIPD-AS释放出最小的热量,与其它高聚物相比是一种较好的阻燃剂用材料.PIPD-AS纤维的点燃时间最长为77s,远高于Nomex纤维.SEA是用来衡量单位物质燃烧时产生的烟雾量,PIPD-AS纤维达到了224m3/kg,而Nomex纤维为38670m3/kg,二者相比PIPD-AS纤维的SEA值远低于Nomex纤维,说明PIPD-AS纤维燃烧时产生的烟雾量要远少于Nomex纤维.同表2中的其它高聚物相比,PIPD-AS纤维的耐燃性能指数(FPI)最高为1.76sm2kW-1.从表2中各项耐燃性能参数可以看出PIPD纤维在耐燃性方面,要好于其它高性能纤维,即PIPD纤维在耐燃性方面将具有较好多应用前景.M5纤维的刚棒状分子结构决定了它具有较高的耐热性和热稳定性.从表2中可以看出,PIPD-HT纤维具有与聚对苯亚基苯并双嗯哇(PBO)纤维相似的FPI值,但它在燃烧过程中更不容易产生烟.M5在空气中的热分解温度为530℃,超过了芳香族聚酰胺纤维,与PBO纤维接近.M5纤维的极限氧指数(LOI)值超过50,不熔融,不燃烧,具有良好的耐热性和稳定性[7].4.3 界面粘合性能与PBO,聚乙烯或芳香族聚酰胺纤维相比,由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.采用M5纤维加工复合材料产品时,无需添加任何特殊的粘合促进剂.M5纤维在与各种环氧树脂,不饱和聚酯和乙烯基树脂复合成形过程中,不会出现界面层,且具有优良的耐冲击和耐破坏性[6,8].4.4 热力学性能图10 四种不同含水量M5纤维的DSC扫描图图10为M.G.NoRTHoLIT[19]等用SetaramC80D热量计测得的四种不同含水量M5纤维的DSC谱图.研究发现将1g试样材料放在一个开放的测试槽内,以0.2℃/min的速度,在30℃-200℃范围内得到一张扫描图,如图5所示.从DSC谱图可以看出,四种不同含水量M5纤维的吸热峰面积及位置与开放测试槽内水分的蒸发有关.从表3可以看出,含有结晶水的M5初生纤维的热吸收值与不含结晶水的M5纤维的热吸收值之间存在着较大的差别,而PIPD初生纤维和PIPD HT试样的热吸收值之间几乎没有什么差别.通过以上研究发现完全干燥的PIPD初生纤维的晶体结构与PIPD-HT试样结构类似.表3 不同含水量的PIPD纤维的热吸收值试样热吸收值(J/g)PIPD初生纤维(含水量20%)637PIPD初生纤维(干燥)163PIPD HT(含水量7%)378PIPD HT(干燥)1855 应用及展望作为一种先进复合材料的增强材料,M5纤维具有许多其它有机高性能纤维不具备的特性,这使得M5纤维在许多尖端科研领域具有更加广阔的应用前景;M5纤维可用于航空航天等高科技领域;用于国防领域如制造防弹材料;用于制造运动器材如网球拍,赛艇等.M5纤维特殊的分子结构决定了其具有许多高性能纤维所无法比拟的优良的力学性能和粘合性能,使它在高性能纤维增强复合材料领域中具有很强的竞争力.与碳纤维相比,M5纤维不仅具有与其相似的力学性能,而且M5纤维还具有碳纤维所不具有的高电阻特性,这使得M5纤维可在碳纤维不太适用的领域发挥作用,如电子行业.由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.正是由于M5纤维具有许多其他高性能纤维所无法比拟的性能和更加广阔的应用前景,这使得众多的科研工作者都积极地致力于M5纤维的研究.相信在不久的将来,随着对M5纤维研究的进一步深入,作为新一代的有机高性能纤维—M5纤维必将得更加广泛的应用.