内容发布更新时间 : 2024/12/27 4:40:05星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

绪论：

1、现代材料科学的范围定义为研究材料性质、结构和组成、合成和加工、材料的性能这四个要素以及它们之间的相互关系。材料的结构转变包括高分子的组成、组成方式、材料宏观与微观结构的变化等。

1、高分子材料：主要是指以有机高分子化合物（不包括无机高分子化合物）为主体组成的或加工而成的，具有实用性能的材料。

按照来源分类：天然高分子材料和合成高分子材料

按照用途分类：塑料、化学纤维、橡胶、胶粘剂、涂料和复合材料等。 按照材料学观点：高分子材料分为结构高分子材料和功能高分子材料。

2、纤维：聚合物经一定的机械加工（牵引、拉伸、定型等）后形成细而柔软的细丝，形成纤维。

1）按原料分类 分为再生纤维和合成纤维。 再生纤维（又称人造纤维）是利用自然界的天然高分子化合物-纤维素或蛋白质作原料，经过一系列的化学处理与机械加工而制成类似棉花、羊毛、蚕丝，一样能够用来纺织的纤维。合成纤维：是用合成高聚物为原料纺制的纤维。

2）按纤维的长度分类 分为长丝与短纤维两类。

单丝：一束长丝如果由单根或由6根以下单丝组合而成。 复丝：由数以十计的单丝组成的长丝。

棉型短纤维：仿棉花的短纤维粗度较小，长度一般为35～38mm 。 毛型短纤维：仿羊毛的短纤维粗度较大，长度一般为75～150mm

3、化学纤维及其工艺名

聚酯纤维（涤纶或称的确良）；聚酰胺纤维（锦纶）、聚丙烯纤维（丙纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶或称人造羊毛）、聚氨酯弹性纤维（氨纶或称莱卡）

4、塑料

（1）按照加工性能分类：热塑性塑料和热固性塑料。 区别：前者可反复受热软化或熔化，可经过多次成型加工；后者经固化成型后，再受热则不能熔化，强热则分解。

（2）按照塑料使用特点分类：分为通用塑料、工程塑料。通用塑料产量大，用途广，价格相对较低，常见的通用塑料有5种：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、ABS树脂。

5、合成高分子的发展方向：发展的重点仍在于对于现有材料品种的改性及其下游产品的开发以及复合材料和功能材料的开发；继续研究探索成型加工的新工艺、新技术和新设备。可能不会有新的塑料、合成纤维及合成橡胶的大品种商业化以取代现有的主要品种。 6、化学纤维的主要指标：

（1）线密度：线密度表征纤维的粗细程度，其法定计量单位为特（tex）或者分特（dtex）。1000m长纤维的重量克数称为“特”；1000m长纤维重量的分克数称为“分特”。1000m长纤维重量为1g，则该纤维的线密度为1tex或者10dtex。

（2）断裂强度：指纤维的抗拉强度。以纤维的单位线密度所受力的大小表示，则测定的断裂强度为“相对断裂强度”，法定计量单位为N/tex。

（3）断裂伸长率：表征纤维的延伸性，一般纺织纤维的断裂延伸度在10～30％。

（4）初始模量：指纤维受拉伸使其伸长大原长的1％时所需的负荷，其单位为N/Tex。 （5）回弹性：指纤维受拉力而伸长，当外力撤除后伸长的可回复程度。纤维回弹性可用回弹率表征：回弹率?总伸长量-不可回复伸长量?100%

总伸长量（6）耐疲劳性：是反映纤维对多次变形作用的稳定程度，通常是以耐双折挠次数表示。经受的次数越多，纤维的耐疲劳性能越好。

7、塑料的品质指标：

（1）物理性能指标：密度、吸水性、光学特性、热性能、电性能等

（2）力学性能指标：抗张、抗弯、抗压强度、模量，断裂伸长率，耐磨性、硬度等。

（3）稳定性能指标：耐老化性能，耐化学品性能、耐热性能、阻燃性能及耐生物作用性能等。

9、高分子材料加工过程，过程一般包括四个阶段：

（1）原材料准备：如高聚物和添加物的预处理、配料、混合等； （2）使原材料产生变形或流动，并成为所需的形状； （3）材料或制品的固化；

（4）后加工和处理，以改善材料或制品的外观、结构和性能。 10、化纤纺丝方法：

（1）溶液纺丝，是将固体高聚物溶解在溶剂中调配成一定浓度的溶液（常称为原液），然后再进行纺丝。根据纺丝时所使用的凝固介质不同，又分为湿法和干法两种。湿法纺丝的凝固介质是含有凝固剂的溶液（又称凝固浴）；干法纺丝的凝固介质是干气流。

（2）熔体纺丝条件：成纤高聚物必须是线型高聚物。其中，只有其分解温度（Td）高于熔点（Tm）或流动温度（Ts）的线型高聚物才能采用熔体纺丝 11、塑料加工：

塑料的原料主要包括树脂和填料。塑料的添加剂又叫助剂，包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂及填料等，加工示意图如下：

12、橡胶成型加工：

橡胶及其制品的主要原料是生胶，同时还要加入各种配合剂，采用纤维材料和金属材料

作骨架。

第一章：聚酯纤维：

1、含聚对苯二甲酸乙二酯组分大于85％的合成纤维称为聚酯纤维，商品名为涤纶。 2、合成方法：

工业上是以对苯二甲酸双羟乙二酯（BHET）为原料，经缩聚反应脱除乙二醇（EG）来实现。所以PET的制备首先需得到BHET，目前生产BHET的方法有酯交换法和直接酯化法。

酯交换法 此法是将对苯二甲酸（TPA）与甲醇反应生成粗对苯二甲酸二甲酯（DMT），经精制提纯后，再与EG进行酯交换反应，得到纯度较高的BHET。在催化剂存在下，EG与DMT进行酯交换，生成BHET。被取代的甲氧基与EG的氢结合，生产甲醇，其反应式如下：

直接酯化法即将TPA与EG 直接进行酯化反应，一步制得BHET直接酯化体系为固相TPA与液相EG共存的多相体系，酯化反应只发生在已溶解于EG中的TPA和EG之间。 3、PET的空间构想： ①无定型PET为顺式：

②结晶PET为反式：

4、分子量及熔点：

纤维用PET树脂的分子量通常为15000～22000。PET的分子量直接影响其纺丝性能及纤维物理性能。

纯PET的熔点为267℃，工业生产的PET熔点略低，一般在255～264℃之间， 5、聚酯切片的干燥目的：

（1）除去水分，切片中水分的不良影响：①在纺丝温度下，水的存在使PET大分子的酯键水解，聚合度下降，纺丝困难，成品丝质量降低；②少量水分气化，往往造成纺丝断头，使生产难以正常进行。

（2）提高切片含水的均匀性 （3）提高结晶度及软化点

干燥机理： PET大分子缺少亲水性基团，吸湿能力差，其水分分为两部分：一是粘附在切片表面的非结合水，另一是与PET大分子上的羰基及少量的端羟基等以氢键结合的结合水。切片的含水率均随干燥时间延长而逐步降低。在干燥前期为恒速干燥阶段，这时除去的主要是切片中的非结合水。干燥后期为降速干燥阶段，主要去除结合水。