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纺织科技前沿纺织科技前沿.2024/3/13 周三1课程简介课程简介总总 学学 时：时：3232学时（讲课学时（讲课3232学时，实验学时，实验0 0学时）学时）总总 学学 分：分：2 2 学分学分课程类别：专业选修课课程类别：专业选修课适用专业：纺织工程专业适用专业：纺织工程专业预修要求：纺织服装材料学、纺织加工化学、预修要求：纺织服装材料学、纺织加工化学、纺纱学、织造学、染整工艺学纺纱学、织造学、染整工艺学.2推荐教材：推荐教材：1 1、王曙中高科技纤维概论王曙中高科技纤维概论MM上海：东华大学出上海：东华大学出版社，版社，20052005年；年；2 2、葛明桥、葛明桥.纺织科技前沿纺织科技前沿M.M.北京：中国纺织大学出北京：中国纺织大学出版社，版社，20042004年年参考书目：参考书目：1 1、袁观洛纺织商品学（第二版）、袁观洛纺织商品学（第二版）MM上海：东华上海：东华大学出版社，大学出版社，20052005年年.3本课程以课堂讲授为主，以实验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。与现场教学为辅的方式实施教学。总的来说，课时少、内容多，总的来说，课时少、内容多，现代纺织工业的发展变化又现代纺织工业的发展变化又非常快，为反映纺织科技的非常快，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。大纲的部分内容适当进行调整与更新。.4第一章第一章 纺织科技的发展过程及未来纺织科技的发展过程及未来基本要求：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国民经济和国家战略中的地位，把握未来纺织发展趋势等。势等。1.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史 1.2 1.2 纺织科技的发展趋势纺织科技的发展趋势.51.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史纺织科技纺织科技的发展的发展纤维材料纤维材料科技的发展科技的发展纺纱、织造纺纱、织造科技的发展科技的发展纺织印染纺织印染技术的发展技术的发展纺织产品纺织产品（产业用）（产业用）的发展的发展.61.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史纺织纤维的发展概况纺织纤维纺织纤维的的发发展与文化的展与文化的发发展密切相关展密切相关，例如，在我，例如，在我国文字中，含有巾、国文字中，含有巾、亻、纟等偏旁的汉字就有亻、纟等偏旁的汉字就有560560多个，多个，它们都直接或间接与纺织有关。我们常用的一些词汇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。也是从纺织术语借用过来的，例如：错综复杂。“综综”是织机上的一个机构，用来控制经纱的运动，一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。障比较麻烦。在成语中，来形容头绪繁多，情况复杂。.71.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史起源：御寒保暖、丰衣足食起源：御寒保暖、丰衣足食“衣衣、食、住、行、食、住、行”之之说说，纤维纤维制品居首位，御寒保暖制品居首位，御寒保暖到到艺术艺术人生，人生，说说明明纤维纤维材料在人材料在人类类生活中的重要性和生活中的重要性和作用。作用。四万年前四万年前，人，人类类开始利用开始利用树树叶和叶和兽兽皮御寒，是人皮御寒，是人类类使使用最早的材料。用最早的材料。一万年前一万年前，人，人类类已知道用麻、已知道用麻、兽兽毛等天然毛等天然纤维纤维，开始，开始分分类类使用材料。使用材料。.81.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史70007000年前年前，中美洲开始使用原棉，人来开始培育、种，中美洲开始使用原棉，人来开始培育、种植、学会耕耘。植、学会耕耘。47004700年前，年前，中国种桑养、蚕丝、丝织。中国种桑养、蚕丝、丝织。27002700年前年前，丝织制罗、绫、纨、纱、绮。，丝织制罗、绫、纨、纱、绮。16641664年年，罗伯特，罗伯特胡克（胡克（Robert HookeRobert Hooke）提出发明如）提出发明如 蚕丝一样的人造纤维构想。蚕丝一样的人造纤维构想。.91.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史1889年年，夏夏尔尔多内多内首次展出用再生首次展出用再生纤维纤维素素纤维纤维制成的制成的织织物。物。1925年年，斯陶丁格斯陶丁格尔尔（HStaudinger）发发表了表了有名的有名的“论论聚合聚合”，为为成成纤纤聚合物的合成打下了聚合物的合成打下了基基础础。20世世纪纪，化学，化学纤维纤维开始高速开始高速发发展。展。21世世纪纪，高技，高技术纤维术纤维（高（高强强度、高度、高刚刚度、功能度、功能纤维纤维、智能、智能纤维纤维）大量生）大量生产产和广泛和广泛应应用。用。.101.1 1.1 纺织科技发展简史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，接受土木工程师训练，18611861年毕业于法国巴黎综合工科学校。后来研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，究化学和微生物学。他从对蚕吐丝的研究中得到启示，18781878年决定模年决定模仿蚕的吐丝过程用人工的方法生产纤维，仿蚕的吐丝过程用人工的方法生产纤维，18841884年取得制造硝酸纤维素年取得制造硝酸纤维素纤维专利。他把纤维专利。他把硝酸纤维素硝酸纤维素溶解在醇和醚的溶解在醇和醚的混合混合溶剂中，得到的溶液溶剂中，得到的溶液经很细的经很细的玻璃玻璃毛细管毛细管挤出挤出，并使之在热空气中凝固，得到一种类似蚕，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丝的纺织材料，这是人类最早生产的化学纤维化学纤维。后来又用数年时间解。后来又用数年时间解决这种新纤维的防火问题。决这种新纤维的防火问题。18891889年巴黎世界博览会年巴黎世界博览会上首次展出了上首次展出了“夏夏尔多内丝尔多内丝”这种人造丝。这种人造丝。19141914年因发明人造丝获珀金斯奖章。年因发明人造丝获珀金斯奖章。夏尔多内夏尔多内.111.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史抗静电、吸湿、阻燃、抗起球、拒水、亲水、抗菌抗静电、吸湿、阻燃、抗起球、拒水、亲水、抗菌等功能性纤维。等功能性纤维。仿真仿生技术制造超细、超真纤维等，超细纤维仿真仿生技术制造超细、超真纤维等，超细纤维（直径可达到（直径可达到0.0001dtex0.0001dtex，从地球到月球只需，从地球到月球只需4g4g纤维）。纤维）。静电纺丝技术制造纳米纤维。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。智能纤维使人类走入梦幻世界。.121.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.131.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.141.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.151.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.161.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.171.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.181.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.191.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.202024/3/13 周三211.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.22近些年来，近些年来，产业用高性能纤维材料的快速发展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、轻量化高性能飞机、航空航天材料的高强度、高刚度、轻量化高性能材料，材料，高性能纤维具有强度高、比重低、柔韧性好、加工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。是一个国家发展的战略物资。1.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.23高性能高性能纤维纤维性能性能纤维纤维强度强度cN/dtexcN/dtex模量模量cN/dtexcN/dtex伸长率伸长率%回潮率回潮率%LOILOI%耐热性耐热性Zylon ASZylon HMAPMOCDyneema碳纤维碳纤维芳纶芳纶1414芳纶芳纶1313聚酯聚酯钢纤维钢纤维373735.3 312019.44.77.93.511401764749.7130014801140123.51102553.02.02.4221.1 2.23.08-101.42.10.14.0-0.03.54.00.4-68682819-283821-650650550150-560400264-1.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.241.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.25芳纶纤维复合材料用于芳纶纤维复合材料用于、级发动机壳体，以及级发动机壳体，以及SS-24SS-24、SS-25SS-25及当今技术最先进的及当今技术最先进的SS-27SS-27（即白杨（即白杨-M-M）等洲）等洲际导弹上。际导弹上。1.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.26 波音波音777客机每架客机每架飞机用机用碳碳纤维6-7吨吨、空客、空客A380每架每架飞机用机用碳碳纤维55吨吨。高性能。高性能复复合材料占合材料占结构构材料的材料的50。1.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.27 美美国国加州建筑加州建筑师Peter Testa设计的的40层摩天大摩天大楼楼，整，整个个结构构不使用不使用钢材，而是材，而是选用用碳碳纤维，用交叉，用交叉织成的成的网网格格制成，其强度要比制成，其强度要比钢材高出材高出许多倍。大多倍。大楼楼的的内内部部结构构是是完全完全开开放的，只有放的，只有电梯是一梯是一封封闭的的轴状状空空间。1.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.28 运运动器材的器材的纤维要求具有高强度高模量，要求具有高强度高模量，纤维主要主要Kevlar、碳碳纤维等。等。1.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史.291.1 1.1 纺织科技发展简史纺织科技发展简史 总而言之，随着人类社会的进步，科学技术的发展，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。向着高科技、高性能、多功能方面发展。.301.2 1.2 纺织科技的发展趋势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）（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：美国的纺织研究机构：（1 1）全美纤维中心全美纤维中心（全美纺织中心，（全美纺织中心，NTCNTC）（2 2）纤维开发支援部纤维开发支援部（AMTEXAMTEX）（3 3）美国能源部管辖的部分国立研究所）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。此，未来纺织科技的发展必须与其战略地位相适应。.311.2 1.2 纺织科技的发展趋势纺织科技的发展趋势20112011年国家重点支持的高新技术目录年国家重点支持的高新技术目录一、电子信息技术一、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、（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）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）医疗仪器技术、设备与医学专用软件、现代农业技术）三、航空航天技术三、航空航天技术（民用飞机技术、空中管制系统（民用飞机技术、空中管制系统 、卫星通信应用、卫星通信应用系统、卫星导航应用系统）系统、卫星导航应用系统）四、新材料技术四、新材料技术（金属材料、高性能及特殊合金材料、超细及纳米（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、性能结构陶瓷、人工晶体生长技术、新型高分子材料新型高分子材料、新型生、新型生物医用材料）物医用材料）.321.2 1.2 纺织科技的发展趋势纺织科技的发展趋势五、高技术服务业五、高技术服务业（现代物流、公共服务、集成电路、文化创意产（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）业、技术咨询服务、工业设计等）六、新能源及节能技术六、新能源及节能技术（可再生清洁能源（太阳能、风能、）地热（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）技术、节能量检测与节能效果确认技术）七、资源与环境技术七、资源与环境技术（水污染控制技术、大气污染控制技术、固体（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）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（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、能化仪器仪表、先进制造系统及数控加工技术、新型机械新型机械、汽车行业、汽车行业相关技术）相关技术）.331.2 1.2 纺织科技的发展趋势纺织科技的发展趋势二、未来纺织科技的发展趋势二、未来纺织科技的发展趋势（1 1）学科交叉）学科交叉 例如，纺织学科、生物学科、物理学科、化学（应例如，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。以合，交叉研究。以研究老年人的休闲外套研究老年人的休闲外套为例，可以为例，可以以纺织学科结合生理学、心理学，结合服装设计学、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，实验生态学，消费科学等等，各方面进行综合分析，实验研究。研究。.341.2 1.2 纺织科技的发展趋势纺织科技的发展趋势（2 2）深入的基础理论研究）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。核心技术的关键来源。.351.2 1.2 纺织科技的发展趋势纺织科技的发展趋势（3 3）广泛的研究选题）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。理学到心理学，从新品种研制到市场开发等等。.361.2 1.2 纺织科技的发展趋势纺织科技的发展趋势（4 4）可持续发展）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。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、服装纤维、服装.371.2 1.2 纺织科技的发展趋势纺织科技的发展趋势（5 5）以人为本）以人为本 以人为本的理念以人为本的理念不仅体现在国家建设方面，而且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。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，织品，这是评价纺织产品的最高标准，例如纺织品的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。进人们健康长寿、提高工作效率与质量中进一步完善。.381.2 1.2 纺织科技的发展趋势纺织科技的发展趋势（6 6）共同研究）共同研究 共同研究就是要求以团队、团体的形式展开研究，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。发挥人们的共同优势，提高研究成果的转化率。.39复习思考题：复习思考题：（1 1）现在我国进行纺织产业结构调整的原因是什么？）现在我国进行纺织产业结构调整的原因是什么？内因：内因：世界各国纺织产品进出口贸易的变化；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人们在纺织品消费方面的变化外因：外因：纺织原料的成本变化较大（主要是天然纤维）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劳动力的成本很较大的上升 动力（水、电、煤）、环保等成本增加动力（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）有整体的运营费用（产品销售、管理及财务费用）有大幅度上升大幅度上升.40（2 2）面对世界纺织产业的总体趋势，你个人认为，我国的）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？纺织工业现如今面临的挑战有哪些？国内方面：国内方面：中小型企业多，大中型的纺织企业少，离现代化、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；国际化、信息化的企业要求相差甚远；我国的纺织产品，不我国的纺织产品，不论是原料、产品品种还是质量，都缺乏市场竞争力；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；员；国家整体对于纺织产业的支持力度不够；国家整体对于纺织产业的支持力度不够；国际方面：国际方面：区域性贸易壁垒、我国劳动力资本外流、我国的进区域性贸易壁垒、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。能力没有明显优势。.412024/3/13 周三42