纺织材料学绪论

纺织材料学

主讲人：成玲纺织材料------指纤维及纤维制品。具体表现为：纤维、纱线、织物及其复合物。棉花棉纤维羊毛亚麻蚕丝化学纤维纱线纱线机织物针织物非织造布纤维增强复合材料密度低：钢的1/5、铝合金的1/2、钛合金的1/3比强度高：钢的6倍、铝合金的6.5倍、钛合金的5倍比模量高：钢的3倍、铝合金的3.2倍、钛合金的3.5倍课程研究的主要内容：（1）研究纤维及纤维制品的结构、性能及结构与性能之间的关系；（2）研究纤维及纤维制品的性能与加工工艺之间的关系；（3）研究纤维及纤维制品的结构、性能的测试方法及标准。课程的主要内容：第一章绪论第二章天然纤维素纤维第三章天然蛋白质纤维第四章化学纤维第五章纺织材料的吸湿性第六章纺织纤维的机械性质第七章纺织材料的热学、电学、光学性质第八章纱线的结构与性质第九章织物的基本结构第十章织物的基本性能和品质评定纤维：

直径为几微米到几十微米（或更细），而长度比直径大千倍、万倍以上的细长物体，称为纤维。如：棉花、羊毛、叶络、毛发、肌肉等。纺织纤维应具备以下条件：（1）适当的长度和细度；（2）一定的强力、变形能力、弹性、耐磨性、刚柔性、抱合力和摩擦力；（3）一定的吸湿性、导电性和热学性质；（4）一定的化学稳定性和染色性能；（5）特种纺织纤维应具有能满足特种需要的性能。纺织纤维：是指截面呈圆形或异形的、横向尺寸较细、长度比细度大许多倍的、具有一定强度和韧性的（可绕曲的）细长物体。木棉纤维竹原纤维再生纤维：由天然聚合物或失去纺织加工价值的纤维原料经人工溶解或熔融，再抽丝制成的纤维。合成纤维：由小分子化合物合成有机聚合物后，再溶解或熔融，抽丝制成的纤维。半合成纤维：以天然高分子物为骨架，通过其他化学物质反应，改变其组成成分，再形成天然高分子衍生物而制成的纤维。无机纤维：以无机物（金属、玻璃等）为原料，通过加热熔融或压延等物理化学方法制成的纤维。生丝棉苎麻羊毛线密度（或特克斯）------指1000米长纤维或纱线所具有的重量克数。纤度（或旦尼尔、旦、袋）------指9000米长纤维或纱线所具有的重量克数。公制支数------指重量为1克的纤维或纱线的长度米数。回潮率------纤维材料所吸水分重量对其干燥重量的百分率。含水率------纤维材料所吸水分重量对含有水分的材料重量的百分率。标准大气条件：强力（又称断裂强力、绝对强力）------指纤维材料能够承受的最大拉伸力。相对强度------指单位细度（每特或每旦）纤维或纱线能承受的最大拉力。断裂应力------指纤维或纱线在单位面积上能承受的最大拉伸力。断裂长度------指纤维或纱线靠自身重量被拉断时所具有的长度。断裂伸长率------纤维或纱线被拉伸断裂时产生的伸长占原来长度的百分率。纤维大分子的典型构象示意图

纺织纤维的大分子是由许多相同或相似的原子团彼此以共价键联合而成的，那么这些相同或相似的原子团称为大分子的单基。单基------组成高聚物大分子的最小循环单元。一个伸直的直链大分子在三处依箭头方向使主链键相对于上端旋转180°后,就变成了一根很皱曲的分子链了.大分子的柔曲性

如果(1)大分子主链上原子键的旋转性较差；(2)侧基较大；(3)主链四周侧基不均衡；(4)侧基间结合力较大；分子链节就不易转动，分子链也不易弯曲或伸直，即分子链较“僵硬”，反之较“柔软”，这种特征叫做大分子的“柔曲性”。聚集态结构（超分子结构）------指纤维内大分子排列与堆砌的结构。大分子间的作用力：1、范德华力（由静电引力、诱导力、色散力组成）作用距离：0.3~0.5nm作用能量：2.1~23J/mol2、氢键（由大分子侧基上的极性基团：羟基、氨基、羧基等静电引力形成)作用距离：0.23~0.32nm作用能量：5.4~42.7J/mol3、盐式键（部分纤维的侧基在成对的某些基团之间会产生能量级跃迁原子转移，从而形成络合物类型的价键性质的化学键)作用距离：0.09~0.27nm作用能量：126~209.3J/mol4、化学键作用距离：0.09~0.19nm作用能量：209.8~837.36J/mol角蛋白大分子的构成及分子间作用

取向和无序排列的缨状微胞结构

结晶度------把纤维中结晶区的大小占整根纤维的比例称为结晶度。取向度------大分子排列方向与纤维轴向的符合程度，称为取向度。缨状微胞理论：

纤维中每一个大分子可能间隔地穿过几个结晶区和非晶区，靠结晶区中大分子之间的结合力把大分子相互联结在一起，又靠穿越两个以上结晶区的大分子把各个晶区联系起来，并由组织结构比较松散紊乱的非晶区把各个晶区间隔开来，使纤维形成一个疏密相间而不散开的整体。纺织纤维的结构层次

事实上，从高聚物大分子排列堆砌组合到形成纤维，经历了多级微观结构层次：1、大分子2、基原纤（由几根直线链状大分子按照一定空间位置排列，相对稳定地相成的结晶态的大分子束，也称为晶须，是原纤中最小、最基本的结构单元）直径：1~3nm3、微原纤（由若干根基原纤平行排列结合在一起的较粗的基本属结晶态的大分子束，也称微晶须，存在一定的结晶缺陷）直径：4~8nm4、原纤（是个统称，由若干根微原纤基本平行排列结合在一起的更粗的大分子束。原纤