2嘉興學(xué)院紡織導(dǎo)論第二章紡織纖維及其形態(tài)結(jié)構(gòu)特征薛

1第二章紡織纖維及其形態(tài)結(jié)構(gòu)特征纖維是一種細(xì)長而柔軟的材料，在自然界中具有這種特定形態(tài)的素材無處不在。第一節(jié)纖維的定義及分類2纖維的種類很多，也有多種不同的分類方法。如果根據(jù)纖維的使用范圍和場(chǎng)所來三、天然纖維與化學(xué)纖維的分類天然纖維又可以細(xì)分為來自生物質(zhì)的天然纖維和來自礦物質(zhì)的天然纖維。生物質(zhì)化學(xué)纖維也可以細(xì)分為再生纖維和合成纖維。再生纖維主要以天然高聚物、無機(jī)葉纖維：劍麻、蕉麻等韌皮纖維：苧麻、亞麻、大麻、黃麻、羅布麻等動(dòng)物纖維再生纖維素纖維：粘膠纖維、天絲纖維竹纖維、醋酯纖維等再生蛋白質(zhì)纖維：牛奶纖維等再生纖維無機(jī)纖維：玻璃纖維、陶瓷纖維、銅絲纖維等金屬纖維：銅絲纖維、不銹鋼纖維等滌綸、錦綸、腈綸、丙綸維綸、氯綸、氨綸等礦物纖維植物纖維合成纖維紡織纖維31、植物纖維：植物纖維是指從自然界生長的植物中提取的纖維，其中有從種子殼2、動(dòng)物纖維：動(dòng)物纖維是利用動(dòng)物的動(dòng)物毛發(fā)或腺分泌物經(jīng)過初步加工而制取的1、再生纖維：再生纖維是用天然原料經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理經(jīng)紡絲而得2、合成纖維：合成纖維是以人工合成的高分子化合物為原料，經(jīng)紡絲成形而得到第二節(jié)纖維的形成及其基本結(jié)構(gòu)4二、纖維材料的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)層次的超分子結(jié)構(gòu)、纖維的大分子結(jié)構(gòu)等層面來認(rèn)識(shí)纖維材料的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)5圖2-2各種纖維的縱向形態(tài)(1)分子間的作用力：纖維大分子的分子之間距離在一定范圍時(shí)，相互之間表現(xiàn)出來的主要是吸引力。這種吸引力能使相鄰的大分子保持穩(wěn)定的相對(duì)位置和較牢固地結(jié)合。紡織纖維大分子之間是依靠范德華力和氫鍵結(jié)合的，此外還有鹽式鍵和化學(xué)鍵。在2.1～23J/mol之間，范德華力隨分子之間距離的增加而迅速地減少。能使相鄰分子較穩(wěn)定地結(jié)合。其作用距離約為0.23～0.32nm，作用能量在5.4~6子主鏈用化學(xué)鍵連接起來。其作用距離約為0.09～0.19nm，作用能量在209.3~837.36J/mo之l間?；瘜W(xué)鍵的鍵能大于鹽式鍵。(2)纖維大分子的聚集態(tài)：紡織纖維大分子的凝聚態(tài)有著復(fù)雜結(jié)構(gòu)，通常將其簡(jiǎn)單入非結(jié)晶區(qū)。紡織纖維中結(jié)晶區(qū)部分的質(zhì)量占整個(gè)纖維質(zhì)量的百分比稱為纖維的結(jié)晶度。結(jié)晶度越高，纖維的模量或斷裂強(qiáng)度就越高。(3)纖維大分子的取向與取向度：在拉伸力作用下，纖維內(nèi)大分子有沿纖維軸向平較低纖維結(jié)構(gòu)較高纖維結(jié)構(gòu)晶纖維結(jié)構(gòu)7高聚物大分子都是由許多相同或相近的單基經(jīng)過化學(xué)健或極性分子間的作用力結(jié)子”或“高分子”。在大分子的長鏈中反復(fù)出現(xiàn)的單體被稱為大分子的基本鏈節(jié)(或稱8⑷原纖：原纖是由若干根微原纖基本平行地排列結(jié)合在一起形成的更粗的大分子的化合物。微原纖之間依靠相鄰分子的結(jié)合力和穿越的大分子主鏈來聯(lián)結(jié)，橫向尺寸10～30nm，在一根原纖上可能出現(xiàn)許多段由非結(jié)晶區(qū)間隔開來的結(jié)晶區(qū)。第三節(jié)纖維材料的性能及其特征參數(shù)一、纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及其表達(dá)9101112紡織纖維在其產(chǎn)品加工、使用過程中受到各種形式度高，伸長大)、中強(qiáng)中伸型纖維(強(qiáng)度和伸長適中)等。表征紡織纖維力學(xué)性能的指標(biāo)有斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率、初始模量、斷裂功、斷裂比功等。紡織纖維的斷裂強(qiáng)力指纖維由拉伸開始至斷裂過程中所承受的最大負(fù)荷，單位為2、斷裂伸長率紡織纖維的斷裂伸長率是指纖維由拉伸開始至斷裂13L-LL-LL00理論上楊氏模量為應(yīng)力與應(yīng)變的比值，彈性體的楊氏模量值在彈性范圍內(nèi)是恒定斷裂比功指拉斷單位線密度、單位長度纖維14紡織材料(如纖維、紗線和織物)的吸濕高低以回潮率（W）表示，它等于纖維材料原棉在銷售過程中為了表達(dá)棉花在吸濕狀態(tài)下水分的含量情況，往往使用含水率0紡織纖維材料回潮率的測(cè)定方法主要采用烘箱法，其測(cè)試結(jié)果又與纖維的取樣方15紡織材料紡織材料苧麻、亞麻、大麻、羅布麻、劍麻黃麻桑拿蠶麻、柞蠶絲粘膠纖維、銅氨纖維、富強(qiáng)纖維醋酯纖維錦綸（6，66，11）滌綸腈綸丙綸、氯綸、偏氯綸氨綸紡織材料棉紗線、棉縫紉線棉織物洗凈毛（異質(zhì)毛）洗凈毛（同質(zhì)毛）兔毛、駝毛、牦牛毛分梳山羊絨精紡毛紗粗紡毛紗絨線、針織絨線、羊絨紗毛織物長毛絨織物公定回潮率(%)0公定回潮率(%)纖維材料的比熱容是指單位質(zhì)量纖維材料在溫度變化16g軟化點(diǎn)(℃)軟化點(diǎn)(℃) — 水中：11090-100玻璃溫度(℃) — 45-7045-80T=80-100分解點(diǎn)(℃)260-300 280-300— ——紡織纖維棉蠶絲粘膠纖維腈綸滌綸熔點(diǎn)(℃)————215-220—258-264—T=140-15017測(cè)定合成纖維熱收縮率時(shí)，處理試樣的方式有：沸水處理、飽和1819紡織纖維長期經(jīng)受日光照射后，纖維的色澤變差(泛黃或變色)，力學(xué)性能降低(如強(qiáng)度2第四節(jié)天然纖維及其性能指標(biāo)(cN/dtex)20纖維的形態(tài)、性能及紡紗工藝有很大影響。正常成熟的細(xì)絨棉的平均成熟度系數(shù)約為1.5～2.0，當(dāng)成熟度系數(shù)達(dá)到1.7～1.8時(shí)，對(duì)紡紗工藝及成紗質(zhì)量較為有利。棉纖維成熟度檢驗(yàn)方法有腔寬——壁厚對(duì)比法、偏振光法、氣流儀法等。3、棉纖維的長度熟度有關(guān)，并對(duì)成紗質(zhì)量有較大影響。正常成熟的棉纖維，細(xì)絨棉的線密度為1.54~21綿羊絨、馬海毛、牦牛毛、兔毛、駱駝毛等用量較少。222、羊毛的細(xì)度：羊毛細(xì)度可以用直徑表示，測(cè)量羊毛細(xì)度的方法主要是顯微鏡投影儀法。細(xì)羊毛平均直徑為14.5～25.0μm，半細(xì)羊毛為25.0～35.0μm，長羊毛為233、羊毛的長度：羊毛長度是確定其纖維用途和紡紗工藝參數(shù)的重要依據(jù)之一，對(duì)24252627蠶絲纖維光澤柔和、優(yōu)雅、高貴、明亮，具有其他纖維所不可比擬的美麗光澤。麻纖維自然粗獷的風(fēng)格、舒適健康的服用性能備受現(xiàn)代消費(fèi)者的青睞。自然界麻斷裂伸長率工藝?yán)w維長度—45-70工藝?yán)w維線密度 9-11纖維線密度4.5-9.1纖維長度20-250初始模量苧麻亞麻性能苧麻——9.1dtex，因此在苧麻織物服用過程中會(huì)出現(xiàn)刺癢問題細(xì)胞壁厚，截面呈扁圓形、橢圓形、半圓形、菱形、多角形不一，有明顯的中腔(見圖28第五節(jié)化學(xué)纖維及其性能29過紡絲成形裝置生產(chǎn)的纖維。再生纖維的化學(xué)組成與原高分子材料的化學(xué)組成基本相30錦綸纖維是指用聚酰胺高分子化合物用熔融紡絲法制成的。它有近似圓形的截面，錦綸的彈性模量較低，在小負(fù)荷下容易變形，所以錦綸所制服裝容表2-6錦綸纖維的力學(xué)性能纖維名稱纖維名稱強(qiáng)度（cN/dtex）伸長度（%）干濕強(qiáng)度比（%）初始模量（cN/dtex）錦綸6普通絲4.2-5.628-4280-9017.6-39.6錦綸6強(qiáng)力絲5.6-8.416-2580-9023.8-44.0錦綸66普通絲4.025-4080-904.4-21.1318,8-39.66.2-8.180-9080-90錦綸纖維的用途很廣，長絲可以做襪子、內(nèi)衣、運(yùn)動(dòng)衫、滑雪纖維種類強(qiáng)度（纖維種類強(qiáng)度（cN/dtex）伸長度（%）初始模量（cN/dtex）普通長絲3.8～5.320～-3279.2～140.895～100高強(qiáng)長絲5.5～7.979.2～140.895～100普通短纖維4.2～5.722～4490～9532纖維。吸濕性較差，在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，回潮率達(dá)1.2%～2.0%，即使相對(duì)濕度提高到95%，回潮率也只能達(dá)1.5%～3.0%。腈綸纖維僅少量為長絲，絕大多數(shù)是短纖維。普通濃硝酸和濃磷酸中要溶解破壞，耐堿能力較差。腈綸纖維主要用作毛線、針織物(純紡或羊毛緄紡)和機(jī)織物，特別適于室內(nèi)裝飾物。33用聚丙烯作原料經(jīng)熔融紡絲制得的纖維，稱為聚丙烯纖維，又達(dá)到。一般情況，丙綸纖維的強(qiáng)度較高，短纖維可達(dá)2.6～5.7cN/dtx，長絲達(dá)2.6~160℃,熔點(diǎn)為165～173℃。丙綸的軟化點(diǎn)、熔點(diǎn)比其它纖維都低，所以加工和使用時(shí)面)、裝飾布、家具布、各種繩索、條帶、魚網(wǎng)、吸油氈、建筑增強(qiáng)材料、包裝材料和氨綸(SPANDEX)是一種具有高斷裂伸長(400%以上)，低模量和高彈性恢復(fù)率的合成34段中的每個(gè)單鍵圍繞其相鄰的單鍵作不同程度的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因而形成外形彎彎曲曲的分結(jié)晶區(qū)非結(jié)晶區(qū)剛性鏈柔性鏈聚氨酯纖維具有中等程度的熱穩(wěn)定性，軟化點(diǎn)為200℃以上。聚氨酯彈性纖維一般不單3536第六節(jié)新型纖維簡(jiǎn)介37抗菌防臭纖維一般可通過把抗菌劑與成纖聚合物共混紡絲，或?qū)⒖咕鷦┙暝跉庀箢A(yù)報(bào)中增加了防紫外線指數(shù)，人們對(duì)紫外線輻射的關(guān)心急劇38隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于人類的生存環(huán)境和質(zhì)量的認(rèn)識(shí)日益提高，重視地球上有Lyocell纖維是一種新型的纖維素纖維，除了具有纖維