第2章纤维基本性能课件

第二章纺织纤维的形态及基本性质

教学内容：1、纤维的细度2、纤维的截面形状3、纤维的长度4、纤维的卷曲和转曲5、纤维的吸湿性6、纤维的拉伸强度教学重点：掌握纤维的细度及强度指标；掌握纤维回潮率以及纤维的吸湿性。

第一节纤维的细度

纤维的细度是指以纤维的直径或截面面积的大小。但纤维的截面形状很多是不规则及中腔、缝隙、孔洞的存在。

一、纤维的细度指标

（一）直接指标：1、截面宽度（μm）。2、截面积（μm2）。3、直径（μm）：对于圆形截面的纤维，如羊毛。（二）间接指标*线密度指标：特克斯、但尼尔、公制支数1．特克斯(Tex):

1000米长的纤维在公定回潮率时的重量。简称特或分特。计算公式为：tex=1000×Gk/L式中：Gk—纤维重(克)，L—纤维长(米)

定长制单位：特克斯越大，纤维越粗。（我国法定计量单位）

1tex=10dtex

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下一页2．但尼尔(D)：9000米长度的纤维在公定回潮率下的重量。简称D。计算公式如下：D=9000×Gk/L

式中:Gk—纤维重(克)，L—纤维长(米)定长制单位：数值越大，纤维越粗。

（但尼尔习惯用于桑丝和化纤长丝的细度中）

3.公制支数(Nm)：公定回潮率下重量为1克重的纤维所具有的长度米数。简称公支。

计算公式如下：Nm=L/Gk

式中：Gk-纤维重量L-纤维长度定重制单位，数值愈大纤维愈细。

（三）细度指标的换算：换算公式如下：D=9000/Nmtex=1000/Nm

D=9×texd=0.03568×(mm)

d=0.01189×(mm)

Nm=5D=1800tex=200D=45tex=5例：一颗棉纱筒子，截取1米长，称得重量为15mg，求纱线细度?D=9000×0.015/1=135tex=14.8

例P27

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下一页二、纤维的细度不匀率

纤维的细度不匀主要包含两方面：（1）纤维之间的粗细不匀。（2）单根纤维沿长度方向上的粗细不匀。

均方差(标准差）：各数据偏离平均数的差异情况。σ

=直径离散系数（变异系数CV）：

CV=×100（%）

三、纤维细度测量方法1、中段切断称重法（测长称重法）2、显微镜投影法其他振动测量法、气流仪测量法、声阻仪测量法。第二节纤维的截面形状

纤维的截面形状随纤维的种类而异，天然纤维具有各自的形态，化学纤维则可以根据人们的意愿设计异形喷丝孔，从而获得各种异形截面的纤维。一、纤维异形化

非圆形截面的化学纤维称为异形纤维。

纤维的异形化是物理改性的一项重要手段，分为两种：1、纤维截面形状的非圆形化。2、纤维截面的中空和复合化。三叶形截面涤纶色丝二、异形纤维的特征1、具有优良的光学性能,提高纤维光泽。2、能增加纤维的覆盖能力，提高抗起球能力。3、增加纤维间抱合力，摩擦系数增大，消除化纤光滑的手感。4、纤维表面积增大，吸湿性和染色性提高。5、纤维的蓬松性，透气性提高。

6、表面沟槽起到导汗、透湿作用。异形度DR：DR=（R-r）/R×100%吸湿排汗涤纶

翔鹭化纤吸湿排汗（Lucool）：独特的多沟槽十字型截面结构，良好吸湿排汗功能迅速释放皮肤湿气，穿着无热闷感与皮肤较小的点接触面积，出汗后无粘湿感

Honjoy高吸湿排汗+仿羊毛涤纶短纤维32支纱线用做衬衫面料，运动服极佳。用100%的honjoy高吸湿排汗纤维制成的衣服，经检测在30秒内，0.2ML水滴，扩散直径为3.83CM。

COOLMAX吸湿排汗面料

面料采用杜邦的COOLMAX纱线或普通涤纶交织而成，具有较好的吸湿排汗功能规格描述：

1）纱线：75D/36F涤纶＋40TCoolmax

2）成份：42％Coolmax，58％涤纶

3）幅宽：190cm

4）克重：165g/m吸湿排汗色织面料规格40s+40s/2*40scooldry*120*70（35％cooldry）男吸湿排汗运动短裤

男吸湿排汗篮球服吸湿排汗COOLDRY涤纶T恤男吸湿排汗运动背心

一、纤维长度的指标

纤维自然长度—纤维在自然状态下都有不同程度的弯曲或卷缩，它的投影长度为自然长度。

纤维长度—纤维伸直但不伸长时的两端之间的距离叫纤维长度。纤维长度的集中性指标：平均长度：主体长度：品质长度：手扯长度：跨距长度：第三节纤维的长度

天然纤维的长度随纤维的种类而异，具有各自的长度分布；化学纤维长度则可以根据所模仿的天然纤维长度进行切断或异长度牵切，而长丝则不进行切断。1、天然纤维长度决定于它们的品种、生长条件等差异较大。细绒棉（陆地棉）长度：25—31mm。

2、化学纤维长度可根据需要加工成等长、异长纤维，长差异较小。

化学纤维是人工制造的，长度取决于产品的要求，分为棉型、毛型、中长型。棉型中长型毛型--------------------------------------------长度(mm)：33-3851-7664-114细度(tex):0.13-0.180.22-0.330.33-0.55--------------------------------------------二、测量方法1．长丝：用测长方法。对成筒长丝按筒重和丝的线密度确定。

2．短纤维一般采用逐根测量

三、纤维长度对产品质量的影响：1、在其它条件相同时，纤维长度越长，成纱质量越好，纱线毛羽少，织物外观光洁，不易起毛起球。对于长度较短的纤维，长度对成纱强度影响较大。2、长度整齐度越好，短绒越少，成纱质量越好，可织高档产品。3、在保证一定成纱质量的前提下，纤维长而整齐，可纺纱支数越高，可织制较细薄的面料。

第四节纤维的卷曲和转曲

卷曲或转曲是纺织纤维特殊的特征之一。卷曲或转曲可以使短纤维纺纱时纤维之间的摩擦力和抱合力增加，使成纱具有一定的强力，提高纤维和纺织品的弹性、抗皱性和保暖性等。棉天然具有天然转曲、羊毛具有天然卷曲。

一、卷曲：

纤维的卷曲指在规定的初始负荷下，能较好保持的具有一定程度规则性的皱缩形态结构。

一般以每厘米的卷曲数来表示纤维卷曲的程度，叫卷曲度。1、羊毛的卷曲（天然）

羊毛的卷曲形态与羊毛正、偏皮质细胞的分布情况有关。根据绵羊毛品种、羊毛细度、生长部位的不同而不同。2、化学纤维卷曲（人工）

化学纤维卷曲主要利用纤维的热塑性采用机械方法挤压而成的卷曲，或者利用纤维内部结构的不对称而在热空气、热水等处理后产生的卷曲。3、分类:根据卷曲波的深浅和形状分：弱卷曲:卷曲弧不到半个圆周,沿纤维长度方向较平直，卷曲数较少。--平波、衡波、浅波（粗毛）

常卷曲:卷曲的波形近似于半圆形--常波(细毛）

强卷曲:卷曲的波幅较高，卷曲数较多--深波、密波、折线波（羊绒）1-平波2-衡波3-浅波4-常波5-深波6-密波7-折线波二、转曲：纤维的转曲是纤维沿轴向发生扭转的现象。

一般以每厘米的转曲个数，即以单位长度（1厘米）中扭转180度的个数，叫转曲度。第五节纺织纤维的吸湿性

纺织材料在空气中吸收或放出水蒸汽的性能称为吸放湿性。它影响到纺织材料的许多物理性能、纺织工艺及使用性能，也影响纺织物的穿着舒适性。一、纤维的吸湿平衡

纤维材料的含湿量随所处的大气条件而变化。吸湿平衡：纤维在单位时间内吸收的水分和放出水分在数量上接近相等的现象。吸湿平衡是动态平衡。

平衡回潮率：将具有一定回潮率的纤维，放到一个新的大气条件下，它将立刻放湿或吸湿，经过一定时间后，它的回潮率逐渐趋向于一个稳定的值，称平衡回潮率。二、吸湿指标

（一）纤维的吸湿指标1．回潮率与含水率

回潮率W：纺织材料中所含水分重量对纺织材料干重的百分比。

含水率M：纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿重的百分比。

式中：Ga——纺织材料湿重；G0

——纺织材料干重。（二）各种回潮率

1、实际回潮率：各种纤维以及制品的实测回潮率。它随温、湿度条件而变化。2、标准回潮率：纺织材料在标准大气条件下，从吸湿达到平衡时测得的回潮率。

我国标准大气条件：大气压力101.3kPa，温、湿度的波动范围：一级标准：T

20±1℃，RH

65±2%；二级标准：T

20±2℃，RH

65±3%；三级标准：T

20±3℃，RH

65±5%；

3.公定回潮率：贸易上为了计重和核价的需要，由国家统一规定的各种纺织材料的回潮率。

混纺纱的公定回潮率

混纺纱的公定回潮率:

w=P1W1+P2W2+‥/100W1、W2：分别为第一、第二种纤维的公定回潮率(%)P1、P2：分别为第一、第二种纤维的干燥重量的百分率(%)例：求60/40涤棉混纺纱的公定回潮率。

4.公定重量：纺织材料在公定回潮率时的重量。

Gk=Ga×(100+Wk/100+Wa)例：已知65/35涤粘纱1000Kg，取小样100g，烘干后干重93g，求公定重量？三、纤维的吸湿等温线（一）纤维吸湿机理1、吸着水分的种类：

直接吸附水：由于纤维中亲水基团的作用而吸着的水分子。如:-0H,-COOH

,-CONH-

,-NH2结合力较强。

间接吸附水：■毛细水：纤维极性基团已被水分子覆盖，再进入靠间接吸附，存在于纤维内部微小间隙之中的水分子；■大毛细水：当湿度很高时，水分子进入纤维内部较大间隙之中，毛细水大量增加。

区别：直接吸收水属于化学吸着，是一种化学键力；间接吸收水（毛细水和大毛细水）属于物理吸着，是范德华力。吸湿机理:

纤维吸湿时，水分子先吸附至纤维表面，然后水分气向纤维内部扩散，与纤维内大分子上的亲水性基团结合，随后水分子进入纤维的缝隙孔洞，形成毛细水。（二）吸湿等温线

1、定义：(温度一定，回潮率与吸湿间关系)

吸湿（放湿）等温线：在一定的大气压力和温度条件下，纤维材料因吸湿（放湿）达到的平衡回潮率与大气相对湿度的关系曲线。特点：1.曲线都呈反S形，吸湿机理基本一致。2.RH=0%～15%时，曲线的斜率比较大；开始阶段纤维中的亲水基因比较多，直接吸附。

3.RH=15%～70%时，曲线的斜率比较小；靠间接吸附，且水分子进入纤维内部的微小空隙中，形成毛细水，吸收的水分比开始阶段减少；

4.RH>70%时，曲线斜率又明显地增大。

水分子进入纤维内部较大的空隙，纤维产生膨化，毛细水大量增加，表面吸附的能力也大大增强。5.纤维种类不同，吸湿曲线不同。四、吸湿滞后现象（或吸湿保守现象）

1、定义：相同的纤维在一定的大气温湿度条件下，从放湿达到平衡和从吸湿达到平衡，两种平衡回潮率不相等，且放湿达到的平衡回潮率大于吸湿达到的平衡回潮率，这种现象称为纤维的吸湿滞后性。吸湿滞后值（即差值）与纤维的吸湿能力和相对湿度有关。在同一相对湿度条件下，吸湿性大的纤维，差值比较大。如羊毛2.0%，粘纤1.8%～2.0%，蚕丝1.2%，棉0.9%，锦纶0.25%，涤纶等吸湿等温线和放温等温线则基本重合。五、温度对吸湿的影响1、定义：纤维在一定的大气压力下，相对湿度一定时，平衡回潮率随温度而变化的曲线。2、温度对吸湿的影响规律：（1）温度增加，平衡回潮率降低。（2）在高温高湿的条件下，由于纤维的热膨胀等原因，平衡回潮率略有增加。（3）温度对纤维吸湿的影响比相对湿度要小。3.原因：

温度增加时，纤维中的水分子的热运动能和纤维分子的热振动能增大，这样削弱了水分子与纤维大分子中亲水基团的结合力，使水分子易于从纤维内部逸出。

此外，存在于纤维内部空隙中的液态水蒸发的蒸汽压力也随着温度的上升而升高。也导致了水分子易于逸出。

六、吸湿对纤维结构的影响

1、对质量的影响

纤维吸湿后，纤维重量增加，因此在计算纺织材料重量时，实际上都是一定回潮率下的重量。

2、对长度和横截面积的影响

纤维吸湿后,其长度和横截面均要发生膨胀,且横向膨胀大而纵向膨胀小，表现出明显的各向异性。说明了纤维内部分子排列结构在长度方向和横向的明显不同。各种纤维在水中的膨胀性能表

纤维种类直径(%)长度(%)截面积(%)体积(%)棉20～30--40～4242～44蚕丝16.3～18.71.3～1.61～930～32羊毛15～17--25～2636～41粘胶纤维25～523.7～4.850～11474～127铜氨纤维32～532～656～6268～107醋酯纤维9～140.1～0.36～8--3、对密度的影响回潮率稍增加，纤维在吸着少量水时，其体积变化不大，水分子直接吸附，单位纤维体积质量增加，纤维密度增加；大多数吸湿性好的纤维在回潮率为4%～6%时密度最大。回潮率再增加，纤维体积显著膨胀，纤维密度逐渐变小。七、吸湿性的测试方法一、直接测定法：直接去除水分后测量方法。常用烘箱法

原理：烘箱是利用电热丝加热，当箱内温度升至规定值时，把试样放入烘箱内，使纺织材料内的水分蒸发于热空气中，并利用换气装置将湿空气排出箱外。由于纺织材料内水分不断蒸发和散失，质量不断减少，当质量烘至恒量时，即为纺织材料干重（烘燥过程中的全部质量损失都作为水分），最后算出回潮率指标。

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SGH-1双盘红外线烘干箱高频干燥设备吸湿剂第六节纤维的拉伸强度

对纤维施加拉伸作用时，它们将出现伸长、断裂等现象，在降低所施加的拉伸力的过程中，它们将表现出弹性回复、塑性变形等现象。这种拉伸外力与纺织材料的形态变化之间的关系称为纺织材料的拉伸性质。

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