纺织材料学第六章(07).
纺织材料学基础知识课件611章节下
不回复的变形。（绝对值）
纤变形： l=l急+l缓+l塑（绝对值） ε=ε急+ε缓+ε塑 （相对值）
三种变形同时产生，所占比例受纤维的性 质、加负荷的大小、负荷的作用时间的 影响。
2.纤维的弹性
（1）定义：指纤维变形的恢复能力。 （2）常用指标：
Ntex ——纤维的特数 （tex; dtex) Nden——纤维的旦数(d)
(2)断裂应力（强度极限）
定义：指纤维单位截面上能承受的最大拉力。 单位：N/m2（帕）；N/mm2（兆帕）；kgf/mm2。 其计算式为：
σ = P/S 式中：σ——纤维的断裂应力（MPa）
P——纤维的强力（N） S——纤维的截面积（mm2）
（3）初始模量介于1—2之间的拉伸曲线 （涤纶、锦纶、蚕丝等纤维）
四．纤维拉伸断裂机理
纤维断裂原因有： 大分子主链的断裂 大分子之间的滑脱
五．影响纤维拉伸性能的因素
内因： 大分子结构（大分子的柔曲性、大分子的聚合度）； 超分子结构（取向度、结晶度）； 形态结构（裂缝孔洞缺陷、形态结构、不均一性
外因： 温湿度； 测试条件： a.试样长度：L↑，出现弱环的机会↑ b.试样根数：根数↑，折算成单纤维强度↓ c.拉伸速度：v↑，强力↑，ε↓，E↑
Rf大差—，—特纤别维是不曲易磨弯，曲其，织不物易较成挺圈爽编，织有，身耐骨磨。性 Rf小物—较—软纤糯维。易产生弯曲，易于成圈编织，其织
常用纤维Rf由大到小的次序为：
苎麻→玻纤→涤纶→富纤→腈纶→维纶→蚕丝→ 棉→锦纶→羊毛
纤维种类
长绒棉 细绒棉 苎麻 亚麻 细羊毛 粗羊毛 桑蚕丝 粘胶纤维 涤纶 锦纶6 锦纶66 腈纶 维纶 玻璃纤维
《纺织材料学》复习纲要
《纺织材料学》复习纲要第一章纤维分类、加工和发展第一节纤维及其分类Classification of fibers一、纤维定义与要求纤维: 通常是指长宽比在1000倍以上、粗细为几微米到上百微米的柔软细长体。
纺织纤维：长度达到数十毫米以上具有一定的强度、一定的可挠曲性和一定的服用性能，可以生产纺织制品的纤维。
二、纤维的分类与命名第二节各类常用纤维简介一、天然纤维素纤维Natural cellulosic fibers1．棉Cotton（1）棉纤维的组成与特征棉纤维长于棉籽上，先生长变长（增长期），后沉积变厚至成熟（加厚期）的单细胞物质。
棉纤维为多层状带中腔结构，稍端尖而封闭，中段较粗，尾端稍细而敞口，呈扁平带状，有天然的扭转，称“转曲”。
截面常态腰圆形，中腔呈干瘪状。
（2）棉的分类Cotton Classification陆地棉, 海岛棉, 粗绒棉。
三种棉纤维的比较长度(mm) 细度(tex) 强度(km)陆地棉(细绒棉)23~33 0.15~0.2 21~25海岛棉(长绒棉)33~64 0.12~0.14 >30亚洲棉(粗绒棉)15~24 0.25~0.4 12棉纺确定工艺参数时采用品质长度2.麻Bast fibers（2）苎麻Ramie苎麻为中国原产地麻纤维，称为“中国草”，也称白苎、绿苎、线麻和紫麻，为多年生宿根植物。
苎麻单纤维较长，可单纤维纺纱。
Ramie is one of the oldest vegetable fibers and has been used for thousands of years.主要产于我国的长江流域，以湖北，湖南，江西居多，印度尼西亚，巴西，菲律宾等国也有种植。
苎麻纤维品质优良，单纤维长，主要用于夏季服装面料，装饰用布等。
苎麻可每年收割三次。
（3）亚麻Flax(linen)亚麻也称鸦麻、胡麻，分纤用、油用、纤油两用三类，均为一年生草本植物，我国主要产地在黑龙江。
纺织材料学 (于伟东-中国纺织出版社)第6章
二、热对纺织材料性能的影响
（一）、两种转变和三种力学状态 1、非晶态高聚物的热机械曲线（温度—变形曲线）
玻 璃 态
玻 璃 化 转 变 区
高 弹 态
粘 弹 转 变 区
粘 流 态
lgE
玻 璃 态
玻 璃 化 转 变 区
高 弹 态
粘 弹 转 变 区
粘 流 态
温度（℃ ）
温度（℃ ）
曲线上有两个斜率突变区—玻璃化转变区、粘弹转变区。 呈现三种不同的力学状态：玻璃态、高弹态、粘流态
20天 92 70 62 73 90 82 100 100 100
80天 68 41 26 39 62 43 96 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100
（5）分解点：纤维发生化学分解时的温度。
（二）耐热性和热稳定性
耐热性：纺织纤维经热作用后力学性能的保持性 叫耐热性。 图
热稳定性：纤维在热的作用下结构形态和组成 的稳定性。
1、质量与组成的稳定性
裂解：高分子主链的断裂，导致分子量下降，材料的机械 性能恶化。
2、结构的稳定性
热作用下，纤维的聚集态结构发生变化，结晶度下降， 取向度下降。
LOI＝ VO2 VO2 V N 2 100%
LOI大，难燃；LOI小，易燃。
（2）点燃温度、燃烧时间和燃烧温度
点燃温度：纤维产生燃烧所需最低温度。 燃烧时间：纤维放入燃烧环境中，从放入到燃烧所需时间。 燃烧温度：材料燃烧时的火焰区中的最高温度值。
3、提高纤维材料难燃性的途径
阻燃整理（纯棉、化纤） 制造难燃纤维（合成纤维）
3、影响热定型效果的因素：温度、时间、张力
定型温度大于玻璃化温度，低于软化点和熔点。
《纺织材料学》教学大纲
《纺织材料学》教学大纲一、说明1、课程的性质和内容《纺织材料学》是纺织保全专业的后续课程学习所必备的专业基础课程。
本课程教学的主要目的是使学生理解各类天然纤维和化学纤维的结构及其鉴别方法，掌握各类纺织材料的基本性能，了解各种性能的影响因素，以满足学生今后工作的需要，2、课程的任务和要求本课程的任务是使学生掌握纺织材料的基本知识，为学习专业理论、掌握专业技能打好基础。
通过本课程的学习，使学生对纺织材料的认识和应用达到以下基本要求:1、掌握自然界存在的天然纤维和人工制造的纺织纤维的分类及其特征2、理解各类天然纤维和化学纤维的结构及其鉴别3、掌握各种纺织纤维的性能以及它们的区别4、掌握纱线的结构和性能5、掌握和理解织物的分类、结构和性能6、了解织物的各种性能及其影响因素7、了解纤维、纱线、织物有关性能的测试方法、仪器设备的使用8、了解纤维、纱线、织物结构因素在轻纺产品设计中的影响3.教学中应注意的问题（1）教师在讲授中要突出重点，讲清难点，加强对基本知识的教学。
特别是对有关的术语及定义，进行深入浅出的讲解，以利于学生理解和接受。
（2）在教学过程中，要贯彻启发式教学原则，充分调动学生的学习积极性，发挥他们的主体作用，努力提高教学效果。
（3）要充分运用教具、实物和各种电化教学手段，加强直观性教学的力度。
（4）要布置学生做一定量的习题，以加深对所学知识的理解和掌握。
有条件的学校，要组织学生对实际工件进行检测，以增加学生的感性认识。
二、学时分配表三、课程内容(一)课程重点与难点本课程的教学重点：纤维的结构与性能，纱线的结构，织物的结构性能及测试。
本课程的教学难点：纤维的性能表示方法及测试，纱线结构与性能之间的关系。
织物的性能及性能对产品应用的影响。
(二)课程内容第一章纺织纤维的分类及内部结构简介1. 纺织纤维的分类及常用指标简介2．纺织纤维内部结构简介第二章天然纤维1．棉纤维的形成及结构形状2．常用原棉的分类3．原棉检验第三章化学纤维1．成纤高聚物的条件2．化学纤维的制造简介3．常见化纤的特性简介第四章纺织纤维的鉴别1．手感目测法2．燃烧法3．显微镜观察法4．化学溶解法5．药品着色法第五章纺织材料的吸湿性1．吸湿指标的测试方法2．纤维吸湿机理和影响纤维回潮的因素3．纤维与纱线的公定回潮率4、吸湿对纤维性质的影响5、吸湿对纺织工艺的影响第六章纺织材料的物理性质和机械性质1．纤维的拉伸性质2．纤维摩擦与抱合3．纺织纤维的热学性质与电学性质简介第七章纱线1．纱线的分类与代号2．纱线的细度3．纱线的捻度4．纱线的品质评定第八章织物及其分类1．品等评定目的2．品等评定依据第九章织物的基本结构1．机织物的分类2．针织物的分类第十章织物的力学性质1．织物的拉伸性质2．织物的撕破性质3．织物的项破性质4．织物的耐磨性第十一章织物的其他特性1．织物的收缩性2．植物的免烫性3、织物起球起毛性及勾性第十二章织物的品质评定四、实践性教学环节要求(一)实验教学的要求1、本课程是一门既注重理论又注重实践的课程，安排了20学时的实验教学，以使学生熟练掌握各类天然纤维和化学纤维的结构及其鉴别方法。
纺织材料学——生活用功能性纤维
第三节 防紫外线纤维
紫外线（UV）是波长为200 ~ 400 nm的 电磁波。按波长范围区分，紫外线又可分为紫 外线A、B、C。到达地面的主要为紫外线A。 紫外线能促进维生素D的合成、杀菌与光合作 用。有害方面表现在损害皮肤、降低免疫功能 和不利于植物及海洋生物的发育等。紫外线遮 断纤维是在成纤聚合物中掺入防紫外线物质。 目前的防紫外线纺织品包括衬衫、运动服、工 作服、制服、窗帘以及遮阳伞等。其紫外线遮 挡率可达95%以上。
远红外纤维是低温(接近体温)下辐射远红外线， 的纤维称之为。医学领域，一般把3μm以上的 红外线作为远红外波段看待。远红外线具有增 强人体新陈代射、促进血液循环、提高免疫功 能、消炎、消肿、镇痛等作用。远红外纤维和 众多的远红外治疗仪不同，不需要热源，对时 间和场所都没有限制；远红外纤维可将保健结 合在使用中，作用时间长。
氨纶丝
聚氨酯弹性纤维最早由德国拜耳(Bayer)公 司于1937年试制成功。1958年美国杜邦公司 实现了工业化生产。最初的商品名为Spandex， 后来更名为Lycra（莱卡），意为象橡胶一样 的纤维。氨纶丝的收缩力比橡胶丝大1.8 ~ 2 倍，只要加入少量氨纶丝就能得到加入大量橡 胶丝同样的效果。氨纶不仅具有橡胶丝那样的 弹性，还具有一般纤维的特征。橡胶丝较氨纶 丝的弹性恢复速度快，价格低于氨纶丝。
第九节 空调相变纤维
空调相变纤维是指能起到调温节作用的纤维。 相转变材料在相转变过程中，温度恒定，起到缓 冲温度变化得作用。
将相转变材料加进中空纤维中，或制成微胶囊， 混入纺丝液中纺丝。
可以制作空调鞋、空调服、空调手套，也可制 成床上用品、毯子、窗帘、汽车内装饰、帐篷等。
思考题（6）
1、功能性纤维？ 2、抗静电纤维与导电纤维？ 3、阳光纤维与远红外线纤维？ 4、紫外线及利害？ 5、极限氧指数？ 6、弹性纤维的条件？ 7、空调相变纤维
纺织材料学(山东联盟)智慧树知到答案章节测试2023年青岛大学
第一章测试1.结晶度愈高，纤维弹性回复性能越好。
A:错B:对答案:A2.结晶度高的纤维，取向度也高。
A:错B:对答案:A3.利用近代测试技术，现在已能观测到纤维的大分子结构。
A:对B:错答案:B4.X射线衍射测定的纤维结构主要反映结晶区的结构。
A:错B:对答案:B5.双折射率可比较不同品种纤维的分子取向度。
A:对B:错答案:B第二章测试1.当两种纤维混纺时，混纺比的表示，我国采用A:以标准状态下调湿重量的百分数表示B:以标准重量的百分数表示C:以干燥重量的百分数表示答案:C2.吸湿主要发生在纤维内部结构中的无定形区。
A:对B:错答案:A3.根据一般规律，纤维越长，细纱强度越高。
A:错B:对答案:B4.根据一般规律，纤维越细，细纱条干越差。
A:对B:错答案:B5.回潮率低的纺织材料A:电绝缘性能好B:加工性能好C:服用性能好D:强伸性好答案:A第三章测试1.棉纤维的相对强度主要决定于A:细度B:棉花品种C:成熟度答案:B2.棉纤维耐碱不耐酸。
A:对B:错答案:A3.合纤地毯常用黄麻作底布，主要为了防静电。
A:错B:对答案:B4.棉花衣分是指皮棉重量与籽棉重量之比的百分率。
A:对B:错答案:A5.棉纤维长度主要决定于棉花品种、生产条件、轧工质量。
A:对B:错答案:A第四章测试1.羊毛纤维长度和细度间的关系，一般是A:越长越粗B:长度与细度无关C:越长越细答案:A2.一粒茧的茧丝纤度最粗的部位是A:外层茧丝B:内层茧丝C:中层茧丝答案:C3.生丝为无捻复合长丝，它由丝胶粘合而成。
A:对B:错答案:A4.羊毛经过拉伸时可将大分子从α型变成β型。
A:错B:对答案:B5.羊毛的定型性能比蚕丝好是由于羊毛有二硫键。
A:对B:错答案:A第五章测试1.下列纤维中，结晶度最低的是（）。
A:黏胶B:棉C:涤纶答案:A2.下列三种纤维，晶粒最细，耐磨最好的是____。
A:黏胶B:富纤C:强力黏胶丝答案:C3.锦纶纤维分子链柔顺，弹性回复性能好。
纺织材料学 6 无机纤维-精品文档
2019/7/26
第六章 无 机 纤 维
11
第四节 玄武岩纤维
玄武岩纤维的制备 将玄武岩在1450℃～1500℃熔融后，
通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续 纤维。
2019/7/26
第六章 无 机 纤 维
12
玄武岩纤维的特点：
1、高断裂比强度 2、在腐蚀性介质中高耐蚀性和高化学稳定性（在酸
、碱、盐溶液中）。
2.角闪石类石棉(amphibole)
2019/7/26
第六章 无 机 纤 维
3
第二节 玻璃纤维
玻璃纤维 一种性能优异的无机非金属材料。成分
为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧 化镁、氧化钠等。它是以玻璃球或废旧玻璃 为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工 艺。
2019/7/26
第六章 无 机 纤 维
2019/7/26
第六章 无 机 纤 维
19
结束
谢谢观看！
2019/7/26
谢谢你的阅读
知识就是财富 丰富你的人生
2019/7/26
第六章 无 机 纤 维
18
三、金属纤维
以金属或其他合金制成的纤维。早期采 用拉细金属丝或切割滚卷的金属箔来制造， 现已采用熔体纺丝法制取。金属纤维比重大、 质硬、不吸汗、易生锈，所以不适宜作衣着 之用。但可作室内装饰品、帷帐、挂景等。 工业上用作轮胎帘子线、带电工作服、电工 材料等。
2019/7/26
第六章 无 机 纤 维
8
碳纤维制取 ：
1）预氧化在空气中加热 2）碳化 3）石墨化
2019/7/26
第六章 无 状态分为长丝、短纤维和短切纤维；
按力学性能分为通用型和高性能型 。
纺织物理第6章
导热系数矩阵：
第二节 纤维的导热性质
3. 材料热传导中的热阻 （1）单层平壁热阻
（2）对流换热边界热阻
（4）稳态传热网络热阻
（3）接触热阻
第二节 纤维的导热性质
三、导热机理与表达 1 分子导热机理 2. 电子导热机理 3. 声子导热机理
4. 光子导热机理
第二节 纤维的导热性质
四、纤维材料的热传导机理 1. 导热机制的多重性 对于纤维高聚物而言，结构复杂、具有孔隙、大多能透光，故其导热的形式 有：分子导热、电子导热、声子导热、光子导热，以声子导热为主。 2. 晶相与非晶相的导热规律 （1）非晶体的导热系数 （2）晶体的导热系数 （3）晶相与非晶相的比例
《高等纺织材料学》
杜赵群
（东华大学纺织学院） 2013年-2014年第1学期
《高等纺织材料学》
第六章 纤维的热学性质
第一节 纤维的热力学状态与性质
一、纤维的热力学状态与转变 1. 非晶态高聚物的热力学状态与转变 三态两转变： （1）玻璃态 （2）高弹态 （3）粘流态 （4）玻璃化转变区 （5）粘弹转变区
2.动态热机械分析法(DMA）的基本原理
第四节 纤维的热分析技术
3 TMA和DMA的应用 （1）玻璃化温度 （2）高聚物松弛行为
第四节 纤维的热分析技术
四、热重分析法 1. 热重法的基本原理 2. 热重法的应用 评价物质的热稳定性。
第五节 纤维的热定形
一、纤维材料定形的一般概念 是纤维材料在温度和外力作用下发生变形，并受物理、化学处理，使 其应力松弛达到稳定。 包括：暂时性（定形在随后的使用中会消失）； 半永久性（能抵御一般轻微作用的定形，但给予激烈地处理，也会消 失）； 永久性定形（通过定性纤维结构发生变化而不能复原的定形。 二、热定形的物理原理
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表面原子像
羊毛
兔毛
• 2. 纤维表面所涉及的基本物理性质 • 纤维表面性质主要涉及人们所熟悉的摩擦 性质，；浸润性质。还有纤维表面的热学、 光学、电学性质，以及表面缺陷引起的力 学性质劣化等。
第二节 纤维的摩擦性质
• 一、 基本指标： （一）、切向阻力 (cN) F= f N= F1 + F2 （二）、摩擦系数 μ μ = F2 /N ( 静摩擦系数μs,动摩擦系数μD ) F1 （三）、抱合力 F1 f （四）、切向阻抗系数f N （五）、抱合系数h h= F1 /l (cN/mm) （六）、抱合长度Lh Lh =(F1 /Nt)· 1000 (m) Lh =F1· Nm
• 二、 影响摩擦的因素： （一）法向压力（或张力） 切向阻力的增加率不随正压力上升成等比例 增加，但切向阻力是增加的。切向阻抗系数随法 向压力的增加而下降，逐渐趋于一定值。
F aN bN F 1 c f ab/ N N
c
• （二）温、湿度 在通常情况下切向阻抗系数随温度的上升而降 低，但在90℃以上的高温情况下切向阻抗系数 却上升。 • 切向阻抗系数随相对湿度的增加而增加，出现 液态水时有一个下跳。 • （三）表面润滑剂状况 纤维表面润滑情况对摩擦力影响很大，为了减 少摩擦纤维表面常涂一些润滑剂（毛有和毛油， 化纤有化纤油剂，棉有天然棉腊等）。润滑剂 的粘滞系数和滑动速度构成对摩擦力的影响 .
dS T T0 m T1 m T0 d T+dT
R
T1 (b)绞盘法原理
F (a)绞盘法机构
• （2）抽拔法 不加压可测量纤维的抱合 力。若在纤维束侧向加一压力，则可测 纤维的切向阻力。
F0f (F f)
F = dl 单纤维 F 剪应力 F =dl l 微粘结点 d
L N (a)
第六章 纤维的表面性质
• 纤维的表面性状是构筑纤维集合体的客观 基础。 • 纤维的表面是外力，光、热辐射，电磁和 液、汽体作用的直达部位和主要载体。 • 纤维表面同时也是发生老化、破坏、产生 缺陷的主体。
• 第一节 纤维表面的内涵 • 一、表面的基本概念 • 纤维表面的表达与物理或物理化学所述表面一致， 包括表面结构、表面性质和表面状态。 • 1. 纤维表面的定义 • 所谓纤维表面是指纤维表层0.5~5nm内的组成、 结构和其亚微米尺度及其以下的表观形态。显然， 是微尺度（micro-scale），确切地说是形态亚微 米尺度（submicro-scale）、厚度纳米尺度 （nanoscale）和分子尺度（molecular scale）。
• 静摩擦力FS大于动摩擦力FD，滑动速度对
切向阻力的影响规律如图
S
大多测试段
D
流体润滑 边界润滑 O v
• 粘－滑现象 • 纤维间相对低速滑移时，会发生时而保 持不动（粘），纤维产生变形或同向移 动；时而又相对快速滑移（滑），这种 现象称为粘－滑（stick－slip）现象。
F 弹簧 下移动板 (a) v O x (b) F 上滑动块 (FS ,FD) FS FD
T=50g T=25g
101 102
• 三、 摩擦抱合的测定方法简介 具体的测量方法很多，大致可分为三类。 （1）绞盘法 测量单纤维在纤维或其他物体（如金 属的，陶瓷的，橡胶）上产生相对运动（刚开始运动 时，即静摩擦，或保持恒定速度运动时，即动摩擦） 所需的力。这类方法中最常用的是绞盘法，用欧拉公 式可计算出摩擦系数。
N
(b)
纤维抽拔法实验原理
• （3）刮动法
①, ②, ③可以互换 W W可调 ③纤维架
②刀片 ①刮杆 力传感器 移动v
刮动法测量装置原理图
粘－滑过程及摩擦力曲线
• “粘滑现象”具有下列特征： ①切向阻力值的波动范围随速度增加而 缩小即粘滑现象变小， 当滑动速度＞0.1m/min时, “粘滑现象” 消失． • ②纤维受的张力越大粘滑现象越严重。 ③纤维动、静摩擦系数差异越大，粘滑 现象越大。
100 T=75g
摩擦力 (g)
80 60 40 20 0 10-4 10-3 10-2 10-1 100 滑移速度(m/min)
• （四）表观接触面积的影响 F N A • 式中，α为与粗糙度和材料硬度相关的常数。
• （五）表面粗糙度 物理表面的粗糙程度对摩擦性状影响很 大，因为摩擦力是由于两物体间接触产 生的，所以摩擦力的大小与接触表面的 情况有关.
摩擦系数
硬体 软体
O
粗糙度r
• （六）相对滑移速度的影响
表层厚度 表面轮廓
粒子
• 2. 表面能 • 所谓表面能，又称表 面自由能，是指形成 单位面积表面所消耗 的功。
F
A
肥皂液膜
(W=F l)
l
L
W F l F E A L l L
• γ为表面张力
液体表面增大所作的功
• • •
二、纤维表面涉及的内容 纤维表面主要涉及表面结构、表面性质。 1. 纤维表面结构内涵 纤维表面结构包括要素：表面厚度、表面形态、 表面组成和表面结构。 • 表面形态是表层的外轮廓，同样是微尺度的，但 跨度较大，在原子尺度～亚微米尺度范围内，如 扫描隧道电子显微镜STM（Scanning tunneling microscope）或原子力显微镜AFM（Atomic force microscope）所看到的表面原子排列轮廓，