第三节 常用天然纤维的性能特征
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第一章 服装材料用纤维 第三节 常用
天然纤维的性 能特征
一、棉纤维
棉（cotton）纤维是棉花的种子纤维。
彩棉
（一）产地及种类
1、产地
世界主要产地:中国、美国、埃及、巴基斯坦、 印度等国。
中国主要产地:江苏、河北、河南、山东、湖北、 新疆等省。
2、棉纤维种类
由于品种和产地的气温和土壤等种植条件不同，棉花品质有很大差异， 通常按棉纤维的粗细、长短和强度分为三种： 长绒棉（又称海岛棉）、 细绒棉（又称陆地棉或高原棉）、粗绒棉（又称亚洲棉和非洲棉）。
湿断裂伸 长率(%)
21-29
25-50 27-33 2.0-2.4
思考：考核变形能力的指标是什么？ （2）伸长率
因断裂伸长率较低,约为3%-7%,弹性模量较高， 所以变形能力较差。
纤维
弹性模量（N／mm2）
麻（亚麻、苎麻） 棉（美棉） 羊毛 蚕丝
24500—53900 9310—12740 1274—2940 6370—11760
纤维 名称 粘胶
（普短）
棉 羊毛 蚕wk.baidu.com 苎麻
干强 (cN/dtex)
2.2-2.7
2.6-4.3 0.9-1.5 3.0-3.5 4.9-5.7
湿强 (cN/dtex)
1.2-1.8
2.9-5.6 0.7-1.4 1.9-2.5 5.1-6.8
干断裂伸 长率(%)
16-22
3-7 25-35 15-25 1.2-2.3
剩余强度（%）
100℃
130℃
20天 80天 20天 80天
92 68 38 10
70 41 24 12
62 26 12
6
73 39 -
-
90 62 44 32
82 43 21 13
100 96 95 75
100 100 91 55
7、耐光性 耐光性居中，如长时间与日光接触，纤维强 力会降低，并发硬变脆。
种类
长度
细度
（mm） （dtex）
纤维 品质
备注
长绒棉 （海岛棉）
＞33 可达60-
70 mm
细绒棉 （陆地棉）
23-33
1.18- 1.43 1.54-2
粗绒棉（亚 洲棉和非洲棉） ＜23
＞2.5
最著名的是埃及长绒棉， 优 我国新疆等地也有。用
于纺精梳棉纱（是高档 棉纺原料）
是棉花主要品种， 良 产量占世界棉纤维总产
耐日光性优劣次序大致是：
腈纶>麻>棉>毛>粘胶纤维>醋酯纤维>涤纶>锦纶> 蚕丝>丙纶。
8、纤维素的化学性质 （1）纤维素耐碱不耐酸
①纤维素纤维与酸的作用
纤维素大分子主链,在酸性下易水解，主链断裂， 大分子的聚合度降低,分子间力减弱，纤维受到损伤 或破坏。
纤维素纤维遇酸后，手感变硬，强度严重降低。
（三）性能
1、外观性能 色泽通常为白色、乳白色或淡黄色，光泽较差。
2、染色性 染色性较好,易于上染各种颜色。
梳理过的棉纤维
3、强度和伸长率 （1）强度 思考：比较棉、毛强度
①棉强力较高。 干态强力约为2.6-4.9cN/dtex， 天然纤维强度（干态）由大到小： 麻、蚕丝、棉、羊毛。 ②棉吸湿后强力稍有上升。
②纤维素与碱的作用 纤维素纤维能在碱溶液中吸收碱，吸收的碱又能用水 洗去，在此过程中，主链不断 ，纤维不损伤。
纤维素-OH+NaOH←→纤维素-ONa+H2O
碱纤维素
钠离子是一种水化程度很高的离子，当它与 棉大分子结合时，有大量的水分被带入纤维内部， 从而引起了纤维的剧烈溶胀。
③纤维素耐碱应用 Ⅰ丝光（丝光处理） （Ⅰ）丝光：棉纤维（棉纱线、织物）在常温 或低温下浸入浓度为18-25%的NaOH溶液中， 在拉力作用下（施加外力，限制其收缩），处 理0.5-1.5分钟后清洗。 则可产生强烈光泽、强度增加，改善吸湿性， 提高吸色能力，易于染色和印花性。
（ Ⅱ ）丝光处理后结构与性能的变化 a光泽提高，可获得蚕丝样光泽。 因棉纤维吸碱溶胀,直径增大,横截面由腰子形变
纤维素由碳、氢、氧三元素组成。
（3）结构特点
大分子链中含大量羟基（-OH） 使棉吸湿性较高，吸色性较好。
2、结晶度和取向度
思考：结晶度、取向度与强度的关系？麻、 棉、粘胶纤维强度？
①棉的结晶度较麻低 棉的结晶度为70%。 麻纤维结晶度为90%,
粘胶纤维结晶度为40%。 ②棉的取向度较麻低。 棉的螺旋角在30-35°左右,麻的螺旋角为6°
量的85%,我国细绒棉占 棉花栽种面积约98%。
纤维短粗，手感硬，品 差 质差，产量低。用于纺
制中低支纱 。
（二）结构及形态
1、棉纤维的化学结构
（1）组成 棉纤维主要组成物质是纤维素,表层含蜡类
物质和少量糖类物。
（2）纤维素大分子的化学结构 纤维素是天然高分子聚合物，由葡萄糖剩基组成 一单元，分子式为，（C6H10O5）n，n为聚合度,棉 的平均聚合度约2000～3000。
6、耐热性
耐热性：指织物对热作用的承受能力，即 在高温作用下，织物强度、弹性等性能不发 生变化，则耐热性好。
结论：棉耐热性较好，但不如涤纶、腈纶,却 优于麻、毛、蚕丝，接近于粘胶。处于第三 或第四位。
纤维
棉 亚麻 苎麻 蚕丝 粘胶纤维 锦纶 涤纶 腈纶
20℃ 未加 热 100 100 100 100 100 100 100 100
4、吸湿性 （1）公定回潮率8.5%，吸湿能力虽不如羊毛、麻、 蚕丝和粘胶高，但也算较好之列。
纤维 山羊绒
公定回潮率 （%）
17.0
羊毛
15.0
粘胶纤维 13.0
铜氨纤维 13.0
麻
12.0
蚕丝
11.0
棉
8.5
醋酯纤维
7.0
纤维
维纶 锦纶 腈纶 氨纶 涤纶 氯纶 丙纶
公定回潮率 （%）
5.0 4.5
左右（螺旋角越小，取向度越高）。 强度：麻＞棉＞粘胶纤维
3、棉纤维形态 思考：棉纵、横形态？ （1）形态 ①纵向有转曲，横截面为扁平或腰 圆形,中间有中腔。 ②转曲愈多，品质愈好。
思考：比较棉毛的长度与细度
（2）棉的长度比毛短 棉在23-38mm之间, 毛在60-120mm。
（3）棉的细度比毛细 棉在1.3-1.7dtex之间， 毛在3.3-5.6dtex之间。
2.0 1.0
0.4 0 0
（2）棉织物“缩水”较严重。 因此棉织物在裁剪前应预缩，以免制成
服装洗涤后尺寸变小。
5、保暖性 思考：考核保暖性的指标是什么？ 结论：棉纤维内腔充满静止空气，保暖性较好， 但不如毛、蚕丝等。
材料 棉 羊毛 蚕丝
导热系数，λ 0.071-0.073 0.052-0.055 0.05-0.055
天然纤维的性 能特征
一、棉纤维
棉（cotton）纤维是棉花的种子纤维。
彩棉
（一）产地及种类
1、产地
世界主要产地:中国、美国、埃及、巴基斯坦、 印度等国。
中国主要产地:江苏、河北、河南、山东、湖北、 新疆等省。
2、棉纤维种类
由于品种和产地的气温和土壤等种植条件不同，棉花品质有很大差异， 通常按棉纤维的粗细、长短和强度分为三种： 长绒棉（又称海岛棉）、 细绒棉（又称陆地棉或高原棉）、粗绒棉（又称亚洲棉和非洲棉）。
湿断裂伸 长率(%)
21-29
25-50 27-33 2.0-2.4
思考：考核变形能力的指标是什么？ （2）伸长率
因断裂伸长率较低,约为3%-7%,弹性模量较高， 所以变形能力较差。
纤维
弹性模量（N／mm2）
麻（亚麻、苎麻） 棉（美棉） 羊毛 蚕丝
24500—53900 9310—12740 1274—2940 6370—11760
纤维 名称 粘胶
（普短）
棉 羊毛 蚕wk.baidu.com 苎麻
干强 (cN/dtex)
2.2-2.7
2.6-4.3 0.9-1.5 3.0-3.5 4.9-5.7
湿强 (cN/dtex)
1.2-1.8
2.9-5.6 0.7-1.4 1.9-2.5 5.1-6.8
干断裂伸 长率(%)
16-22
3-7 25-35 15-25 1.2-2.3
剩余强度（%）
100℃
130℃
20天 80天 20天 80天
92 68 38 10
70 41 24 12
62 26 12
6
73 39 -
-
90 62 44 32
82 43 21 13
100 96 95 75
100 100 91 55
7、耐光性 耐光性居中，如长时间与日光接触，纤维强 力会降低，并发硬变脆。
种类
长度
细度
（mm） （dtex）
纤维 品质
备注
长绒棉 （海岛棉）
＞33 可达60-
70 mm
细绒棉 （陆地棉）
23-33
1.18- 1.43 1.54-2
粗绒棉（亚 洲棉和非洲棉） ＜23
＞2.5
最著名的是埃及长绒棉， 优 我国新疆等地也有。用
于纺精梳棉纱（是高档 棉纺原料）
是棉花主要品种， 良 产量占世界棉纤维总产
耐日光性优劣次序大致是：
腈纶>麻>棉>毛>粘胶纤维>醋酯纤维>涤纶>锦纶> 蚕丝>丙纶。
8、纤维素的化学性质 （1）纤维素耐碱不耐酸
①纤维素纤维与酸的作用
纤维素大分子主链,在酸性下易水解，主链断裂， 大分子的聚合度降低,分子间力减弱，纤维受到损伤 或破坏。
纤维素纤维遇酸后，手感变硬，强度严重降低。
（三）性能
1、外观性能 色泽通常为白色、乳白色或淡黄色，光泽较差。
2、染色性 染色性较好,易于上染各种颜色。
梳理过的棉纤维
3、强度和伸长率 （1）强度 思考：比较棉、毛强度
①棉强力较高。 干态强力约为2.6-4.9cN/dtex， 天然纤维强度（干态）由大到小： 麻、蚕丝、棉、羊毛。 ②棉吸湿后强力稍有上升。
②纤维素与碱的作用 纤维素纤维能在碱溶液中吸收碱，吸收的碱又能用水 洗去，在此过程中，主链不断 ，纤维不损伤。
纤维素-OH+NaOH←→纤维素-ONa+H2O
碱纤维素
钠离子是一种水化程度很高的离子，当它与 棉大分子结合时，有大量的水分被带入纤维内部， 从而引起了纤维的剧烈溶胀。
③纤维素耐碱应用 Ⅰ丝光（丝光处理） （Ⅰ）丝光：棉纤维（棉纱线、织物）在常温 或低温下浸入浓度为18-25%的NaOH溶液中， 在拉力作用下（施加外力，限制其收缩），处 理0.5-1.5分钟后清洗。 则可产生强烈光泽、强度增加，改善吸湿性， 提高吸色能力，易于染色和印花性。
（ Ⅱ ）丝光处理后结构与性能的变化 a光泽提高，可获得蚕丝样光泽。 因棉纤维吸碱溶胀,直径增大,横截面由腰子形变
纤维素由碳、氢、氧三元素组成。
（3）结构特点
大分子链中含大量羟基（-OH） 使棉吸湿性较高，吸色性较好。
2、结晶度和取向度
思考：结晶度、取向度与强度的关系？麻、 棉、粘胶纤维强度？
①棉的结晶度较麻低 棉的结晶度为70%。 麻纤维结晶度为90%,
粘胶纤维结晶度为40%。 ②棉的取向度较麻低。 棉的螺旋角在30-35°左右,麻的螺旋角为6°
量的85%,我国细绒棉占 棉花栽种面积约98%。
纤维短粗，手感硬，品 差 质差，产量低。用于纺
制中低支纱 。
（二）结构及形态
1、棉纤维的化学结构
（1）组成 棉纤维主要组成物质是纤维素,表层含蜡类
物质和少量糖类物。
（2）纤维素大分子的化学结构 纤维素是天然高分子聚合物，由葡萄糖剩基组成 一单元，分子式为，（C6H10O5）n，n为聚合度,棉 的平均聚合度约2000～3000。
6、耐热性
耐热性：指织物对热作用的承受能力，即 在高温作用下，织物强度、弹性等性能不发 生变化，则耐热性好。
结论：棉耐热性较好，但不如涤纶、腈纶,却 优于麻、毛、蚕丝，接近于粘胶。处于第三 或第四位。
纤维
棉 亚麻 苎麻 蚕丝 粘胶纤维 锦纶 涤纶 腈纶
20℃ 未加 热 100 100 100 100 100 100 100 100
4、吸湿性 （1）公定回潮率8.5%，吸湿能力虽不如羊毛、麻、 蚕丝和粘胶高，但也算较好之列。
纤维 山羊绒
公定回潮率 （%）
17.0
羊毛
15.0
粘胶纤维 13.0
铜氨纤维 13.0
麻
12.0
蚕丝
11.0
棉
8.5
醋酯纤维
7.0
纤维
维纶 锦纶 腈纶 氨纶 涤纶 氯纶 丙纶
公定回潮率 （%）
5.0 4.5
左右（螺旋角越小，取向度越高）。 强度：麻＞棉＞粘胶纤维
3、棉纤维形态 思考：棉纵、横形态？ （1）形态 ①纵向有转曲，横截面为扁平或腰 圆形,中间有中腔。 ②转曲愈多，品质愈好。
思考：比较棉毛的长度与细度
（2）棉的长度比毛短 棉在23-38mm之间, 毛在60-120mm。
（3）棉的细度比毛细 棉在1.3-1.7dtex之间， 毛在3.3-5.6dtex之间。
2.0 1.0
0.4 0 0
（2）棉织物“缩水”较严重。 因此棉织物在裁剪前应预缩，以免制成
服装洗涤后尺寸变小。
5、保暖性 思考：考核保暖性的指标是什么？ 结论：棉纤维内腔充满静止空气，保暖性较好， 但不如毛、蚕丝等。
材料 棉 羊毛 蚕丝
导热系数，λ 0.071-0.073 0.052-0.055 0.05-0.055