纤维是一种新型的高科技化学材料,认识纤维首先从我们周围的世界开始,随处可见纤维的影子。我们的饮食中有膳食纤维;我们身上的衣服、家里用的纺织品,无论是丝制品还是棉麻制品,无不是由纤维构成;我们印刷的书籍报刊、用来写字的纸张也是由纤维构成;就连路上奔驰的汽车也离不开本书的主角——纤维。保时捷卡宴采用全碳纤维外壳,诺基亚8800CA以碳纤维做外壳成为卖点,竹纤维所做的日纺品和塑身衣物,例子真是不胜枚举。
纤维之所以被人们广泛应用,就是因为它具有弹性模量小,受力时形变小、强度高,高结晶能力,分子量小等特点。纤维是高分子聚合物,是经过一定的机械加工(牵引、拉伸、定型等)而形成的细而柔软的丝。
随着科学技术发展,纤维的应用日益广泛,也逐渐走出仅仅满足人们日常生活的局限,成为各行各业的得力助手。
在航空、军工领域,芳纶纤维因具有高强度模、耐高温、耐辐射等优越的性能,可以做高温防火保护服、赛车防燃服、装甲部队的防护服和飞行服;碳纳米管则作为一种低维纳米材料,不仅重量轻,而且具有许多异常的力学、电学和化学性能,可用作电磁波吸收材料,用于制作隐形材料、电磁屏蔽材料、电磁波辐射污染防护材料和“暗室”(吸波)材料。芳纶纤维也是一种理想的军工材料。目前,美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材质,芳纶防弹衣、头盔的轻量化,有效提高了军队的快速反应能力和杀伤力。
在环保领域,聚乳酸是一种可完全生物降解性塑料,它使用后能被自然界完全降解最终生成二氧化碳和水,不会污染环境。聚乳酸又有良好的机械性能及物理性能,加工方便。可以代替由聚乙烯所制造的各种塑料制品,减少白色污染。
在医学领域,甲壳素纤维的大分子结构与人体内的氨基葡萄糖的构成相同,而且它的组织结构与人体骨胶原组织结构类似。该纤维对人体无毒且无刺激,可以被人体吸收,与人体可以良好的相容。甲壳素用来制造医用纺织品可具有抗菌、消炎、止血、镇痛等功效,又利于伤口的快速愈合。合成纳米具有类似于胶原的功能,该纤维能在骨折处形成一种类似胶质的凝胶,引导骨骼矿质在胶原纤维周围生成一个类似于天然骨骼的结构排列,修补骨骼于无形之中。
在建筑领域,防渗防裂纤维可以增强混凝土的强度和防渗性能,纤维技术与混凝土技术相结合,可研制出能改善混凝土性能、提高土建工程质量的PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)纤维。PTT纤维综合了各种纤维的优良服用性能于一身。
纤维的用途是难以尽数的,种类也是形形色色、千差万别的。根据形成方式的不同,纤维一般划分为三大类别:天然纤维、人造纤维和合成纤维。人造纤维和合成纤维又统称为化学纤维,后面的章节将对它们分别做具体的介绍。