纺织材料学 (于伟东-中国纺织出版社) 纤维

1.纤维：指长宽比在103数量级以上，粗细为几微米到上百微米的柔软细长体，有连续

长丝和短纤维之分。

2.纺织纤维分类：天然纤维和化学纤维

天然纤维：由自然界直接取得的纤维（植物纤维，动物纤维，矿物纤维）

化学纤维：用天然的或合成的高聚物以及无机物为原料，经过人工加工制成的纤维状物体，通称为化学纤维（再生纤维：黏胶纤维合成纤维）

棉纤维

3.棉纤维生长分为三期：伸长期，、加厚期，转曲期

横截面：腰圆形，有空腔

纵向：呈不规则的沿长度方向不断改变的螺旋形转曲。

成熟度：纤维胞壁的加厚程度，用成熟度系数M表示

4.棉纤维的主要组成物质及化学性质

纤维素占93-95（%）

化学结构式：（C6H10O5）n，n=6000~11000

化学性质：耐碱不耐酸

二、棉纤维的分类

一）按棉花种类分

长绒棉（海岛棉）：长度：33~45mm，细度小于1.43 dtex

细绒棉（陆地棉）：长度：23~33mm，细度1.43~2.22 dtex

粗绒棉：纤维粗短，品质较差。

（二）按棉花初加工分：

1、锯齿棉：采用锯齿轧棉机轧得的原棉。特点：含杂、含短绒少

2、皮辊棉：采用皮辊轧棉机轧得的原棉。特点：含杂、含短绒多；

麻纤维

纤维分类：苎麻、亚麻、大麻、黄麻、

二、纤维形态纵向形态：纵向平直，有竖纹横节。

横向截面：苎麻：扁圆形，有中腔，胞壁上辐射状条纹。

亚麻：多角形。

主要组成物质纤维素耐碱不耐酸

三、性能：吸湿性很好（W K=12-13%）；强度高（是棉的两倍），湿强大于干强

毛纤维

一、1.羊毛的形态结构：同质毛：导向毛细，与簇生毛细度、长度差异小。质量好。

异质毛：导向毛与簇生毛细度、长度差异大，质量差。

截面形态：由表皮层、皮质层和髓质层组成。

纵向形态：表面覆盖有鳞片层

2.羊毛的性质

羊毛纤维大分子由20多种氨基酸组成，分子结构中以—CONH---基团为主价键。

羊毛化学性质：耐酸不耐碱

羊毛的特有性质：摩擦性能和缩绒性

缩绒性：当羊毛在热湿条件及化学试剂作用下，经外力揉搓，挤压，纤维发生相互间滑移，纠缠，咬合，使织物收缩形成紧密的毡片，这种现象称为缩绒。

影响缩绒的因素：内因：摩擦效应：δ↑ ，d↑ 缩绒性越强

天然卷曲：卷曲使纤维交叉穿插，有利缩绒。

回缩弹性：弹性好，有利缩绒。

二 1.蚕茧的形成：茧丝是由两根单丝平行粘合而成。中心是丝素，外包丝胶

2.横截面形态：桑蚕丝截面近似半椭圆形或三角形

纵向形态：其上有许多异状沟节

3，化学性质：耐酸不耐碱

化学纤维

化学纤维的制造（纺丝液的制备——纺丝——后加工

熔体法：条件：熔融温度＜分解温度

溶液法：条件：熔融温度＞分解温度

后加工：

初生纤维：刚从纺丝机上下来的纤维。内部结构不稳定，所以强度低、伸长大、弹性差不有纺纱价值

方法：

短纤维：集束—牵伸—上油—干燥—卷曲—切断—打包。

牵伸倍数：4-5倍，牵伸时温度大于玻璃化温度。

卷曲：增加纤维之间的抱合力。

定型：消除纤维间的内应力，改善纤维结构。

粘胶纤维

横截面：锯齿形皮芯结构。结构纵向：平直的柱状，表面有凹槽

性能：吸湿性很好（W K=13%），湿态时强度下降很大（下降50%），耐碱不耐酸

普通合成纤维

合成纤维：以煤，石油，天然气中的简单低分子为原料，经人工聚合形成大分子高聚物，经熔融或溶解形成纺丝液，然后从喷丝孔喷出凝固形成纤维，

涤纶：强度高，吸湿性很小（W K=0.4%）

锦纶：锦纶强度最高，锦纶耐磨性最强；吸湿性：比涤纶，腈纶好（W K=4.5%）；耐光性：耐光性较差。

丙纶：吸湿性差（W K=0），几乎不吸水，使用中易起静电，易起球。

氨纶：具有高弹性，染色性好，色牢度好

差别化纤维途径：1、物理改性：1）改进聚合与纺丝条件；2）异形纤维；3）复合纤

维；4）混合纤维

2、化学改性：共聚、接枝、交联、溶蚀、电镀

3、表面物理化学改性：蚀刻、活化、接枝、交联、涂覆、

第二章纤维结构特征

1.纤维结构：组成纤维的结构单元相互作用达到平衡时在空间的几何排列。

形态结构：纵横向几何形态、径向结构、表面结构、孔洞结构等

聚集态结构：晶态、非晶态、晶粒大小、取向度、侧序分布等

大分子结构：化学组成、单基结构、端基结构、聚合度、大分子构象、大分子链柔曲性等单基：构成纤维大分子的基本化学结构单元

聚合度n：构成纤维大分子的单基的数目，或一个大分子中的单基重复的次数。（n↑，纤维强力↑）

3.纺织纤维中大分子间的结合力范德华力：分子引力

氢键：大分子侧基（或部分主链上）极性基团之间的静电吸引力（如－NH2，－COOH，－OH，－CONH等）

盐式键：在部分大分子侧基上，某些成对基团之间接近时，产生能级跃迁的原子转移，从而基团间形成相互结合的化学键。如羊毛纤维大分子间的—COO----+H 3N—

共价键：大分子间的桥式侧基。如羊毛纤维大分子间的—S—S—。

结晶

结晶态—大分子有规律的相互整齐稳定地排列成具有高度的几何规整性称为结晶结构或结晶态。

结晶区：纤维大分子有规律地整齐排列的区域。

晶区特点：a.大分子链段排列规整； b.结构紧密，缝隙，孔洞较少；c.分子间结合力强。非晶态：纤维大分子无规律地紊乱排列的状态

非晶区：纤维大分子无规律地紊乱排列的区域。

非晶区特点： a.大分子链段排列混乱，无规律； b.结构松散，有较多的缝隙、孔洞； c.相互间结合力小，互相接近的基团结合力没饱和。

结晶度—结晶部分占整根纤维的百分比。

取向度：大分子链主轴排列方向与纤维轴向平行程度。

纤维的结构层次：单分子，基原纤，微原纤，原纤，巨原纤，纤维

4.棉纤维内部各层次结构表皮层：外皮，由蜡质、脂肪和果胶的混合物组成。

初生层：初生胞壁，很薄，由网状原纤组成。

次生层：S 1：次生胞壁由微原纤紧密堆砌构成。S 2：占次生层大部分，

由纤维素组成，微原纤与纤维轴成25°螺旋状排列。S 3：与S 1

结构相似。含有非纤维物质。

中腔：棉纤维生长停止后遗留下的内部空隙，有少数原生质和细胞核残余

物质。

蛋白质（1）大分子结构：基本链节：α-氨基酸剩基（2）形态结构:羊毛纤维截面由外向内分为三层：鳞片层、皮质层、髓质层

第三章纤维的形态尺寸及表征

三纤维长度指标1、主体长度：一批试样中含量最多的纤维长度。(1) 根数主体长度：纤维中根数最多的一部分纤维的长度。(2) 重量主体长度：纤维中重量最

重的一部分纤维的长度。(3) 棉的手扯长度≈主体长度。