中国战略性新兴产业新材料：高性能纤维（精）

　　“中国战略性新兴产业——新材料”丛书是中国材料研究学会组织编写的，被新闻出版广电总局批准为“十二五”国家重点出版物出版规划项目，并获2016年度国家出版基金资助。丛书共16分册，涵盖了新型功能材料、高性能结构材料、高性能纤维复合材料等16种重点发展的材料。本分册为《高性能纤维》。本书在总结近年来国内外相关研究与应用开发成果的基础上，系统论述了高性能纤维的基本概念、品种范围和发展趋势，并着重论述了高性能纤维的主要品种碳纤维、芳香族聚酰胺纤维（芳纶）、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚四氟乙烯纤维以及新型的碳纳米管和石墨烯纤维的性能特点、研究进展与产业化进程等内容。本书内容先进，适合我国高性能纤维产业相关的基础科学和技术领域的科技工作者参考，也可供新材料研究院所、高等院校、新材料产业界、政府相关部门、新材料中介咨询机构等领域的人员参考。

　　朱美芳，女，东华大学与德国德累斯顿工业大学联合培养博士，教授，博士生导师，东华大学材料科学与工程学院、聚合物纤维及纳米复合材料专业教授，第七届“中国青年女科学家奖”（2010年度）获得者、长江学者特聘教授。周哲，男，博士，东华大学材料科学与工程学院副教授。主要研究方向为纤维功能改性及多相高分子材料。

第1章概论1
1.1高性能纤维的界定1
1.1.1纤维1
1.1.2高性能纤维的定义2
1.2高性能纤维的分类和应用领域3
1.2.1高性能纤维的分类3
1.2.2高性能纤维的应用领域6
1.3高性能纤维简要发展历程8
1.3.1国外高性能纤维发展历程与现状8
1.3.2我国高性能纤维发展历程与现状10
1.4高性能纤维发展前景展望14
1.4.1高性能纤维产业的发展趋势14
1.4.2我国高性能纤维产业发展方向14
参考文献15
第2章碳纤维18
2.1碳纤维的结构与性能18
2.1.1PAN的结构与性能18
2.1.2PAN纤维的结构与性能19
2.1.3预氧化纤维的结构与性能20
2.1.4碳纤维的结构与性能20
2.2碳纤维的先进工艺技术21
2.2.1丙烯腈共聚合工艺21
2.2.2PAN的纺丝成形工艺22
2.2.3PAN纤维的后处理工艺23
2.2.4PAN纤维的预氧化工艺24
2.2.5PAN纤维的碳化工艺25
2.2.6PAN纤维的石墨化工艺25
2.3碳纤维的研究现状与发展趋势25
2.3.1PAN基碳纤维的研究现状与发展趋势25
2.3.2黏胶基碳纤维的研究现状与发展趋势27
2.3.3沥青基碳纤维的研究现状与发展趋势28
2.3.4木质素基碳纤维的研究现状与发展趋势29
2.4发展碳纤维产业背景及战略意义31
2.4.1碳纤维在国民经济和国防建设重大工程和项目中的地位和作用31
2.4.2国外碳纤维产业发展现状及趋势33
2.4.3我国碳纤维产业发展现状及趋势35
2.5发展我国碳纤维产业的主要任务及应对策略36
参考文献37
第3章芳香族聚酰胺纤维41
3.1芳香族聚酰胺纤维的结构与性能41
3.1.1对位芳香族聚酰胺纤维的结构与性能43
3.1.2间位芳香族聚酰胺纤维的结构与性能47
3.1.3杂环芳香族聚酰胺纤维的结构与性能51
3.2芳香族聚酰胺纤维的先进工艺技术54
3.2.1PPTA的制备及纺丝54
3.2.2PMIA的制备及纺丝57
3.2.3杂环芳香族聚酰胺的制备及纺丝62
3.3芳香族聚酰胺纤维的研究现状与发展趋势64
3.3.1合成方法64
3.3.2结构改性66
3.3.3表面改性70
3.4发展芳香族聚酰胺纤维的产业背景及战略意义72
3.4.1芳香族聚酰胺纤维在国民经济和国防建设重大工程和项目中的地位
和作用72
3.4.2国外芳香族聚酰胺纤维产业发展现状及趋势73
3.4.3我国芳香族聚酰胺纤维产业发展现状及趋势73
3.5发展我国芳香族聚酰胺纤维产业的主要任务及应对策略74
参考文献75
第4章超高分子量聚乙烯纤维79
4.1超高分子量聚乙烯纤维的结构与性能79
4.1.1超高分子量聚乙烯的结构79
4.1.2加工过程中聚乙烯大分子结构的变化81
4.1.3超高分子量聚乙烯纤维的性能81
4.2超高分子量聚乙烯纤维的先进工艺技术86
4.2.1超高分子量聚乙烯的纺丝方法86
4.2.2UHMWPE冻胶纺丝工艺原理88
4.2.3UHMWPE冻胶纺丝工艺路线89
4.3超高分子量聚乙烯纤维的研究现状与发展趋势90
4.3.1改善界面黏结性能90
4.3.2提高力学性能及改善耐蠕变性能92
4.3.3UHMWPE纤维的应用94
4.4发展超高分子量聚乙烯纤维产业背景及战略意义95
4.4.1超高分子量聚乙烯纤维在国民经济和国防建设重大工程和项目中的地位
和作用95
4.4.2国外超高分子量聚乙烯纤维产业发展现状及趋势96
4.4.3我国超高分子量聚乙烯纤维产业发展现状及趋势97
4.5发展我国超高分子量聚乙烯纤维产业的主要任务及应对策略99
参考文献100
第5章聚酰亚胺纤维103
5.1聚酰亚胺纤维的结构与性能103
5.1.1聚酰亚胺纤维的主要性能103
5.1.2聚酰亚胺化学结构与性能的关系105
5.1.3聚酰亚胺纤维物理结构与性能的关系119
5.2聚酰亚胺纤维的先进工艺技术120
5.2.1二步法纺制聚酰亚胺纤维120
5.2.2一步法纺制聚酰亚胺纤维121
5.2.3干法纺丝方法制聚酰亚胺纤维123
5.2.4熔融纺丝方法制聚酰亚胺纤维123
5.2.5静电纺丝方法制聚酰亚胺纤维124
5.3聚酰亚胺纤维的研究现状与发展趋势124
5.4发展聚酰亚胺纤维的产业背景及战略意义128
5.4.1聚酰亚胺纤维在国民经济和国防建设重大工程和项目中的地位
和作用128
5.4.2国外聚酰亚胺纤维产业发展现状及趋势129
5.4.3我国聚酰亚胺纤维产业发展现状及趋势129
5.5发展我国聚酰亚胺纤维产业的主要任务及应对策略131
参考文献132
第6章聚苯硫醚纤维136
6.1聚苯硫醚纤维的结构与性能136
6.1.1初生丝结构与性能研究136
6.1.2牵伸丝结构与性能研究138
6.1.3牵伸丝的沸水收缩率研究139
6.2聚苯硫醚纤维的先进工艺技术140
6.2.1聚苯硫醚及其纤维的耐热氧性研究140
6.2.2聚苯硫醚及其纤维的力学性能研究142
6.2.3聚苯硫醚及其纤维的紫外光稳定性研究143
6.2.4聚苯硫醚/聚合物复合改性研究144
6.2.5等离子改性聚苯硫醚及其纤维的研究145
6.2.6结论146
6.3聚苯硫醚纤维的研究现状与发展趋势146
6.3.1聚苯硫醚基离子交换纤维146
6.3.2聚苯硫醚纤维负载催化剂147
6.3.3聚苯硫醚超细纤维及多孔纤维148
6.4发展聚苯硫醚纤维产业背景及战略意义148
6.4.1聚苯硫醚纤维在国民经济和国防建设重大工程和项目中的地位
和作用148
6.4.2国外聚苯硫醚纤维产业发展现状及趋势149
6.4.3我国聚苯硫醚纤维产业发展现状及趋势149
6.5发展我国聚苯硫醚纤维产业的主要任务及应对策略150
参考文献151
第7章聚四氟乙烯纤维156
7.1聚四氟乙烯纤维及织物的结构与性能156
7.2聚四氟乙烯纤维的生产工艺技术159
7.2.1载体纺丝法159
7.2.2凝胶状挤压纺丝法161
7.2.3膜裂纺丝法162
7.2.4糊料挤出纺丝法163
7.2.5PTFE共聚物熔体纺丝法164
7.3聚四氟乙烯纤维的改性研究166
7.3.1表面改性166
7.3.2填充改性168
7.3.3聚合物共混改性169
7.4发展聚四氟乙烯纤维产业背景及战略意义169
7.4.1聚四氟乙烯纤维的应用169
7.4.2国外聚四氟乙烯纤维产业发展现状172
7.4.3我国聚四氟乙烯纤维产业发展现状174
7.5发展我国聚四氟乙烯纤维产业的主要任务及发展方向176
参考文献177
第8章碳纳米管和石墨烯纤维180
8.1碳纳米管纤维180
8.1.1碳纳米管纤维的制备180
8.1.2碳纳米管纤维的力学性能188
8.1.3碳纳米管纤维的物理特性191
8.1.4碳纳米管纤维的潜在应用193
8.2石墨烯纤维197
8.2.1石墨烯纤维的制备方法197
8.2.2石墨烯基纤维的应用203
参考文献207