夜光纤维的结构与性能研究

论文摘要

夜光纤维是本课题组发明的、利用稀土夜光材料制成的、我国具有自主知识产权的新型功能纤维。该纤维是以聚对苯二甲酸乙二酯为基体,运用功能助剂,将掺入稀土的铝酸盐基质移植到基体中,生成具有夜光性的蓄光型纺丝基体。它只要吸收任何可见光10分钟,便能在黑暗状态下持续发光10小时以上,色光绚丽,无需染色,避免了环境污染。夜光纤维虽然已经实现产业化生产,但是在实际生产过程中,还存在这样或那样的问题,而解决这些问题又都是以这种材料的结构和性能为基础的。为此本课题选择夜光纤维为研究对象,利用现代各种测试方法对其进行了系统而又全面的测试研究。本论文研究的内容主要包括如下几个部分:首先,我们利用红外吸收光谱、X射线衍射法等现代测试方法对夜光纤维的微细结构进行了研究。通过研究发现它是一种化学纤维其结构特征和普通涤纶纤维类似,由于原料和加工工艺参数的不同,两者又存在一定的差别,如夜光纤维的结晶度、取向度和粘均分子量均小于普通涤纶纤维。夜光纤维的结构特点决定了它的物理机械性能,根据夜光纤维的结构特点我们可以对其主要性能进行预测。其次,我们在了解了夜光纤维结构的基础上,对它的各项物理机械性能进行了研究分析。在这部分着重分析了夜光纤维的力学性能和热学性能。同时对夜光纤维的吸湿性能、电学和光学性能等纤维的基本性能进行了基本的测试分析。通过与普通涤纶作对比发现,夜光纤维具有较高耐磨损性能和耐热性能,但它在力学方面表现出强力较低特别是湿强,弹性较差,在实际生产过程中夜光纤维F/F的动摩擦系数要远大于普通涤纶纤维F/F的动摩擦系数,而且吸湿性很差,质量比电阻也较大。尽管如此,现在评价一种新型纤维材料能否具有广泛的应用前景,是要看其产品是否能够更好地服务于人民的社会生活,是否具备可持续发展的潜能。而夜光纤维作为一种新型的纤维材料,具有特殊的功能和用途,应当是一种优质的、有发展潜力的纤维材料。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的目的和意义
• 1.2 夜光纤维概述
• 1.2.1 夜光纤维的发展历史和国内外研究现状
• 1.2.2 夜光纤维的生产过程
• 1.2.2.1 夜光纤维发光原理
• 1.2.2.2 夜光纤维的制造方法
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 第二章 夜光纤维的结构特征
• 2.1 夜光纤维的形态结构
• 2.1.1 夜光纤维的外观形态
• 2.1.1.1 夜光纤维的纵向形态特征
• 2.1.1.2 夜光纤维的卷曲
• 2.1.2 夜光纤维的红外光谱分析
• 2.2 夜光纤维的超分子结构
• 2.2.1 夜光纤维晶体结构
• 2.2.2 夜光纤维的取向度
• 2.2.3 夜光纤维的分子量
• 2.3 本章小结
• 第三章 夜光纤维的力学性能
• 3.1 夜光纤维的拉伸断裂性能
• 3.1.1 引言
• 3.1.2 实验部分
• 3.1.3 结果与讨论
• 3.2 夜光纤维的粘弹性特征
• 3.2.1 夜光纤维粘弹性力学模型的建立
• 3.2.2 实验部分
• 3.2.3 应力松弛试验结果分析与讨论
• 3.3 夜光纤维的弯曲性能
• 3.3.1 引言
• 3.3.2 实验部分
• 3.3.3 结果与讨论
• 3.3.3.1 夜光纤维折皱性试验
• 3.3.3.2 夜光纤维弯曲疲劳试验
• 3.4 夜光纤维的摩擦与耐磨损性能
• 3.4.1 引言
• 3.4.2 实验部分
• 3.4.3 结果与讨论
• 3.4.3.1 夜光纤维的摩擦性能
• 3.4.3.2 夜光纤维的耐磨损性能
• 3.5 本章小结
• 第四章 夜光纤维的热学性能
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 热分解阶段分析
• 4.3.2 热转变温度分析
• 4.3.3 热处理后夜光纤维的强伸度变化
• 4.3.4 夜光纤维的热收缩性
• 4.4 本章小结
• 第五章 夜光纤维的其他性能
• 5.1 夜光纤维的吸湿性能
• 5.2 夜光纤维的电学性能
• 5.3 夜光纤维的光学性能
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 实验总结
• 6.2 实验创新点
• 6.3 实验的不足及改进
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文