化学纤维的特点精选(九篇)

第1篇：化学纤维的特点范文

关键词：铜离子；腈纶；定性

1 引言

铜离子纤维具有优良的抗菌性能，人体能将其代谢，且相对于银价格合理，目前各种铜离子纤维技术也日益成熟，有两种方式制得的铜离子抗菌纤维的耐持久性好：一是通过离子交换法在棉纤维上镀氧化铜，二是通过共混纺丝法在涤纶、腈纶、锦纶等化纤上引入铜离子基[1]。

由于铜离子基的引入，使得纤维大分子链改变，进而纤维原有的物理、化学性质发生改变，导致纺织品检测时纤维原标准检测方法与检测结果发生偏差，甚至相反，这给纺织品检测带来了困难和考验，例如本文涉及的这种功能性铜离子腈纶。

随着科技的飞速发展，人们对纺织品的要求越来越高，差别化纤维、功能性纤维等新型纤维层出不穷。所以纺织品检测要跟紧步伐，及时更新、制定纺织品检测标准十分必要。

2 试验部分

2.1 试验仪器及试剂

HD500温控振荡水浴锅，南通宏大试验仪器有限公司；WRX-1S熔点仪，苏州江东精密仪器有限公司；生物显微镜（纤维细度仪CU一6），和众视野；98%硫酸、37%盐酸、碱性次氯酸钠、浓硝酸、88%甲酸、99%冰乙酸、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、硫氰酸钾（AR，国药集团化学试剂有限公司）；三级水。

2.2 显微镜观察法、燃烧法鉴别

将纤维刮散夹入盖玻片，滴入试剂制样，在放大400倍的显微细度仪下，观察纤维的纵向形态，加以鉴别；将纤维束慢慢靠近火焰，观察其燃烧性质、熔缩状态、气味以及燃烧残渣。

2.3 溶解鉴别

将少量纤维试样置于小烧杯中，加入配制好的溶液在特定的温度下振荡30min，观察纤维溶解情况，各试剂均按照FZ/T 01057.4―2007《纺织纤维鉴别方法第4部分：溶解法》配制。

2.4 熔点仪法

取少量纤维置于两片盖玻片之间，置于熔点仪显微镜上，调焦使纤维清晰成像，熔点仪升温速率为5℃/min，此过程中仔细观察纤维形态变化，熔点仪最高温度为280℃。

3 结果与推断

3.1 纤维的试剂溶解特性及前后显微镜下形态的变化

铜离子纤维的溶解情况见表1，纤维溶解前后的形态见图1。

由图1（1）溶解前纤维原始纵面形态可看出，纤维表面不光滑，有规则的菱形纹路，纵向粗细均匀，可以初步排除天然棉麻的可能。表1各试剂的溶解特性中纤维不溶解于碱性次氯酸钠，排除天然蛋白质纤维，即蚕丝和羊毛；浓硫酸不能将其溶解排除了纤维素纤维的可能。至此得出该纤维是一种化学纤维。

3.2 纤维的燃烧特性和热学性质

将纤维束慢慢靠近火焰时，纤维熔缩，这验证了其化学纤维的判断；置于火焰中时纤维燃烧，放出辛辣味，类似于腈纶，但有异于传统腈纶；燃烧后形成易碎硬块残渣。由此初步判断为一种腈纶。

图2 纤维熔点仪加热至280℃后纤维形态

由图2可见，纤维加热至280℃仍未熔融，纤维无固定熔点，根据FZ/T 01057. 4―2007《纺织纤维鉴别方法 第6部分：熔点法》，可以进一步判断出这是一种腈纶。根据客户提供这是一种铜离子改性纤维，最终判断该纤维为铜离子腈纶。

4 建议

本文针对一种铜离子改性腈纶，采用了纤维镜法、燃烧法、溶解法、熔点法这4种检验室常用方法做了其定性判断的探讨，总结了一些纤维定性方面的建议：

（1）纤维定性工作要求试验人员耐心仔细，显微镜法观察时要勤滴试剂。若不加试剂或观察不够仔细则很容易将其误判为涤纶。

（2）纤维定性工作要不厌其烦，在一种方法不能确认时要采取多种方法配合，采用排除法推断，逐步缩小纤维的范围，最终确认。对照上述铜离子腈纶的溶解特性，普通腈纶溶解于浓硝酸、90℃DMF和煮沸的65%硫氰酸钾，而这种铜离子腈纶在这几种溶剂中并不溶解或只是溶胀，很多检验人员错误地将腈纶排除，这种腈纶在引入铜离子基团后其大分子链发生了变化，使得它的溶解性质发生改变，溶解法不能准确地对其定性；另外铜离子的引入也混淆了纤维原有的燃烧气味，进一步增加了定性的难度。

（3）本文涉及的铜离子纤维最主要的判断依据是它没有固定的熔点，在排除了其天然纤维、纤维素纤维的可能之后，没有固定熔点的只有腈纶。

参考文献：

第2篇：化学纤维的特点范文

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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第3篇：化学纤维的特点范文

［关键词］体质学说;特发性肺纤维化;易感体质;养阴

通络法体质具有相对稳定的特点，是以先天禀赋为基础，在后天生长发育过程中逐渐形成的结构、形态等人体多个方面相对稳定的一种机能状态［1］。人的体质能反映人体的整体特征，而人体体质差异则更反映了人体内在脏腑气血阴阳之偏倾和机能代谢活动之差异。体质与疾病的发病、病证的从化及诊治与预防调护关系密切，本文将从中医体质着手研究特发性肺纤维化，诠释特发性肺纤维化的中医研究思路。

1特发性肺纤维化的研究现状

1.1特发性肺纤维化现代医学治疗现状

特发性肺纤维化患者主要临床表现为呼吸困难，活动后尤其明显，并呈进行性加重趋势，是以肺通气容积减少为特征的限制性通气功能障碍，须伴有肺CT影像学表现，主要为磨玻璃样改变及蜂窝肺。资料显示，近年来特发性肺纤维化发病率呈逐年上升趋势［2］。现代医学治疗特发性肺纤维化首选激素治疗，其重点治疗机制在于抑制其所引起的肺损伤以及肺纤维化的炎性反应［3］，但也有临床资料表明，能接受激素治疗的特发性肺纤维化患者不多，其中治疗有效的患者更少，而激素治疗特发性肺纤维化在使用剂量、联合用药及用药比例、疗程和临床疗效等多个方面，迄今尚无充分确切的循证医学依据［4］。1.2中医养阴通络法贯穿特发性肺纤维化的治疗始终中医古典医籍中没有特发性肺纤维化的概念，但中医之“肺痿”在中医证候、临床病理表现方面与特发性肺纤维化高度相似。在特发性肺纤维化早期，邪犯正经，未及他脏，病初邪气在皮毛经络，肺主皮毛，邪气首先犯肺，久病入脏腑，又因络为经之分属，纵横交贯，网络全身，邪犯虚亏，络脉首当其冲。痰凝、血瘀也可阻络，络郁久而化热，肺燥叶焦，引发特发性肺纤维化，治疗当化痰祛瘀以达到通络的目的。我们提出“肺虚络瘀”的病机观，并提出治疗当以养阴通络之法为主。其中养阴包括养肺阴及养阴津，“肺虚络瘀”作为病机贯穿该疾病的始终，故以养阴通络法治疗该病已成为目前中医治疗特发性肺纤维化的主要方法［5］。

2临证须首辨特发性肺纤维化的易感体质

体质概念最早起源于《黄帝内经》，中医有很多关于体质的分类方法，现代医家多推崇王琦的9种体质分类法［6］。另有研究者［7］认为，体质类型的划分应以气血、阴阳、津液为纲，虚实为目来界定。依据此观点，并结合临床实践，我们认为，特发性肺纤维化易感者的虚性体质类型有阴虚型、气虚型，实性体质类型有阳热型、血瘀型、痰湿型，根据特发性肺纤维化患者的体质不同，其在发病时的临床表现、致病因素、诊疗、预后及防护等方面均有各自的特点。

2.1气虚质

患者平素多神倦乏力、面色少华、少气懒言、声低气短、动则尤甚，易感冒，接触粉尘、皮毛、刺激性气味等或过度劳累后易发病，体现在肺系疾病主要表现为渐进性咳嗽无力，动则或咳或喘加重，伴气虚证，舌淡，脉弱，病情逐渐加重。

2.2阴虚质

患者体态大多偏瘦，平素多五心烦热、口燥咽干、颧红盗汗，易受燥热之邪并同化导致疾病，或接触矿物尘土、粉末、刺激性气体后易发病，体现在肺系疾病主要出现干咳、痰少不易咯出，或无痰或偶有痰中带血丝，伴阴虚证，舌红少津，脉细数。

2.3阳热质

患者大多体型健壮，平素气粗声高、口中多臭秽、不恶寒反恶热、消谷善饥、睡眠时鼾声如雷，外邪侵袭后易发高热，情绪波动时导致肺系疾病多出现高热、咳嗽、喘促、声高、舌质绛、脉滑数等。

2.4血瘀质

患者皮肤粗糙色暗，面色黧黑，口干欲漱水不欲咽，发病时肺系疾病多出现胸部刺痛、疼痛夜间尤甚、动则胸闷而喘、咳嗽痰中带血、皮肤有瘀斑瘀点、唇甲紫绀，伴血瘀证，舌质紫暗、或有瘀斑瘀点，脉涩，预后较差。

2.5痰湿质

患者体态多偏胖，平素口中多黏腻，不喜饮水，食差纳呆，嗜睡，接触有害物质或劳累易诱发肺系疾病，多出现喘促气短、咳嗽多痰、易咯出、舌质淡、苔白腻、脉滑或濡，病情缠绵难愈。

3体质-证候-辨病-辨证医疗模式

3.1辨证与辨病结合的医疗模式

特发性肺纤维化中医辨证首辨虚实，本虚标实是特发性肺纤维化病机之根本，但在不同时期虚实主次各有轻重偏倾，故临床要抓住特发性肺纤维化主要矛盾，分而治之。早期各种原因所导致肺脏损伤后出现炎性渗出、肺泡炎症等［8］，中医临床表现通常以外感表实证为主，其中痰热、血瘀多见，此时治疗当以泻肺平喘为主，辅以益气养阴、活血通络。疾病发生时炎症细胞分泌细胞因子，促炎症细胞产生，同时氧化应激产物产生超过消除，激活肾素-血管紧张素系统。随着特发性肺纤维化的病情进一步发展，机体出现正邪相争，正不胜邪，此期通常表现为虚实夹杂，治疗当以扶正与祛邪并举即益气养阴与活血通络并举;随着特发性肺纤维化病情的继续进展，病情逐渐加重，此期通常表现为本虚标实，治疗当以扶正为主即益气养阴、培土生金为主，辅以活血化瘀、化痰通络。

3.2以养阴通络，治病求本为治疗原则

在整个特发性肺纤维化病情发展演变过程中，肺虚络瘀一直处于主导地位。脾为肺之母脏，肺靠脾气升清散精来供养，肺为肾之母脏，可谓金水相生，共主气之摄纳和津液之敷布。无论生理上抑或病理上，肺、脾、肾三脏病变均可相互影响相互传变，母病及子或子病犯母。肺为娇脏，六淫之邪侵袭肺脏，首先耗伤肺气，病久可子盗母气从而致肺脾两虚，或母病及子可致肺肾两虚;若平素暴饮暴食、嗜食肥甘厚味及情志劳倦等可先伤脾肾，久病也易累及于肺。如痰浊从脾生，上贮于肺，或肾阴虚火旺上灼肺金等，故特发性肺纤维化常常伴有肺肾两虚或肺脾两虚之疾病基础。特发性肺纤维化是慢性复杂性疾病，往往存在肺脾或肺肾或肺、脾、肾损伤的病理基础，且表现为气阴两虚、久病入络。对特发性肺纤维化进行中医辨证论治，临床遣方用药时应遵循养阴通络的思路，标本同治，扶正与祛邪兼顾。根据特发性肺纤维化中医临床病期的不同、致病因素不同、体质差异、临床症状的不同其治疗与调护有各自侧重点，只有正确地把握特发性肺纤维化的审机论治思路，才能更好地发挥中医在治疗慢性复杂性疾病时的整体优势，从而取得更为理想的疗效。

4易感体质的可调性及临床疗效的判定

体质是人体先天与后天形成过程中的多种因素综合影响的结果，其形成亦是一个相对漫长的过程，故使用单一疗法治疗短时间内不易达到预期的效果。根据中医理论及体质特点，应用中医独特的治疗手段及治法效应的特异性，充分发挥中药、针刺、艾灸、刮痧、拔罐、熏蒸等多种治疗手段的优势，并联合现代技术手段充分发挥中医治疗的临床疗效并逐步努力建立起体质诊断、体质治疗、体质护理、体质教育、体质管理整合系统评价体系，从而达到因人、因地、因时三因制宜的多个方位调理、监测和管理个体体质的目的。目前亟待解决兼杂体质的处理，应尽快制订、颁布体质治疗的临床疗效评估标准。

5特发性肺纤维化易感体质防治调护

临床中发现，适当的防治调护对缓解特发性肺纤维化患者症状，减少急性加重，提高患者生活质量起着积极的作用。根据特发性肺纤维化易感体质，做出个体针对性的预防调护很必要。中医强调避风寒，适寒暑，调情志，饮食有度，起居有节，不妄作劳，对特发性肺纤维化防治调护有很重要的作用，其中气虚质、阴虚损、血瘀损者应避其诱因，调畅情志，减少身心压力，勿烦躁多怒。平素当清淡饮食，少食刺激、辛辣、生冷之物，适当进行活动，但不能超出自身负荷，不可操劳过度，特别是气虚、血瘀质者尤应注意。

6引进循证医学研究方法，促进特发性肺间质纤维化中医临床科研进步

特发性肺纤维化中医辨证时更应强调体质，应在阴阳五行等中医理论的基础上首先确立中国人的体质标准及特发性肺纤维化的易感体质、中医证候，再以流行病学方法进行调研、分析。中医证候的规范化［9］应密切结合临床，对中医传统证的内涵还需要进行必要补充，可将现代医学中的技术手段如常规的各种物理、生化等检查内容引入其中。但是这些现代医学检查项目只能是补充证的内涵，并不代表证的本质。在特发性肺纤维化治疗和临床药物研究方面，还需要引入循证医学的方法。循证医学强调从大数据的系统研究中获取所需的临床依据，使其研究结论更有说服力且证据充足，从而使诊疗手段更具有效性和安全性。中医在研究与探索特发性肺纤维化的诊断与治疗时应该加入循证医学的研究方法，进行多中心、大样本、双盲、随机对照研究。中医采用循证医学方法进行的大样本的临床研究，得出的结论将会更容易被国际认可，也有利于中医药走向世界。

参考文献

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第4篇：化学纤维的特点范文

关键词：玻璃纤维 物理化学性能 生产过程 影响

一、前言

玻璃纤维种类繁多，是一种新型无机非金属材料，性能优异，缺点是耐磨性较差、且玻璃纤维偏脆，但是却具有机械强度高、抗腐蚀性好、耐热性强、绝缘性好等突出的优点[1]。它的单丝直径只有1/20-1/5头发丝的直径大小，为几个微米到二十几米个微米不等，由几百到几千根单丝组成一束纤维原丝，可以分为无捻粗纱（如：短切用纱、喷射用纱、缠绕用纱、织造用纱等）及连续玻璃纤维纱（如：电子级纺织纱、工业纱）.玻璃纤维主要是用于电路基板、复合材料中的绝热保温材料、电绝缘材料和增强材料等国民经济各个领域[2]。玻璃纤维物理性能主要包括硬挺度、断裂强度、可燃物含量、含水率、线密度等一系列指标，对玻璃纤维理化性能进行充分的了解，能够有利于稳定生产、指导生产、质量控制[3]。本文就玻璃纤维理化性能对生产过程影响进行研究。

二、玻璃纤维的物理化学特点

1.玻璃纤维的物理特点

1.1抗拉强度

与同成分的玻璃抗拉强度相比，玻璃纤维要高几十倍，例如有碱玻璃纤维强度可达2000MPa ，而有碱玻璃只有40-100MPa，由此可见，同成分的玻璃制成玻璃纤维之后，强度能够有效地提高20-50 倍[4]。

1.2密度

玻璃纤维的密度基本与铝金属相似，比一般金属密度要低，但比有机纤维大，所以，很有希望在航空工业上将铝钛合金用玻璃钢代替。玻璃纤维的密度为2.5-2.7g/cm3左右，而大量重金属的高弹玻璃纤维密度为2.9g/cm3，由此可见，玻璃纤维的成分与其密度存在着较为密切的联系。与有碱纤维密度相比，无碱纤维的密度要大一些[5]。

1.3外观特点

玻璃纤维表面光滑，呈光滑的圆柱体，而通常人造或者天然的有机纤维的表面都会呈现出较深的皱纹。由此可见，玻璃纤维不利于和树脂粘结，这样就会使得空隙填充较密实，这样一来，就会有利于提高产品的玻璃含量[6]。

1.4 耐热性能

玻璃纤维是一种具有很好耐热性的无机纤维，本身不会引起燃烧。且导热系数较小，适用于成型件的绝缘壳、容器的隔热材料、管道的隔热材料。

1.5电性能

玻璃的化学成分、尤其是碱氧化物的含量直接决定了玻璃纤维的电性能，玻璃纤维具有低的电介质常数和高的比电阻。

1.6其它性能

玻璃纤维具有抗紫外线辐射、防霉、防腐、耐老化等性能。玻璃纤维的加工性能可以通过合适的表面处理剂来进行改善。但是，玻璃纤维也存在着一些问题，诸如制造成本较高、柔软性差、染色困难、吸湿性差、易使皮肤发痒、不耐弯曲、耐磨性差、脆性大等。

2.玻璃纤维的化学特点

玻璃纤维化学稳定性的标志是其对于化学试剂、酸碱溶液、蒸汽、水一系列侵蚀介质的抵抗能力，取决于其压力、温度、介质性质和化学组成等条件。除浓磷酸、浓碱（NaOH）、氢氟酸（HF）外，玻璃纤维基本对所有有机溶剂和化学药品都具有较好的化学稳定性。

2.1 纤维表面情况对化学稳定性的影响

玻璃的耐腐蚀较好，但是其拉制成玻璃纤维后，耐腐蚀程度会有所下降，通过多年的研究发现主要原因在于玻璃纤维的比表面积大。厚度为2mm、质量为1g的玻璃，表面积只有5.1cm2，而将其拉制成玻璃纤维后，则直径为5μm、质量仍然为1g，但是其表面积会大幅度增加，表面积可达到3100cm2，使得侵蚀介质作用的面积会增大608 倍。所以，块状玻璃的耐腐蚀性能要比玻璃纤维好很多。这就说明，玻璃纤维的化学稳定性与其直径大小关系极大，化学稳定性会随着纤维直径的减小而降低[7]。

2.2玻璃纤维化学稳定性受到侵蚀介质温度和体积的影响

玻璃纤维化学稳定性会很容易受到温度的影响。在温度低于100℃的情况下，介质侵蚀玻璃纤维，会随着温度每升高10℃，破坏速度增加50%～100%。而当温度高于100℃以上，会使得破坏作用和破坏速度进一步加剧[8]。

2.3 玻璃纤维的化学成分

无碱玻璃纤维耐水性较好，但是耐酸性较差；而中碱玻璃纤维对于水的稳定性较差，但是对于酸的稳定性较高；无碱玻璃纤维和中碱玻璃纤维的耐碱性相接近，如表1

与无碱玻璃纤维相比，中碱玻璃纤维中所含有的K2O、Na2O要高20多倍。在受到酸性物质的作用之后，会有较多的碱金属氧化物在玻璃纤维表面浸析出来，但是值得注意的是，主要是K2O、Na2O的溶解、离析；同时，玻璃纤维中硅酸盐与酸性物质相互作用会生成硅酸，而一旦生成硅酸之后，会迅速在玻璃纤维表面上聚合并凝成胶体，形成一层薄薄的氧化硅保护膜。这层氧化硅保护膜会使得玻璃纤维的强度下降趋势变慢，也会使得离子交换与酸的浸析过程迅速减缓。大量的实践经验证明，K2O、Na2O有利于形成氧化硅保护膜。因此，无碱玻璃纤维要比中碱玻璃纤维的耐酸性差。

水与玻璃纤维作用，首先是浸析玻璃纤维表面的碱金属氧化物，主要是Na2O、K2O的溶解，使水呈现碱性。随着时间的增加，玻璃纤维与碱液继续作用，直至使二氧化硅骨架破坏。由于无碱玻璃纤维的碱金属氧化物含量较低，所以对水的稳定性较高。无碱纤维与中碱纤维受到NaOH溶液侵蚀后，几乎所有玻璃成分，包括SiO2在内，均匀溶解，使纤维变细，但随浸碱时间的增加，化学成分含量基本不发生变化，即内部结构并未破坏。因而单位面积的强度基本不变。如在11-17℃温度下，浸5%的NaOH溶液，测试100根单丝直径，无碱纤维单丝直径平均值从10.97μm 降为10.48μm；中碱单丝直径从11.54μm 降为11.1μm，强度的下降二者相接近。

总之，玻璃纤维的碱金属氧化物含量和二氧化硅含量直接决定了化学稳定性。玻璃纤维的化学稳定性会随着碱金属氧化物含量的增加而降低，玻璃纤维的化学稳定性会随着二氧化硅含量的增加而增加。将TiO2、ZrO2 、AL2O3等氧化物加入到玻璃纤维中，能够大幅度提高玻璃纤维的耐水性；将ZnO、ZrO2、CaO等物质加入到玻璃纤维中，或者提高SiO2含量，都能够大幅度提高玻璃纤维的耐碱性；将TiO2、ZrO2等物质加入到玻璃纤维中，或者提高Al2O3、SiO2的含量，都能够大幅度提高玻璃纤维的耐酸性。

三、玻璃纤维理化性能对生产过程影响

1.质量控制

线密度的测试体现了质量控制的及时性。

线密度单位为特克斯（tex），是指长度为1000m的纱线或者原丝的质量。测试方法如下：将一定量的预张力施加到纱线或者原丝上，同时再在625±20℃的标准温度将已经选取的玻璃纤维纱试样灼烧至质量恒定，以使得玻璃纤维纱试样的水分和浸润剂除去，最终得到的质量则为单位长度的质量（g/km）。

由于需要去除浸润剂和烘干水分之后才能够测试出玻璃纤维纱试样的线密度，这样一来就会使得测试时间较长，因此，在实际的生产控制时，测试线密度可以采用较为简便的方法。将合适长度的纱线量取之后，直接称质量，而不用将水分和浸润剂除去。同时，基于经验公式来将其换成不含水分和浸润剂的线密度值。这样既能够有效地控制纱线的线密度，又能够避免出现测试结果滞后的情况，节省大量的时间。可以尽量避免在生产环节时出现不合格产品，稳定生产，提高产品的合格率。

通过试验得出：第一，线密度是漏嘴流量和拉丝速度的函数，因此两者也是线密度调整的重要手段。 第二，冷却片的冷却效果是影响线密度的重要因素。 第三，漏嘴流量和玻璃液的粘度、静压差、密度等有关。 第四，操作水平对开始拉丝一定时间内的线密度有影响[9]。

2.稳定和指导生产

这主要在测试可燃物含量和含水率的时体现出来的。

2.1可燃物含量

浸润剂含量也称为可燃物含量，在玻璃纤维的应用和生产过程中，浸润剂往往会起到极为重要的作用，主要可以概括为五点。

2.1.1粘结——集束单丝。可以减少断丝或散丝，让原丝在最大程度上保持其完整性，保持纤维不开纤，便于短切纱短切时实现纤维集束的完整性，也有利于纺织加工。

2.1.2使玻璃纤维获得较好的基材化学吸附性、化学结合性、相溶性等较好的表面处理性能。

2.1.3为玻璃纤维提供诸如分散性、成带性、短切性等特性，以便于进一步应用和加工，尤其是水泥、橡胶等基材以及热塑性树脂、可被热固性迅速浸润等性能。

2.1.4保护纤维。这种作用主要可以分为两种，分别是干（原丝筒后加工所需）和湿润剂（原丝拉丝生产所需），这种作用贯穿于纤维加工和拉丝的全部过程中。集束槽及涂油器与玻纤原丝通过浸润剂中“湿组分”能够相互保持一定的作用，这样一来，就能够避免出现由于摩擦系数过大人而造成原丝张力过大的问题，从而避免出现原丝飞丝、退解困难的问题。

2.1.5避免在玻璃纤维表面出现静电荷积累的问题。这种性能尤其对连续原丝毡用原丝、短切毡用原丝、SMC纱较为重要。

这5个作用的顺利开展能够有利于进一步加工和生产玻璃纤维，让玻璃纤维具有较为理想的耐老化性能、电学性能、化学性能、物理性能。只有对玻璃纤维生产中浸润剂所发挥的作用进行深入的了解，才能够稳定生产、指导生产、控制浸润剂含量。浸润剂含量过低，会使得成本率降低、断裂强度偏低、断头多、毛丝多；浸润剂含量过高，又会造成络纱困难、纱发很容易出现粘结的情况，且浸润剂成本高。因此，按照浸润剂的含量来适度地对生产工艺进行调整，保证质量，且能够有利于降低生产成本。

2.2含水率

玻璃纤维织造工艺性能在很大程度上是受到单纱含水率高低的影响。如果单纱含水率过高，那么会出现退解阻力过大、纱毛、纱发粘等问题，进而使得导纱器受到污染，所以，通常都会要求玻璃纤维单纱含水率的含水率不超过0.2%，如果能够不超过0.1%，那么效果更好。

将大卷装的原丝烘干之后，只能实现表层原丝干燥的效果，但是内层纱还是较为潮湿，说明管纱的外层纱含水率比内层纱含水率要低一些。应该每日都将捻线机上1000m卷中量的小纱含水率进行抽样测试，然后再根据测试结果来对干燥条件和干燥制度进行及时调整。同时，络纱过程会受到含水率的直接影响。

此外，含水率对于玻璃纤维强度影响较大，玻璃纤维中含有碱金属，其吸湿性对玻璃纤维强度影响很大，在水的作用下，Na+迁移到表面变成碱性浸蚀，从而使纤维强度降低，严重的损失高达70%～80%左右，所以必须取有效的工艺措施。同时，湿度对于玻璃纤维生产过程的影响也较大，在湿度较大的环境中，一是易造成原丝饼烘干上的困难。二是易造成烘干的原纱饼回潮，从而使纱线发粘，在络纱时产生大量的毛纱、散丝，严重者甚至断股。如某厂湿度大于65%时，毛纱严重，有时纱线呈棉絮状，此时易在烘干时延长排湿时间，以使水份排除较完全，所以有条件的企业最好保留恒温恒湿生产，特别是雨季，以使温度保持在50%左右为宜。

所以，为了让生产出来的成品纱达到最佳的状态，应该控制生产车间的相对湿度及温度。可以在天气干燥的情况下，将加湿器安装到络纱车间，这样一来，使得玻璃纤维单纱含水率的含水率不超过0.2%。从这里我们可以看出，在络纱、烘干过程中测试含水率往往会起到极为重要的作用和意义。

2.3断裂强度

玻璃纤维的显著性质就是具有较高的强度。由于需加捻合股等工序，再加上玻璃纤维的存在形式主要是以纤维束为主，这样就很容易出现玻璃纤维长短不匀的问题，进而让玻璃纤维出现张力不均的情况。玻璃纤维的强度通常是与玻璃纤维的直径大小成反比，玻璃纤维的直径越小，那么玻璃纤维的强度越高。同时，浸润剂的均匀程度和浸润剂的含量也与纱线的强度有关。拉丝涂油是否均匀与浸润剂的高低有关，只有在浸润剂含量充分的时候，才能够充分粘合玻璃纤维，否则会对断裂强度造成影响。

2.4 硬挺度

玻璃纤维的织造工艺性能在很大程度上是由硬挺度决定，硬挺度是一个综合性的指标。SMC纱、喷射纱、短切纱之类的C类纱（硬质纱）的硬挺度较高，特别是SMC纱。这些C类纱（硬质纱）只有达到了国际标准（如GB/T 18369-2001等）的硬挺度之后才能够对切割有利。硬挺度在80～200mm，才能够保证切成的原丝无较多的散丝和毛丝，两端不开纤，切的整齐，静电少，流动性好。除此之外，硬挺度与单纱含水率、捻线条件、浸润剂的涂覆条件、浸润剂含量、浸润剂配方等都具有较为密切的关系。

通过试验得出：（1） 无捻粗纱的含水率对硬挺度影响不大；（2） 环境的相对湿度对硬挺度的影响不显著；（3） 环境温度对硬挺度在一些影响，取决于纱线的种类，有些种类影响大，有些影响小。通常的趋势是温度低硬挺度高，温度高硬挺度低。[10]

四 、结语

总之，通过研究玻璃纤维理化性能对生产过程影响，充分说明应该将分析测试玻璃纤维产品物理性能融入到玻璃纤维生产过程中，才能够确保产品质量，实现过程控制，及时控制生产和指导生产。还能够有效地保证产品优势、降低生产成本、节能降耗、提高生产效率。

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第5篇：化学纤维的特点范文

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

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第6篇：化学纤维的特点范文

通过分析导电纤维技术的市场发展现状、全球重点生产企业分布和关键专利核心技术，结合导电纤维市场需求格局，重点介绍了关键研发技术的发展趋势，以期为企业充分利用知识产权来保护导电纤维的创新成果提供参考。

关键词：导电纤维；技术；市场研发；专利

引言

作为一种高技术、高附加值产品，导电纤维既具有导电成分十分优异的电学性能，又兼备纺织纤维的柔韧可加工性[1]，其问世以来，市场化发展已有50多年的历史。近年来，其市场研发和应用已逐渐趋于成熟阶段。导电纤维除了优良的纺织性能外，还具有优异的导电性能可以用来消除静电、吸收电磁波，而且在化纤制品的防静电领域中具有独特的地位[2]；因此它不仅可用于石油化工、军工等行业的防静电防爆服，而且还可用于制备微电子、医药、食品、通信、精密仪器、生物技术等领域的无尘无菌服。此外，它还是民用服装及尼龙BFC地毯等内饰产品中提高产品档次及附加值的重要纤维原料。

目前，导电纤维已不仅仅成为纺织领域的市场研究和开发对象，而且导电纤维的电信号探测和传输性能在测量技术应用中也是很重要的一个应用方面，它已成为本世纪智能材料首选的信息传感及传输的理想载体。因此，导电纤维作为一类重要的智能纤维，在国内外的专利申请保护方面涉及多个领域，而绝大多数专利是根据纤维市场需求而派生出的具有某种特点的新产品[3]。因而，全球导电纤维技术研发的知识产权保护和市场需求相互结合是该类纤维的未来发展趋势。

随着导电纤维新品种的不断研发和专利保护，导电纤维作为智能纤维在纺织服装、传感器、医用及其他各领域表现出了良好的应用前景。现今许多导电纤维已在航天、航空、汽车、电子、机械、化工、通信、建筑、医疗、轻纺、军工和民用等领域取得广泛应用，而且导电纤维被认为是高科技领域中新型工业智能材料的典型代表，为世人所瞩目。更重要的是，导电纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面发挥着非常重要的作用，对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重大意义，对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。

本文以国家工业和信息化部关于化纤市场行业发展统计数据，以及利用相关专利分类号结合关键词，通过德温特世界专利索引（DWPI）在中、美、欧、日等国的知识产权局申请的专利数据库检索后，分析筛选得到的涉及导电纤维核心技术的449篇有效专利文献作为研究分析来源，通过对国内外导电纤维市场及其专利核心技术的关联性，多角度进行分析研究导电纤维技术生命周期和重点技术领域市场分布，从中发现其市场和技术发展趋势，为该领域内相关企业对市场需求类型、关键技术发展趋势和知识产权保护方向提供参考依据。

1 导电纤维技术的市场发展现状分析

据统计，2000年到2012年，世界纤维加工总量增长将近一倍，扣除中国纤维加工总量的增长后，世界纤维加工量则下降近20%；但是，化学纤维产量从694.2万吨，增长到3867万吨，增长4倍多；其中，导电类纤维的产量由61万吨，增长到近420万吨，增长近6倍，显然，随着国内外导电类纤维的市场需求不断增加，其未来的需求量必将出现急剧攀升。

目前世界各国市场中的导电纤维类别主要是金属型、炭黑型、金属化合物型和导电高分子型纤维；其中，以加工成本较低的炭黑型纤维和应用范围较广的导电高分子型纤维所占市场份额较大，其应用领域也从最初的军工、民用防静电扩展到通信导电工业、航空航天等领域。

1.1 全球导电纤维市场重点生产企业分布分析

全球导电类纤维的生产厂商主要有日本的可乐丽、东丽、钟纺、大和合纤、帝人、三菱人造丝、三菱化学、KB世联、大塚化学等株式会社，美国的首诺、杜邦、帕克?汉尼芬、索罗蒂亚、阿姆斯特朗世界工业等公司，欧洲的阿克马、埃尔夫阿托、兰托、兰爱克谢斯、贝卡尔特等公司，韩国的晓星、LG化学、韩一合纤等株式会社，国内的北京中纺优丝特种纤维科技、江苏省纺织研究所等。其中，日本生产厂商以导电、抗静电性能优良的炭黑型和金属镀层型纤维占据这两种类型纤维高端产品的市场；美国和欧洲生产厂商在化纤基导电高分子纤维上占据该类纤维的近八成市场；近两年，韩国生产厂商和日本生产厂商中的可乐丽株式会社目前正在进军金属化合物型和导电高分子型纤维市场；欧洲比利时的贝卡尔特股份有限公司几乎占据了国际上超高导电性能不锈钢导电纤维的整个市场；而相比而言，国内生产厂商的产品仅涉及不锈钢纤维、聚合物碳母粒混合纤维以及科研院所刚研发出来的低导电率导电聚合物纤维，只能满足低端产品市场的需要，无法进军高端导电纤维市场。由于国内生产的所有类型的导电纤维产品的导电性能均不高，其在导电、防静电重要性能电阻率参数方面就与国外大公司产品差距100到10000倍，无法满足各领域对其性能的要求，导致国内市场对高端导电纤维产品的需要基本全部靠进口。

1.2 国内外导电纤维技术研发现状和总体趋势研究

专利文献是科技创新的一种记录，它能够反映技术发展的最新情况，具有实践性、可操作性和综合性等独特的优越性。充分系统地利用专利信息能够帮助我们提高科研效率，挖掘技术空白点，寻找新的技术突破口。

第7篇：化学纤维的特点范文

【关键字】混凝土；纤维；机理；性能

混凝土一般是由水泥、粗骨料、细骨料和水经过凝结硬化而形成，有时也包含活性掺合料、惰性掺合料、外加剂等组分。由于混凝土是弹性模量较高而抗拉强度较低的材料，所以若混凝土在受约束条件下发生收缩而产生的拉应力大于其抗拉强度，则会导致产生裂缝。近代科学关于混凝土强度的微观研究以及大量工程实践所提供的经验都说明，混凝土的裂缝是不可避免的，裂缝是一种人们可以接受的材料特征，科学的要求应是将其有害程度控制在允许范围内。

纤维增强混凝土(下面简称纤维混凝土)是提高混凝土抗裂性能的有效技术措施之一。纤维混凝土可以看作是混凝土与相对较短的、离散的、不连续纤维复合而成。纤维的掺入并不能从根本上提高混凝土强度，其主要作用是控制纤维混凝土的开裂，并在水泥基体开裂后，改善材料的性能。纤维在开裂期间通过桥接作用，为纤维混凝土提供开裂后的延性。尽管纤维混凝土与整个混凝土生产市场相比所占份额仍然较小，但它在北美仍然具有20%的年增长率，每年世界上混凝土使用的纤维已达到300000吨以上。目前纤维混凝土主要应用于混凝土路面（60%）、喷射混凝土（25%）、预制构件（5%）和其它一些特殊结构中。

1、纤维的种类

混凝土掺加的纤维包括:不同形状和尺寸的钢纤维、聚合物纤维、玻璃纤维和天然纤维等.

1.1 钢纤维

钢纤维是一种短小、长度不连续、长径比大约20-100、有多种截面形状的钢质纤维。它可以由割断钢丝、切削钢片或钢材经加热熔融后抽丝而成。钢纤维通过沿着长度或在末端呈现特形状态，以此加强水泥基材和纤维的粘结力。

1.2 玻璃纤维

玻璃纤维是从熔化的玻璃中抽丝而得，通过加热的铂槽底部或套管抽成细丝，一般以短切纤维方式使用。

1.3 合成纤维

合成纤维是随着石化工业和纺织工业发展而产生的人造纤维。用于水泥混凝土中的合成纤维类型有丙烯酸纤维、芳族聚酰胺纤维、碳纤维、尼龙纤维、聚乙烯纤维和聚丙烯纤维。合成纤维能够减少塑性收缩裂缝和沉降裂缝，有助于改善混凝土断裂后的性能。

1.3.1 聚丙烯纤维

聚丙烯纤维是最常用的合成纤维之一，它具有化学惰性、不溶于水且比水轻的特点。一般将聚丙烯纤维制作成一定长度的圆柱状纤维束，或横截面为矩形的纤维丝。聚丙烯纤维混凝土可以减少塑性收缩裂缝，阻止混凝土中集料沉降，减少毛细管通道。混凝土遭遇火灾时，聚丙烯纤维可减少混凝土剥落。

1.3.2 丙烯酸纤维

丙烯酸纤维可用于取代石棉纤维生产水泥板和屋面瓦。丙烯酸纤维混凝土复合材料开裂后具有较高韧性和延性。

1.3.3 芳族聚酰胺纤维

芳族聚酰胺纤维具有高的抗拉强度和拉伸弹性模量，还具有高达160℃的强度保持力、200℃高温的尺寸稳定性、优越的抗静力、抗动力疲劳和抗徐变性。可用来生产具有各种直径的纤维束。

1.3.4 碳纤维

碳纤维具有高强度、高弹性模量及高硬度等特点。碳纤维对大部分化学物质是惰性的，其典型产品是纤维束，在掺入混凝土之前，碳纤维束一般应预先分散、以利于水泥浆渗透，最大限度地提高纤维的效率。

1.3.5 尼龙纤维

尼龙纤维是由尼龙聚合物纺纱制得，然后通过挤、拉加热转化形成一种定向、结晶的纤维结构。尼龙纤维具有高抗拉强度、高韧性和良好的弹性恢复力。低掺量尼龙纤维比聚丙烯纤维和聚脂纤维具有更好的增强作用。

1.4 天然纤维

在上个世纪60年代末期，人们开始对天然纤维以及其制作的混凝土特性进行研究，结果表明椰子纤维、剑麻纤维、竹纤维等植物纤维可用于生产混凝土制品。但是未经处理的天然纤维，其配制的混凝土容易发生体积变化从而存在耐久性方面不足。

2、混凝土中的纤维及其作用机理

纤维在混凝土中的作用受纤维的种类、长短、体积含量、分布方式等影响。混凝土一般需要较大数量的短纤维来桥接大量微观裂缝以避免较大的应力集中，短纤维的均匀分布能够增加材料的强度和韧性。在更高荷载作用下需要长纤维来桥接宏观裂缝，长纤维的存在显著降低拌合物的工作性且其掺量应小心确定。低体积含量（＜1%）的纤维用于减少收缩裂缝，它们一般用于易产生较大收缩裂缝并且具有较大暴露面积的板和路面中。中等体积含量（介于1-2%）的纤维能增加断裂模量、断裂韧性及抗冲击性。可用于喷射混凝土或其它需要吸收能量的建筑物，用来提高抗分层、分裂和疲劳的能力。高体积含量（＞2%）的纤维导致复合材料的应变硬化。

纤维一般在混凝土中沿整个截面分布，纤维分布方式受成型方式影响。通常喷射成型时纤维多是二维分布，而预拌混凝土施工成型时纤维是三维分布。纤维混凝土的力学性能不仅取决于纤维和混凝土的性质，而且还取决于它们间的粘结。对于合理设计的纤维混凝土，其破坏的主要模式是内部的纤维被拔出，这会比纤维断裂消耗更大的通量，并使纤维的性能得到充分发挥。

不同纤维与混凝土的粘结作用并不相同。钢纤维的粘结主要由粘结力、摩擦力和机械啮合力组合而成。很多玻璃纤维和水泥反应，受到碱的侵蚀而导致粘结力的减弱。有机纤维的粘结主要表面为机械啮合力。增加纤维－基体的粘结力的最常用方式是使纤维沿长度方向异型或末端呈现异型结构。

3、纤维对混凝土性能的影响

配制纤维混凝土必须确保纤维在混凝土中分散均匀，避免纤维隔离或团聚成球。当纤维长径比、使用体积和粗集料粒径都较大时，这个问题更加严重。纤维对混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能和长期性能均有一定的影响。

3.1 纤维对混凝土工作性能的影响

众所周知，普通混凝土加入任何种类纤维都会降低其工作性。工作性能的损失与混凝土中纤维体积浓度几乎成正比。通常可以通过增加砂率、提高胶凝材料用量和增加火山灰材料来补偿混凝土工作性能。必须通过反复试验才能确定。具有较低坍落度的纤维混凝土在现场也可以有很好的工作性。此外纤维还能减少泌水和改善拌合物内聚力，明显增加新拌混凝土的体积稳定性。

3.2 纤维对混凝土力学性能的影响

使用纤维的目的不是为了提高混凝土的强度，纤维对力学性能的最重要影响是提高裂缝后期的延性，即韧性，从而提高混凝土的抗冲击性能。此外，纤维的加入也可以提高混凝土抵抗磨损、疲劳和气穴破坏的能力。研究人员发现纤维可提高混凝土结构的抗地震能力，也可提高混凝土梁柱的抗剪性能。

3.3 纤维对混凝土耐久性能的影响

纤维体积掺入量较少对混凝土的徐变特性或干燥收缩影响很小，但是纤维在减少塑性收缩方面很有效果。由于纤维混凝土一般具有较高水泥用量和低水灰比，所以充分振捣密实和养护的混凝土，只要纤维能被水泥浆体保护，那么将具有很好的耐久性。

第8篇：化学纤维的特点范文

【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

第9篇：化学纤维的特点范文

纤维鉴别有利于消费者在纤维质量的基础上,根据他们的需要选择合适的纺织品。“纤维鉴别变成消费者用来判断产品的重要的工具,以此可判断产品中是否包含特定的纤维,其质量是否和他们所期望的一样。”纺织技术服务的总裁Adi Chehna指出。例如,一名消费者想买一件保暖的羊毛毛衣,或者买一个耐用的尼龙地毯。“消费者应该了解所买的面料具有何种性能。”Josef Spijkers说,他是CIRFS(国际粘胶和合成纤维协会)的技术顾问,该机构是欧洲人造纤维工业的代表。

纤维鉴别还对纤维生产者有好处。这些公司的市场部门努力提高自己纤维的性能优势,以此来超越其他适合的纤维。“面料的价格与织造所用的纤维质量有。”贝尔加莫大学的纺织后整理专业教授Giuseppe Rosace指出。他还提出纤维鉴别可以为帮助防止假冒产品,进而保护公司的市场投资。

不仅公司的市场投资有了保障,Intertek Labtest的高级客户经理Ed Palomo提到,纤维鉴别还“保护了品牌的声誉和零售商的声誉”。

因为纤维鉴别保证了从生产者、零售商到消费者的每个人的利益,纤维鉴别测试的高度准确就很关键。这就要求持续改进测试方法和培训纤维鉴别技术人员。“从零售商的角度很难理解纤维鉴别是劳动密集型的工作,并且需要从熟悉纤维的人中选择技能熟练的劳动者,”Palomo说,“技术人员的技能非常重要。”

纤维分析

纤维鉴别测试在包括AATCC、ASTM和ISO的很多标准中都有。据Chehna说,ASTM D 123 附录2《纺织相关术语标准》中把纺织纤维划分为四大类:制造(人造或合成)纤维,矿物纤维,动物/蛋白质纤维和植物纤维(种子和果毛,韧皮和叶以及棕榈和杂类)。

纤维分析有两个主要项目:质量和数量。“质量和数量的测试都是必须的,”Spijkers指出,“质量测试区分个体纤维的属性,并确定纤维是否存在于面料样品中;数量测试用来确定面料中纤维的含量。”

测试方法

根据北卡罗来纳州立大学(NCSU)的推广专家 Jan Pegram的说法,确定纤维特性所用的测试方法包括用显微镜外观,光学性能如折射率和双折射,燃烧性能,熔点,溶解性,密度,红外辐射的吸收以及用纤维染色鉴定染色后的颜色。“测试计划是依据实验室仪器和人员技能、纤维样品的数量、测试方法的破坏性以及纤维特性是否能够测试来选择的,”Pergram说,“比如,天然纤维如羊毛和棉就没有熔点。”

“每项测试都有优点和缺点。”Rosace说。有时一种纤维仅用一种方法就可以明确地鉴别出来,Pegram提出把纤维先用一种典型的方法鉴别,然后用一种或多种其他方法证实鉴别结果。“建议使用多于一种的方法――通常包括化学和物理的信息。”Microtrace LLC的总裁Skip Palenik说。他还说“正交”的测试方法从多个角度看问题,使得结果更好、更一致。

Shirley Technologies 公司(BTTG子公司)的业务负责人Ian Strudwick指出,纤维测试通常通过一系列步骤来完成,首先,显微镜观察外观,“纵向和横截面形状,所有表面效应、结构、所有髓质、消光剂的存在以及条纹(见图1)。”然后,测试纤维对火焰的反应:“不燃烧、易燃烧或遇到火焰收缩,外观和火焰的颜色,灰烬,气味和烟。” Strudwick说。然后,技术人员进行一个两步的化学分析:先确定是否存在氯和氮,接着在一系列溶剂中用化学溶解法分析。如果纤维不能用以上3种方法鉴别出来,可以根据纤维的类型用其他的测试方法鉴别,例如熔点法、拉伸性能和FTIR分析。

成品

根据产品的样品生产阶段,纤维分析有不同的方法。一方面,许多实验室都乐意能有一个完整的成品来测试。“原料越多越好。当你有更多原料的时候,你能了解更多。”Palenik说。另一方面,根据美国纤维协会(AFMA)副总裁 Robert Barker的说法,任何应用到后整理工艺的物质都会对纤维的鉴别造成困难。

“不像原料或未经加工的纤维,成品中的纤维可能经过改性或后整理且整理剂很难完全去除。”Chehna说。他还指出,纤维鉴别技术很容易应用到原料和干净纤维上,一旦纤维加工成纺织品――从纱线到成品――他们在测试前很可能需要通过一些方式处理并消除外用整理的影响。“一些外用整理如油剂或蜡,可以很容易地去掉;其他例如抗皱性、阻燃性和拒水性的整理剂可能非常难以去除。”他说,“在极端的情况下,完全去除所应用的整理是不可能的,这样就要求技术人员在这些限制下工作。”见图2。

纤维测试的新领域

Basofil Fibers LLC 的研发副总裁Alan Handermann 提到,技术人员经常被要求鉴别混纺织物中每种纤维的百分含量。对于两种合成纤维混纺,技术人员通常采取化学方法溶解掉一种类型的纤维,剩下另外一种纤维,然后计算每种纤维在织物中的百分比。对于三级(三种纤维)混纺,需要两种不同的化学溶解方法来确定每种纤维的比例。“很显然,产品中纤维的类型越多,化学溶解分析法变得越复杂。有时候化学溶解分析不能作为一个完全的成分分析方法,特别是如果两种纤维成分几乎全部溶解在同一溶剂中时。”Handermann说。

化学溶解纤维法被认为是非常标准的方法,但是如果纤维混纺变得更神秘就要有更复杂的方法来测试。“如果收到一个真实的‘未知’纤维或纤维混纺产品,一个设备齐全,拥有红外光谱(IR)、核磁共振(NMR)和扫描电镜(SEM)的实验室具有标准的纤维物理测试能力,能成功地识别纤维原料。”Handermann指出。“最近更多的纤维的发展使一些实验室失去了工作能力,”Spijkers说,“实验室需要保持设备更新,但是并没有一种纤维测试需要过于奇特的设备。”

合成纤维

“如果是合成或人造纤维,显微镜能告诉你很多。”Palenik说,“把光学显微镜作为初步的检验是个很好的主意,然后你可以转而用偏光显微镜。其他的技术也可以根据纤维的类型参与进来。你可以鉴别出一些合成纤维的制造商,甚至可能鉴别出特定的染料。”(见图3～图4)

根据Pegram的说法,标准的鉴别程序是为了确定纤维的基本类型,而不是确定商标纤维。“商标纤维的鉴别要求更先进的分析技术,而且纤维的性能鉴别将优先考虑。”她提醒说。

商标纤维

Chehna提到,“商标纤维需要鉴别的原因有几个,如产品不能满足市场要求或者在消费者使用产品时有附加的功能等,”他说,“生产商在生产过程中加入一些微量材料,他们一般使用这些可识别的微量材料来‘标注’商标纤维,而且这些微量材料很难用常规的分析方法来鉴别。它们的鉴别方法是机密的,只有纤维的生产者知道。” Spojkers说,这些微量材料加入纤维的比例只有百万分之几。

所以说,纤维生产商在自家生产的合成纤维鉴别上是最有话语权的。如果法院取证的目的需要鉴别特定的纤维,纤维生产商通常是配合的。“我们试图从纤维生产商那里得到新纤维的样品,建立一个样品库,”Palenik说,“我们已经收集了超过4000份的不同的纤维样品,大部分是从纤维生产商那里得到的。”

英威达莱卡公司纤维品牌的技术部主任Robert Kirkwood说,“英威达公司已经开始着手鉴别自己的商标和品牌氨纶很多年了。我们不得不在客户收到莱卡的吊牌之前对织物进行测试,以确保他们的产品中含有英威达莱卡纤维。因为我们的吊牌和标识代表着对消费品牌的承诺,那就是,使用英威达吊牌的服装的确具有我们的莱卡纤维所提供的质量。我们想要确保品牌和零售商能准确地想向消费者去描绘它。”

Kirkwood说,传统的鉴别方法是通过化学分析来鉴别纤维。然而,这种方法测试的周期可能会有几天甚至几个星期。“当出现假冒产品的问题时,测试时间就变得愈加重要,” Kirkwood说道,“我们开发了一种技术课以瞬间确定一块面料或者服装上是否含有莱卡纤维,准确率为95%,而且没有误报。”这项技术是基于一个电视遥控器大小的专门的探测单元,它可以扫描一块面料,或者商店里挂的衣服甚至仓库里打包的服装。“只要几秒钟,它就能告诉你面料中是否含有莱卡纤维。”Kirkwood说。不像传统的方法那样,破坏掉实物样品来检测,扫描法是基于光学的非破坏性的分析方法。

纤维鉴别跨越了纺织行业

纤维鉴别也在纺织以外的领域体现了价值。Handermann提到的特种纤维,以及纤维鉴别在纸币鉴别上的应用。Kirkwood也指出纤维鉴别在纸张鉴别的应用也可用于政府文件的保密。

纤维鉴别不仅能用于货币和文件的防伪,还能用于古董的防伪。Palenik叙述了他被要求鉴定一件被认为属于阿道夫・希特勒的衣服,这件衣服在细节上是很可信的,但是织制衣服标签面料的纤维类型是在二战后好多年才发明出来的,由此证明这件衣服是赝品。

当然,在纺织业以外的领域,纤维鉴别最著名的应用是在世界各地法医实验室里。这种实验室能通过存留下来的极少量的纺织纤维来查明“犯罪现场,火灾和意外事故的参与者”。Chehna说:“很多报道的案例都是利用地毯、服装和其他物品里的纤维指明犯罪现场的特定人物的身份或出现在现场的某人。”

Palenik提到在他的实验室里有世界上最大的私人纺织纤维样品“收藏”。借助其背后的这个资源,Palenik有时能够从案发现场留下的少数纤维里鉴别一个品牌的地毯――有时具体到特定的某个地毯,这是犯罪调查的重要信息。“相关的经典案例是亚特兰大儿童谋杀案,20世纪80年代初的这个案件就是从嫌疑人家的地毯纤维里发现证据的,并且是利用这种方法为他定罪的。”Pergram说。