第一章 紡織纖維的基礎(chǔ)知識ppt課件

1、第一章 紡織纖維的基本知識第一節(jié)第一節(jié) 紡織纖維定義、要求與分類紡織纖維定義、要求與分類一、纖維的定義與要求一、纖維的定義與要求二、纖維的分類二、纖維的分類一、纖維的定義與要求一、纖維的定義與要求1.纖維：直徑一般為幾微米到幾十微米，而長度比直徑纖維：直徑一般為幾微米到幾十微米，而長度比直徑大百倍、千倍以上的細長物質(zhì)，如棉花、肌肉、毛發(fā)大百倍、千倍以上的細長物質(zhì)，如棉花、肌肉、毛發(fā)等。等。2.紡織纖維：纖維長度達到數(shù)十毫米以上，具有一定的紡織纖維：纖維長度達到數(shù)十毫米以上，具有一定的強度、一定的可撓曲性和互相糾纏抱合性能和其它服強度、一定的可撓曲性和互相糾纏抱合性能和其它服用性能而可以用來制造

2、紡織制品如紗、線、繩帶、用性能而可以用來制造紡織制品如紗、線、繩帶、機織物、針織物、非織造布等的纖維。機織物、針織物、非織造布等的纖維。一、纖維的定義與要求一、纖維的定義與要求 3.紡織纖維應(yīng)具備的基本性能紡織纖維應(yīng)具備的基本性能具有適當(dāng)?shù)拈L度和細度具有適當(dāng)?shù)拈L度和細度 具有一定的強伸度具有一定的強伸度具有一定的柔軟性和彈性具有一定的柔軟性和彈性 具有一定的吸濕性和染色性具有一定的吸濕性和染色性具有一定的保暖性具有一定的保暖性 具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性 二、纖維的分類二、纖維的分類1.按纖維來源2.按纖維長度種子纖維：棉韌皮(葉子)纖維：麻 植物纖維(天然纖維素纖維) 動物纖維

3、 (天然蛋白質(zhì)纖維)動物毛發(fā)：羊毛、羊絨分泌物：蠶絲、蜘蛛絲 化學(xué)纖維天然纖維再生纖維：粘膠合成纖維：七大綸纖維礦物纖維(無機纖維)自然界物質(zhì)自然界物質(zhì)人工制造人工制造以天然高聚物為原料以天然高聚物為原料以石油等中所提取的小分子以石油等中所提取的小分子為原料為原料 1.按纖維來源無機纖維：玻璃纖維、碳纖維果實纖維：木棉、椰子纖維莖稈纖維：竹纖維石棉纖維來源n天然纖維：自然界里原有的或從人工種天然纖維：自然界里原有的或從人工種植的植物中、人工飼養(yǎng)的動物的毛發(fā)和植的植物中、人工飼養(yǎng)的動物的毛發(fā)和分泌液中直接獲取的纖維。分泌液中直接獲取的纖維。n化學(xué)纖維：以天然的或合成的高聚物以化學(xué)纖維：以天然的或

4、合成的高聚物以及無機物為原料，經(jīng)過人工加工的纖維。及無機物為原料，經(jīng)過人工加工的纖維。天然纖維n植物纖維：取自于植物種子、韌皮、植物纖維：取自于植物種子、韌皮、葉子、果實或莖稈的纖維。（纖維素葉子、果實或莖稈的纖維。（纖維素纖維）纖維）n動物纖維：取自于動物的毛發(fā)或分泌動物纖維：取自于動物的毛發(fā)或分泌液的纖維。（蛋白質(zhì)纖維）液的纖維。（蛋白質(zhì)纖維）n礦物纖維：從纖維狀結(jié)構(gòu)的礦物巖石礦物纖維：從纖維狀結(jié)構(gòu)的礦物巖石中獲得的纖維。（無機纖維）中獲得的纖維。（無機纖維）化學(xué)纖維n再生纖維：以天然高聚物為原料，制成漿液的化再生纖維：以天然高聚物為原料，制成漿液的化學(xué)組成基本不變并高純凈后制成的纖維。學(xué)

5、組成基本不變并高純凈后制成的纖維。n合成纖維：以煤、石油、天然氣、農(nóng)副產(chǎn)品等低合成纖維：以煤、石油、天然氣、農(nóng)副產(chǎn)品等低分子化合物為原料，先制成單體，再經(jīng)過化學(xué)合分子化合物為原料，先制成單體，再經(jīng)過化學(xué)合成為高聚物，紡制的纖維。成為高聚物，紡制的纖維。 n半合成纖維：以天然高聚物為骨架，通過與其他半合成纖維：以天然高聚物為骨架，通過與其他化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，改變組成成分，再生成天然高分化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，改變組成成分，再生成天然高分子的衍生物而制成的纖維。子的衍生物而制成的纖維。 n無機纖維：以天然無機物或含碳高聚物纖維為原無機纖維：以天然無機物或含碳高聚物纖維為原料，經(jīng)人工抽絲或直接碳化制成的纖維。料，

6、經(jīng)人工抽絲或直接碳化制成的纖維。2、按纖維長度、按纖維長度(1) 長絲：長度達幾十米或上百米長絲：長度達幾十米或上百米天然長絲天然長絲化纖長絲化纖長絲(2) 短纖維短纖維 ：長度較短的纖維：長度較短的纖維 (1) 天然短纖維天然短纖維棉：棉：40mm毛：毛：50-75mm苧麻：苧麻：120-250mm亞麻：亞麻：25-30mm(2) 化纖短纖維化纖短纖維棉型化纖：棉型化纖： 33-51 mm 毛型化纖毛型化纖 ：64-114 mm 中長型化纖中長型化纖 ：51-76 mm n化纖長絲化纖長絲 化學(xué)纖維加工中不經(jīng)切斷的纖化學(xué)纖維加工中不經(jīng)切斷的纖維稱為長絲。維稱為長絲。n化纖短纖維化纖短纖維 化

7、學(xué)纖維在紡絲后加工中，化學(xué)纖維在紡絲后加工中，可以切斷成各種長度規(guī)格的短纖維，有可以切斷成各種長度規(guī)格的短纖維，有棉型、毛型和中長型三種類型。棉型、毛型和中長型三種類型。 課后作業(yè)二）課后作業(yè)二）1、紡織纖維的定義及其具備的性質(zhì)？、紡織纖維的定義及其具備的性質(zhì)？2、名詞解釋：天然纖維、化學(xué)纖維、再、名詞解釋：天然纖維、化學(xué)纖維、再生纖維、合成纖維？生纖維、合成纖維？3、列表簡述纖維的分類？、列表簡述纖維的分類？三、纖維的結(jié)構(gòu)三、纖維的結(jié)構(gòu)（一定義（一定義是指構(gòu)成纖維的長鏈分子的組成以及它們是指構(gòu)成纖維的長鏈分子的組成以及它們在空間的排列位置和纖維的宏觀形狀。在空間的排列位置和纖維的宏觀形狀。（

8、二分類（二分類1.大分子結(jié)構(gòu)大分子結(jié)構(gòu)2.超分子結(jié)構(gòu)凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)）超分子結(jié)構(gòu)凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)）3.形態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)1.纖維的大分子結(jié)構(gòu)纖維的大分子結(jié)構(gòu) （1） 鏈原子的類型與排列鏈原子的類型與排列 A. 均鏈大分子均鏈大分子主鏈都是靠相同的碳原子以共價鍵形式相聯(lián)結(jié)的主鏈都是靠相同的碳原子以共價鍵形式相聯(lián)結(jié)的C-C)可塑性比較好，服用纖維有一定缺點可塑性比較好，服用纖維有一定缺點 B. 雜鏈大分子雜鏈大分子主鏈是由兩種或兩種以上的原子所構(gòu)成的主鏈是由兩種或兩種以上的原子所構(gòu)成的C-O、C-N、N-S）可塑性和服用性能都較好可塑性和服用性能都較好 C. 元素有機高分子元素有機高分子主鏈上含有磷、硼、硅、鋁

9、、鈦等元素，側(cè)鏈上含有有主鏈上含有磷、硼、硅、鋁、鈦等元素，側(cè)鏈上含有有機基團機基團有機物的彈性和韌性，無機物的高耐熱性有機物的彈性和韌性，無機物的高耐熱性1.纖維的大分子結(jié)構(gòu)纖維的大分子結(jié)構(gòu)（2單基鏈節(jié)）單基鏈節(jié)）構(gòu)成纖維大分子的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成纖維大分子的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)單元影響：耐酸、耐堿、耐光、吸濕性、染色性影響：耐酸、耐堿、耐光、吸濕性、染色性 （3聚合度聚合度 （DP)構(gòu)成纖維大分子的單基的數(shù)目，或一個大分構(gòu)成纖維大分子的單基的數(shù)目，或一個大分子中的單基重復(fù)的次數(shù)。子中的單基重復(fù)的次數(shù)。影響：強度影響：強度1.纖維的大分子結(jié)構(gòu)纖維的大分子結(jié)構(gòu)（4） 側(cè)基側(cè)基分布在大分子主鏈兩側(cè)并通

10、過化學(xué)鍵與主鏈分布在大分子主鏈兩側(cè)并通過化學(xué)鍵與主鏈連接的化學(xué)基團連接的化學(xué)基團影響：熱學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和耐化學(xué)性質(zhì)影響：熱學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和耐化學(xué)性質(zhì)（5端基端基大分子兩端的結(jié)構(gòu)單元大分子兩端的結(jié)構(gòu)單元影響：纖維的光、熱穩(wěn)定性影響：纖維的光、熱穩(wěn)定性1.纖維的大分子結(jié)構(gòu)纖維的大分子結(jié)構(gòu)（6） 大分子鏈的柔曲性大分子鏈的柔曲性A. 定義：指纖維大分子在一定條件下，通過定義：指纖維大分子在一定條件下，通過內(nèi)旋轉(zhuǎn)或振動而形成各種形狀的難易程度內(nèi)旋轉(zhuǎn)或振動而形成各種形狀的難易程度的特性。的特性。B. 因素因素a. 溫度溫度b. 纖維大分子結(jié)構(gòu)纖維大分子結(jié)構(gòu)主鏈上原子價鍵的旋轉(zhuǎn)性主鏈上原子價鍵的旋轉(zhuǎn)性

11、側(cè)基的大小和極性側(cè)基的大小和極性c. 影響：彈性影響：彈性2.纖維的超分子結(jié)構(gòu)纖維的超分子結(jié)構(gòu)-在分子間作用力下，纖維內(nèi)大分子之間的排在分子間作用力下，纖維內(nèi)大分子之間的排列和堆砌結(jié)構(gòu)稱為纖維的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)也稱超分列和堆砌結(jié)構(gòu)稱為纖維的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)也稱超分子結(jié)構(gòu)。子結(jié)構(gòu)。（1） 大分子間的作用力大分子間的作用力A. 原因及類型原因及類型范德華力范德華力氫鍵氫鍵鹽式鍵鹽式鍵化學(xué)鍵化學(xué)鍵B. 影響：強度影響：強度名稱名稱產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因特點特點范范德德華華力力定定向向力力產(chǎn)生于極性分子間，是由它們的永久偶產(chǎn)生于極性分子間，是由它們的永久偶極矩作用而產(chǎn)生的極矩作用而產(chǎn)生的作用能量作用能量35千卡千卡/克

12、分子；克分子；與溫度有關(guān)與溫度有關(guān)誘誘導(dǎo)導(dǎo)力力由相鄰分子間的誘導(dǎo)電動勢產(chǎn)生的，產(chǎn)由相鄰分子間的誘導(dǎo)電動勢產(chǎn)生的，產(chǎn)生于極性分子與非極性分子之間生于極性分子與非極性分子之間1.53千卡千卡/克分子；與溫克分子；與溫度有關(guān)度有關(guān)色色散散力力由相鄰原子上的電子云旋轉(zhuǎn)引起瞬時的由相鄰原子上的電子云旋轉(zhuǎn)引起瞬時的偶極矩而產(chǎn)生的。產(chǎn)生一切非極性分子偶極矩而產(chǎn)生的。產(chǎn)生一切非極性分子中。中。0.22千卡千卡/克分子；與溫克分子；與溫度無關(guān)度無關(guān)氫鍵氫鍵大分子側(cè)基（或部分主鏈上）極性基團大分子側(cè)基（或部分主鏈上）極性基團之間的靜電吸引力（如之間的靜電吸引力（如NH2，COOH，OH，CONH等）等）能量能量1

13、.310.2千卡千卡/克分克分子距離子距離2.33.2A ；與溫度；與溫度有關(guān)有關(guān)鹽式鍵鹽式鍵在部分大分子側(cè)基上，某些成對基團之在部分大分子側(cè)基上，某些成對基團之間接近時，產(chǎn)生能級躍遷的原子轉(zhuǎn)移，間接近時，產(chǎn)生能級躍遷的原子轉(zhuǎn)移，從而基團間形成相互結(jié)合的化學(xué)鍵。從而基團間形成相互結(jié)合的化學(xué)鍵。是化學(xué)鍵中作用力較弱的一是化學(xué)鍵中作用力較弱的一種，能量種，能量3050千卡千卡/克分克分子子 化學(xué)鍵化學(xué)鍵少數(shù)纖維的大分子之間存在著橋式側(cè)基。少數(shù)纖維的大分子之間存在著橋式側(cè)基。能量能量50200千卡千卡/克分克分子子 2、纖維的超分子結(jié)構(gòu)、纖維的超分子結(jié)構(gòu)（2） 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)結(jié)晶態(tài)和非晶態(tài)）聚集態(tài)結(jié)構(gòu)結(jié)

14、晶態(tài)和非晶態(tài)）A. 結(jié)晶態(tài)和結(jié)晶區(qū)結(jié)晶態(tài)和結(jié)晶區(qū)大分子鏈段排列規(guī)整；大分子鏈段排列規(guī)整； 結(jié)構(gòu)緊密，縫隙孔洞較少；結(jié)構(gòu)緊密，縫隙孔洞較少； 相互間結(jié)合力強，互相接近的基團結(jié)合力互相飽相互間結(jié)合力強，互相接近的基團結(jié)合力互相飽和。和。B. 非晶態(tài)和非晶區(qū)非晶態(tài)和非晶區(qū)大分子鏈段排列混亂，無規(guī)律；大分子鏈段排列混亂，無規(guī)律；結(jié)構(gòu)松散，有較多的縫隙、孔洞；結(jié)構(gòu)松散，有較多的縫隙、孔洞； 相互間結(jié)合力小，互相接近的基團結(jié)合力沒飽和。相互間結(jié)合力小，互相接近的基團結(jié)合力沒飽和。C. 大小表征：結(jié)晶度大小表征：結(jié)晶度D. 影響：吸濕性和染色性影響：吸濕性和染色性2、 纖維的超分子結(jié)構(gòu)纖維的超分子結(jié)構(gòu)（3取向結(jié)構(gòu)取向結(jié)構(gòu)A. 定義：指大分子排列方向與纖維軸向符合的程定義：指大分子排列方向與纖維軸向符合的程度度B. 表征表征角度角度取向度取向度fC. 影響影響強度強度各向異性各向異性2、 纖維的超分子結(jié)構(gòu)纖維的超分子結(jié)構(gòu)（4纖維的原纖結(jié)構(gòu)纖維的原纖結(jié)構(gòu) A. 基原纖基原纖B. 微原纖微原纖C. 原纖原纖D. 巨原纖巨原纖E. 細胞細胞 不同種類的紡織纖維，其結(jié)構(gòu)層次并不相同，有的纖維可能經(jīng)歷不同種類的紡織纖維，其結(jié)構(gòu)層次并不相同，有的纖維可能經(jīng)歷以上各個層次，有的纖維可能不經(jīng)歷某個層次。一