紡織纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)知識(shí)

1、一、大分子結(jié)構(gòu)v（二）鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)、大分子的構(gòu)象和柔曲性v1、內(nèi)旋轉(zhuǎn)：大分子鏈中的單鍵能繞著它相鄰的鍵按一定鍵角旋轉(zhuǎn)。v2、構(gòu)象：由于鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)引起的大分子中原子在空間的排列形式。v3、大分子的柔曲性：大分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)的難易程度。（三）大分子結(jié)構(gòu)對(duì)纖維性能的影響大分子結(jié)構(gòu)對(duì)纖維性質(zhì)的影響單基的化學(xué)結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)的種類(lèi)大分子上親水基團(tuán)的多少和強(qiáng)弱纖維的耐酸、耐堿、耐光以及染色等化學(xué)性能。纖維的吸濕性大分子的聚合度纖維的力學(xué)性質(zhì)，特別是拉伸強(qiáng)度。聚合度達(dá)到臨界聚合度時(shí)，纖維開(kāi)始有強(qiáng)力。纖維強(qiáng)力隨平均聚合度的增大而增大。當(dāng)聚合度增大到一定值時(shí)，纖維強(qiáng)力不再增大。大分子的柔曲性影響纖維的彈性、柔軟性和變形能力

2、。決定決定決定二、超分子結(jié)構(gòu)v超分子結(jié)構(gòu)又稱為聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，指紡織纖維中大分子間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。（一）大分子間的結(jié)合力 紡織纖維大分子間的結(jié)合力有范德華力、氫鍵、鹽式鍵和共價(jià)鍵四種，其中以范德華力和氫鍵為主。v（二）結(jié)晶度v1、纖維內(nèi)某些區(qū)域由于大分子的側(cè)吸引力使大分子相互整齊穩(wěn)定地排列成具有高度的幾何規(guī)整性，稱為結(jié)晶結(jié)構(gòu)或有序結(jié)構(gòu)。v 紡織纖維的大分子極少有嚴(yán)格的三維空間的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，但習(xí)慣上仍將排列整齊有規(guī)律的區(qū)域稱為結(jié)晶區(qū)。另一些區(qū)域的大分子隨機(jī)彎曲配置，排列不規(guī)則，稱為無(wú)定形區(qū)。v2、紡織纖維內(nèi)部結(jié)晶部分占整根纖維的百分比稱為結(jié)晶度。v（三）取向度v 指纖維內(nèi)大分子鏈主軸與纖維軸平行的程度。（

3、四）超分子結(jié)構(gòu)對(duì)纖維性能的影響結(jié)晶度的大小纖維的吸濕性、染色性、密度、力學(xué)性質(zhì)取向度纖維的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)。取向度高時(shí)，纖維強(qiáng)度較大，伸長(zhǎng)能力較小。三、紡織纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)v形態(tài)結(jié)構(gòu)指測(cè)試手段能看到的結(jié)構(gòu)，又分為微形態(tài)結(jié)構(gòu)和宏形態(tài)結(jié)構(gòu)。v微形態(tài)結(jié)構(gòu)指電子顯微鏡能觀察到的結(jié)構(gòu)，如微纖、微孔等。v宏形態(tài)結(jié)構(gòu)指光學(xué)顯微鏡能觀察到的結(jié)構(gòu)，如皮芯結(jié)構(gòu)、截面形態(tài)等。Ntex=1000GkLNden=9000GkLNm=LGkNe=Le840Gek=L0- L1L0100%v4、紗線毛羽的測(cè)試方法v（1）目光評(píng)定法 直觀，綜合性強(qiáng)，但只能作比較判斷，沒(méi)有具體數(shù)據(jù)。v（2）燒毛失重法 采用燒毛方法去除毛羽，根據(jù)其重量

4、差值來(lái)評(píng)定紗線的毛羽情況。v此法簡(jiǎn)便，但變化條件較難控制，只能求得毛羽總重量，準(zhǔn)確度較低。v（3）光學(xué)投影法v通過(guò)光電傳感器對(duì)毛羽進(jìn)行計(jì)數(shù)?？筛鶕?jù)需要選取毛羽設(shè)定長(zhǎng)度和紗線片段長(zhǎng)度。v（4）靜電法 利用高壓電源使毛羽帶電，然后用環(huán)形電極將紗線毛羽的靜電引出，根據(jù)毛羽負(fù)荷的靜電量來(lái)評(píng)定毛羽的數(shù)量。v此方法屬于間接方法，難以準(zhǔn)確地測(cè)定紗線的毛羽形狀和長(zhǎng)度。v5、減少紗線毛羽的措施v（1）合理選擇原料v控制纖維的線密度、長(zhǎng)度、整齊度及短絨率v（2）合理的前紡工藝，提高纖維平行伸直度v（3）防止纖維的擴(kuò)散v適當(dāng)選擇各牽伸區(qū)的工藝參數(shù)，如羅拉隔距、牽伸倍數(shù)、捻系數(shù)等。v（4）減少對(duì)纖維的摩擦纖維和紗線的

5、一次拉伸性質(zhì)v一、纖維和紗線一次拉伸斷裂性質(zhì)的基本指標(biāo)及換算v1、強(qiáng)力 P 纖維或紗線能夠承受的最大拉伸外力。單位 ： 牛頓v2、強(qiáng)度 單位細(xì)度纖維或紗線的強(qiáng)力?？杀容^不同粗細(xì)纖維或紗線的拉伸斷裂性質(zhì)。包括以下三個(gè)：v（1）斷裂應(yīng)力 纖維或紗線單位截面積能承受的最大拉力。單位：牛每平方毫米。v（2）斷裂強(qiáng)度 p 指每特或每旦纖維或紗線能承受的最大拉力。單位：牛/特 牛/旦=PSPtex=PNtexPden=PNdenv（3）斷裂長(zhǎng)度 LP 設(shè)想將纖維連續(xù)懸吊起來(lái)，直到它因自重而斷裂的長(zhǎng)度，即重力等于強(qiáng)力時(shí)的纖維長(zhǎng)度。單位：千米v3、斷裂應(yīng)力、斷裂強(qiáng)度和斷裂長(zhǎng)度的換算v斷裂應(yīng)力和斷裂強(qiáng)度的換算：

6、=rptexv =9rpden v特?cái)?shù)制斷裂強(qiáng)度和旦數(shù)制斷裂強(qiáng)度的換算：v ptex=9 pden v斷裂長(zhǎng)度和斷裂強(qiáng)度的換算：LP=PgNm (km)LP=PtexgLP=Pdengv4、斷裂伸長(zhǎng)和斷裂伸長(zhǎng)率v5、強(qiáng)力不勻率和伸長(zhǎng)不勻率v二、拉伸曲線及有關(guān)指標(biāo)v（一）拉伸曲線v1、負(fù)荷伸長(zhǎng)曲線 以負(fù)荷為縱坐標(biāo)，伸長(zhǎng)為橫坐標(biāo)的拉伸過(guò)程圖。（如圖）v對(duì)不同粗細(xì)和不同長(zhǎng)度的纖維或紗線沒(méi)有可比性。v2、應(yīng)力應(yīng)變曲線 以相對(duì)負(fù)荷（通常以牛/特表示）為縱坐標(biāo)，伸長(zhǎng)率為橫坐標(biāo)得到的曲線。v可比較不同粗細(xì)和不同長(zhǎng)度的纖維或紗線的拉伸情況。v（二）拉伸曲線的有關(guān)指標(biāo)v1、初始模量v定義：指纖維或紗線拉伸曲線上

7、起始段直線部分的應(yīng)力應(yīng)變的比值。應(yīng)力應(yīng)變曲線上，反映為曲線起始段的斜率。v意義：初始模量的大小表示纖維在小負(fù)荷下變形的難易程度，它反映了纖維的剛性。v2、屈服應(yīng)力與屈服伸長(zhǎng)率v屈服點(diǎn)：拉伸曲線上伸長(zhǎng)變形由較小轉(zhuǎn)向較大時(shí)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。其對(duì)應(yīng)的相對(duì)負(fù)荷和伸長(zhǎng)率就是屈服應(yīng)力和屈服伸長(zhǎng)率。v屈服點(diǎn)的求法有三種，如圖v意義：屈服點(diǎn)以前的伸長(zhǎng)變形是彈性變形，屈服點(diǎn)以后的變形是塑性變形。屈服點(diǎn)高，纖維的彈性好。v3、斷裂功、斷裂比功和功系數(shù)v斷裂功：拉斷纖維材料所作的功。在負(fù)荷伸長(zhǎng)曲線上，斷裂功就是曲線下的面積。v斷裂功對(duì)不同粗細(xì)和長(zhǎng)度的試樣沒(méi)有可比性。v斷裂比功：拉斷單位細(xì)度（1特或1旦）單位長(zhǎng)度（1cm）纖

8、維材料所需的能量牛厘米。單位常用牛每特或牛每旦表示。v它對(duì)不同粗細(xì)和長(zhǎng)度的纖維材料具有可比性。v功系數(shù)：斷裂功與強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)乘積之比。v意義：斷裂功、斷裂比功和功系數(shù)的大小說(shuō)明纖維的韌性。當(dāng)斷裂功、斷裂比功和功系數(shù)較大時(shí)，纖維受拉伸時(shí)能吸收較大的能量，因此它不易被破壞，韌性較好，而且耐磨，其制品堅(jiān)牢度好。v三、常見(jiàn)纖維的拉伸曲線v四、拉伸斷裂性質(zhì)的測(cè)試v1、擺錘式強(qiáng)力儀v工作原理：利用力矩平衡原理（見(jiàn)圖）v強(qiáng)力由擺錘的擺動(dòng)角度測(cè)定。v伸長(zhǎng)由上、下夾持器下降距離之差得到。v屬于等速牽引式強(qiáng)力儀v2、杠桿式強(qiáng)力儀Pressley強(qiáng)力儀v工作原理：利用杠桿平衡原理（見(jiàn)圖P212）v屬于等加負(fù)荷式強(qiáng)

9、力儀v3、電子式強(qiáng)力儀v測(cè)力機(jī)構(gòu)：張絲式傳感器v測(cè)伸長(zhǎng)機(jī)構(gòu)：由帶動(dòng)下夾持器的步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到。v五、纖維的拉伸斷裂機(jī)理及影響纖維強(qiáng)、伸度的因素v（一）纖維拉伸斷裂機(jī)理v纖維的斷裂由于：大分子斷裂和大分子相互滑脫引起v纖維的伸長(zhǎng)由于：大分子伸直、伸長(zhǎng)、分子間滑移引起。纖維受拉無(wú)定形區(qū)大分子伸直鍵長(zhǎng)鍵角增大，大分子伸長(zhǎng)部分分子拉斷或抽拔出來(lái)大分子斷裂，大分子相互滑移纖維斷裂v六、紗線的拉伸斷裂機(jī)理及影響強(qiáng)、伸度的因素v（一）紗線的拉伸斷裂機(jī)理v摩擦阻力等于纖維強(qiáng)力時(shí)纖維伸出長(zhǎng)度稱為滑脫長(zhǎng)度。v長(zhǎng)度小于二倍滑脫長(zhǎng)度的纖維，在紗線斷裂時(shí)必定是滑脫而不會(huì)斷裂。v紗線伸長(zhǎng)的原因：纖維的伸直、伸長(zhǎng)；傾斜纖

10、維沿軸向排列；纖維間滑移。長(zhǎng)絲紗受拉伸直的纖維先承受外力斷裂其它纖維承受外力斷裂短纖紗受拉部分纖維滑脫部分纖維斷裂v（二）影響紗線強(qiáng)、伸度的因素v1、纖維性質(zhì)v纖維長(zhǎng)度較長(zhǎng)、細(xì)度較細(xì)時(shí)，成紗強(qiáng)度較高；纖維長(zhǎng)度整齊度較好、細(xì)度細(xì)而均勻時(shí)，成紗條干均勻，成紗強(qiáng)度高。v2、紗線結(jié)構(gòu)v紗線結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)伸度的影響主要反映在捻度。v3、混紡比v混紡紗的強(qiáng)度與混紡比有很大關(guān)系，它與混紡纖維的性質(zhì)差異特別是伸長(zhǎng)能力的差異密切相關(guān)。v（1）當(dāng)兩種纖維斷裂伸長(zhǎng)率接近時(shí)，隨著強(qiáng)度的纖維的混紡比的增加，混紡紗的強(qiáng)度上升。v（2）當(dāng)混紡的兩種纖維斷裂伸長(zhǎng)率差異大時(shí)，受拉后有兩個(gè)斷裂階段。第一階段伸長(zhǎng)能力小的纖維先斷；第二階段伸長(zhǎng)能力大的纖維斷裂。多次反復(fù)拉伸性質(zhì)v一、拉伸變形和彈性v（一）拉伸變形的種類(lèi)v1、急彈性變形