2嘉兴学院纺织导论第二章纺织纤维及其形态结构特征薛

1第二章纺织纤维及其形态结构特征纤维是一种细长而柔软的材料，在自然界中具有这种特定形态的素材无处不在。第一节纤维的定义及分类2纤维的种类很多，也有多种不同的分类方法。如果根据纤维的使用范围和场所来三、天然纤维与化学纤维的分类天然纤维又可以细分为来自生物质的天然纤维和来自矿物质的天然纤维。生物质化学纤维也可以细分为再生纤维和合成纤维。再生纤维主要以天然高聚物、无机叶纤维：剑麻、蕉麻等韧皮纤维：苎麻、亚麻、大麻、黄麻、罗布麻等动物纤维再生纤维素纤维：粘胶纤维、天丝纤维竹纤维、醋酯纤维等再生蛋白质纤维：牛奶纤维等再生纤维无机纤维：玻璃纤维、陶瓷纤维、铜丝纤维等金属纤维：铜丝纤维、不锈钢纤维等涤纶、锦纶、腈纶、丙纶维纶、氯纶、氨纶等矿物纤维植物纤维合成纤维纺织纤维31、植物纤维：植物纤维是指从自然界生长的植物中提取的纤维，其中有从种子壳2、动物纤维：动物纤维是利用动物的动物毛发或腺分泌物经过初步加工而制取的1、再生纤维：再生纤维是用天然原料经过适当的化学处理经纺丝而得2、合成纤维：合成纤维是以人工合成的高分子化合物为原料，经纺丝成形而得到第二节纤维的形成及其基本结构4二、纤维材料的结构及其结构层次的超分子结构、纤维的大分子结构等层面来认识纤维材料的结构以及结构与性能的关5图2-2各种纤维的纵向形态(1)分子间的作用力：纤维大分子的分子之间距离在一定范围时，相互之间表现出来的主要是吸引力。这种吸引力能使相邻的大分子保持稳定的相对位置和较牢固地结合。纺织纤维大分子之间是依靠范德华力和氢键结合的，此外还有盐式键和化学键。在2.1～23J/mol之间，范德华力随分子之间距离的增加而迅速地减少。能使相邻分子较稳定地结合。其作用距离约为0.23～0.32nm，作用能量在5.4~6子主链用化学键连接起来。其作用距离约为0.09～0.19nm，作用能量在209.3~837.36J/mo之l间。化学键的键能大于盐式键。(2)纤维大分子的聚集态：纺织纤维大分子的凝聚态有着复杂结构，通常将其简单入非结晶区。纺织纤维中结晶区部分的质量占整个纤维质量的百分比称为纤维的结晶度。结晶度越高，纤维的模量或断裂强度就越高。(3)纤维大分子的取向与取向度：在拉伸力作用下，纤维内大分子有沿纤维轴向平较低纤维结构较高纤维结构晶纤维结构7高聚物大分子都是由许多相同或相近的单基经过化学健或极性分子间的作用力结子”或“高分子”。在大分子的长链中反复出现的单体被称为大分子的基本链节(或称8⑷原纤：原纤是由若干根微原纤基本平行地排列结合在一起形成的更粗的大分子的化合物。微原纤之间依靠相邻分子的结合力和穿越的大分子主链来联结，横向尺寸10～30nm，在一根原纤上可能出现许多段由非结晶区间隔开来的结晶区。第三节纤维材料的性能及其特征参数一、纤维形态结构特征及其表达9101112纺织纤维在其产品加工、使用过程中受到各种形式度高，伸长大)、中强中伸型纤维(强度和伸长适中)等。表征纺织纤维力学性能的指标有断裂强力、断裂强度、断裂伸长率、初始模量、断裂功、断裂比功等。纺织纤维的断裂强力指纤维由拉伸开始至断裂过程中所承受的最大负荷，单位为2、断裂伸长率纺织纤维的断裂伸长率是指纤维由拉伸开始至断裂13L-LL-LL00理论上杨氏模量为应力与应变的比值，弹性体的杨氏模量值在弹性范围内是恒定断裂比功指拉断单位线密度、单位长度纤维14纺织材料(如纤维、纱线和织物)的吸湿高低以回潮率（W）表示，它等于纤维材料原棉在销售过程中为了表达棉花在吸湿状态下水分的含量情况，往往使用含水率0纺织纤维材料回潮率的测定方法主要采用烘箱法，其测试结果又与纤维的取样方15纺织材料纺织材料苎麻、亚麻、大麻、罗布麻、剑麻黄麻桑拿蚕麻、柞蚕丝粘胶纤维、铜氨纤维、富强纤维醋酯纤维锦纶（6，66，11）涤纶腈纶丙纶、氯纶、偏氯纶氨纶纺织材料棉纱线、棉缝纫线棉织物洗净毛（异质毛）洗净毛（同质毛）兔毛、驼毛、牦牛毛分梳山羊绒精纺毛纱粗纺毛纱绒线、针织绒线、羊绒纱毛织物长毛绒织物公定回潮率(%)0公定回潮率(%)纤维材料的比热容是指单位质量纤维材料在温度变化16g软化点(℃)软化点(℃) — 水中：11090-100玻璃温度(℃) — 45-7045-80T=80-100分解点(℃)260-300 280-300— ——纺织纤维棉蚕丝粘胶纤维腈纶涤纶熔点(℃)————215-220—258-264—T=140-15017测定合成纤维热收缩率时，处理试样的方式有：沸水处理、饱和1819纺织纤维长期经受日光照射后，纤维的色泽变差(泛黄或变色)，力学性能降低(如强度2第四节天然纤维及其性能指标(cN/dtex)20纤维的形态、性能及纺纱工艺有很大影响。正常成熟的细绒棉的平均成熟度系数约为1.5～2.0，当成熟度系数达到1.7～1.8时，对纺纱工艺及成纱质量较为有利。棉纤维成熟度检验方法有腔宽——壁厚对比法、偏振光法、气流仪法等。3、棉纤维的长度熟度有关，并对成纱质量有较大影响。正常成熟的棉纤维，细绒棉的线密度为1.54~21绵羊绒、马海毛、牦牛毛、兔毛、骆驼毛等用量较少。222、羊毛的细度：羊毛细度可以用直径表示，测量羊毛细度的方法主要是显微镜投影仪法。细羊毛平均直径为14.5～25.0μm，半细羊毛为25.0～35.0μm，长羊毛为233、羊毛的长度：羊毛长度是确定其纤维用途和纺纱工艺参数的重要依据之一，对24252627蚕丝纤维光泽柔和、优雅、高贵、明亮，具有其他纤维所不可比拟的美丽光泽。麻纤维自然粗犷的风格、舒适健康的服用性能备受现代消费者的青睐。自然界麻断裂伸长率工艺纤维长度—45-70工艺纤维线密度 9-11纤维线密度4.5-9.1纤维长度20-250初始模量苎麻亚麻性能苎麻——9.1dtex，因此在苎麻织物服用过程中会出现刺痒问题细胞壁厚，截面呈扁圆形、椭圆形、半圆形、菱形、多角形不一，有明显的中腔(见图28第五节化学纤维及其性能29过纺丝成形装置生产的纤维。再生纤维的化学组成与原高分子材料的化学组成基本相30锦纶纤维是指用聚酰胺高分子化合物用熔融纺丝法制成的。它有近似圆形的截面，锦纶的弹性模量较低，在小负荷下容易变形，所以锦纶所制服装容表2-6锦纶纤维的力学性能纤维名称纤维名称强度（cN/dtex）伸长度（%）干湿强度比（%）初始模量（cN/dtex）锦纶6普通丝4.2-5.628-4280-9017.6-39.6锦纶6强力丝5.6-8.416-2580-9023.8-44.0锦纶66普通丝4.025-4080-904.4-21.1318,8-39.66.2-8.180-9080-90锦纶纤维的用途很广，长丝可以做袜子、内衣、运动衫、滑雪纤维种类强度（纤维种类强度（cN/dtex）伸长度（%）初始模量（cN/dtex）普通长丝3.8～5.320～-3279.2～140.895～100高强长丝5.5～7.979.2～140.895～100普通短纤维4.2～5.722～4490～9532纤维。吸湿性较差，在标准大气条件下，回潮率达1.2%～2.0%，即使相对湿度提高到95%，回潮率也只能达1.5%～3.0%。腈纶纤维仅少量为长丝，绝大多数是短纤维。普通浓硝酸和浓磷酸中要溶解破坏，耐碱能力较差。腈纶纤维主要用作毛线、针织物(纯纺或羊毛绲纺)和机织物，特别适于室内装饰物。33用聚丙烯作原料经熔融纺丝制得的纤维，称为聚丙烯纤维，又达到。一般情况，丙纶纤维的强度较高，短纤维可达2.6～5.7cN/dtx，长丝达2.6~160℃,熔点为165～173℃。丙纶的软化点、熔点比其它纤维都低，所以加工和使用时面)、装饰布、家具布、各种绳索、条带、鱼网、吸油毡、建筑增强材料、包装材料和氨纶(SPANDEX)是一种具有高断裂伸长(400%以上)，低模量和高弹性恢复率的合成34段中的每个单键围绕其相邻的单键作不同程度的内旋转，因而形成外形弯弯曲曲的分结晶区非结晶区刚性链柔性链聚氨酯纤维具有中等程度的热稳定性，软化点为200℃以上。聚氨酯弹性纤维一般不单3536第六节新型纤维简介37抗菌防臭纤维一般可通过把抗菌剂与成纤聚合物共混纺丝，或将抗菌剂近年在气象预报中增加了防紫外线指数，人们对紫外线辐射的关心急剧38随着社会的发展，人们对于人类的生存环境和质量的认识日益提高，重视地球上有Lyocell纤维是一种新型的纤维素纤维，除了具有纤维