纺织材料学_纤维的细度
纺织材料学 2 纺织纤维的形态及基本性质
第一节 纤维的细度 第四节 纤维的卷曲与转曲 第二节 纤维的截面形状 第五节 纤维的吸湿性 第三节 纤维的长度 第六节 纤维的拉伸强度
2021/5/4
第二章 纺织纤维的形态及基本性质
纤维形态结构可以分为纤维表明形态结构和纤维内 部形态结构。表面形态结构是基于宏观尺度的研究， 而内部形态结构是基于分子或原子尺度的微观研究。 本章主要介绍纤维表面形态结构。
维粗细程度。分直接指标和间接指标。 一、纤维的细度指标 （一）直接指标 当纤维的几面接近圆形时，纤维的细度可以用直
径、截面积和周长等指标表示。通过光学显微镜 或电子显微镜观测直径d和截面积A，常用于羊毛 及其他动物毛，圆形化学纤维的细度表达。 截面积计算可近似采用下式。
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第一节 纤维的细度பைடு நூலகம்
四、纤维细度对纤维、纱线及织物的影响
纤维细度及其离散程度不仅与纤维强度、伸长度、刚性、弹性和形变 的均一性有管，而且极大的影响织物的手感、风格以及纱线和织物 的加工过程
（一）对纤维本身的影响
纤维的粗细将以你轩昂纤维的比表面积，进而影响纤维的吸附及染色 性能，纤维越细，其比表面积越大，纤维的染色性也会提高，纤维 间的细度不匀会导致纤维力学性质的差异，最终导致纤维集合体的 不匀，此外，纤维内的细度差异，会直接导致纤维的力学弱节，不 但影响外观和品质，最终影响产品的使用。
合成革（特细） ＜0.11
＜ 0.4
透气、防水、细密、麂皮特征
极细纤维
0.0001-0.1 0.09-0.12 吸附、超滤
纳米纤维
10-8-10-4
0.001-0.1 特殊功能
纤维细度测试方法
计算机辅助法测量羊毛纤维直径【项目任务】某公司送来1份羊毛纤维样品，要求测试这种纤维的细度，并出具检测报告【工作要求】1. 在学习查阅相关资料和标准的基础上，采用分组讨论的方式，制定工作计划，并写出实施方案。
2. 在教师的指导下，以小组为单位，学生在纺织检测实训室，按照标准分别用中段切断称重法和纤维细度分析仪法进行测试操作。
3．安全、规范地使用仪器及化学试剂，并做好实验场地的清洁整理工作。
4. 完成检测报告。
5. 小组互评，教师点评。
【知识要点】一、纤维细度指标细度是指纤维的粗细的程度，分直接指标和间接指标两种。
直接指标一般用纤维的直径和截面积表示。
由于纤维的截面积不规则，且不易测量，通常用直接指标表示其粗细的时候并不多，所以一般采用间接指标表示。
间接指标是以纤维的质量或长度确定，既定长或定重时纤维所具有的质量（定重值）或长度（定长值），在化学纤维工业中通常以单位长度的纤维质量，即线密度。
细度是纺织纤维的重要指标。
在其它条件相同的情况下，纤维越细，可纺纱的线密度也越细，成纱强度也越高；细纤维制成的织物较柔软，光泽较柔和。
在纺纱工艺中，用较细的纤维纺纱可降低断头率，提高生产效率，但纤维过细，易纠缠成结。
纤维和纱线的线密度指标有直接指标和间接指标两大类。
（一）直接指标纺织材料细度直接指标有直径、投影宽度和截面积、周长、比表面积。
截面直径是纤维主要的细度直接指标，它的量度单位用μm,只有当截面接近圆形时，用直径表示线密度才合适。
目前，纤维的常规试验，羊毛采用直径来表示其细度。
(一)间接指标纤维细度的间接指标有定长制和定重制。
它们是利用纤维长度和重量间的关系来间接表示纤维的细度。
1．定长制指一定长度纤维的重量。
它的数值越大，表示纤维越粗。
法定计算单位为特克斯(tex)，特克斯是指1000m 长纤维在公定回潮率时的重量克数，其计算式为：G KN tex L K1000式中：N tex——纤维线密度(tex)；L ——纤维长度(m) ；G K ——纤维公定重量(g)。
纤维表征
纤维表征一、纤维的细度1、 纤维细度是指纤维粗细的程度。
2、 纤维的细度指标有直接和间接两种。
1) 直接指标是纤维粗细的指标，一般用纤维的直径和截面积表示，适于圆形纤维。
2) 间接指标是以纤维质量或长度确定，即所具有的质量（定长制）或长度（定重制）表示，无截面形态限制。
定长制有纤度或称旦数(Den)和线密度或称特数(tex)、分特数(dtex)；定重制有公制支数。
3、 细度表征1) 分特数Ndt (dtex)我国法定的线密度单位为特克斯（tex ），简称特，表示一千米长的纤维或纱线在公定回潮率时的质量克数。
而为规范应用于纤维，采用更细的分特（dtex ）表达，即一万米长的纤维所具有的质量克数，为1/10特。
特的计算为：2) 旦数ND 旦数即旦尼尔数（Denier ），较多地用于丝和化纤长丝中，又称纤度。
是指9000米长的纤维在公定回潮率时的质量克数，即：公制支数简称支数，是指在公定回潮率时1g 纤维或纱线所具有的长度米(m)数，即：4) 直径与截面积通过光学显微镜或电子显微镜观测直径d 和截面积A ，常用于羊毛及其他动物毛，圆形化学纤维的细度表达。
由于纤维很细，以微米为单位，近似圆形的计算为纤维直径d 可用于长丝线密度的计算。
设纤维的密度为（g/cm 3），则5)1旦ASPI TM 聚酰亚胺纤维单丝的直径为 10.01 微米2旦ASPI TM 聚酰亚胺纤维单丝的直径为 14.16 微米3旦ASPI TM 聚酰亚胺纤维单丝的直径为 17.34 微米二、纤维的断裂强度1、 指纤维拉伸到断裂时产生在纤维单位截面积上的破坏力。
2、 单位转化1) g 与厘牛的转化：F=mg=0.001×9.8=0.0098N=0.98cN ，即1g=0.98cN2) D 与tex、dtex 的转化1tex=10dtex=9D3) g/D 与cN/dtex 之间的转化三、ASPI TM聚酰亚胺长丝规格480D/240f——斜线上方的数据表示长丝的纤度，一束长丝为480D；线下方的数据表示一束丝有多少根单丝。
纤维细度、成熟度、异形度的表征指标与测试
纤维细度(fiber fineness)、 成熟度(maturity)和异形度(degree of profiled cross section)测试
摘要：1、纤维细度的基本指标及细度的测试方法、原理 2、棉纤维成熟度的基本指标及测试方法 3、重点掌握纤维成熟度测试仪器的纱的公称支数除以股数来表示，如 26/2,50/2 等。 如果组成股线的单纱的支数不同，如股线中各根单纱的公制支数 N1，N2……Nn 不同时，股线的公制支数 Nm(不计捻缩)按下式计算：
3、英制支数 Ne（English yarn count） 定义：在英制公定回潮率时，一磅重的纱线所具有的长度的 840 码的 倍数。 英制支数属定重制，纱线越细，支数越高。 计算式为 N = 股线英制支数的表示方法与计算方法，和公制支数相同。 4、线密度指标的关系 （1）特数 Ntex 与英制支数 Ne N =590.5
一、纤维细度与纱线质量之间的关系 1、成纱强力（yarn strength）:其它条件相同，纤维愈细，成纱强力 高 2、纺纱支数（yarn count） ：其它条件相同，纤维愈细，可纺纱支高 3、纱条干均匀度（yarn evenness） ：纤维愈细，可纺纱条干均匀度好 二、细度表达指标 1、特克斯（tex） 定义：公定回潮率时，1000m 长的纱线的重量克数。对于棉纱线俗称 为号数。 特克斯属定长制，纱线越粗，特数越大。 设纱线试样的长度为 L(m)，在公定回潮率时的重量为 Gk(g)， 则特克斯 Ntex 的基本公式为：
股线特数=单纱特数×股数，如 14×2。 当单纱特数不同时，股线特数=单纱特数之和，如 l6+18。数。 2、公制支数 Nm（metric count）
定义：公定回潮率时，一克重的纱线(或纤维)所具有的长度的米数。 公制支数属定重型，纱线越细，支数越高。 设纱线(或纤维)的长度为 L(m)， 公定回潮率时的标准重量为 Gk(g)， 则公制支数 Nm 的基本公式为： N = 100%
纺织材料学_复习材料
纺织材料学复习材料1. 写出部分纤维的单基结构式：p8-9表：纤维素纤维、蛋白质纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维。
2. 纤维的细度指标（定义、公式）直接法：用直径、投影宽度、截面积、周长、比表面积；间接法：用长度与重量之间的关系表示。
（1）线密度 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。
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 。
（2）纤度 旦尼尔（旦数）Nd （denier ）——绢丝，化纤常用指标在公定回潮率下，9000米长的纤维所具有重量的克数。
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.（3）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：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.4.吸湿滞后现象：在同一空气条件下，纺织材料吸湿平衡回潮率比放湿平衡回潮率小的现象（或叫吸湿保守性，吸湿滞后现象）。
L 1000k t G N =LG N k dt 10000=dt k D 109L 9000G N N ==dt k m 10000L N G N ==纤维实际平衡回潮率与纤维在放湿或吸湿前的历史有关。
一般提的平衡回潮率指吸湿平衡回潮率。
产生滞后的原因：吸湿时纤维内部氢键打开，纤维间作用力被破坏，微结构单元距离被拉开。
在此基础上，当蒸汽压减少纤维进行放湿时，(1)水分子已经和较多极性基团结合，要离开必需赋予更多能量；(2)放湿时内部微孔单元已经变大，不可能完全回复到原来状态，导致纤维可以保持更多的水分。
所以纤维放湿平衡回潮率会比吸湿平衡回潮率高。
5.温度对吸湿的影响一般情况下，随空气温度提高，平衡回潮率下降；（水分子及大分子热动能增大；蒸汽压力提高）在高湿高温情况下，纤维因热膨胀，导致内部空隙增多，平衡回潮率略有增加。
纺织纤维细度测定
纺织纤维细度测定1. 简介纺织纤维的细度是指单位长度纤维的粗细程度，通常以纤维的直径或者单位长度纤维的质量来表示。
细度是纺织品物理性能的重要指标之一，对于确定纺织品的手感、外观和质量具有重要影响。
因此，准确测定纺织纤维的细度对于纺织品工业具有重要意义。
纤维细度的测定方法众多，包括光学显微镜法、显微影像分析法、纤维拉伸法、静电吸附法等。
不同的测定方法适用于不同种类的纤维，并具有各自的优缺点。
本文将介绍一种常用的纺织纤维细度测定方法——显微影像分析法。
2. 显微影像分析法原理显微影像分析法是一种通过拍摄纤维的显微图像并对图像进行分析来测定纤维细度的方法。
该方法常用的仪器设备包括光学显微镜、扫描电子显微镜等。
其原理可以概括为以下几个步骤：1.准备样品：将待测纤维样品制备成适当的形态，如纤维束、纤维薄片等。
2.获取纤维显微图像：将样品放置在显微镜下，使用合适的放大倍数拍摄纤维的显微图像。
3.图像处理：将拍摄得到的图像进行处理，包括去除杂质、增强对比度等。
4.分析测量：利用图像处理软件对处理后的图像进行分析测量，包括纤维直径、纤维长度等参数的测定。
5.统计分析：对大量的纤维图像进行测量，得到统计数据并进行分析，如平均细度、细度分布等。
3. 显微影像分析法的优缺点显微影像分析法作为纺织纤维细度测定的一种常用方法，具有以下优点：•非接触式测量：显微影像分析法不需要直接接触纤维样品，可避免由于接触过程中的力的作用导致纤维形态改变的问题。
•高精度测量：通过图像处理软件对显微图像进行分析，可以得到精确的纤维直径和长度等参数，提高了测量的精度。
•可视化分析：显微影像分析法通过拍摄纤维显微图像，使得纤维的形态和结构能够直观地展示出来，便于对样品的细度进行观察和分析。
然而，显微影像分析法也存在一些不足之处：•仪器设备要求较高：显微影像分析法需要借助光学显微镜或扫描电子显微镜等设备，而这些设备的价格相对较高，对于一些小型实验室或者个人研究者来说可能不易获得。
纺织材料学复习资料汇总(2016).
基础知识1、表示纤维细度的指标有哪些？各自的含义是什么？习惯上各表示什么纤维的细度?◆ 直径——直观，用于圆形截面的纤维。
如：羊毛；投影宽度——用于非圆形截面的纤维；截面积——测量困难；比表面积——计算值。
◆ 特克斯Tt （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，公式L G T k 1000t =，m /g 10001000k 表示多少米长，表示L G ，特、分特、毫特，10进制。
◆ 旦数（旦尼尔数）N d （den ）——在公定回潮率下，9000米长的纤维所具有重量的克数。
L G k d 1000N = ◆ 公制支数N m ——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（米），kNm G L =，g /m k 表示多少G L ； ◆ 英制支数Ne ：在公定回潮率9.89％时，一磅重的棉纱线所具有的长度是840码的倍数。
◆ 特克斯和旦数是定长制，数值越大，纤维越粗，支数是定重制，数值越大，纤维越细；◆ 结晶度纤维中晶区部分的质量或体积占纤维总质量或总体积的百分数称为结晶度，可用以下公式表示：100f 100f v v ⨯+=⨯+=ac c a c c V V V M M M ）（或）（ ，Mc 为结晶区部分的质量，Ma 为非结晶区部分的质量； 2、推导公制支数（N m ）、旦（D ）、特（N t ）、直径（d ）之间的关系。
◆ 间接细度指标间的换算关系：t d m n m t T 9 = N ，9000 = N N ，1000 = N T ⋅⋅◆ 公制支数为5500的棉纤维，合多少分特？直径为多少？)(26.12)(54.1182.003568.003568.0104d )(182.055001000010t t 3m 4t m mm T T tex N T μδδπ=⨯=⨯=⋅=≈==1.纤维:通常是指长宽比在103倍以上、粗细为几微米到上百微米的柔软细长体。
纺织材料学第三章
纺织材料学第三章
• 蚕丝本身粗细差异在总长度上较为明显， 茧外层和内层的丝较细，中间主茧层的丝 相比较粗，由于缫丝的合并，均匀性较好。
棉结、短纤维。
纺织材料学第三章
第三节 纤维的卷曲
• 一、纤维卷曲产生的原因 • 1.羊毛 • 自然卷曲。是由于内部结构中的正、偏皮质细
胞呈双边结构或偏皮芯结构或不均匀的混杂结构 所致。
• 卷曲形态差异较大，无规律性明显。 • 根据羊毛纤维卷曲的深浅（即波高），以及长
短（即波宽）不同，卷曲形状可以分为三类，
纺织材料学第三章
• 3、品质长度（右半部平均长度）Lp：比主 体长度长的那部分纤维的平均长度（是棉 纺工艺中决定罗拉隔距的重要参数）
• 4、短绒率P：长度在某一界限以下的纤维 所占的百分率（表示长度整齐度的指标）。
• 界限Ls：细绒棉 16mm、长绒棉 20mm ； 毛30mm ；苎麻 40mm
纺织材料学第三章
纺织材料学第三章
• 3、显微镜投影法
•
——常用于羊毛细度和截面为圆形纤
维的纵向投影直径的测量。
•
投影放大倍数一般为500倍，用放大
500倍的锲形卡尺测量纤维直径。
•
通常用分组计数法，计算出纤维的平
均直径和直径变异系数。
• 4 、其它方法
• 激光纤维直径测量法; 振动测量法; OFDA 法 .(P73-76)
纺织材料学第三章
二 . 表示纤维卷曲性能的指标
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• 化纤长丝的粗细不匀是工业加工中的主控 参数，因为其关系到纺丝的连续性及可控 性（或称可纺性）和后处理加工的容易性， 以及成丝质量。一般CV控制在5%以内，故 有专门的测量，如UsterIII型。但大多为 长丝束和成品测量。
• 2．细度不匀指标及分布
• （1）不匀率指标 • 根据细度的定义，细度不匀的指标合理的只能
• 1．细度不匀的概念
• （1）对天然纤维
• 天然纤维在生长过程中，因为自然环境和各方
面因素的影响，生长的纤维在粗细、形态上存在 很大的差异。同一棉包的棉纤维，因胞壁厚度、 生长部位的不同而粗细不同；同一根棉纤维还两 端细、中段粗并截面形态变化。
•
同一毛包的毛纤维，不仅纤维间因在羊体上
的生长部位不同而粗细不同（变异系数达
• 可以参照纤维长度分布的原理，表达纤
维的细度（直径）不匀，其典型分布曲线 为图3-16。纤维的平均直径，变异系数CVd 均可求得。
N(d) n(d)
连续曲线
分组测量 直方图
d O
图3-16 纤维直径分布直方图及分布曲线
• 纤维粗细的不匀会引起纱条不匀。粗纤维易产生 刺痒感；细纤维易弯曲缠绕和折钩影响纺纱加工。 而纤维内的直径偏细，则可能引起纤维的弱节。 所以分布测量就是关注偏粗、偏细纤维的含量， 尤其是细节纤维的含量。
• 应该说对纤维粗细不匀的表征，只有毛做 得较好。可能是因为其直径和直径不匀太 为重要。棉、麻、丝都未有很好的测量分 析。
•
• （2）对化学纤维 • 化纤短纤维与天然纤维一样，甚至更糟，很少
表达细度不匀。因为一方面其被认为细度均匀性 比天然纤维好（一般CVd <10%）；另一方面已有 的表征方法大多由天然纤维引出，化纤成为附带。 但这种情况将随着人们对纤维细度不匀表征技术 的发展，会得到改善。 •
• 4．直径与截面积
• 通过光学显微镜或电子显微镜观测直径d和截面积A，常用 于羊毛及其他动物毛，圆形化学纤维的细度表达。由于纤 维很细，以微米为单位，近似圆形的计算为纤维直径d可 用于长丝线密度的计算。设纤维的密度为（g/cm3），则
A d 2 4
• d 4 103 ND 11.89 ND
• 一、纤维的细度表征
• 纤维的细度指标有直接和间接两种。
• 直接指标是纤维粗细的指标，一般用纤维的直径 和截面积表示，适于圆形纤维。
• 间接指标是以纤维质量或长度确定，即所具有的 质量（定长制）或长度（定重制）表示，无截面 形态限制。定长制有纤度或称旦数(Den)和线密度 或称特数(tex)、分特数(dtex)；定重制有公制支 数。
数n。
B LC
A
LC 图3-17 中段切断称重法示意图
• LC的大小由纤维的平均长度粗略确定，一般棉LC=10或 20mm，毛麻一般LC为20或30mm，有专用的切刀，见图3-17 右图。LC太短测量精度会受影响；LC太长，纤维长度有限 制，且纤维在切刀中的伸直和平行难度增大。
是几何粗细的表达。线密度类指标（间接指标） 只能反映纤维集合体的细度总体差异，如气流仪 法、切断称重或摇取长度称重法，是纤维团间或 纤维段间的不匀。因此，直径不匀是纤维细度不 匀的最主要和有效的指标。其包括直径均方差及 变异系数CV，以及平均差及平均差系数，这在纱 线中使用。
• （2）纤维间细度不匀的分布
9 γ
γ
•
4 106 1 11.28
Nmγ Nmγ
•
4 102 Ndt 11.28 ND
γ
γ
• 可以看出纤维细度值相同时，其的直径可能不同， 即有纤维密度的影响。其间换算为
•
d1 d2
γ2 γ1
•
•
式中，下标1，2表示两种不同的纤维。
• 二、纤维细度不匀指标
• 纤维的细度不匀主要包括二层含义，一是纤维
20~35%），而且单纤维因生长季节和营养的影响
也会有明显的粗细差异（粗细差异可达3~10），
并且有截面形态的变化。
•
• 蚕丝本身粗细差异在总长度上较为明显， 茧外层和内层的丝较细，中间主茧层的丝 相比较粗，由于缫丝的合并，均匀性较好。
• 麻纤维的粗细差异更大，不仅单纤维 的粗细差异大（变异系数达30~40%），而 且工艺纤维因分离的随机性粗细差异更大。
之间的粗细不匀，一是纤维本身沿长度方向上的 粗细不匀。
• 以往的表达，较多地关注纤维间的不匀，甚至更严格地说是纤维集合 体之间的不匀，因为习惯采用的指标是平均概念的“细度”。纤维如 此细小，几乎无人去一段段地切开、称重，完成细度的测量。
• 现代光电和图像分析测量方法提供了对单 根纤维间细度（直径）不匀的测量，如光 学纤维直径分析仪(OFDA)和激光纤维直径 分析仪(SiroLan- LaserScan)。甚至可以 测量单根纤维内的直径不匀，即纤维的轮 廓，如单纤维分析仪（SIFAN）。远非过去 切断称重、气流仪等的测量，只能给出纤 维平均细度，无法给出纤维的细度不匀。
第二章 纺织纤维的形态及基本性质
本章知识点
1.纤维的细度、长度、长度分布、卷曲及拉伸强度指标 的定义
2.异形截面纤维的特征与指标。 3.纤维细度、长度指标与可纺性及纺织品性能的关系。 4.纤维的回潮率、公定回潮率以及吸湿机理，吸湿性对
性能的影响。
第一节 纤维的细度及其分布
• 纤维细度是指纤维粗细的程度。
• 旦数即旦尼尔数（Denier），较多地用于丝和
化纤长丝中，又称纤度。是指9000m长的纤维在公 定回潮率时的质量克数，即
•
•
ND
9000G k L
9 10
Ndt
• 3．公制支数Nm
• 公制支数简称支数，是指在公定回潮率时1g纤维 或纱线所具有的长度米(m)数，即
•
•
Nm
L Gk
10000 N dt
• 三、纤维细度及分布的测量方法
• 1．称重与长度的测量
• 称重与长度结合的测量，简称称重法，主要解
决纤维的线密度指标测量。有纤维中段切断的称 重和长丝摇取定长的称重。
•
中段切断称重法是将纤维理成平行伸直，无
游离纤维A和长度短于切断长度LC的纤维B（图3-
17）。然后将纤维切断称重G，并点数中段纤维根
• 1．分特数Ndt (dtex)
• 我国法定的ห้องสมุดไป่ตู้密度单位为特克斯（tex），简称
特，表示千米长的纤维或纱线在公定回潮率时的 质量克数。而为规范应用于纤维，采用更细的分 特（dtex）表达，即万米长的纤维所具有的质量 克数，为1/10特。特的计算为：
•
Nt
1000Gk L
Ndt
10000Gk L
• 2．旦数ND