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1、紡織科技前沿,課程簡介,總 學 時:32學時(講課32學時,實驗0學時) 總 學 分:2 學分 課程類別:專業(yè)選修課 適用專業(yè):紡織工程專業(yè) 預修要求:紡織服裝材料學、紡織加工化學、 紡紗學、織造學、染整工藝學,推薦教材: 1、王曙中高科技纖維概論M上海:東華大學出版社,2005年; 2、葛明橋. 紡織科技前沿M.北京:中國紡織大學出版社,2004年 參考書目: 1、袁觀洛紡織商品學(第二版)M上海:東華大學出版社,2005年,本課程以課堂講授為主,以實驗 與現(xiàn)場教學為輔的方式實施教學。 總的來說,課時少、內(nèi)容多, 現(xiàn)代紡織工業(yè)的發(fā)展變化又 非??欤瑸榉从臣徔椏萍嫉?最新進展,本課程采將用多媒
2、體教學,并及時對課程大綱的部分內(nèi)容適當進行調(diào)整與更新。,第一章 紡織科技的發(fā)展過程及未來,基本要求: 了解紡織工業(yè)發(fā)展的幾個階段以及未來紡織產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟和國家戰(zhàn)略中的地位,把握未來紡織發(fā)展趨勢等。 1.1 紡織科技發(fā)展簡史 1.2 紡織科技的發(fā)展趨勢,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,紡織纖維的發(fā)展概況 紡織纖維的發(fā)展與文化的發(fā)展密切相關(guān),例如,在我國文字中,含有巾、亻、纟等偏旁的漢字就有560多個,它們都直接或間接與紡織有關(guān)。我們常用的一些詞匯也是從紡織術(shù)語借用過來的,例如:錯綜復雜。 “綜”是織機上的一個機構(gòu),用來控制經(jīng)紗的運動,一旦出錯,不但會產(chǎn)生疵布或者無法織布,而
3、且排除故障比較麻煩。在成語中,來形容頭緒繁多,情況復雜。,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,起源:御寒保暖、豐衣足食 “衣、食、住、行”之說,纖維制品居首位,御寒保暖到藝術(shù)人生,說明纖維材料在人類生活中的重要性和作用。 四萬年前,人類開始利用樹葉和獸皮御寒,是人類使用最早的材料。 一萬年前,人類已知道用麻、獸毛等天然纖維,開始分類使用材料。,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,7000年前,中美洲開始使用原棉,人來開始培育、種植、學會耕耘。 4700年前,中國種桑養(yǎng)、蠶絲、絲織。 2700年前,絲織制羅、綾、紈、紗、綺。 1664年,羅伯特胡克(Robert Hooke)提出發(fā)明如 蠶絲一樣的人造纖維構(gòu)想。,1
4、.1 紡織科技發(fā)展簡史,1889年,夏爾多內(nèi)首次展出用再生纖維素纖維制成的織物。 1925年,斯陶丁格爾(HStaudinger)發(fā)表了有名的“論聚合”,為成纖聚合物的合成打下了基礎(chǔ)。 20世紀,化學纖維開始高速發(fā)展。 21世紀,高技術(shù)纖維(高強度、高剛度、功能纖維、智能纖維)大量生產(chǎn)和廣泛應用。,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,夏爾多內(nèi),法國工業(yè)家,化學家。被西方譽為人造絲工業(yè)之父,早年接受土木工程師訓練,1861年畢業(yè)于法國巴黎綜合工科學校。后來研究化學和微生物學。他從對蠶吐絲的研究中得到啟示,1878年決定模仿蠶的吐絲過程用人工的方法生產(chǎn)纖維,1884年取得制造硝酸纖維素纖維專利。他把硝酸纖維
5、素溶解在醇和醚的混合溶劑中,得到的溶液經(jīng)很細的玻璃毛細管擠出,并使之在熱空氣中凝固,得到一種類似蠶絲的紡織材料,這是人類最早生產(chǎn)的化學纖維。后來又用數(shù)年時間解決這種新纖維的防火問題。1889年巴黎世界博覽會上首次展出了“夏爾多內(nèi)絲”這種人造絲。1914年因發(fā)明人造絲獲珀金斯獎?wù)隆?夏爾多內(nèi),1.1 紡織科技發(fā)展簡史,抗靜電、吸濕、阻燃、抗起球、拒水、親水、抗菌等功能性纖維。 仿真仿生技術(shù)制造超細、超真纖維等,超細纖維(直徑可達到0.0001dtex,從地球到月球只需4g纖維)。 靜電紡絲技術(shù)制造納米纖維。 智能纖維使人類走入夢幻世界。,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,1.1
6、 紡織科技發(fā)展簡史,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,近些年來,產(chǎn)業(yè)用高性能纖維材料的快速發(fā)展 飛機、航空航天材料的高強度、高剛度、輕量化高性能材料,高性能纖維具有強度高、比重低、柔韌性好、加工方便的特點,是制備高性能結(jié)構(gòu)材料的物資基礎(chǔ)、因此也是一個國家發(fā)展的戰(zhàn)略物資。,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,高性能纖維性能,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,芳綸纖維復合材料用于、級發(fā)動機殼體,以及SS-24、SS-25及當今技術(shù)最先進的SS-27(即白楊-M)等洲際導
7、彈上。,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,波音777客機每架飛機用碳纖維6-7噸、空客A380每架飛機用碳纖維55噸。高性能復合材料占結(jié)構(gòu)材料的50。,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,美國加州建筑師Peter Testa設(shè)計的40層摩天大樓,整個結(jié)構(gòu)不使用鋼材,而是選用碳纖維,用交叉織成的網(wǎng)格制成,其強度要比鋼材高出許多倍。大樓的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是完全開放的,只有電梯是一封閉的軸狀空間。,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,運動器材的纖維要求具有高強度高模量, 纖維主要Kevlar、碳纖維等。,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,1.1 紡織科技發(fā)展簡史,總而言之,隨著人類社會的進步,科學技術(shù)的發(fā)展,纖維的產(chǎn)量,特別是化學纖維的產(chǎn)量發(fā)
8、展迅速,中國已成為世界化纖發(fā)展最快的國家。紡織科技也在開始向著高科技、高性能、多功能方面發(fā)展。,1.2 紡織科技的發(fā)展趨勢,一、未來紡織產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟和國家戰(zhàn)略中的地位 (以美國來說明,美國是當今高新技術(shù)最發(fā)達的國家) 美國的紡織研究機構(gòu): (1)全美纖維中心(全美紡織中心,NTC) (2)纖維開發(fā)支援部(AMTEX) (3)美國能源部管轄的部分國立研究所 紡織產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟和國家戰(zhàn)略中具有重要的地位,因此,未來紡織科技的發(fā)展必須與其戰(zhàn)略地位相適應。,1.2 紡織科技的發(fā)展趨勢,2011年國家重點支持的高新技術(shù)目錄 一、電子信息技術(shù)(軟件、微電子技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、廣播電視技術(shù)、
9、新型電子元器件、信息安全、智能交通技術(shù)) 二、生物與新醫(yī)藥技術(shù)(醫(yī)藥生物、中藥天然藥物、化學創(chuàng)新藥物、醫(yī)療儀器技術(shù)、設(shè)備與醫(yī)學專用軟件、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)) 三、航空航天技術(shù)(民用飛機技術(shù)、空中管制系統(tǒng) 、衛(wèi)星通信應用系統(tǒng)、衛(wèi)星導航應用系統(tǒng)) 四、新材料技術(shù)(金屬材料、高性能及特殊合金材料、超細及納米粉體冶金新材料、低成本、高性能金屬復合材料、電子元器件用金屬功能材料、低成本超導材料、高性能稀土功能材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷、人工晶體生長技術(shù)、新型高分子材料、新型生物醫(yī)用材料),1.2 紡織科技的發(fā)展趨勢,五、高技術(shù)服務(wù)業(yè)(現(xiàn)代物流、公共服務(wù)、集成電路、文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)、技術(shù)咨詢服務(wù)、工業(yè)設(shè)計等) 六、新能源
10、及節(jié)能技術(shù)(可再生清潔能源(太陽能、風能、)地熱能技術(shù)、核能及氫能技術(shù)、新型高效能量轉(zhuǎn)換與儲存技術(shù)、高效節(jié)能技術(shù)、節(jié)能量檢測與節(jié)能效果確認技術(shù)) 七、資源與環(huán)境技術(shù)(水污染控制技術(shù)、大氣污染控制技術(shù)、固體廢棄物的處理與綜合利用技術(shù)、環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護技術(shù)、清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟技術(shù)、資源高效開發(fā)與綜合利用技術(shù)) 八、高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)(工業(yè)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)、高性能、智能化儀器儀表、先進制造系統(tǒng)及數(shù)控加工技術(shù)、新型機械、汽車行業(yè)相關(guān)技術(shù)),1.2 紡織科技的發(fā)展趨勢,二、未來紡織科技的發(fā)展趨勢 (1)學科交叉 例如,紡織學科、生物學科、物理學科、化學(應用化學、化學工藝)、生理學、心
11、理學等學科互相組合,交叉研究。以研究老年人的休閑外套為例,可以以紡織學科結(jié)合生理學、心理學,結(jié)合服裝設(shè)計學、生態(tài)學,消費科學等等,各方面進行綜合分析,實驗研究。,1.2 紡織科技的發(fā)展趨勢,(2)深入的基礎(chǔ)理論研究 無論是大學、研究所,還是工廠企業(yè),對紡織基礎(chǔ)理論的研究都需要重視,必須投入大量的人力,物力和財力,這是保持紡織技術(shù)領(lǐng)先地位的重要基礎(chǔ),也是核心技術(shù)的關(guān)鍵來源。,1.2 紡織科技的發(fā)展趨勢,(3)廣泛的研究選題 從最近的一些國際化紡織學術(shù)會議列出的內(nèi)容可以看出,紡織科技的選題范圍十分廣泛,從纖維到服裝,從聚合物到成品,從服裝用到產(chǎn)業(yè)用,從生理學到心理學,從新品種研制到市場開發(fā)等等。,
12、1.2 紡織科技的發(fā)展趨勢,(4)可持續(xù)發(fā)展,纖維的綠色制備技術(shù)和高性能化技術(shù)已經(jīng)成為提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力,形成大規(guī)模、低成本、環(huán)境友好材料產(chǎn)業(yè)的迫切需求。,纖維、服裝,1.2 紡織科技的發(fā)展趨勢,(5)以人為本 以人為本的理念不僅體現(xiàn)在國家建設(shè)方面,而且也體現(xiàn)在紡織產(chǎn)品的開發(fā)及研究方面。 以人為本,就是按照人們的需求來設(shè)計、制造紡織品,這是評價紡織產(chǎn)品的最高標準,例如紡織品的舒適性、衛(wèi)生性、功能性、美觀性等等,而且要求紡織品的性能與功能,在人與自然的和諧發(fā)展中,在促進人們健康長壽、提高工作效率與質(zhì)量中進一步完善。,1.2 紡織科技的發(fā)展趨勢,(6)共同研究 共同研究就是要求以團隊、團體的形式
13、展開研究,發(fā)揮人們的共同優(yōu)勢,提高研究成果的轉(zhuǎn)化率。,復習思考題: (1)現(xiàn)在我國進行紡織產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的原因是什么? 內(nèi)因:世界各國紡織產(chǎn)品進出口貿(mào)易的變化; 人們在紡織品消費方面的變化 外因:紡織原料的成本變化較大(主要是天然纖維) 勞動力的成本很較大的上升 動力(水、電、煤)、環(huán)保等成本增加 整體的運營費用(產(chǎn)品銷售、管理及財務(wù)費用)有大幅度上升,(2)面對世界紡織產(chǎn)業(yè)的總體趨勢,你個人認為,我國的紡織工業(yè)現(xiàn)如今面臨的挑戰(zhàn)有哪些? 國內(nèi)方面:中小型企業(yè)多,大中型的紡織企業(yè)少,離現(xiàn)代化、國際化、信息化的企業(yè)要求相差甚遠;我國的紡織產(chǎn)品,不論是原料、產(chǎn)品品種還是質(zhì)量,都缺乏市場競爭力; 人才流失局面嚴重,許多企業(yè)沒有高素質(zhì)、高質(zhì)量的科研人員;國家整體對于紡織產(chǎn)業(yè)的支持力度不夠; 國際方面:區(qū)域性貿(mào)易壁壘、我國勞動力資本外流、我國的進口原料不合算,削弱了產(chǎn)品出口競爭力、我國的紡織開發(fā)創(chuàng)新能力沒有明顯優(yōu)勢。,