第一章纤维的分类及介绍

2、化学纤维的分类及名称
①涤纶：指大分子链中的各链节通过酯基相连的成纤
聚合物纺制的合成纤维；
以石油、煤、 ②锦纶：指其分子主链由酰胺键连接起来的一类合成
合 天燃气及一些 纤维；
成
农副产品为原 料制成单体，
③腈纶：通常指含丙烯腈在85%以上的丙烯腈共聚物 或均聚物纤维；
纤 经化学合成为 ④丙纶：分子组成为聚丙烯的合成纤维；
高性能纤维：具有高强、高模量、耐高温或耐化学作用的纤 维；
功能或智能纤维：具有特殊功能，如抗菌、导电、屏蔽等特 征，或具有智能或自适应作用的纤维
（3）加工方式
对天然纤维，如丝光棉、精干麻、洗净毛、拉细羊毛和生丝 等。
对化学纤维，高速纺丝、牵伸丝（DTY）、预或全取向丝（ POY或FOY）、变形丝等。
（二）木棉纤维的化学组成
纤维素64%、木质素13%、灰分1.4-3.5%、水溶 性物质4.7%-9.7%、木聚糖2.3%-2.5%、蜡质 0.8%、水分8.6%。
（三）木棉纤维的主要性能
1. 密度：0.05-0.06g/cm3（未破裂）。中空度达94 ~ 95 ％，浮力好，纤维集合体在水中可以承受自重20 ~ 36倍的负荷而不会下沉。
细绒棉的M在1.5 ~ 2.0为成熟纤维，未成熟的M<1.5，过成 熟的M>2.0 ，理想的纺用棉M在2.0左右。
D、按原棉的色泽分类
1、白棉：正常成熟，为纺用棉 2、黄棉：霜黄棉。少量使用 3、灰棉：雨灰棉，棉铃开裂时由于日照不足或雨
淋，潮湿，霉变等原因造成。很少用。
棉花新品种
彩棉：一种棉纤维具有天然色彩的新型棉花。
头发、丙纶丝、动物毛发等物质 ，俗称“三丝”。
锯齿轧棉
皮辊轧棉
皮辊式与锯齿式轧棉原理比较图
C、按棉纤维的成熟度分类：
成熟度:纤维胞壁增厚的程度。
P
P
P
P
δD
未成熟
成熟
过成熟
实际形状
图1-2 棉纤维成熟度的理论几何图示
引入取值范在0~5的纤维成熟度系数M ，即指棉纤维截面 中段恢复成圆形后相应于双层壁厚与外径之比的标定值。
抗虫棉：将一种专门破坏棉铃虫消化道的Bt杀虫蛋白
基因，转到棉花中。
绿色有机棉：生产中，以有机肥、生物防治病虫害、
自然耕作管理为主，不许使用化学制品，从种子到农产 品全天然无污染生产。
天然“不皱棉花”：采用生物基因技术，将能产生PHB
（聚羟基丁酸酯）聚合物的细菌的基因，导入棉花的细 胞，生产出的棉花。
52~58 15~18 1.1~1.3 11~19 1.5~3 18 ~ 27 2 ~ 6
67~78 5.5~16.1 0.8~2.5 2.9~3.3 5.4 15 ~ 17 15 ~ 25
40.82 15.46 13.28 12.14 22.1 17 ~ 23 20 ~ 25
工艺纤维(technical fiber)
维 高聚物，纺制 ⑤维纶：聚乙烯醇在后加工中经缩甲醛处理所得的纤
的纤维
维；
⑥氯纶：分子组成为聚氯乙烯的合成纤维；
⑦其他的如乙纶、氨纶、乙氯纶及混合高聚物纤维等
2、化学纤维的分类及名称
①玻璃纤维：以玻璃为原料，拉丝成形的纤维； ②金属纤维：以金属物质制成的纤维，包括外涂塑料 以天然无机物 的金属纤维、外涂金属的高聚物纤维以及包覆金属的 无 或含碳高聚物 芯线； 机 纤维为原料， ③陶瓷纤维：以陶瓷类物质制得的纤维。如氧化铝纤 纤 经人工抽丝或 维，碳化硅纤维、多晶氧化物； 维 直接炭化制成 ④碳纤维：是指以高聚物合成纤维为原料经碳化加工 的无机纤维 制取的，纤维化学组成中碳元素占总质量90%以上的 纤维，是无机化的高聚物纤维。
3、其他分类
（1）纤维的外观形态
长度、细度
棉型（38 ~ 51mm）、毛型（64 ~ 114mm）、中长型（51 ~ 76mm）、丝型（长丝）
截面形态与分布
普通圆形、中空和异形纤维以及环状或皮芯纤维
弯曲特征
高卷曲、低卷曲、异卷曲、无卷曲
（2）性能或功能
性能差别化纤维：力、热、光、电、染色性能的差异；
木棉
(a)开裂木棉果实 (b) 纤维横截面 图1-3木棉纤维果实及纤维形态图
木棉
木棉树
（一）木棉纤维的形态结构
纵向：呈薄壁圆柱形，表面有微细凹痕，无转曲 。中段较粗，根端钝圆，梢端较细，两端封闭， 细胞未破裂时纤维呈气囊结构，破裂后呈扁带状 。
截面：为圆形或椭圆形，纤维中空度高，胞壁薄 。
纤维，如桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝、木
署蚕丝、天蚕丝、蜘蛛丝等。
矿物 纤维
从纤维状结 构的矿物岩 石获得
二氧化硅、氧化 铝、氧化铁、氧 化镁等
各类石棉，如温石棉、青石棉、蛇纹石棉 等
2、化学纤维的分类及名称
分类
定义
纤维
再生 纤维
以天然高聚 物为原料制 成浆液其化 学组成基本 不变并高纯 净化后制成 的纤维
3.纺织纤维应具备的基本性能
（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）一定的强度和模量； （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。 特种工业用纺织纤维有特殊要求
二、纤维的分类与命名
1、主要天然纤维的来源分类与名称
分类 定义
组成物质
纤维来源
①毛纤维：取自动物的毛发，由角蛋白组
成的多细胞纤维，如绵羊毛、山羊毛、骆
动物 纤维
取自于动物 的毛发或分 泌液的纤维
主要为蛋白质， 但蛋白质的化学 组成有较大差异
驼毛、驼羊毛、兔毛、牦牛毛、马海毛、 羽绒等；
②丝纤维：指由昆虫的丝腺分泌物形成的
(3)棉纤维形态特征 横截面：腰圆形有中腔； 纵 向：有天然转曲的扁平带状。
显微镜下观察到的棉纤维形态
成熟度不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的棉纤维纵向和横截面形态
棉纤维纵向形态
成熟 未成熟 过成熟
成熟 未成熟 过成熟
棉纤维横截面形态
成熟正常的棉纤维转曲最多。 未成熟棉纤维呈薄壁管状物，转曲少。 过成熟棉纤维呈棒状，转曲也少。
0.25～0.4
4.41～6.86
非洲棉（草棉） 品质与亚洲棉接近，纤维粗而短，已淘汰
细绒棉占总产量的90%，产量高。长绒棉又细又长又结实，品质好。
图1-1 不同来源棉种纤维的截面示意图
B、按棉花的初步加工分类
对纤维作用
锯齿棉
皮辊棉
剧烈，纤维损伤较大 缓和，纤维损伤小
外观形态
松散
薄片状
主体长度及整齐度 主体长度短，整齐度 主体长度长，整齐度
）
果胶 （%）
木质素 （%）
其它 （%）
单纤维细 度（µm
）
单纤维长 度(mm)
65 ~75 14 ~16 4 ~5 0.8 ~1.5 6.5 ~14 30 ~ 40 20 ~250
70 ~ 80 12 ~15 1.4 ~5.7 2.5 ~5 5.5 ~9 12 ~ 17 17 ~ 25
57 ~ 60 14 ~17 1.0 ~1.2 10 ~13 1.4 ~ 3.5 15 ~18 1.5 ~5
地淀积，螺旋方向有左旋也有右旋，在一根纤维的长度方 向反复改变，因而当棉铃裂开，纤维干涸后，胞壁产生扭 转，形成不规则的螺旋形，称为“天然转曲”。
叶和花
棉铃和吐絮
(2)棉纤维的截面结构
初生层：棉纤维伸长期形成的初生 细胞壁，由网状的原纤组成，它的 外皮是一层极薄的腊质与果胶。 次生层：棉纤维在加厚期淀积而成 的部分，几乎都是纤维素。在次生 层中以束状小纤维的形态与纤维轴 倾斜呈螺旋形，并沿纤维长度方向 有转向。 中腔：棉纤维生长停止后遗留下来 的内部空隙，中腔内留有少量原生 质和细胞核残余，对棉纤维颜色有 影响。
依来源和习惯分为天然纤维和化学纤维两类。
天然纤维：凡是自然界里原有的或从经人工种植的 植物中、人工饲养的动物毛发和分泌液中直接获取 的纤维，统称为～
化学纤维：凡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，统称为 ～
1、主要天然纤维的来源分类与名称
分类 定义 组成物质
纤维来源
植物 纤维
自植物 种子、 茎、韧 皮、叶 或果实 上获得 的纤维
纤维素，少 量木质素、 半纤维素等
①种子纤维：单细胞纤维，如棉纤维 、木棉、椰子（壳）纤维；
②韧皮纤维：如苎麻、亚麻、大麻、 黄麻、红麻、罗布麻、苘麻；
③叶纤维：如剑麻、蕉麻、菠萝叶纤 维； ④竹纤维：如竹子纤维。 附：果实纤维（木棉、椰子纤维）
（4）化学组成：
纤维素，占94 ~ 95％，其他物质5％~6％，存 在于纤维的主体层（次生层）中；
果胶和蜡质，分布于表皮初生层上，其含量 随纤维产地和品种不同；
中腔内层附有微量的色素、灰分和蛋白质， 色素决定纤维的颜色。
（5）棉纤维的特性
细长柔软，吸湿性好、耐强碱、耐有机溶剂、耐漂 白剂以及隔热耐热，可方便地进行各种染色和纺织 加工；
单纤维较长，可单纤维纺纱。 苎麻纤维的细度直接影响可纺性和柔软性，纤维愈细，可纺
支数愈高，成纱愈柔软。 头麻最细，三麻次之，二麻最粗。
苎麻麻条
亚麻 (flax)
一年生草本植物 ，用工艺纤维纺纱。 截面呈圆形和扁圆形，纵向中段粗两头细，有横节
较高
较低，短绒没法去除
除杂设备
有排杂、排僵设备 无排杂设备
轧工疵点
多，如棉结、索丝等 少，有黄根
适宜加工 产量
细绒棉 高
长绒棉 低
棉的初加工
传统的棉花初加工是指将籽棉上 的纤维（俗称衣分）与棉籽分离 的加工，也称轧花或轧棉。其得 率称为衣分率，一般为30%～ 40%，所得纤维称为皮棉或原棉 。
0第一章纤维的分类及介绍
第一节 纤维及其分类
一、纤维定义与要求 二、纤维的分类与命名
1．天然纤维 2．化学纤维 3．其他分类
一、纤维定义与要求
1.纤维：是一种细而长的物质，它的直径从几微米 到几十微米，长度则从几毫米到几十毫米甚至上千 米，长度与细度之比很大（103数量级以上）。
2.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。
A. 伸长期：棉花开花后，胚珠表皮细胞就开始隆起伸
长。胚珠受精后初生细胞继续伸长，同时细胞宽度加大， 一直达到一定的长度，为期约25-30天。
B. 加厚期：当纤维初生细胞伸长到一定长度时，就进
入加厚期，为期约25-30天，纤维素由外向里螺旋淀积最 后留有中腔。
C. 转曲期：由于纤维素是以螺旋状原纤形态一层一层
弹性和弹性恢复性较差、不耐强无机酸、易发霉、 易燃。
（6）棉的分类
A、按棉花的品种分类
类别 陆地棉（细绒棉）
平均长度 （mm）
23～33
细度（tex） 强度（cN/根）
0.15～0.2
2.94～4.41
海岛棉（长绒棉） 33～46
0.12～0.14
3.92～4.9
亚洲棉（粗绒棉） 15～24
（4）资源状态
如天然纤维中的大宗纤维和特种纤维
第二节 各类常用纤维简介
一、天然纤维素纤维（植物纤维） 1．棉
（1）棉纤维的形成
棉纤维是由胚珠（即将来的棉籽）的表皮细胞伸长加厚 而成。一个细胞就长成一根纤维，它的一端着生于棉籽 表面，另一端呈封闭状。棉籽上长满了纤维，这就称为 籽棉。棉纤维的生长可分为伸长期、加厚期和转曲期三 个时期。
①再生纤维素纤推：指用木材、棉短绒、蔗渣、麻、竹 类、海藻等天然纤维素物质制成的纤维，如粘胶纤维、 Modal纤维、铜氨纤维、竹浆纤维、醋酯纤维、Lyocell 纤维、富强纤维等； ②再生蛋白质纤维：指用酪素、大豆、花生、毛发类、 丝素、丝胶等天然蛋白质制成的，绝大部分组成仍为蛋 白质的纤维，如酪素纤维、大豆纤维、花生纤维、再生 角朊纤维、再生丝素纤维等； ③再生淀粉纤维：指用玉米、谷类淀粉物质制取的纤维 ，如聚乳酸纤维（PLA）； ④再生合成纤维：指用废弃的合成纤维原料熔融或溶解 再加工成的纤维。
2. 吸湿性：好于棉纤维，其标准回潮率为10%10.73%。
3. 耐酸性：耐酸性好，常温下稀酸、弱酸对其无影响 。
4. 耐碱性：耐碱性良好，常温下氢氧化钠溶液对其没 有影响。
5. 色泽：有白、黄和黄棕色。
2．麻
部分麻纤维的化学组成与特性
名称
苎麻 亚麻 黄麻 红麻 大麻 罗布麻
纤维素 （%）
半纤维 素（%
多个单细胞纤维由细胞间质粘合而成的纤维束。
特性：
麻纤维的吸湿性好、强度高、变形能力小，纤维以 挺爽为特征。
比棉纤维粗硬，易引起穿着中的刺痒。 耐热性好于棉纤维，当达到200℃时，纤维开始分
解。 与其他纤维素纤维相似，耐碱不耐酸。
苎麻(ramie) ：
截面：腰圆或跑道形 有中腔 纵向：无明显扭转， 有横节竖纹。