纺织纤维形态及基本性质
纺织纤维的结构和主要化学性能
棉纤维的主要化学性能
酸对纤维素的作用 染整加工中，漂白酸洗、酸退浆——稀 硫酸使浆料水解，转化为水溶性较大的 产物，（H+起催化作用。1，4甙键断裂， 与水分子形成两个羟基，一个是自由羟 基，无还原性；另一个是半缩醛羟基， 具有还原性。 ）从而从织物上脱落下 来。1，4甙键对酸特别敏感，所以酸处 理时必须严格控制工艺。
棉纤维的其他化学性能
氧化剂对纤维素的作用 纤维素对氧化剂不稳定，一些氧化剂使 。 纤维素发生严重降解。在漂白过程中， 要选择适当的氧化剂，并严格控制工艺， 将损伤降到最低。 热对纤维素的作用 温度过高时，空气中的氧也能使纤维 氧化生成氧化纤维素，从而损伤纤维
粘胶纤维的形态结构
形态结构Hale Waihona Puke 截面：不规则锯齿状，多有皮芯结构。
铜氨氢氧化物对纤维素的作用
氢氧化铜与氨或胺的配位化合物如铜氨溶液 或铜乙二胺溶液，能使纤维素直接溶解。纤 维素在铜氨溶液和铜乙二胺溶液中，分别形 成纤维素的铜氨配位离子和铜乙二胺配位离 子。纤维素铜氨化合物受到稀无机酸作用时， 可迅速而完全地分解，并析出纤维素。在化 学纤维工业中，利用这一原理制造的再生纤 维素纤维称为铜氨人造纤维 。
8238寝室
棉纤维的结构和主要化学性能
棉纤维是最常见的，棉纤维是地 球上最丰富的和最纯净的纤维素纤维。 是迄今为止最重要和使用最广泛的单 一细胞的种子纤维。是从棉籽表皮上 细胞突起生长而成的。
棉纤维的形态结构
形态结构： 棉纤维是一个上端封闭、下端敞开的 干瘪的管状细胞，在显微镜的观察下， 成熟的棉纤维纵向呈扁平带状，并具 有天然扭曲：横截面呈腰形或耳形， 是由较薄的管状的初生胞壁、较厚的 螺旋状的次生胞壁较小的瘪缩的中空 胞壁缩构成的。
2 纺织纤维的定义及基本性能
۸ᕃᖌᳩଶࢱ
༆ࣳ۸ᕃғ30-40 ྷࣳ۸ᕃғ70-150 Ӿᳩᕃᖌғ51-65
纤维长度与工艺的关系
l 纤维长度与成纱强度的关系： ࣁٌ՜կፘݶӥ҅ᕃᖌ᩼ᳩ҅౮ᕏ୩ଶ᩼य़҅ࣁᦤכ౮
ᕏٍํӞਧ୩ଶጱڹӥ҅ᕃᖌᳩଶ᩼ᳩ҅ᕗڊᕏጱຄᴴᕡଶ ᩼ᕡҁ༆ᕃᖌ҂̶
ᳩଶᳩ҅ᕃᖌᳵ಼ݒێݳय़҅ڞᕃᖌᳵጱჶᚙሲٺ҅ᬯ ᕏᕚෙզᕃᖌෙԅԆ҅ჶᚙེԏ҅ᬯᕏጱ୩ଶीय़҅ ݶᕗᕏෙ१ሲፘଫٺ̶
ֵ҅य़ৼړᳵጱཞݻᕮํێݳಅी୵҅ے౮ෛጱᕮݳᲫ̶ ใᕚෑሲीय़ፗᛗෙ̶ Qғ๐ᅩҁใᕚኧᳩੜ᮱ړݻᳩय़᮱ړጱರᅩ҂Ҕ Aғෙᅩ̶
YG008 型复丝强力机
l 纤维长度与成纱毛羽关系：
౮ᕏጱྷᗵฎኧڊ౮ᕏᤒᶎጱᕃᖌᒒ१҅ᕃᖌࢻᒵ୵౮̶ࣁ ٌਙկፘݶఘ٭ӥ҅ᳩଶᳩጱᕃᖌ౮ᕏᤒᶎྲطჶ҅ྷᗵ ̶
l 纤维短绒率与成纱强度、条干的关系：
୮ᕃᖌᎨᕭሲय़҅౮ᕏଗݒ૧҅୩ଶӥᴳ̶ኞԾṛԾ ߝ҅ᵱᕪᬦᔜ༂զ݄ᴻᎨᕃᖌ̶
2.4.3 卷曲
2.3 纺织纤维的基本性能
① 一定的长度和长度整齐度； ② 一定的细度和细度均匀度； ③ 一定的强度和刚性； ④ 一定的延伸性和弹性； ⑤ 一定的抱合力和摩擦力； ⑥ 一定的吸湿性和染色性； ⑦ 一定的化学稳定性。
2.4 纺织纤维的主要质量指标
物理性能指标
长度 细度 比重 光泽 吸湿性 热性能 电性能 断裂强度
表示纤维拉伸性能的指标：断裂强度； 断裂伸长率；初始模量
（1）断裂强度
纤维的强度是指纤维抵抗外力破坏的能力，它在很大程度上决 定了纺织商品的耐用程度。
纺织纤维的形态及基本性质
LC
中段切断称重法示意图
• 一般棉LC=10或20m细度
2. 长纤维测试方法
• 采用周长1m在一定张力下绕取一定圈数（50圈或 100圈），达到吸湿平衡后称重计算。
3. 直径测量法
OFDA100测量仪
激光扫描纤维直径测量原理图
纤维的截面形状
一、异形化的方法
• 截面形状的非圆形化，包括轮廓波动的异形化和直径不对
称的异形化；
• 截面的中空和复合化；
中空 复 合 轮廓波动异形 粗 糙 粗 糙 多 角
d
2
复合 复 合 直径变异异形
异 形
复合 多 叶 跑 道 双 凹 单 凹
纤维截面变化的过程、类型及相互关系
纤维的截面形状
中空截面也是一种异形截面，即纤维内部空缺异 形，与前面轮廓空缺是对应的。
纤维的细度
2. 对纱线质量及纺纱工艺的影响
- 与成纱强度的关系
在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱强度越高； - 与成纱条干的关系 在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱条干越均匀； - 在保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤维可纺较
细的纱；
- 与纺纱工艺的关系 纤维越细，加工过程中容易扭结、折断而产生棉结、短 纤维。
纤维的截面形状
三、异形纤维的指标
径向异形度是异形纤维截面外接圆半径R与内切圆差 值对某一指定径向参数的百分数。
1. 相对径向异形度DR
DR R r 100 R
R r 100 R r
2
2. 平均径向异形度DM
DM
3. 理论径向异形度Dr
Dr
R r 100 r0
纤维的截面形状
纺织纤维必须具备的性质
纺织纤维必须具备的性质
纺织纤维是制做纱线的原材料,而纱线是制做面料的原材料，因此，纺织纤维（TextileFibers）必须具备其特别性质,任何一种纺织纤维，均必须具备下列各必要之性质：
一、牢度：纺织纤维必须具有相当之抗张强度，强度之最低限度可定为20千克/平方毫米或1.5克/丹奈尔（Denier）。
二、长度：纤维长度，愈长愈佳。
如长度在五毫米以下，则不易纺纱。
三、粗细：纤维愈细，纺成之纱线及织成之织物愈精致。
但若过细时，则强度随之变弱。
一般人造纤维之直径约在0.01至0.04毫米之间。
四、延展性及弹性：供制衣用者可弯曲不致折断,且能恢复原状等特性。
这些性质，皆与弹性及延展性直接有关，故纺织纤维必须具有适当之弹性及延展性。
五、胶著性：纺织纤维须具备能互相缠绕或胶著以成坚固纱线之特性，此性质大半因纤维之形状而定。
如棉纤维纤维扭曲，毛织维表面具有鳞片组织，因而易于互相缠绕而胶著。
这种性质于制造人造短纤维时，尤其重要。
六、保温性：衣服主要功能之一，为具有防寒御暑之性能，故纺织纤维必为热之不良导体。
七、耐久性：纺织纤维于织造、加工及使用时，均须承受相当程度力之作用，如无耐久之力，实无法使用。
八、不溶性：纺织纤维不但须有不溶于水的特性，即使对于肥皂水、弱碱、弱酸水等亦须不溶，因无论在织物之制成、加工过程中或制后使用时，皂水及弱碱、弱酸液，均为无法避免接触之物。
九、手感:手感柔软、乾、不粗硬。
上述九项为纺织纤维必具之特性。
如欲制造理想之织品，则更须具有易于通风透气的蕊吸性、及良好之光泽等，并须在生产时费用低廉，如此方为良好的纺织纤维。
《纺织材料学》第3版
《纺织材料学》第3版姚穆 主编第二章 纺织纤维的形态及基本性质 第五节 纤维的吸湿性一、纤维的吸湿指标 1．回潮率与含水率回潮率W ：纺织材料中所含水分重量对纺织材料干重的百分比。
含水率M ：纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿重的百分比。
式中： a G ——纺织材料湿重； 0G ——纺织材料干重。
100(%)100(%)0⨯-=⨯-=aa a G G G M G G G W2．标准回潮率——纺织材料在标准大气条件下，从吸湿达到平衡时测得的平衡回潮率。
国际标准中规定的标准大气条件为： 温度（T ）为20℃（热带为27℃）， 相对湿度（RH ）为65%，大气压力为86~106kPa ，视各国地理环境而定。
我国规定的标准大气条件为：大气压力为1个标准大气压，即101.3kPa （760mmHg 柱），并规定了温、湿度的波动范围： 一级标准：T 20±2℃，RH 65±2%； 二级标准：T 20±2℃，RH 65±3%； 三级标准：T 20±2℃，RH 65±5%；纺织材料在实验测试前需进行调湿处理，通常在标准大气条件下调湿24h 以上即可，合成纤维调湿4h以上即可。
3.公定回潮率(Wk)——贸易上为了计重和核价的需要，由国家统一规定的各种纺织材料的回潮率。
i i P W W ∑（％）＝混 混纺纱的公定回潮率其中：Wi （%）——混纺材料中第i 种纤维的公定回潮率； Pi （%）——混纺材料中第i 种纤维的干重混纺比。
4.标准重量 Gk——是纺织材料在公定回潮率时的重量。
%1%1%)1(0a k a k k W W G W G G ++⨯=+⨯= 常用纤维的标准状态下的回潮率和公定回潮率纤维种类标准回潮率（%）公定回潮率（%）原棉7~811．1苎麻（脱胶）7~812亚麻8~1112黄麻12~16（生麻），9~13（熟麻）14细羊毛15~17--洗净毛--15山羊毛--15干毛条--18.25油毛条--19桑蚕丝8~911.0粘胶纤维13~1513醋酯纤维4~77涤纶0.4~0.50.4锦纶6 3.5~0.5 4.5锦纶664．2~4.5 4.5腈纶 1.2~2.0 2.0维纶 4.5~5.05丙纶00氯纶--0氨纶--1 常用纱线的公定回潮率二.纤维的吸湿机理1.吸着水分的种类根据水分子在纤维中存在的方式不同，可分为三种：（1）吸收水——由于纤维中极性基团的极化作用而吸着的水。
纺织纤维的形态及基本性质介绍
纤维细度及不匀对纤维、纱线、织物的影响
对纤维本身
- 粗细将影响其比表面积SS，纤维的吸附性能和染色性质；
- 纤维变粗，使纤维的弯曲刚度增大，点接触面积增大， 纤维变得刚硬和触感粘涩、偏冷； - 纤维间的细度差异，会引起纤维力学性质的差异。
对纱线质量及纺纱工艺的影响
卷曲及转曲
Length
Crimp and Convolution
棉纤维纵、横截面
绵羊毛纵、横截面
大麻纤维纵、横截面
桑蚕丝纵、横截面
涤纶纤维纵、横截面
晴纶纤维纵、横截面
粘胶纤维纵、横截面
四孔中空纤维横截面
导电纤维
纤维的截面形状（Cross Section）
纤维截面形状随种类而异，天然纤维具有各自的形态，化学 纤维则可以根据要求进行异形喷丝，从而获得异形截面纤维。
Gk ——纤维在公定回潮率下的重量，称为标准重量（g） L ——纤维长度（m）
同品种纤维，Nd↑，纤维越粗.
公制支数 Nm ——常用于棉纤维
在公定回潮率下，单位重量（克）的纤维所具有的长度：
L 10000 Nm Gk N dt
Gk ——纤维在公定回潮率下的重量，称为标准重量（g） L ——纤维长度（m）
ni为第i组中纤维根数含量比 n(d)为纤维根数概率密度函数
纤维直径分布直方图及分布曲线
细度测量方法
测长称重法
B
N dt
10G nLC
A
LC
104 nLC Nm Ndt g
n为中段纤维根数， G（ g ）、g （mg）为 所称重量
LC
中段切断称重法示意图
一般棉LC=10或20mm，毛麻一般LC为20或30mm
《纺织材料学》第五版网课题库附答案
第一章：纤维的结构1.大分子中的单基结构会影响纤维的哪些的性能（ABCD）A.耐酸性B.染色性C.吸湿性D.耐光性2.初生纤维的断裂强度可以通过拉伸工序提高，这是由于结晶度得到提高。
×（拉伸工序是取向度的提高。
）3.羊毛纤维是多细胞纤维，所以不存在原纤结构。
×（只要是纤维基本具备原纤结构，但具备完整的原纤结构的只有棉、毛纤维，合成纤维都不具有完整的原纤结构）4.（识记）纺织纤维的结晶度越高，纤维力学性能越好。
×（结晶度越高，纤维力学性能是越好，但是如果过高就会力学性能变差，就会成为脆性纤维，所以不是结晶度越高越好。
）第二章：纺织纤维的形态及基本性质5.其他条件不变，纤维越细，细纱强度（）DA.没有规律B.越低C.不变D.越强6.纤维越长，纱线中的毛羽（）CA.越多B.没有规律C.越少D.没有关系（在保证纺纱具有一定强度下，纤维越长，整齐度高，则可纺纱线性好，细纱条干均匀度好，纱面表面光洁，毛羽较少。
）7.纤维和纱线的特数越高，（）AA.细度越粗B.长度越短C.细度越细D.长度越长（线密度、纤度是正相关，公制支数是负相关。
）8.纺纱工艺设计时使用主体长度。
×（纺纱工艺设计使用品质长度作为参考参数。
）第三章：植物纤维9.（1）棉纤维的长度仅取决于纤维品种。
×（纤维的化学组成、物理性质和长度大小主要取决于生长的部位和本身结构）（2）棉纤维长度较长，即使有较多短绒，也不影响纱线条干均匀度。
（只要短绒的存在就会影响条干均匀度）（3）棉纤维越细，所纺纱线越细，条干均匀度越好，但纱线强力不好。
（纤维越细，所纺纱线越细，条干均匀度越好，纱线强力也会越好，因为细纤维间抱合力大，增加纱线的断裂强力）（4）（识记）棉纤维的成熟系数大小仅与次生层厚度有关。
√（5）正常成熟时，长绒棉成熟度系数比细绒棉的成熟度系数低。
×（两种不同品种的纤维成熟度没有可比性）（6）棉纤维成熟度系数越高，纤维强力越高，有利于成纱条干均匀度。
3.纺织纤维的形态.
一．纤维的细度指标
其中最常用的是直径，因纤维很细，其单位为微米（μm）。 常用于截面接近圆形的纤维，如绵羊毛及其他动物毛、圆形截面化 学纤维等的细度表达。 对于近似圆形的纤维，其截面积计算可近似采用 :
πd A 4
2
一．纤维的细度指标
（二） 间接指标 1. 线密度：特克斯Nt (tex) （g/km）
按式（2-1）（2-2）（2-3）计算。多份试样测试后计算算术平均数、标准 差和变异系数。
长纤维传统采用周长1m(或其他标准尺寸）在一定张力下绕取一定圈 数（例如50圈或100圈，即50m或100m）吸湿平衡称重计算。
我国法定计量制的线密度单位为特克斯（tex），简称特，表示1000米长的 纺织材料在公定回潮率时的质量克数。
一段纤维的长度为L（m），公定回潮率时的重量为Gk（g），则该纤 维的细度特数Nt为：
Gk N t 1000 L
一．纤维的细度指标
由于纤维细度较细，用特数表示时数值较小，故常采用分特（dtex） 或毫特（mtex）表示纤维的细度，分特为特数的1/10，毫特为特数的 1/1000。 特克斯为定长制，同一种纤维的特数越大，则纤维越粗。
聚酰胺硼纤维
1.47
石棉纤维
2.10～2.80
一．纤维的细度指标
天然纤维由于每根纤维沿长度方向细度不匀（棉纤维、各种麻纤维中 段粗两端细； 羔羊毛纤维及鬃根端粗梢端细，成年羊毛纤维两端粗中间细）因此线 密度又区分为中段线密度和全长线密度。 陆地棉纤维全长线密度约为中段（10mm）线密度的85.75%，海岛棉的
全长线密度约为中段（10mm）线密度的91.90%。
二．纤维的细度不匀及其指标
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
粘胶纤维纵、横截面
四孔中空纤维横截面
导电纤维
纤维的截面形状（Cross Section）
纤维截面形状随种类而异，天然纤维具有各自的形态，化学 纤维则可以根据要求进行异形喷丝，从而获得异形截面纤维。
中空
复合
d2
复
复
合
异形
合
圆周波动异形
复合
直径变异异形
粗糙 多角 多叶 跑道 粗糙
双凹
单凹
纤维截面变化的过程、类型及相互关系
在公定回潮率下，9000米长的纤维所具有重量的克数。 ND90L0k0G190Ndt
Gk ——纤维在公定回潮率下的重量，称为标准重量（g） L ——纤维长度（m）
同品种纤维，Nd↑，纤维越粗.
公制支数 Nm纤维所具有的长度：
Nm
L Gk
10000 Ndt
n(d)为纤维根数概率密度函数
细度测量方法 测长称重法
10G Ndt nLC
A
Nm
104 Ndt
nLC g
n为中段纤维根数， G（ g ）、g （mg）为 所称重量
B LC
LC
中段切断称重法示意图
一般棉LC=10或20mm，毛麻一般LC为20或30mm
直径测量法
长纤维测试方法
周长1m在一定张力下绕 取一定圈数（50圈或100 圈），达到吸湿平衡后称 重计算。
特克斯 Nt（tex） ——国际标准单位
在公定回潮率下，1000米长的纤维所具有重量的克数。
Nt
1000Gk L
Ndt
1000G0k L
Gk ——纤维在公定回潮率下的重量，称为标准重量（g） L ——纤维长度（m）
同品种纤维，Ntex↑，纤维越粗 。
旦尼尔（旦数）Nd（denier） ——绢丝，化纤常用指标
细细度度不不匀匀指指标及标分及布分布
通过纤维平均直径及其离散 指标或平均线密度及其离散 指标来表示纤维细度不匀
N(d) n(d)
连续曲线
分组测量 直方图
m
d ni di
i 1
d dmanx(d)ddd dmin
d O
纤维直径分布直方图及分布曲线
m
CVd (di d)2ni d i1
ni为第i组中纤维根数含量比
Gk ——纤维在公定回潮率下的重量，称为标准重量（g） L ——纤维长度（m）
同品种纤维， Nm ↑，纤维越细.
直径细度指标与间接细度指标的换算
d
4 9 13 0N γD
1.1 8
9ND γ
410 2
Nd γ
t
11 .28ND γ
4106
1 Nmγ
11.28 Nmγ
d纤维直径（m），γ纤维密度（g/cm3）
征 吸附、超滤、功能
特殊功能
形态（Configuration）
细度 fineness
横截面 Cross Section
长度 Length
卷曲及转曲 Crimp and Convolution
棉纤维纵、横截面
绵羊毛纵、横截面
大麻纤维纵、横截面
桑蚕丝纵、横截面
涤纶纤维纵、横截面
晴纶纤维纵、横截面
- 纤维变粗，使纤维的弯曲刚度增大，点接触面积增大， 纤维变得刚硬和触感粘涩、偏冷；
- 纤维间的细度差异，会引起纤维力学性质的差异。
对纱线质量及纺纱工艺的影响
- 与成纱强度的关系 在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱强度越高；
- 与成纱条干的关系 在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱条干越均匀；
- 在保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤维可纺较细的纱；
- 与纺纱工艺的关系 纤维越细，加工过程中容易扭结、折断而产生棉结、短纤维。
对织物的影响
纤维细度与功能的关系
纤维细度种类 线密度（dtex） 直径（mm）
细旦
0.89~2.2
8.41~17.7
棉、丝型纤维 0.89~1.33
8.41~13.7
比表面积，其内所含的空气提高了热阻和保暖性能； - 中空纤维还降低了纤维密度，使纤维材料轻量化，增强纤维不透
明感
异形截面表征
相对径向异形度
Dr
R0 r R0
截面异形度
Sr
A0 Ar A0
R02R02r2
中空度：实际有效空腔截面积占有效外周界内截面积的百分数
形态（Configuration）
纺织纤维形态及基本性质
形态（Configuration）
细度 fineness
横截面 Cross Section
长度 Length
卷曲及转曲 Crimp and Convolution
纤维的细度（Fineness）
细度：指纤维的粗细程度（沿长度方向）。
由于大部分纤维截面形状不规则及中腔、缝隙、孔洞 存在而无法用直径、截面面积等指标准确表达，习惯 上用单位长度的质量（线密度）或单位质量的长度 （线密度的倒数）来表示纤维细度。
纤维细度不匀及其指标
纤维之间粗细不匀
单根纤维沿长度 方向上的粗细不匀
中端粗，两边细
纤维之间细度不匀
棉纤维：成熟度、品种、产地、生长部位等； 毛纤维：品种、年龄、生长部位、生长季节、饲养条件等； 麻纤维：生长条件、初生韧皮纤维细胞和次生韧皮细胞生长 期不同等； 蚕丝：蚕茧结构； 化学纤维线密度可控，均匀度总体较天然纤维好，但也受温 度、时间、牵伸力等因素的影响。
毛、麻型纤维 1.1~2.2
13.7～17.7
超细
0.011~0.89
3.0~11.2
皮革（特细） 0.011~0.11
0.9~4.0
极细 纳米尺度
0.0001~0.01 10-8~10-4
0.09~0.12 0.001~0.1
性能特征 柔软、均匀、高支轻薄化 柔软、均匀、高支轻薄化 柔软、均匀、高支轻薄化 吸湿、导湿、细腻、仿皮革 透汽、防水、细密、麂皮特
振动测量法：利用纤维振动频率与线密度的关系。 气流仪测量法：利用不同细度的纤维比表面积不同，测量
气流阻力间接测量纤维线密度或实心圆截面纤维的直径。
声阻仪测量法：利用不同纤维的比表面积和共振频率不同，
测量声振动的阻尼系数，折算线密度和直径。
纤维细度及不匀对纤维、纱线、织物的影响
对纤维本身
- 粗细将影响其比表面积SS，纤维的吸附性能和染色性质；
异形纤维功能
- 增加纤维的覆盖能力，提高抗起毛起球能力； - 具有优良光学性能，三角形截面表面光泽优雅，多叶形的则表面
消光，光泽柔和； - 增加纤维抱合力，使蓬松度、透气性及保暖性均提高； - 减少合成纤维蜡状感，使织物具有丝绸感，并增加染色鲜艳度； - 表面沟槽起到导汗、透湿作用； - 异形中空丝改变纤维集合体密度、热阻、孔隙率、蓬松度、刚度、