服装材料学-第二章(第2节)

1、第二章 服装材料纤维 三、纺织纤维的结构特征三、纺织纤维的结构特征 纤维的多层次结构纤维的多层次结构 1、分子结构、分子结构 纤维的高分子（聚合物纤维的高分子（聚合物/高聚物）结构特点高聚物）结构特点 （1）组成纤维的物质是由多个小分子结合起来的）组成纤维的物质是由多个小分子结合起来的 高分子。高分子。 高分子：分子量很大的化合物，分子量大多在高分子：分子量很大的化合物，分子量大多在 10000以上。以上。 链节（重复单元）链节（重复单元） 高聚物大分子都是由许多相同或相似的原子团彼高聚物大分子都是由许多相同或相似的原子团彼 此以共价键多次反复连接而成的。这些相同或相似的此以共价键多次反复连接

2、而成的。这些相同或相似的 原子团称为大分子的链节（或基本链节或基本单元）。原子团称为大分子的链节（或基本链节或基本单元）。 （一）纤维的微观结构（一）纤维的微观结构 几种纤维高聚物的链节几种纤维高聚物的链节 （）纤维素纤维的大分子的链节是葡萄糖）纤维素纤维的大分子的链节是葡萄糖 剩基：剩基：C6H10O5 （）丙纶的单基是丙烯）丙纶的单基是丙烯 丙纶是由丙烯聚合而成。丙纶是由丙烯聚合而成。 丙烯：丙烯： 3 2 | CH n CHC H CH2=CH-CH3 聚合：小分子结合成高分子的过程称为聚合：小分子结合成高分子的过程称为 聚合。聚合。 聚合度聚合度 聚合度：高分子化合物中含有链节（重聚合

3、度：高分子化合物中含有链节（重 复单元）的数目称为聚合度。聚合度越大复单元）的数目称为聚合度。聚合度越大 说明高分的链长越长，高分子的分子量越说明高分的链长越长，高分子的分子量越 大。大。 聚合度与纤维的强度的关系聚合度与纤维的强度的关系 聚合度愈大，纤维的强度也愈大。聚合度愈大，纤维的强度也愈大。 高分子的类型高分子的类型 交联交联 支化支化 线性线性 2、纤维高分子的聚集态结构、纤维高分子的聚集态结构 聚集态结构：即大分子之间的排列与堆砌。聚集态结构：即大分子之间的排列与堆砌。 结晶区（晶区）：在同一根纤维内大分子排列结晶区（晶区）：在同一根纤维内大分子排列 较为整齐的区域。较为整齐的区域

4、。 特点：结晶区中的大分子排列比较整齐密实特点：结晶区中的大分子排列比较整齐密实,缝隙孔洞较缝隙孔洞较 少少,分子之间互相接近的各个基团的结合力互相饱和分子之间互相接近的各个基团的结合力互相饱和,因而纤维因而纤维 的吸湿较困难的吸湿较困难,强度较高强度较高,变形较小。变形较小。 非晶区非晶区(无定形区无定形区)：在同一：在同一 根纤维内分子排列不整齐的区域。根纤维内分子排列不整齐的区域。 特点：非晶区中的大分子比特点：非晶区中的大分子比 较疏松有较多的缝隙与孔洞较疏松有较多的缝隙与孔洞,密密 度较低度较低,一些大分子表面的基团一些大分子表面的基团 距离较大距离较大,联系力较小联系力较小,没有完

5、全没有完全 饱和饱和,易于吸湿易于吸湿,易于染色易于染色,并表现并表现 出强度较低出强度较低,变形较大。变形较大。 结晶度：结晶结构部分的体积占纤结晶度：结晶结构部分的体积占纤 维体积的百分比。维体积的百分比。 取向度（定向度）：纤维中大分子取向度（定向度）：纤维中大分子 按纤维轴向排列的一致程度。按纤维轴向排列的一致程度。 或指长链分子排列方向与纤维轴的夹或指长链分子排列方向与纤维轴的夹 角（螺旋角）角（螺旋角）,螺旋角愈小螺旋角愈小,取向度愈高。取向度愈高。 聚集态结构对纤维性能的影响聚集态结构对纤维性能的影响 结晶度越高结晶度越高,纤维强度也越高，但变形纤维强度也越高，但变形 能力较差。

6、能力较差。 取向度越高，纤维强度越高，但变形取向度越高，纤维强度越高，但变形 能力较差。能力较差。 结晶度对染色的影响结晶度对染色的影响 结晶度低的纤维结晶度低的纤维,无定形区多无定形区多,纤维结构纤维结构 松散松散,染料易进入纤维染料易进入纤维,平衡吸附量高平衡吸附量高,纤维得纤维得 色深浓。色深浓。 （二）纤维的宏观结构（二）纤维的宏观结构 1、纤维的长度、纤维的长度 （1）天然纤维除蚕丝是长丝外天然纤维除蚕丝是长丝外,一般纤维（棉、麻、一般纤维（棉、麻、 毛）都是短纤维，长度大都以毫米为单位。毛）都是短纤维，长度大都以毫米为单位。 化学纤维可根据需要制成长丝或短纤维。如涤化学纤维可根据需

7、要制成长丝或短纤维。如涤 纶长丝、粘胶长丝等。纶长丝、粘胶长丝等。 （2）纤维长度与服装的质量的关系）纤维长度与服装的质量的关系 在相同条件下（对天然纤维同样细度下）：在相同条件下（对天然纤维同样细度下）： 纤维越长纤维越长,长度均匀度越好，品质也越好，成长度均匀度越好，品质也越好，成 纱强度越高，服装的坚牢度越好。纱强度越高，服装的坚牢度越好。 纤维越长纤维越长,可纺制较细的纱线可纺制较细的纱线,制造出较为轻薄制造出较为轻薄 的面料。的面料。 纤维越长，可使纱线少加捻纤维越长，可使纱线少加捻,制成的织物和服制成的织物和服 装手感柔软舒适。装手感柔软舒适。 纤维越长纤维越长,纱上的纤维头端露出

8、较少纱上的纤维头端露出较少,因而服装因而服装 外观光洁外观光洁,毛羽少毛羽少,不易发毛起球。不易发毛起球。 （3）天然纤维的长度）天然纤维的长度 天然短纤维：天然短纤维： 棉棉40 mm以下（以下（10-40 mm） 毛平均长度：毛平均长度：50-75 mm 苎麻：苎麻：120-250 mm 亚麻：亚麻：25-30 mm 羊绒：羊绒：35-45 mm 天然短纤维中，苎麻最长，亚麻最短。天然短纤维中，苎麻最长，亚麻最短。 天然长丝纤维是蚕丝、其余天然纤维都天然长丝纤维是蚕丝、其余天然纤维都 是短纤维。是短纤维。 一个茧丝平均长一个茧丝平均长8001000m。 （4）化学纤维的长度因用途而定）化学

9、纤维的长度因用途而定 化学纤维有长丝和短纤维两种。化学纤维有长丝和短纤维两种。 短纤维分为：短纤维分为： 棉型化纤：棉型化纤：51mm以下，用于仿棉或与以下，用于仿棉或与 棉混纺棉混纺; 毛型化纤：毛型化纤：64-114mm之间，用于仿毛之间，用于仿毛 或与毛混纺；或与毛混纺； 中长型化纤：介于中长型化纤：介于51-76mm，主要用，主要用 于仿毛织物。于仿毛织物。 2、纤维的细度、纤维的细度 （1）纤维细度对服装性能的影响）纤维细度对服装性能的影响 纤维越细，手感越柔软；纤维越细，手感越柔软； 纤维越细，在纤维同等长短、纱线同等粗细纤维越细，在纤维同等长短、纱线同等粗细 的情况下，纱线断面内

10、的纤维根数就越多，纱线强的情况下，纱线断面内的纤维根数就越多，纱线强 力等品质越好。力等品质越好。 用较细的纤维可制得较为轻薄的织物用较细的纤维可制得较为轻薄的织物; 较细的纤维制成的衣料容易得到丰满蓬松的效较细的纤维制成的衣料容易得到丰满蓬松的效 果果; 用粗而长的纤维可制成外观粗纩和厚重的织物。用粗而长的纤维可制成外观粗纩和厚重的织物。 采用细度细的短纤维采用细度细的短纤维,所制得的面料易于起毛所制得的面料易于起毛 起球。起球。 （2）纤维细度的表示方法）纤维细度的表示方法 纤维的粗细可用直径纤维的粗细可用直径d表示，常以表示，常以 微米（微米（m）为单位。）为单位。 1m=11000mm

11、 其他细度表示法见纱线细度表示法内其他细度表示法见纱线细度表示法内 容。容。 常见纤维的细度和长度常见纤维的细度和长度 纤维纤维线密度（线密度（dtex） 直径（直径（m） 长度（长度（mm） 海岛棉（长绒棉）海岛棉（长绒棉） 1.6-2 11.5-13 28-36 美国棉美国棉 2.2-3.4 13.5-17 16-30 亚麻亚麻 2.7-6.8 15-25 25-30 苎麻苎麻 4.7-7.5 20-45 120-250 美利奴羊毛美利奴羊毛 （澳大利亚）（澳大利亚） 3.4-7.6 18-27 55-75 蚕丝蚕丝 1.1-9.8 10-305105-10105 马海毛马海毛 9.3-2

12、5.9 30-50 160-240 化学纤维化学纤维由设计与工艺定由设计与工艺定由设计与工艺定由设计与工艺定由设计与工艺定由设计与工艺定 棉较麻、毛细。羊绒直径在棉较麻、毛细。羊绒直径在14.5-16 m比羊毛细比羊毛细 羊毛品质支数羊毛品质支数 、品质支数：表示平均直径在某一范围内的羊、品质支数：表示平均直径在某一范围内的羊 毛细度指标。毛细度指标。 品质支数品质支数 平均直径平均直径 （m）品质支数品质支数 平均直径平均直径 （m） 7018.1-20.5 48 31.1-34.0 6620.6-21.5 46 34.1-37.0 6421.6-23.0 44 37.1-40.0 6023

13、.1-25.0 40 40.1-43.0 5825.1-27.0 36 43.1-55.0 5627.1-29.0 32 55.1-67.0 5029.1-31.0 、 羊毛羊毛 品质支数越品质支数越 高，羊毛越高，羊毛越 细，质量越细，质量越 好，价格越好，价格越 高。高。 、羊毛品质支数与平均直径的关系、羊毛品质支数与平均直径的关系 I. 常见纤维的纵横向形态常见纤维的纵横向形态 （1）棉纤维的形态结构 棉纤维是棉花 成熟后去籽而得到的。一般有长绒棉、 细绒棉、粗绒棉和草棉四种。将棉纤维 放在显微镜下观察，可见： 纵向形态:呈扁平带状，表面有扭绞的 天然转曲； 横截面形态:呈腰圆形，中间有

14、中腔。 中腔的大小表示棉纤维品质的好坏，中 腔小，说明棉纤维较成熟，品质较好， 可制高档服装面料。 3、纤维的横截面形状和纵向特征、纤维的横截面形状和纵向特征 （2） 麻纤维的形态结构 麻纤维属草本植物，是从麻 茎的韧皮中取得的纤维。麻纤维的种类很多，用于服装 面料的麻纤维只有两种：苎麻和亚麻。这两种麻纤维在 显微镜下观察，会发现它们的形态结构有所不同。 苎麻纤维 纵向形态：表面有横节和竖纹； 横截面形状：呈腰圆形，有中腔。截面上呈现大小不 等的裂缝纹。 亚麻纤维 纵向形态：同苎麻 横截面形状：呈多角形，有较小的中腔。 苎麻纤维苎麻纤维 （3）毛纤维的形态结构 毛纤维是从动物身上 获取的纤维。

15、毛纤维根据其来源不同，可分为 许多品种，如羊毛、羊绒、兔毛、牦牛毛等， 其中以绵羊毛最为常用。在显微镜下观察，我 们能得到下述结果。 毛纤维纵向形态：沿羊毛表面覆盖有鳞片层， 头端指向羊毛的梢部。鳞片覆盖形态随毛纤维 种类而不同，分为环状覆盖，瓦状覆盖和龟裂 状覆盖三种。 毛纤维横截面形状：呈大小不等的圆形，有 些有断续的毛髓层（一般在粗毛中）。毛髓层 可减弱羊毛的强力。 （4）蚕丝的形态结构 蚕丝是由蚕结茧吐丝而成 的腺分泌物。与前述几种纤维不同，蚕丝为长纤 维，每根纤维长度5001000m不等，纤维较细。 蚕丝在显微镜下观察，很容易与其它纤维进行区 别。 纵向形态：两根单丝并合而成，如树干

16、状，粗 细不匀，且有许多异状的节（即各种疵点）； 横截面形状：呈半椭圆形或成三角形，且总是 成对出现。 （5）化学纤维的形态结构 化学纤维在生产过 程中可由人工加以控制，因而其长短、粗细可 按照需要进行选定。一般化学纤维分为长丝和 短纤维两种，其截面形态多为圆形，而纵向光 滑平整。 但粘胶纤维是个例外，其截面形态为锯齿 形，这与纤维生产过程中凝固时的收缩有关。 当然，为了改善服装面料的外观和性能， 近年来又开发了许多异形纤维，即横截面不是 圆形的化学纤维，因此在观察时要注意加以区 别。 （1）转曲或横节结构）转曲或横节结构 转曲或横节结构：表面粗细不匀转曲或横节结构：表面粗细不匀,有转曲有转曲

17、,或横节或横节,或或 有各类细小突起。有各类细小突起。 棉纵向有转曲，麻纵向有横节。棉纵向有转曲，麻纵向有横节。 棉棉 亚麻亚麻 II. 纤维纵向形态结构分类 转曲或横节结构可使纤维互相啮合，利转曲或横节结构可使纤维互相啮合，利 于纺纱加工。织物不易起毛。于纺纱加工。织物不易起毛。 （2）鳞片状结构）鳞片状结构 鳞片状结构出现在大部分动物的毛纤维中。鳞片状结构出现在大部分动物的毛纤维中。 羊毛表面由许多扁平透明的鳞片覆盖。鳞片根羊毛表面由许多扁平透明的鳞片覆盖。鳞片根 部附着于毛干，梢部伸出毛干表面，并指向毛尖。部附着于毛干，梢部伸出毛干表面，并指向毛尖。 羊绒羊绒 驼毛驼毛 马海毛马海毛 （

18、3）沟槽结构）沟槽结构 沟槽结构（条筋结构）：沟槽结构（条筋结构）： 纤维表面呈现纵向的细沟槽。纤维表面呈现纵向的细沟槽。 普通粘胶纤维属沟槽结构普通粘胶纤维属沟槽结构 纵向为平直的圆柱体纵向为平直的圆柱体,表面有表面有 纵向的细凹槽纵向的细凹槽,截面为不规则的截面为不规则的 锯齿状锯齿状,结构。结构。 沟槽结构利于纺纱加工，具沟槽结构利于纺纱加工，具 有较好的可纺性。有较好的可纺性。 粘胶 （4）平滑结构）平滑结构 平滑结构：纤维表面平滑。平滑结构：纤维表面平滑。 平滑结构，不利于纤维间的相互啮合，纺纱平滑结构，不利于纤维间的相互啮合，纺纱 加工较困难。短纤维织物易起毛。加工较困难。短纤维织物易起毛。 普通涤纶、锦纶、精练蚕丝等为平滑结构普通涤纶、锦纶、精练蚕丝等为平滑结构 涤纶横截面涤纶横截面 涤纶纵向图涤纶纵向图 （5）表面多孔结构）表面多孔结构 表面多孔结构有利于改善吸水、吸湿、染色表面多孔结构有利于改善吸水、吸湿、染色 和手感。和手感。 表面多孔结构多见于改性涤纶和改性腈纶。表面多孔结构多见于改性涤纶和改性腈纶。 多孔聚酯纤维（涤纶）多孔聚酯纤维（涤纶） III. 纤维横向形态结构分类 棉花 苎麻 亚麻 羊毛蚕丝 粘胶纤维 涤纶 醋酯纤维 差别化纤维 常见纤维纵横向形态