纺织材料与检测教案——纱线的结构与性能
第五章 纱线结构与性能
第五章纱线结构与性能1、名词解释：股线：两根及以上的纱经并合加捻后，称为股线混纺纱：用两种及以上不同种类纤维按不同比例所纺成的纱变形纱：重量偏差：重量不匀率：条干均匀度：捻度：捻角：捻系数：临界捻系数：捻向：捻缩：片段内不匀：片段间不匀：变异长度曲线：转移指数：2、试述纱线结构测试的几种方法、指标、优缺点。
研究纱线结构主要观察纱中纤维的空间形态，缠绕分布状态及纱线表面结构特点。
在描绘纱线结构中，常用下列指标：1、纱中纤维转移的曲线和转系系数C 2、混纺纱中纤维径向分布转移指数M 3、纤维的内外转移特征即纤维平均位置y，转移幅值均方差D/平均转移强度I 4、纤维的纺入长度（自捻纱）研究纱中纤维排列形态的方法：1、放射光投影法2、浸液（透射）投影法;3、切片法；4、X射线法；5、放射线辐射法、6高速摄影等。
3、推导公制支数（Nm）、旦（D）、特（Nt）、直径（d）之间的关系。
4、表示纱线加捻程度的指标有哪些？说明各自的含义。
选择细纱捻系数的依据是什么？加捻对纱线结构与性能有什么影响？捻度：纱线沿轴向单位长度内的捻回数。
物理概念：表示具体纱线的加捻程度。
捻系数：结合纱线细度表示加捻程度的相对指标。
特数制的捻系数为纱线公制捻度与纱线特数平方根的乘积，物理概念是表示单位粗细的纱线加捻程度。
捻系数的选择主要由原料的性质和纱线的用途来决定。
如细长纤维纺纱时捻系数可低些，经纱的捻系数应高些等。
随着捻度的提高，纱线的强度逐渐提高到某一值后开始逐渐下降，纱线的断裂伸长逐渐变大（在实际可能的捻系数范围内）；纱线的体积重量的增加是先快后慢；纱线直径的变化时逐渐缩小至某一值后开始有所增加。
5何谓纱线的临界捻系数？短纤纱与长丝纱的临界捻系数哪个大，为什么？6环锭纱、自捻纱、转杯纺纱具有怎样的结构特征？环锭纱：从整根纤维在环锭纱中的排列情况看，由于在纱线过程中，纤维反复多次发生由内到外和由外到内的转移，纱中纤维不是分层排列的，各纤维之间彼此相互挤压，缠绕联结，纱中转移纤维的螺旋线呈圆锥形较多，另一面，在短片段内，纱中纤维的排列被看成是分层的，外层纤维的向心压力，使纱的紧密度增加。
第八章 纱线结构与性能
纱线结构与性能1 纱线的分类2 纱线的细度及其检测3纱线的细度均匀度4纱线的加捻程度及结构特征5纱线的力学性质内容提要：纱线的细度指标及其计算；纱线的条干不匀率及其产生的原因、测试方法、分析；纱线的加捻程度和结构特征；纱线的强伸度。
重点难点：产生条干不匀的原因及测试分析；内外转移与径向分布；影响纱线强度的因素。
难点是变异长度曲线、波谱图、滑脱长度。
解决方法：循序渐进，充分利用基础知识。
第一节纱线的分类一、依结构和外形分：（一）、单丝（二）复丝（复合丝、复合捻丝）（三）单纱（四）股线（五）花式线（六）变形纱二、依纤维长度分（一）短纤维纱（1）棉型纱（2）中长纤维纱（3）毛型纱（二）长丝纱（三）短纤维与长丝组合纱三、依纤维种类分：（一）纯纺纱（二）混纺纱。
四、依纺纱方式分（一）传统纱（环锭纱）（1）粗梳纱（2）精梳纱（3）废纺纱（二）新型纱（1）自由端纺纱：气流纱、静电纱、尘笼纱、涡流纱等。
（2）非自由端纺纱：自捻纱、包缠纱、无捻纱等。
五、依用途分：（一）机织用纱（二）针织用纱（三）起绒用纱（四）特种纱第二节纱线的细度及其检测一、细度指标公称细度（名义细度），设计细度，实际细度。
（一）特克斯Nt股线细度的表示：单纱公称细度乘以股数来表示。
如：14×2。
若合股线中单纱细度不同，则用公称号数相加表示如（18+14）。
（二）公制支数股线的公制支数：以组成股线的单纱公制支数除以股数表示，如28/2。
（注意不同细度纱的合股）（三）旦尼尔（四）英制支数NeL—长度（码，1码=0.9144米），GK—公定重量（磅，1磅=453.6克）K—系数（纱线类型不同，其值不同，棉纱:K=840，精梳毛纱：K=560，粗梳毛纱：K=256，麻纱：K=300）。
（五）直径(mm)δ—纱线的体积重量（g/cm3）（注意混纺纱的体积重量计算）（六）细度偏差率ηη=（实际细度-名义细度）×100/名义细度二、细度测量（一）测长称重法（二）显微镜投影法第三节纱线的细度均匀度一、概念纱线的细度不匀指的是沿纱线长度方向粗细的变化程度。
11纱线的结构参数与性能指标PPT课件
第一节 纱线的细度指标
❖ 纱线的细度或粗细通常用间接指标——线密度表示。 ❖ 因为纱线中具有不同层次的缝隙和孔洞，纱线的横截面不规则并且容
易变形，纱线的线密度是纱线最重要的规格特征指标之一，它直接影 响到织物性能和外观风格，如硬挺度、纹路、光泽、耐磨性、 厚度 等。 ❖ 粗细不同的纱线，对原料、加工设备和工艺等要求不同，成本和用途 均不同。
8
第一节 纱线的细度指标
（2）混纺纱线的公定回潮率 混纺纱线的公定回潮率是所混纺纤维的公定回潮率和干燥重量下的 混纺比例的加权平均值，计算公式为：
W kW k1P 1W k2P 1 2 0 ..0 ..W .k.P nn （8-1）
式中：Wk—混纺纱的公定回潮率（%）； Wk 1，Wk2，…， Wkn—混纺纱中第1种、第2种、第n种纤维的
公定回潮率（％）； P1，P2，…，Pn —混纺纱中第1种、第2种、第n种纤维的干重
混纺百分数（％）。
9
第一节 纱线的细度指标
❖ （3）纱线的公定重量 ❖ 纱线在公定回潮率下的重量被称作公定重量，简称公重，计算公式：
Gk
Ga
100Wk 100Wa
Gk
G0
(1Wk ) 100
（8-2） （8-3）
式中：Ga—纱线的实际重量； Wk—纱线的公定回潮率（％）； Wa—纱线的实际回潮率（％）； G0—纱线的干燥重量。
❖ 对于与棉混纺的纱来说，则按混合比计算其公、英制公定回潮率来折
算其C值，如涤65/棉35纱的C值为588， 维50/棉50纱的C值为587等。
❖ 股线的英制支数以单纱支数除以合股数表示，如60s/2、80s/2等。
15
第一节 纱线的细度指标
❖ ⑷ 纤度Nd ❖ 旦尼尔数（旦数Nd ）较多地在化学纤维中应用，因此长丝纱的粗细
纱线的性能检测—纱线的力学性质
纱线的疲劳
1
纱线的蠕变
蠕变
定义：给材料一恒定外力（超过屈曲应 力），随着时间的延长，材料变形不断变 化的现象。（如图）
形成原因：随外力作用时间延长，大分 子沿外力方向伸展排列或产生相对滑移而 使伸长增加。
2
应力松弛
应力松弛
定义：给材料一定的伸长，随着 时间的延长，所需内应力逐渐下降 的现象。
1.1 断裂强力
定义：纱线能够承受的最大拉伸外力。 单位：牛顿（N）；厘牛（cN)；克力（gf) 对不同粗细的纱线，强力没有可比性。
1.2 断裂强度
定义：每特（或每旦）纱线所能承受的最大拉力。 单位：N/tex（cN/dtex）；N/den（cN/den)
ptex pden
P
Ntex P
Nden
3
纱线疲劳
疲劳
1、纺织材料在小负荷（长期作 用）反复作用下，材料的缓弹和 塑性变形不断积累，最终使材料 破坏的现象。
2、纤维经受多次加负荷、去负荷的反复作用，因为塑性变 形的累积，纤维局部损伤，形成裂痕，最后被破坏的现象。 图中oa为第一次加负荷；ab为停顿; bc为去负荷； cd为去负 荷停顿； de为第二次加负荷；od为第一次剩余变形。
荷和伸长的关系曲线。
应力-应变曲线：表示纤维在拉伸过程中的应 力和应变的关系曲线。
2.2 负荷--伸长曲线
图中：
O’→O：表示拉伸初期未能伸直的纤维由卷曲逐渐伸直
O→M（虎克区）：大分子链键长和键角的变化，外力去 除变形可回复；类似弹簧；
Q→S（屈服区）：大分子间产生相对滑移，在新的位置 上重建连接键。变形显著且不易回复，模量相应也逐 渐变小；
3
初始模量
纺织材料学课程教案
纺织材料学绪论纺织品的出现标志着人类从原始时代而进入文明社会，纺织业的飞速发展和其他科学的发展密不可分。
今天的纺织品不仅仅用于衣着，它还应用于工业、农业、军事、航天、航海、交通、医疗卫生等诸多方面。
一、特点(一) 纺织专业首门专业课，也是专业基础课。
实践性很强。
涉及面广，体系庞大。
(二) 以论述纤维、纱线、织物为主线。
（三）使纺织工程各专业课程的先修课程和基础。
二、研究内容(一) 结构与性能的关系1. 结构：纤维的结构：形成的特点，组织物质，内部大分排列形态，外观形态纱线的结构：纤维在纱中的配置和空间形态织物的结构：纱线在织物中的排列关系及本身的屈曲2. 性能：性能是结构的产物，结构决定性能工艺性能——长度、细度、卷曲……物理性能——热、光、电、吸湿……化学性能——耐腐蚀（酸碱……）机械性能——拉、弯、磨、压……服用性能——起毛起球、折皱、缩水……(二) 性能与工艺的关系原料性能是制定工艺参数的依据，工艺是产生结构的手段。
(三) 测试技术、方法与标准原料、产品的性能质量需要采用一定的测试手段和方法，使用一定的仪器，相关的指标。
三、纺织纤维的分类纺织纤维，一般必须具备两个条件：（1）具有一定的化学，物理，稳定性（固体）（2）具有一定的强度，柔曲性，可纺性，弹性和可塑性等。
（一）按来源和组成分：1、天然纤维—（1）植物纤维（天然纤维素纤维）：棉、麻（2）动物纤维（天然蛋白质纤维）：毛、蚕丝（唯一的天然长丝）（3）矿物纤维：石棉，（存在于地壳的岩层中，用于建筑和防火材料）大量用于纺织的是：棉、麻、毛、丝，这四种纤维2、化学纤维：以天然或合成高聚物为原料，经化学和机械加工而成的纤维。
（1）人造纤维（再生纤维），它以天然纤维素，蛋白质、无机物为原料加工而成。
①人造纤维素纤维：粘胶、醋酯纤维、天丝②人造蛋白质：酪素，大豆纤维③人造无机纤维：玻璃纤维，金属纤维，碳纤维，陶瓷纤维（2）合成纤维涤纶——聚酯；锦纶——聚酰胺；腈纶——聚丙烯腈；维伦——聚乙烯醇缩甲醛；丙纶——聚丙烯；氨纶——聚氨酯。
纺织材料与检测教案——纱线的结构与性能3
三大题，见作业附页
课后小结
波谱图介绍比较困难，它涉及到平行板电容相关物理知识及富里诶级数、正弦曲线等数学理论，对文科学生来说较难理解，听课的兴趣也就没有了，在这一部分内容讲解时，一是要放慢速度；二是从学生已有的专业知识为出发点，要深入浅出；三是内容不要繁琐，点到为止，能理解波谱图的含义即可。把教学重点放在波谱图的应用上，例：波谱图中出现了“山峰”及“烟囱”其相应的不匀特征。
教案
教ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ姓名
授课班级
授课形式
讲授
授课日期
2006年12月25日第十七周
授课章节名称
第九章 纱线的结构与性能
第三节 纱线的条干均匀度
教学目的
1、了解纱线条干不匀产生的原因；
2、掌握纱线条干均匀度表达指标；
3、掌握纱线条干均匀度测试方法及各种测试方法的原理及优缺点。
教学重点
1、纱线条干均匀度指标：CV%、H%；
2、黑板条干法与电容式条干均匀度仪法测试纱线条干均匀的特点及指标；
3、波谱图。
教学难点
1、电容式条干均匀度仪的工作原理；
2、波谱图的含义；
3、CV%的计算。
更新、补充、删节内容
更新：电容式条干均匀度仪工作原理；
删除：偏移率、线密度频率分布图等概念。
使用教具图表
1、电容式条干均匀度仪实物照片图；
2、黑板实物及标准样照。
第7章 纱线的结构参数与性能
定长制单位：特克斯越大，纤维越粗。
（我国法定计量单位）
1tex= 10dtex
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2．但尼尔(D)：9000米长度的纤维在公定回潮率下的重量。简称D。
计算公式如下：
D= 9000 × Gk/L 式中:
Gk—纤维重(克)，L—纤维长(米)
定长制单位：数值越大，纤维越粗。 （但尼尔习惯用于桑丝和化纤长丝的细度中） 3.公制支数(Nm)：公定回潮率下重量为1克重的纤维所具有的长度
转移。
2、径向分布与纤维性能的关系（实验中研究结果） （1）纤维长度：长的优先向内转移，短的优先向外转移。 （2）纤维细度：细的向内，粗的向外。
（3）初始模量：大的优先向内，小的向外。
（4）抗弯刚度：大的容易分布在纱的内层。 （5）截面形状：异形向外，圆形向内。 （6）摩擦系数：大的纤维分布在外层。
nX
n一般取30或50
2）变异系数（均方差系数）--反映纤维、细纱
的不匀率。
变异系数指均方差占平均数的百分率。均方 差是指各数据与平均数之差的平均数之方根。
2 ( Xi X )
C
n 1 X
*100%
3）极差系数------反映粗纱、条子不匀率。
X max X min 极差系数= X
棉纱:K=840; 精梳毛纱：K=560;
粗梳毛纱：K=256;
麻纱：K=300）。Leabharlann 定重制单位，数值愈大纤维愈细。
指标间的换算: 1) D× Nm=9000 2) tex × Nm=1000
3) tex=590.5/s
4) D=5315 / s
45D 32S/1 40S/2 5tex 18.5tex 29.5tex
纺织材料实验课第七章_纱线的基本结构参数
Gk为公定回潮率时的重量 (g)
设化纤单丝纤度为ND(f)，则由n根单丝组成的复丝 的纤度ND
ND n ND( f )
c.公制支数：适用于毛纱、毛型化纤混纺、混纺纱
Nm
L Gk
L
G0 1Wk
K G0
精梳
L（m） 50
Wk（%） 16
K
43.10
粗梳 20 15 17.39
绒线 5 15 4.34
原理：利用CCD摄取纱条的投影宽度，其结果更 接近于黑板条干法。
特点：测量分辨率高，受环境温湿度影响小。但 对较厚、松、表面多毛羽的，纱条边界的划分 存在误差。
四、不匀率指标的分析
1.不匀率指数 I I=C实际/C理论 ＞ 1
C实际——Uster仪检测的CV%值
C理论
1 n
1 CA2
2.变异－长度曲线
失控导致的纱条不匀 ② 传动机构不良造成的周期性不匀
——不匀的波长与波幅大小不变，周期 性地出现于纱条上的一种不匀（非常有 害），机械上的问题
（4）偶发不匀
人为和环境因素不良，如因接头、飞花 附着、纤维纠缠颗粒、杂质，造成的棉结 粗细节、竹节、纱疵等。
a.经常发生的疵点 ：棉结、粗节、细节 棉结：长度＜4mm，直径比纱平均值粗0.5倍以上的纱条。 粗细节：通常指粗于或细于纱条平均直径30%以上，长度为
D G0S G0N 100 G0N
公称号数：纱线名义上的号数（整数） 设计号数：纺纱工艺上的设计号数（整数或小数） 实际号数：用抽样试验方法测得的号数（有小数） 定长制：号数偏差，纤度偏差－－重量偏差 定重制；公制支数，英制支数－－支数偏差
重量偏差“＋”偏粗“－”偏细
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教师姓名ห้องสมุดไป่ตู้
授课班级
授课形式
讲授
授课日期
2006年12月18日第十六周
授课章节名称
第九章 纱线的结构与性能
第一节 纱线的分类
教学目的
1、了解纱线形成的方法；
2、掌握纱线按结构外形分、按组成纱线的纤维种类分等各种分类方法；
3、重点掌握纱线按结构外形分。
教学重点
1、精梳纱与普梳纱的特征；
2、膨体纱、变形纱的特点；
教学难点
1、混纺纱、交捻纱、混纤纱的区别；
2、假捻变形丝的生产加工；
3、染色纱与色纺纱的识别。
更新、补充、删节内容
使用教具图表
1、纺纱各工艺过程图表；
2、短纤维纱若干；
3、长丝纱若干；
4、生条与熟条若干；
5、染色纤维。
课外作业
三大题，见作业附页
课后小结
在纱线分类之前，先介绍长丝纱与短纤维纱形成的过程，采用了梳棉、并条、粗纱、细纱许多工艺流程图，比较直观有趣，有利于学生理解精梳纱与普梳纱的区别；通过染色纤维示范纺纱，帮助学生理解色纺纱与染色色的区别，利用各种新型花色线图片理解花式线的结构、特点及外观。本次理论课教学比较成功，学习气氛比较活跃，内化程度较好。以后应不断更新工艺流程图及花式线的实物及图片。