《纺织材料》PPT课件.ppt

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1、纺织材料学,主讲人：李美英浙江纺织服装学院 高级实验师,绪论,一、纺织材料的定义与内容纺织材料是指纤维及纤维制品，具体表现为纤维、纱线、织物及其复合物。纺织材料的内容包括纤维及纤维集合体。纺织材料学则是纤维和纤维集合体的结构、性能及其间相互关系的学问，包括认知、表征和发展。,1、纤维发展,尽管人类可以或正在进行纤维的改变与创造，甚至在改变天然纤维，但人类至今还在许多方面不及天然纤维。,2、纱线发展,纱线，即通过加捻将短纤维连续起来，具有强度和弹性伸长特性；将长丝抱合起来，具有稳定的形态；将多根细长的纱、丝集合起来，满足使用要求，这是人类的强项。,3、织物发展,织物基本上是平面、二轴系的，为通常

2、说的经、纬交织物。非织造布和三维织物,天然纤维,植物纤维,种子纤维：棉、木棉、彩色棉等,果实纤维：椰壳纤维等,叶纤维：剑麻、蕉麻、菠萝麻、马尼拉麻等,韧皮纤维：苎麻、亚麻、大麻、荨麻、罗布麻等,动物纤维,毛发纤维：绵羊毛、山羊绒、马海毛、兔毛、牦牛绒、羊驼毛等,丝（腺分泌物)纤维：桑蚕丝、柞蚕丝、天蚕丝等,矿物纤维石棉等,纺织纤维,化学纤维,再生纤维,再生纤维素纤维：粘胶纤维、铜氨纤维、丽赛（Richcel）纤维、莫代 尔（Modal)纤维、醋酯纤维、竹浆纤维等,再生蛋白质纤维：酪素（牛奶）纤维、大豆纤维、花生纤维、仿蜘蛛丝纤维等,再生无机纤维：玻璃纤维、金属纤维、岩石纤维、矿渣纤维等,合成纤

3、维,聚酯纤维（涤纶）、聚酰胺纤维（绵纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚乙烯缩,甲醛纤维（维纶）、聚丙烯纤维（丙纶）、聚氨酯纤维（氨纶、莱卡）等,无机纤维玻璃纤维、陶瓷纤维、金属纤维等,第一章 纤维分类、加工与发展,第一节 纺织纤维的定义与分类纤维的定义纤维的基本性能纤维的分类各种纤维定义与举例,1.纤维：是一种细而长的物质，它的直径从几微米到十几微米，长度则从几毫米几十毫米甚至上千米，长度与细度之比很大。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。返回,按纤维形态结构分类,短纤维：长度为几十毫米到几百毫米的纤维长丝：长度很长（几百米到几

4、千米）的纤维薄膜纤维：高聚物薄膜经纵向拉伸、撕裂、原纤维化或切割后拉伸而制成的化学纤维异性纤维：通过非圆形的喷丝孔加工的，具有非圆形截面形状的化学纤维中空纤维：通过特殊喷死孔加工的，在纤维轴向中心具有连续管状空腔的化学纤维复合纤维：由两种及两种以聚合物或具有不同性质的同一类聚合物，经复合纺丝法制成的化学纤维超细纤维：比常规纤维细度细的多（0.4detx以下）的化学纤维,纺织纤维应具备的基本性能(1)一定的长度和整齐度；(2)一定的细度和均匀度；(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。对于特殊用途的纺织纤维

5、还应具备一些特殊的要求，如阻燃、抗菌等。返回,天然纤维：自然界生长或形成的，适用于纺织用的纤维。化学纤维：是指用天然的或合成的高聚物为原料，经过化学和机械方法加工制造出来的纤维。,第二节 纤维的加工、应用与发展,天然纤维 1 棉纤维 2 麻纤维 3 毛纤维 4 丝纤维化学纤维 1 分类 2 制造,一、天然纤维素纤维,1 棉纤维（1）了解主要产棉国（2）棉纤维的分类依据：品种和初加工；（3）棉纤维的生长发育及其品质的形成；（4）原棉纺纱性能的综合检验；（5）棉花的品质评定与分级；,三种棉纤维的比较 长度(mm)细度(tex)强度(km)陆地棉(细绒棉)2333 0.150.2 2125海岛棉(长

6、绒棉)3364 0.120.14 30亚洲棉(粗绒棉)1524 0.250.4 12优点：纤维细、长，单纤维强力好，是纺制细特纱的不可多得的原料。缺点：含糖偏高（70.3%），易产生“三缠”现象。,皮辊棉和锯齿棉的比较,棉纤维经历3个发展阶段：伸长期加厚期干涸期；影响纤维长度的因素：品种、生长条件、初加工；棉花色泽：白棉、黄棉、灰棉、彩棉；,成熟度：1、定义；2、与纤维形态、品质的关系；（成熟、过成熟、未成熟、极不成熟纤维）3、成熟度指标及测试方法；（成熟度系数；NaoH膨胀法、中腔胞壁对比法、偏振光法）,原棉纺纱性能的综合检验,（1）手感目测检验包括：纤维长度整齐度、原棉的卷曲与压缩弹性、纤

7、维强度、抱和力、柔软性、杂质疵点含量等；优点：取样多、速度快、代表性强；缺点：对检验人员要求较高、人为误差。（2）仪器检验包括：长度、细度、强度、成熟度、含水、含杂等；优点：数据比较可靠稳定；缺点：试验数量少、花费时间长。（3）单机试纺单一批量的原棉在小型纺纱机台或车间大机上进行纺纱试验；从纺纱细度、成纱强度、条干、结杂以及纺纱过程中产生的问题来最后评定该批原棉的纺纱性能；优点：可以测定单项指标检验无法包括的纤维性能；缺点：比较费时。,棉花的品质评定与分级,棉花的业务检验：4项包括长度、品级（确定棉花的价格）、含水、含杂（确定棉花的重量）。品级依据：成熟度、色泽特征、轧工质量细绒棉分七级、长绒

8、棉分五级。返回,2 麻纤维,分类初加工常见麻纤维介绍,1.分类 韧皮纤维（软质纤维）：苎麻，亚麻，黄麻，大麻，洋麻等叶纤维（硬质纤维）：剑麻，蕉麻 2麻纤维的初步加工目的：从韧皮或叶子中取出纤维；包括剥制和脱胶。脱胶的方法主要有：微生物脱胶和化学脱胶。工艺纤维：又称束纤维。亚麻、黄麻、洋麻等单纤维很短，不能采用单纤维纺纱，而是以许多植物单细胞藉胶质粘合集束的束纤维作为纺纱用纤维，称为工艺纤维。,常见麻纤维,苎麻 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。亚麻黄麻罗布麻

9、返回,二 天然蛋白质纤维,毛纤维丝纤维,毛纤维：,分类（品种）：按毛纤维的组织结构分：1、绒毛（无髓毛）细绒毛：弯曲最多，细度均匀，d30um，制造精纺呢绒，羊毛衫的 主要原料。粗绒毛：长度和细度都比较均匀，d3052.5um 2、发毛（有髓毛）细刚毛：卷曲甚少或不明显，粗直，光泽强，d52.575um；制造长毛绒织物的优良原料。粗刚毛：纤维粗直，无弯曲，长度较长，d75um；制造地毯的优良原料，手感粗硬，无卷曲，纺织利用价值低于绒毛，刚性较大，并有耐压缩弹性。3、两型毛：介于绒毛和发毛之间，或介于有髓毛和无髓毛之间的中间型羊毛。在同一根羊毛上同时具有绒毛和发毛的特征，有断断续续的髓质 层，纤

10、维有明显的粗细不匀。4、死毛：除鳞片层外，几乎全是髓质层的毛纤维。纤维粗短刚直，脆弱易断，色泽枯白，不易染色，没有纺织利用价值。,丝纤维,分类（品种）：1、家蚕丝：桑蚕丝；2、野蚕丝：柞蚕丝、蓖麻蚕丝、木薯蚕丝等。蚕的发育与蚕茧的形成（1）蚕的发育：经过卵、幼虫、蛹和成虫（蛾）四个阶段。,（2）茧的形成：由外里 分三层茧衣（外层）：蚕吐丝时，最初吐出的凌乱的丝缕，成为茧的蓬松外廓。（丝缕细，强度差，丝胶含量多，绢纺原料）茧层（中层）：茧衣里面，丝缕绕成丝圈，结构紧密，排列规则，是丝的主体。（丝较粗，强力好）蛹（内层）：吐丝将近终了时叠合成的疏松层。（丝最细，发脆，丝胶含量少，绢纺原料）蚕丝细度

11、分布不匀 外层：中层：内层1.1：1.5：0.8,蚕茧的工艺加工 剥茧选茧煮茧缫丝复整蚕丝的品质特征 光泽、悬垂性、丝鸣 返回,三、化学纤维再生纤维和普通合成纤维,分类加工,分类1,（1）按高聚物的来源分：再生纤维：是天然材料为原料的聚合物，经过化学和机械方法制成的，化学组成与原高聚物基本相同的化学纤维。合成纤维：以石油、煤、天然气及一些农副产品等低分子作为原料制成的单体后，经人工合成获得的聚合物纺制成的化学纤维。,分类2,（2）按内部组成分 聚酯纤维（PET）聚对苯二甲酸乙二酯纤维（涤纶）；聚酰胺纤维（PA）（锦纶）聚丙烯腈纤维（PAN）（腈纶）聚乙烯醇缩甲醛纤维（PVA）（维纶）聚丙烯纤维

12、（PP）（丙纶）聚氯乙烯纤维（氯纶）聚氨酯纤维（氨纶）,分类3,按形态结构分 长丝：化学纤维加工的到的连续丝条，不经过切断工序的。又分为单丝、复丝与变形丝。短纤维：化纤在后加工中切断成为各种长度规格的短纤维。异形纤维：是指经一定几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的具有特殊截面形状的化学纤维。,复合纤维：由两种及两种以上聚合物，或具有不同性质的同一聚合物，经复合纺丝法纺制成的化学纤维。分并列型、皮芯型和海岛芯等。超细纤维：指单丝线密度较小的纤维，又称微细纤维。根据线密度范围又可划分为：细特纤维(0.441.11dtex)；超细特纤维（0.0110.44dtex）,分类4,按用途分：普通纤维：特种纤维：

13、是指具有特殊的物理化学结构、功能或用途的化学纤维，其某些技术指标显著高于常规纤维。包括：1、具有特殊力学性能的纤维 2、具有特殊热学性能的纤维 3、具有化学稳定性的纤维 4、具有特殊物理性能的纤维 5、具有特殊物化性能的纤维 6、具有特殊生物性能的纤维如：耐高温纤维、耐辐射纤维、高湿高模纤维等。返回,四 改良化纤维,改良化纤维通常是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理，使性状上获得一定程度改善的纤维。,改良化纤维种类,（1）变形丝（2）异形纤维（3）复合纤维（4）超细纤维（5）高收缩纤维（6）易染色纤维（7）吸水吸湿纤维（8）混纤丝,五 功能性纤维,功能纤维是满足某种特殊要求和用途的

14、纤维，即纤维具有某特定的物理和化学性质。不仅可以被动响应和作用，甚至可以主动响应和记忆，后者更多的时候被称为智能纤维。,第三节 化学纤维的制造概述,一般经历三个过程：纺丝液的制备纺丝后加工（1）纺丝液的制备 熔体法：将高聚物加热到熔点以上，使其熔融成较稳定的粘性流动的纺丝熔体。如：涤纶、锦纶、丙纶、乙纶。原因：熔融温度分解温度 溶液法：用适当的溶剂将高聚物溶解成具有一定粘度的纺丝液。如：粘胶纤维、醋酯纤维、腈纶、氯纶、维纶。原因：熔融温度分解温度,（2）纺丝 熔体纺丝：使熔融的成纤高聚物熔体从喷丝头细孔中喷出在周围空气中（或水中）冷却凝固成丝的方法。优点：过程简单、纺丝速度高。溶液纺丝有：a.

15、湿法纺丝：纺丝液从喷丝头喷出后在液体凝固剂中固化成丝方法。例：粘胶、腈纶。特点：喷丝孔数多、速度慢。b.干法纺丝：纺丝液从喷丝头喷出后，在热空气因溶剂迅速挥发而凝固成丝的方法。例：维纶、醋酯纤维。特点：质量好、成本高、易污染环境（较少采用,（3）后加工目的：使纤维具有一定物理机械性能（强 力、伸长、抗静电、抱合力等）。初生纤维：刚从纺丝机上下来的纤维，未经过拉伸、热定型等后加工过程，内部结构不稳定。所以强度低、伸长大、弹性差，不具有纺纱价值。,第四节 纤维的应用,纤维的应用主要作为纺织材料，可以制成纱线和织物。纤维满足穿着用、装饰用和产业用纤维制品的需求。纤维可以单独使用或不同纤维的组合、混合

16、使用，也可以与其他物质或材料进行组合、复合使用。,第二章 纤维结构概述,第一节 纤维结构的概念 纺织材料的种类很多，性能各异，其根本原因在于纤维内部结构的不同，性能是结构的表现。1.研究纤维结构的目的 2.纤维结构 下一节,了解结构与性能关系，以便我们正确选择和使用纤维，更好地掌握生产条件，并提通过各种途径改变纤维结构，有效地改变性能，设计并生产具有指定性能的纤维和纺织产品。Back,纤维结构：是指组成纤维的纤维结构单元相互作用达到平衡时在空间的几何排列。,第二节 纺织纤维的大分子结构一、单基（链节）二、聚合度 n 三、纤维大分子链的内旋性、构象及柔曲性 四、链原子的类型与排列 五、大分子构型

17、,1定义：构成纤维大分子的基本化学结构单元。AAAAAA 或 A(A)nA其中：A、A端基；n聚合度。,2常用纺织纤维单基的化学组成：见下图单基的化学结构、官能团的种类决定了纤维的耐酸、耐碱、耐光、吸湿、染色性等，单基中极性官能团的数量、极性强弱对纤维的性质影响很大。例：大分子亲水基团的多少和强弱吸湿性；分子极性的强弱电学性质,1定义：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。大分子的分子量单基的分子量聚合度,2 常用纤维的n：棉、麻的聚合度很高，成千上万；羊毛 576；蚕丝 400；粘胶：300-600；一根纤维中各个大分子的n不尽相同，具有一定的分布高聚物大分子的多分散性

18、。,3聚合度与力学性质的关系：n临界值，纤维开始具有强力；n，纤维强力（n,大分子间的结合键结合能量变大）；但增加的速率减小；n至一定程度，强力趋于不变。n低时，一般来说，纤维的强度低些，湿强度也低些，脆性明显些。n的分布：希望n的分布集中些，分散度小些，这对纤维的强度，耐磨性、耐疲劳性、弹性都有好处。制造化纤时，要控制n的大小。n太小强度不好；n太大纺丝困难。返回,1.大分子链的内旋性及其构象 先以低分子链的内旋性说起：以碳链分子为例。如果分子内C-C之间是以单基相接，该单键是由电子组成的键，其电子云分布是轴向对称的。故CC单键可以以键向为轴进行内旋转运动。把三个相连的的CC键，置于直角坐标

19、中。键角为，当保持键角不变时，若l1键位于Z方向上，并以自身为轴旋转，则l2键就会在与C2相连的圆锥面移动。同时若b2键也以自身为轴旋转，则l2键在与C3相连的圆锥面上移动。,内旋性 纤维大分子内的单基之间在键长键角保持不变条件下，相邻单基可绕单键旋转的特性。构象 分子链由于围绕单键内旋转而产生的原子在空间的不同排列形式。,2.柔曲性（1）定义：指纤维大分子在一定条件下，通过内旋转或振动而形成各种形状的难易程度的特性。,（2）纤维大分子结构与柔曲性的关系：1 主链上原子链弹性好，柔曲性；2 侧链较少，柔曲性；3 主链四周侧基分布对称，柔曲性；4 侧基间（大分子间）作用力较少，柔曲性;5 温度，

20、内旋转加剧，大分子链柔曲性;,大分子柔曲性是判断高聚物弹性的主要条件之一，长链分子由于热运动而变成弯曲形状使高度柔曲性，这就是高聚物产生弹性原因。柔顺性好的纤维，受外力易变形，伸长大，弹性较好，结构不易堆砌的十分密集，但在外力作用下，易被拉伸，易形成结晶。单键的内旋转是大分子链产生柔曲性的根源。对于高聚物而言，其中的大分子链的内旋转除了受分子内原子或基团相互影响外分子间作用力也有很大影响。返回,纤维种类的不同，构成纤维的大分子主链的原子也有多种类型。从现有的主要纤维来看，大致有三种类型：,（1）碳链大分子：纤维的大分子主链都是靠相同的碳原子以共价键形式相联结的。例：乙纶、丙纶、腈纶 可塑性比较

21、好，容易成型加工，原料比较简单，成本便宜。但一般均不耐热，易燃甚至易熔。服用纤维有一定缺点。,（2）杂链大分子：大分子主链除碳原子以外，还有其它原子如氮、氧等，它们都以共价键相联结，即主链是由两种以上的原子所构成的。例：粘胶、蚕丝、涤纶、锦纶 强度较大，服用性能较好。,（3）梯形和双螺旋形大分子：此类纤维的主链不是一条单链，而是像一个“梯子”和“双股螺旋”的结构。例：碳纤维，石墨纤维有较高的强力、耐高温因为主链是双链形式。返回,1.定义：指大分子由化学键所固定的空间排列形态。这种几何形态是稳定的，只有化学键断裂，构型才能改变，即使是单基的化学组成相同，但由于结构单元的空间异构，大分子可以有不同

22、的构型，从而影响到大分子的排列形态，最终影响到纤维性质。,第三节 纺织纤维的超分子结构（聚集态结构）,一、大分子间作用力（次价键力）纤维大分子间的作用力与大分子链间的相对位置，链的形状、大分子排列的密度及链的柔曲性等有关。这种作用力使纤维中的大分子形成一种较稳定的相对位置，或较牢固的结合，使纤维具有一定的物理机械性质。,次价键力：范德华力、氢键、盐式键、化学键；四种结合力的能量大小：真正化学键盐式键氢键范德华力四种结合力的作用距离：真正化学键盐式键氢键范德华力产生原因,名称产生原因特点范德华力定向力产生于极性分子间，是由它们的永久偶极矩作用而产生的作用能量35千卡/克分子；与温度有关诱导力由相

23、邻分子间的诱导电动势产生的，产生于极性分子与非极性分子之间1.53千卡/克分子；与温度有关色散力由相邻原子上的电子云旋转引起瞬时的偶极矩而产生的。产生一切非极性分子中。0.22千卡/克分子；与温度无关氢键大分子侧基（或部分主链上）极性基团之间的静电吸引力（如NH2，COOH，OH，CONH等）能量1.310.2千卡/克分子距离2.33.2A；与温度有关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。是化学键中作用力较弱的一种，能量3050千卡/克分子化学键少数纤维的大分子之间存在着桥式侧基。能量50200千卡/克分子,分子间力的大小取决

24、于：1.单基化学组成（原子团多少、极性集团数目、极性强弱）2.聚合度3.分子间距离,二、聚集态结构 1、结晶（1）结晶态：纤维大分子有规律地整齐排列的状态。1）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.相互间结合力强，互相接近的基团结合力饱和。2)结晶度：纤维内部结晶区占整个纤维的百分率。重量结晶度：纤维内结晶区的重量占纤维总重量的百分率。体积结晶度：纤维内结晶区的体积占纤维总体积的百分率。,结晶度对纤维结构与性能的影响：结晶度 纤维的拉伸强度、初始模量、硬度、尺寸稳定性、密度；纤维的吸湿性、染料吸着性、润胀性、柔软性、化学活

25、泼性。结晶度 纤维吸湿性；容易染色；拉伸强度较小，变形较大，纤维较柔软，耐冲击性，弹性有所改善，密度较小，化学反应性比较活泼。,（2）非晶态：纤维大分子无规律地乱排列的状态。1）非晶区：纤维大分子无规律地乱排列的区域。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。,2、取向度（1）定义：指大分子或链段等各种不同结构单元包括微晶体沿纤维轴规则排列程度。（2）取向度与纤维性能间的关系：取向度大大分子可能承受的轴向拉力也大，拉伸强度较大，伸长较小，模量较高，光泽较好，各向异性明显 结晶与取向是两个概念，结晶度大不一定取向

26、度高，取向应包括微晶体的取向。除了卷绕丝，一般说来，结晶度高，取向度也高。,第四节 纤维的形态结构 研究纤维形态结构的意义 影响纤维的形态的因素,1.形态结构与 纤维性质 密切相关纤维性质包括：抱合力、可纺性、摩擦性能、粘合性、光泽、手感、保暖性、吸湿性等。形态结构是鉴别纤维的方法之一,影响纤维的形态的因素,1.天然纤维的形态由品种决定2.化学纤维的形态由喷丝孔形状、纺丝方法决定,第七章 常用纤维的结构与性质,第一节 纤维素纤维（棉、麻、粘胶）一.结构 1.大分子结构（1）化学组成 纤维素（C、H、O组成）伴生物棉：蜡质、糖粉、果胶、灰分，占5%左右 麻：比棉含量要高（各种麻不同）粘胶：无,（

27、2）单基,特征基团有：氧六环；6个-OH；氧桥O 单基连接方式：1-4甙键连接，在空间转180，大分子内有氢键。（3）空间形态：椅式结构,2.超分子结构 大分子间作用力：强大的氢键力，还有范德华力。结晶度：棉是6070%左右；麻70%；粘胶是3040%取向度：棉是2030；麻是78；粘胶看抽伸倍数，可人为控制，普通粘纤30左右。缝隙空洞：棉较小；粘纤较大,3.形态结构 棉：腰圆形，有中腔，扁平带状，有天然转曲。苎麻：腰圆形，有中腔裂缝。粘胶：纵向有构槽，截面呈锯齿形，有皮芯层。,二、性质机械性质,3.耐酸碱性与酸作用氧桥断裂，氧化裂解；（酸对纤维素大分子中甙键的水解起催化作用，使聚合度下降，不

28、耐硫酸、盐酸等）与碱作用形成碱纤维素。4.其它 易燃烧，不熔融，150分解；棉、麻易霉；,*粘胶另有品种：富纤、强力粘胶。*醋酯纤维（acetate)纤维素+醋酐醋酸酯纺丝成纤维 OH被COOCH3取代；截面呈梅花状，无皮芯结构；强力较小，伸长较大，柔软，弹性比粘胶好。*丝光棉 丝光通常是指棉织品（纱、布）在紧张状态下经浓碱液(NaOH 或液氨)处理，以获得持久的光泽，并提高对染料吸附能力的加工过程。丝光后的结构变化：天然转曲消失成为棒状；无定形区有所增加，结晶区有所下降；取向度视张力变化而定。性能变化：光泽、染色性改善；强力增大，延伸度下降；化学性能活泼。,第二节 天然蛋白质纤维 一.结构

29、1.大分子结构（1）化学组成羊毛：蛋白质角朊；C、H、O、N、S元素组成。丝：蛋白质丝素（70-80%），少量丝胶（20-30%）；C、H、O、N元素组成。*柞蚕丝丝素85%（2）单基 R侧基羊毛：多、复杂，约25种氨基酸；蚕丝：少、简单，约18种氨基酸。（3）空间形态：羊毛的稳定结构是型，型加外力型，型去外力型；蚕丝的稳定结构是。,、,2.超分子结构 分子间力羊毛：范德华力、盐式键、氢键、硫键力；蚕丝：范德华力、盐式键、氢键 结晶、取向羊毛的结晶度、取向度低，而蚕丝的较大。,3.形态结构：羊毛由鳞片层、皮质层、髓质层组成。,（1）鳞片层：作用 保护纤维，使羊毛内层组织不受外界的生物、化学、机

30、械等作用；由于鳞片具有方向性，形成差微摩擦效应。鳞片形状：环状、瓦状、龟裂状 2)皮质层：羊毛纤维的主体，占90%左右。皮质细胞：正皮质结构疏松；偏皮质（副皮质）结构紧密；双边结构：细羊毛的正副皮质细胞（结构与性能不同）分布于纤维的两侧，并在长度方向上不断转换位置，正皮质一般在纤维卷曲处的外侧;副皮质处于卷曲的内侧，使羊毛具有天然卷曲。3)髓质层：存在于粗羊毛中；羊毛越粗，中腔髓质层的比例越大，羊毛品质越低。缩绒性：羊毛在湿热及化学试剂作用下，经机械外力反复挤压，纤维集合体逐 渐收缩紧密，并相互穿插，纠缠，交编毡化。这一性能称之。利：缩绒使毛织物有独特的风格；弊：缩绒使毛织物的尺寸稳定性变差（

31、洗涤后易收缩，变形）；影响穿着的舒适性与美观（起毛起球）,蚕丝：丝素外包有丝胶；纵向平滑，截面为不规则三角形。,2.性质,第三节 化学纤维,涤纶锦纶腈纶维纶丙纶氨纶,1结构大分子结构：,特征基团有：苯环具有刚性和惰性；酯基-COO-弱极性基团；脂肪基柔性基团。大分子无卷曲，基本上书带曲折状的直链超分子结构：大分子间主要是靠范德华力；结晶度较大，取向度也较高。,2性质（1）机械性质 断裂强度较高，伸长率大；初始模量高；弹性回复性好；织物挺括，耐磨性较好，尺寸稳定性较好。（2）吸湿染色差 W=0.4%；不能采用常温染色。易起静电，耐污性差。（3）热学性质 熔点高，达255-265；耐热性和热稳定性

32、好（4）光学性质 耐光性好，仅次于腈纶（5）耐酸不耐强碱，不霉不蛀（6）密度：1.38 g/cm3 Back,2.性质（1）机械性质 断裂强度、屈曲强度较高，伸长大；初始模量较低，断裂功大；弹性好，耐磨性好，织物的保形性和挺括性较差。（2）吸湿染色性 W=4.5%，比涤纶好（3）热学性质 耐热性差；安全使用温度：低于93C（锦纶6），低于130C（锦纶66）；熔点：215C（锦纶6），250C（锦纶66）（4）耐光性差（5）耐碱不耐酸（6）密度较小：1.14 g/cm3 Back,第一单体：丙烯腈（超过85%）第二单体：丙烯酸甲酯、甲醛丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等第三单体：引入一定量带有酸性或碱性

33、亲染料的基团,1.结构准结晶结构2.性质 强度较低，伸长较大；初始模量：E锦纶E腈纶E涤纶；弹性：比棉、麻、粘胶好，但比羊毛、涤纶、锦纶差；染色性较好；没有明显的熔点，不会产生熔孔现象；耐光性特别好；耐酸也耐碱；密度较小：1.17g/cm3 Back,1.结构：皮芯层结构，截面形状：浓度30%，哑铃状；浓度40%，圆形；大分子主链呈平面锯齿形。2.性质 机械性质：强度较高，伸长率不大，初始模量比涤纶低，弹性较差，耐磨性较好。吸湿染色性：W=5.0%,在合纤中，吸湿性居于首位;染色性不好，色泽不鲜艳 热学性质：耐干热稳定性较好，耐热水性较差。耐碱不耐强酸；耐光性、耐腐蚀性较好；热传导系数低，保暖

34、性较好；,1.结构 分子间不存在强的化学结合力。等规聚丙烯分子量相当高，具有较高的立体规整性，易结晶。2.性质 机械性质：强度较高，伸长率较大，初始模量不高，弹性很好，耐磨性好。吸湿染色性：吸湿性、染色性很差 热学性质：熔点低，耐湿热不耐干热 耐光性特别差，易老化 化学稳定性很好，耐酸、耐碱、耐其他化学试剂 密度最轻：0.91g/cm3 Back,1结构 嵌段共聚物 由具有柔性的不结晶的低分子软链段（如聚酯或聚醚链段）和具有刚性的结晶的硬链段（如二异氰酸酯）共聚而成。2.性质 机械性质：强度较低，伸长率大（450800%）；初始模量低，弹性特别好 吸湿性较差 W=0.8-1%热学性质：在日光照

35、射下稍微发黄，且强度稍有下降 具有较好的耐酸碱性、耐光性等 密度小：氨纶纤维一般不单独使用，而是与其它纤维混合使用。三种形式：裸丝 单层或双层色覆纱包芯纱,第八章 纤维的质量要素与 品质评定,第一节 纤维的鉴别 手感目测法 显微镜观察法 燃烧法 化学溶解法 药品着色法 熔点测定法 密度梯度法 荧光法 鉴别纤维的新技术 下一节,根据纤维的外观形态（纤维的长度、细度及其分布、卷曲）、色泽及其含杂类型、刚柔性、弹性、冷暖感等来区分天然纤维棉、麻、毛、丝及化学纤维。特点：鉴别天然纤维与化学纤维等不同品种的简便方法之一，但其准确性较差。,天然纤维与化学纤维手感目测比较,各种天然纤维手感目测比较,原理：根

36、据各种纤维的纵、横向形态特征来鉴别纤维。是最广泛采用的一种方法。如：有天然转曲的是棉；有鳞片的是毛；有横节、纵向裂纹的是麻；纵向有多根沟槽，截面为锯齿形的是粘纤；截面为不规则三角形且大小不一的是丝等。合成纤维一般纵向呈光滑棒状，有的还可见到呈颗粒状无规分布的二氧化钛消光剂。显微镜还可用来确定是纯纺织物（由一种纤维构成）还是混纺织物（由两种或多种纤维的构成）以及混纺织物中的纤维种类或大类。,原理：根据纤维的化学组成不同，其燃烧特征也不同来区分纤维的种类。方法：通过观察纤维接近火焰、在火焰中和离开火焰后的燃烧特征，散发的气味及燃烧后的残留物，可将常用纤维分成三类，即纤维素纤维（棉、麻、粘纤等）、蛋

37、白质纤维（毛、丝）及合成纤维（涤纶、锦纶、腈纶、丙纶等）。,适用范围：适用于单一成分的纤维、纱线和织物，不适用于混合成分的纤维、纱线和织物，或经过防火、防燃及其他整理的纤维和纺织品。,原理：根据各种纤维在不同试剂中的溶解性能的差异来鉴别纤维的。适合范围：各种纺织材料，包括染色纤维或混合成分的纤维、纱线与织物。溶解法还广泛用于分析混纺产品中纤维含量。方法：对于单一成分的纤维，鉴别时可加入少量待鉴别的纤维放入试管中，注入某种溶剂，用玻璃棒搅动，观察纤维在溶液中的溶解情况，如：溶解、微溶解、部分溶解和不溶解等几种。,原理：根据各种纤维对某种化学药品着色性能不同来迅速鉴别纤维品种。适用范围：未染色纤维

38、或未染色的纯纺纱线和织物。,方法：鉴别纺织纤维的着色剂分专用着色剂和通用着色剂两种。通常采用的着色剂有碘-碘化钾溶液和1号着色剂。具体鉴别时可将试样放入微沸的着色溶液中，沸染1min，时间从放入试样后染液微沸开始计算。染完后倒去染液，冷水清洗、晾干。对羊毛、丝和锦纶可采用沸染3s的方法，扩大色相差异。染好后与标准样照对照，根据色相确定纤维类别。,原理：根据某些合成纤维的熔融特性，在化纤熔点仪或附有加热和测温装置的偏光显微镜下观察纤维消光时的温度来测定纤维的熔点。该法一般不单独使用，而是在初步鉴别之后作为验证使用。,原理：根据各种纤维具有不同密度的特点来鉴别纤维。方法：测定纤维的密度可定量分析二

39、元混纺纱线与织物中某一纤维含量和混合的均匀度，计算中空纤维的中空度和复合纤维的复合度等。,荧光法是利用紫外线灯照射纤维，根据各种纤维发光的性质不同，纤维的荧光颜色也不同的特点来鉴别纤维。,随着测试仪器的发展，可应用电镜技术、X射线技术、差热分析技术、红外光谱技术进行纤维鉴别或验证。现以红外光谱法为例。红外光谱吸收法是研究纤维内部结构的方法。由于各种纤维的内部结构具有不同特征，因而也可用来鉴别纤维。它能准确而快速地对单一成分或混合成分的纤维、纱线和纺织品进行成分和含量的分析，是较有效的方法之一。,纺织纤维的鉴别方法很多，但在实际鉴别时一般不能使用单一方法，而须将几种方法综合运用、综合分析才能得出

40、正确结论。综合前述几种纤维鉴别方法，根据各种纺织纤维不同的燃烧状态、熔融情况、呈色反应、溶解性能以及纤维的横截面、纵向纤维形态特征等，加以系统分析、综合应用，得出具有快速、准确、灵活、简便特点的系统鉴别法。其特别适用于一无所知纤维。试验程序如下：将未知纤维稍加整理，如果不属弹性纤维，可采用燃烧试验法将纤维初步分成纤维素纤维、蛋白质纤维和合成纤维三大类；纤维素纤维和蛋白质纤维（如棉、麻、丝、羊毛、兔毛、驼毛、马海毛、牦牛毛等）有各自不同的形态特征，用显微镜就可鉴别；合成纤维一般采用溶解试验法，即根据不同化学试剂对不同温度下的溶解特性来鉴别。对聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯还可利用氯检测法和熔点法来

41、验证。,第二节 纤维的质量要素与评定,了解纤维的质量要素与品质评定是贯彻“优质优价、优质优用”，科学选配原料和设计新产品的重要依据。在纺织纤维质量标准中，分短纤维和长丝两大类：短纤维类包括棉、羊毛、麻、绢纺原料及各种短化纤；长丝类包括生丝和各种化纤长丝。,主要内容：,原棉的的品质检验与评定麻纤维的品质检验与评定毛纤维的品质检验与评定 桑蚕丝（生丝）的品质检验与评定 化学纤维的品质检验与评定,在原棉的工商交接验收时，需对皮棉的品质进行检验和综合评定，根据品级和手扯长度的检验结果确定价格，根据含水（回潮率）和含杂的检验结果确定重量。棉纺织厂往往还需用手感目测、仪器检验及单唛试纺三结合方法对原棉进行

42、综合检验。,仪器检验：测试原棉的长度、线密度、强力、成熟度、含水、含杂等。可测得各项性能的具体指标，但因试样少，其代表性较差，检验速度慢，而且还存在试验误差。,手感目测：通过人的感官如手摸、手扯、眼看、耳听等，来感知棉纤维的成熟度、长度及整齐度、抱合力、色泽、含杂多少及杂质类型等。特点：检验面广（必要时可逐包检验），代表性强，快速，但检验结果只能描述而无数据，并且易受人为因素影响。,细绒棉的品级条件和品级条件参考指标品级条件：成熟程度、色泽特征、轧工质量。七个级，即一级至七级。三级为品级标准级，七级以下为级外棉。,成熟程度：是反映纤维品质的综合性指标。除长度外，它对棉纤维的其它性能如色泽，强力

43、，细度，天然转曲，弹性，吸湿，染色，保暖等性能都有影响，因此成熟度是鉴定棉花品级的主要条件之一。返回,色泽特征：棉花的色泽是指棉纤维的颜色和光泽，它既是棉纤维表观物理现象的反映，又与纤维的内在质量有联系。正常成熟的棉纤维色洁白或乳白，光泽好。若在成熟期，雨水过多或开铃晚，则色灰白、灰黄或灰暗，光泽差，强力也低。故色泽在一定程度上能反映棉花的品质。返回,1化学短纤维为了满足不同产品的性能要求，往往将同品种化纤的细度、长度设计成不同规格类型。有棉型、中长型、毛型等。,化学短纤维根据物理、化学性能与外观疵点进行品质评定。产品等级：优等品、一等品、二等品、三等品四个等级，低于三等品为等外品。质量指标：

44、断裂强度及其变异系数、断裂伸长率、线密度偏差率、长度偏差率、超长纤维率、倍长纤维含量、卷曲数、疵点含量、含油率等。其他指标：如粘胶短纤维的湿断裂强度、残硫量、白度和油污黄纤维等；合成纤维的卷曲率、比电阻、干热或沸水收缩率等；化学短纤维的疵点：硬丝、僵丝、并丝、硬块、注头丝、未拉伸丝及其它异状纤维等。疵点检验有机拣法（棉型）和手拣法（毛型）两种。,不同类型短化纤的长度、细度规格,2化纤长丝主要品种：涤纶长丝、锦纶长丝、粘胶长丝、丙纶长丝等，其中85%的合纤长丝加工成变形丝，如弹力丝、网络丝、空变丝等。以锦纶弹力丝为例：锦纶弹力丝的技术要求：物理指标和外观指标；分为优等品、一等品、合格品三个等级，

45、低于合格品为等外品。,物理指标：线密度偏差率线密度变异系数断裂强度及其变异系数断裂伸长率及其变异系数卷缩（伸长）率、卷缩弹性（回复）率、卷曲收缩率、卷曲稳定度复捻捻度染色均匀度 返回,外观指标：毛丝、油污丝、僵丝、紧点丝、棉花丝、绊丝(网状丝)、成形、筒（绞）重和色差等锦纶弹力丝的定等规定是物理指标按批定等，外观指标逐筒或逐绞定等，以物理指标和外观指标各项中最低项的等级定为该产品的等级。且物理指标中染色均匀度试验，筒装丝要逐筒织袜染色，对照灰卡定等。返回,第十三章 织物的服用性能,第一节 概述 一、织物服用性能的内容1.几何结构 幅宽、密度（紧度、未充满系数）、平方米干重、纱线线密度、混纺比、

46、纱线结构2.坚牢性 拉伸断裂、顶裂、撕裂、耐磨性3.外观保持性 抗起毛起球性、尺寸稳定性、抗钩丝性、抗皱性等,二、织物服用性能的影响因素 纤维性能；纱线结构与性能；织物结构与性能；染整加工,第二节 织物的坚牢性 一、织物的拉伸断裂 1.指标 断裂强力、断裂伸长率、断裂功、断裂比功等 2.织物拉伸断裂的测试方法（1）单轴拉伸（2）双单轴拉伸,3.织物一次拉伸断裂的机理 强力组成：受拉系统纱线的强力 受拉与非受拉纱线间的摩擦阻力伸长变形组成：受拉系统纱线由屈曲伸直 纱线结构改变 纤维伸长,4.影响织物强伸性的因素（1）经纬密度与组织结构 密度：PT不变，PW，则纬强，经强；PW不变，PT，则经强，

47、纬强；PT、PW，则经纬强。组织：在一定长度内交织次数，浮长，织物强力。,2）纱线结构 线密度：当组织密度相同时，Nt,织物强力;捻系数：t时,织物强力;捻向：3）纤维品种、性能、混纺比4）后整理,二、织物的撕破1.定义：织物受到一集中负荷作用而使织物撕开的现象。2.适用场合：军服、篷帐、吊床、雨伞等某些经编组织；评定染整产品耐用性 反映织物耐用性,3.测试方法与机理（1）单舌法 在裂口处形成一个纱线受力三角区断裂的是非受拉系统纱线；撕强大小取决于：纱线的断裂功 纱线间摩擦阻力,（2）梯形法 断裂的是受拉系统纱线；撕强大小主要取决于纱线断裂强力。（3）落锤法（快速单舌形撕裂法）为快速单舌形撕裂

48、法,得到的是冲击撕破强力,4.影响织物撕破性的主要因素（1）纱线性能%大，撕强大（受力三角形大，同时受力根数多）（2）织物组织：平纹纬平组织（3）密度 密度，撕强（4）后整理,第三节 织物的保形性 一、织物的刚柔性1.定义：织物的硬挺和柔软程度统称为刚柔性。其与服装的制作、造型有密切关系刚性过小，服装疲软，飘荡，缺乏身骨；刚性过大，服装显得板结，呆滞。,2.影响织物的刚柔性的因素（1）纤维性状 异形纤维织物的刚性较圆形纤维织物大。纤维初始模量，织物刚性。如：天然纤维中，羊毛刚性蚕丝棉麻纤维 合成纤维中，锦纶刚性-涤纶,2）纱线性状 Nt时，织物较硬挺；反之，织物较柔软。纱线时，织物较硬挺；反之

49、，织物较柔软。织物中经纬纱同捻向配置时，织物刚性较大。,（3）织物几何结构 厚度，织物刚性明显（例：毡制品）密度P，织物刚度，身骨变得硬挺。刚度:平纹织物斜纹织物缎纹织物 针织物一般比机织物具有较大得柔软性。（3）织物几何结构 厚度，织物刚性明显（例：毡制品）密度P，织物刚度，身骨变得硬挺。刚度:平纹织物斜纹织物缎纹织物 针织物一般比机织物具有较大得柔软性。,二、织物的折痕回复性1.定义：织物在外力作用下产生折痕,释去外力后，其回复到原来状态的能力。2.测试：折皱回复角（干湿态）垂直法；水平法：,3.影响织物折痕回复性的主要因素主要考虑：纤维本身的弹性；外力释去后，纤维、纱线间的切向滑动阻力大

50、小（要适中）（1）纤维性状 a.几何形态 线密度：纤维越粗，回复越好；纤维形态：圆形、光滑纤维织物，回复好。,b.纤维弹性 弹性（特别是急弹性），回复。c.纤维表面摩擦 表面摩擦系数适中，回复较好。,（2）纱线结构 捻度适中，回复较好。（3）织物几何结构 a.厚度 厚度，回复 b.织物组织 平纹回复最差，缎纹最好 织物经、纬密，回复,（4）后整理 树脂整理或液氨整理，回复,三、织物的起毛起球性1.定义：织物经摩擦后起毛球的程度称为起球性。2.起球机理 起球过程：（a）起毛：纤维端因摩擦从织物中抽出产生毛 绒；长丝中单丝断裂，被勾出形成 丝环。,（b）起球：未脱落的纤维相互纠缠，且越缠 越紧，最