纺织科技前沿简介.ppt

纺织科技前沿,课程简介,总 学 时：32学时（讲课32学时，实验0学时） 总 学 分：2 学分 课程类别：专业选修课 适用专业：纺织工程专业 预修要求：纺织服装材料学、纺织加工化学、 纺纱学、织造学、染整工艺学,推荐教材： 1、王曙中高科技纤维概论M上海：东华大学出版社，2005年； 2、葛明桥. 纺织科技前沿M.北京：中国纺织大学出版社，2004年 参考书目： 1、袁观洛纺织商品学（第二版）M上海：东华大学出版社，2005年,本课程以课堂讲授为主，以实验 与现场教学为辅的方式实施教学。 总的来说，课时少、内容多， 现代纺织工业的发展变化又 非常快，为反映纺织科技的 最新进展，本课程采将用多媒体教学，并及时对课程大纲的部分内容适当进行调整与更新。,第一章 纺织科技的发展过程及未来,基本要求： 了解纺织工业发展的几个阶段以及未来纺织产业在国民经济和国家战略中的地位，把握未来纺织发展趋势等。 1.1 纺织科技发展简史 1.2 纺织科技的发展趋势,1.1 纺织科技发展简史,1.1 纺织科技发展简史,纺织纤维的发展概况 纺织纤维的发展与文化的发展密切相关，例如，在我国文字中，含有巾、亻、纟等偏旁的汉字就有560多个，它们都直接或间接与纺织有关。我们常用的一些词汇也是从纺织术语借用过来的，例如：错综复杂。 “综”是织机上的一个机构，用来控制经纱的运动，一旦出错，不但会产生疵布或者无法织布，而且排除故障比较麻烦。在成语中，来形容头绪繁多，情况复杂。,1.1 纺织科技发展简史,起源：御寒保暖、丰衣足食 “衣、食、住、行”之说，纤维制品居首位，御寒保暖到艺术人生，说明纤维材料在人类生活中的重要性和作用。 四万年前，人类开始利用树叶和兽皮御寒，是人类使用最早的材料。 一万年前，人类已知道用麻、兽毛等天然纤维，开始分类使用材料。,1.1 纺织科技发展简史,7000年前，中美洲开始使用原棉，人来开始培育、种植、学会耕耘。 4700年前，中国种桑养、蚕丝、丝织。 2700年前，丝织制罗、绫、纨、纱、绮。 1664年，罗伯特胡克（Robert Hooke）提出发明如 蚕丝一样的人造纤维构想。,1.1 纺织科技发展简史,1889年，夏尔多内首次展出用再生纤维素纤维制成的织物。 1925年，斯陶丁格尔（HStaudinger）发表了有名的“论聚合”，为成纤聚合物的合成打下了基础。 20世纪，化学纤维开始高速发展。 21世纪，高技术纤维（高强度、高刚度、功能纤维、智能纤维）大量生产和广泛应用。,1.1 纺织科技发展简史,夏尔多内，法国工业家，化学家。被西方誉为人造丝工业之父，早年接受土木工程师训练，1861年毕业于法国巴黎综合工科学校。后来研究化学和微生物学。他从对蚕吐丝的研究中得到启示，1878年决定模仿蚕的吐丝过程用人工的方法生产纤维，1884年取得制造硝酸纤维素纤维专利。他把硝酸纤维素溶解在醇和醚的混合溶剂中，得到的溶液经很细的玻璃毛细管挤出，并使之在热空气中凝固，得到一种类似蚕丝的纺织材料，这是人类最早生产的化学纤维。后来又用数年时间解决这种新纤维的防火问题。1889年巴黎世界博览会上首次展出了“夏尔多内丝”这种人造丝。1914年因发明人造丝获珀金斯奖章。,夏尔多内,1.1 纺织科技发展简史,抗静电、吸湿、阻燃、抗起球、拒水、亲水、抗菌等功能性纤维。 仿真仿生技术制造超细、超真纤维等，超细纤维（直径可达到0.0001dtex，从地球到月球只需4g纤维）。 静电纺丝技术制造纳米纤维。 智能纤维使人类走入梦幻世界。,1.1 纺织科技发展简史,1.1 纺织科技发展简史,1.1 纺织科技发展简史,1.1 纺织科技发展简史,1.1 纺织科技发展简史,1.1 纺织科技发展简史,1.1 纺织科技发展简史,1.1 纺织科技发展简史,1.1 纺织科技发展简史,近些年来，产业用高性能纤维材料的快速发展 飞机、航空航天材料的高强度、高刚度、轻量化高性能材料，高性能纤维具有强度高、比重低、柔韧性好、加工方便的特点，是制备高性能结构材料的物资基础、因此也是一个国家发展的战略物资。,1.1 纺织科技发展简史,高性能纤维性能,1.1 纺织科技发展简史,1.1 纺织科技发展简史,芳纶纤维复合材料用于、级发动机壳体，以及SS-24、SS-25及当今技术最先进的SS-27（即白杨-M）等洲际导弹上。,1.1 纺织科技发展简史,波音777客机每架飞机用碳纤维6-7吨、空客A380每架飞机用碳纤维55吨。高性能复合材料占结构材料的50。,1.1 纺织科技发展简史,美国加州建筑师Peter Testa设计的40层摩天大楼，整个结构不使用钢材，而是选用碳纤维，用交叉织成的网格制成，其强度要比钢材高出许多倍。大楼的内部结构是完全开放的，只有电梯是一封闭的轴状空间。,1.1 纺织科技发展简史,运动器材的纤维要求具有高强度高模量， 纤维主要Kevlar、碳纤维等。,1.1 纺织科技发展简史,1.1 纺织科技发展简史,总而言之，随着人类社会的进步，科学技术的发展，纤维的产量，特别是化学纤维的产量发展迅速，中国已成为世界化纤发展最快的国家。纺织科技也在开始向着高科技、高性能、多功能方面发展。,1.2 纺织科技的发展趋势,一、未来纺织产业在国民经济和国家战略中的地位 （以美国来说明，美国是当今高新技术最发达的国家） 美国的纺织研究机构： （1）全美纤维中心（全美纺织中心，NTC） （2）纤维开发支援部（AMTEX） （3）美国能源部管辖的部分国立研究所 纺织产业在国民经济和国家战略中具有重要的地位，因此，未来纺织科技的发展必须与其战略地位相适应。,1.2 纺织科技的发展趋势,2011年国家重点支持的高新技术目录 一、电子信息技术（软件、微电子技术、计算机及网络技术、通信技术、广播电视技术、新型电子元器件、信息安全、智能交通技术） 二、生物与新医药技术（医药生物、中药天然药物、化学创新药物、医疗仪器技术、设备与医学专用软件、现代农业技术） 三、航空航天技术（民用飞机技术、空中管制系统 、卫星通信应用系统、卫星导航应用系统） 四、新材料技术（金属材料、高性能及特殊合金材料、超细及纳米粉体冶金新材料、低成本、高性能金属复合材料、电子元器件用金属功能材料、低成本超导材料、高性能稀土功能材料、高性能结构陶瓷、人工晶体生长技术、新型高分子材料、新型生物医用材料）,1.2 纺织科技的发展趋势,五、高技术服务业（现代物流、公共服务、集成电路、文化创意产业、技术咨询服务、工业设计等） 六、新能源及节能技术（可再生清洁能源（太阳能、风能、）地热能技术、核能及氢能技术、新型高效能量转换与储存技术、高效节能技术、节能量检测与节能效果确认技术） 七、资源与环境技术（水污染控制技术、大气污染控制技术、固体废弃物的处理与综合利用技术、环境监测技术、生态环境建设与保护技术、清洁生产与循环经济技术、资源高效开发与综合利用技术） 八、高新技术改造传统产业（工业生产过程控制系统、高性能、智能化仪器仪表、先进制造系统及数控加工技术、新型机械、汽车行业相关技术）,1.2 纺织科技的发展趋势,二、未来纺织科技的发展趋势 （1）学科交叉 例如，纺织学科、生物学科、物理学科、化学（应用化学、化学工艺）、生理学、心理学等学科互相组合，交叉研究。以研究老年人的休闲外套为例，可以以纺织学科结合生理学、心理学，结合服装设计学、生态学，消费科学等等，各方面进行综合分析，实验研究。,1.2 纺织科技的发展趋势,（2）深入的基础理论研究 无论是大学、研究所，还是工厂企业，对纺织基础理论的研究都需要重视，必须投入大量的人力，物力和财力，这是保持纺织技术领先地位的重要基础，也是核心技术的关键来源。,1.2 纺织科技的发展趋势,（3）广泛的研究选题 从最近的一些国际化纺织学术会议列出的内容可以看出，纺织科技的选题范围十分广泛，从纤维到服装，从聚合物到成品，从服装用到产业用，从生理学到心理学，从新品种研制到市场开发等等。,1.2 纺织科技的发展趋势,（4）可持续发展,纤维的绿色制备技术和高性能化技术已经成为提高产业技术创新能力，形成大规模、低成本、环境友好材料产业的迫切需求。,纤维、服装,1.2 纺织科技的发展趋势,（5）以人为本 以人为本的理念不仅体现在国家建设方面，而且也体现在纺织产品的开发及研究方面。 以人为本，就是按照人们的需求来设计、制造纺织品，这是评价纺织产品的最高标准，例如纺织品的舒适性、卫生性、功能性、美观性等等，而且要求纺织品的性能与功能，在人与自然的和谐发展中，在促进人们健康长寿、提高工作效率与质量中进一步完善。,1.2 纺织科技的发展趋势,（6）共同研究 共同研究就是要求以团队、团体的形式展开研究，发挥人们的共同优势，提高研究成果的转化率。,复习思考题： （1）现在我国进行纺织产业结构调整的原因是什么？ 内因：世界各国纺织产品进出口贸易的变化； 人们在纺织品消费方面的变化 外因：纺织原料的成本变化较大（主要是天然纤维） 劳动力的成本很较大的上升 动力（水、电、煤）、环保等成本增加 整体的运营费用（产品销售、管理及财务费用）有大幅度上升,（2）面对世界纺织产业的总体趋势，你个人认为，我国的纺织工业现如今面临的挑战有哪些？ 国内方面：中小型企业多，大中型的纺织企业少，离现代化、国际化、信息化的企业要求相差甚远；我国的纺织产品，不论是原料、产品品种还是质量，都缺乏市场竞争力； 人才流失局面严重，许多企业没有高素质、高质量的科研人员；国家整体对于纺织产业的支持力度不够； 国际方面：区域性贸易壁垒、我国劳动力资本外流、我国的进口原料不合算，削弱了产品出口竞争力、我国的纺织开发创新能力没有明显优势。,