紡織纖維的形態(tài)及基本性質(zhì)

紡織纖維的形態(tài)及基本性質(zhì)ConfigurationAndFundamentalPropertyOfFibers形態(tài)（Configuration）細(xì)度fineness橫截面CrossSection長(zhǎng)度Length細(xì)度fineness卷曲及轉(zhuǎn)曲CrimpandConvolution纖維的細(xì)度（Fineness）

細(xì)度：指纖維的粗細(xì)程度（沿長(zhǎng)度方向）。由于大部分纖維截面形狀不規(guī)則及中腔、縫隙、孔洞存在而無法用直徑、截面面積等指標(biāo)準(zhǔn)確表達(dá)，習(xí)慣上用單位長(zhǎng)度的質(zhì)量（線密度）或單位質(zhì)量的長(zhǎng)度（線密度的倒數(shù)）來表示纖維細(xì)度。纖維細(xì)度的指標(biāo)

直接法：用直徑、投影寬度、截面積、周長(zhǎng)、比表面積；間接法：用長(zhǎng)度與重量之間的關(guān)系表示。如:特?cái)?shù)Nt(tex)

、分特?cái)?shù)Ndt(dtex)旦尼爾ND

公制支數(shù)Nm特克斯Nt（tex）

——國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位

在公定回潮率下，1000米長(zhǎng)的纖維所具有重量的克數(shù)。

Gk——纖維在公定回潮率下的重量，稱為標(biāo)準(zhǔn)重量（g）L

——纖維長(zhǎng)度（m）

同品種纖維，Ntex↑，纖維越粗。

旦尼爾（旦數(shù)）Nd（denier）

——絹絲，化纖常用指標(biāo)

在公定回潮率下，9000米長(zhǎng)的纖維所具有重量的克數(shù)。

Gk——纖維在公定回潮率下的重量，稱為標(biāo)準(zhǔn)重量（g）

L

——纖維長(zhǎng)度（m）

同品種纖維，Nd↑，纖維越粗.

公制支數(shù)Nm

——常用于棉纖維在公定回潮率下，單位重量（克）的纖維所具有的長(zhǎng)度：

Gk——纖維在公定回潮率下的重量，稱為標(biāo)準(zhǔn)重量（g）

L

——纖維長(zhǎng)度（m）

同品種纖維，Nm↑，纖維越細(xì).直徑細(xì)度指標(biāo)與間接細(xì)度指標(biāo)的換算d纖維直徑（m），γ纖維密度（g/cm3）纖維細(xì)度不勻及其指標(biāo)

纖維之間粗細(xì)不勻單根纖維沿長(zhǎng)度方向上的粗細(xì)不勻中端粗，兩邊細(xì)棉纖維：成熟度、品種、產(chǎn)地、生長(zhǎng)部位等；毛纖維：品種、年齡、生長(zhǎng)部位、生長(zhǎng)季節(jié)、飼養(yǎng)條件等；麻纖維：生長(zhǎng)條件、初生韌皮纖維細(xì)胞和次生韌皮細(xì)胞生長(zhǎng)期不同等；蠶絲：蠶繭結(jié)構(gòu)；化學(xué)纖維線密度可控，均勻度總體較天然纖維好，但也受溫度、時(shí)間、牽伸力等因素的影響。纖維之間細(xì)度不勻細(xì)度不勻指標(biāo)及分布細(xì)度不勻指標(biāo)及分布通過纖維平均直徑及其離散指標(biāo)或平均線密度及其離散指標(biāo)來表示纖維細(xì)度不勻ni為第i組中纖維根數(shù)含量比n(d)為纖維根數(shù)概率密度函數(shù)纖維直徑分布直方圖及分布曲線細(xì)度測(cè)量方法中段切斷稱重法示意圖一般棉LC=10或20mm，毛麻一般LC為20或30mmn為中段纖維根數(shù)，G（g）、g（mg）為所稱重量測(cè)長(zhǎng)稱重法直徑測(cè)量法長(zhǎng)纖維測(cè)試方法周長(zhǎng)1m在一定張力下繞取一定圈數(shù)（50圈或100圈），達(dá)到吸濕平衡后稱重計(jì)算。振動(dòng)測(cè)量法：利用纖維振動(dòng)頻率與線密度的關(guān)系。氣流儀測(cè)量法：利用不同細(xì)度的纖維比表面積不同，測(cè)量氣流阻力間接測(cè)量纖維線密度或?qū)嵭膱A截面纖維的直徑。聲阻儀測(cè)量法：利用不同纖維的比表面積和共振頻率不同，測(cè)量聲振動(dòng)的阻尼系數(shù)，折算線密度和直徑。纖維細(xì)度及不勻?qū)w維、紗線、織物的影響對(duì)纖維本身

-粗細(xì)將影響其比表面積SS，纖維的吸附性能和染色性質(zhì)；

-纖維間的細(xì)度差異，會(huì)引起纖維力學(xué)性質(zhì)的差異。-纖維變粗，使纖維的彎曲剛度增大，點(diǎn)接觸面積增大，纖維變得剛硬和觸感粘澀、偏冷；對(duì)紗線質(zhì)量及紡紗工藝的影響

-與成紗強(qiáng)度的關(guān)系在其它條件相同的條件下，纖維越細(xì)，成紗強(qiáng)度越高；-與成紗條干的關(guān)系在其它條件相同的條件下，纖維越細(xì)，成紗條干越均勻；-在保證一定成紗質(zhì)量的前提下，細(xì)而均勻的纖維可紡較細(xì)的紗；-與紡紗工藝的關(guān)系纖維越細(xì)，加工過程中容易扭結(jié)、折斷而產(chǎn)生棉結(jié)、短纖維。對(duì)織物的影響

纖維細(xì)度種類線密度（dtex）直徑（mm）性能特征細(xì)旦0.89~2.28.41~17.7柔軟、均勻、高支輕薄化棉、絲型纖維0.89~1.338.41~13.7柔軟、均勻、高支輕薄化毛、麻型纖維1.1~2.213.7～17.7柔軟、均勻、高支輕薄化超細(xì)0.011~0.893.0~11.2吸濕、導(dǎo)濕、細(xì)膩、仿皮革皮革（特細(xì)）0.011~0.110.9~4.0透汽、防水、細(xì)密、麂皮特征極細(xì)0.0001~0.010.09~0.12吸附、超濾、功能納米尺度10-8~10-40.001~0.1特殊功能纖維細(xì)度與功能的關(guān)系形態(tài)（Configuration）細(xì)度fineness橫截面CrossSection長(zhǎng)度Length卷曲及轉(zhuǎn)曲CrimpandConvolution棉纖維縱、橫截面綿羊毛縱、橫截面大麻纖維縱、橫截面桑蠶絲縱、橫截面滌綸纖維縱、橫截面晴綸纖維縱、橫截面粘膠纖維縱、橫截面四孔中空纖維橫截面導(dǎo)電纖維纖維的截面形狀（CrossSection）纖維截面形狀隨種類而異，天然纖維具有各自的形態(tài)，化學(xué)纖維則可以根據(jù)要求進(jìn)行異形噴絲，從而獲得異形截面纖維。纖維截面變化的過程、類型及相互關(guān)系異形纖維功能-增加纖維的覆蓋能力，提高抗起毛起球能力；-具有優(yōu)良光學(xué)性能，三角形截面表面光澤優(yōu)雅，多葉形的則表面消光，光澤柔和；-增加纖維抱合力，使蓬松度、透氣性及保暖性均提高；-減少合成纖維蠟狀感，使織物具有絲綢感，并增加染色鮮艷度；-表面溝槽起到導(dǎo)汗、透濕作用；-異形中空絲改變纖維集合體密度、熱阻、孔隙率、蓬松度、剛度、比表面積，其內(nèi)所含的空氣提高了熱阻和保暖性能；-中空纖維還降低了纖維密度，使纖維材料輕量化，增強(qiáng)纖維不透明感異形截面表征相對(duì)徑向異形度截面異形度中空度：實(shí)際有效空腔截面積占有效外周界內(nèi)截面積的百分?jǐn)?shù)形態(tài)（Configuration）細(xì)度fineness橫截面CrossSection長(zhǎng)度Length卷曲及轉(zhuǎn)曲CrimpandConvolution纖維的長(zhǎng)度（Length）一般指伸直長(zhǎng)度，即纖維伸直而未伸長(zhǎng)時(shí)兩端的距離。另有自然長(zhǎng)度，指纖維在自然伸展?fàn)顟B(tài)下的長(zhǎng)度。自然長(zhǎng)度與伸直長(zhǎng)度之比，為纖維伸直度。天然纖維——隨動(dòng)物、植物的種類、品系與生長(zhǎng)條件而不同。棉、麻、毛：短纖維，纖維長(zhǎng)度一般25～250mm；長(zhǎng)度差異很大（不同品種或同品種）蠶絲：長(zhǎng)絲，一個(gè)繭子上的繭絲長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百米至上千米?；瘜W(xué)纖維————人工制造，可根據(jù)需要而定。

長(zhǎng)絲：可無限長(zhǎng)；

短纖維：等長(zhǎng)或不等長(zhǎng)。

天然纖維長(zhǎng)度（mm）范圍

棉纖維：25-45

亞麻單纖維：15-20亞麻工藝?yán)w維：500-750

黃麻單纖維：2-4黃麻工藝?yán)w維：2000-3000

大麻單纖維：10-15大麻工藝?yán)w維：700-1500

細(xì)毛、半細(xì)毛：50-100

粗毛、半粗毛：50-200

棉型化纖：30-40毛型化纖：70-150中長(zhǎng)纖維：51-65化學(xué)纖維長(zhǎng)度范圍纖維長(zhǎng)度集中性指標(biāo)主體長(zhǎng)度平均長(zhǎng)度品質(zhì)長(zhǎng)度主體長(zhǎng)度：纖維中含量最多的纖維長(zhǎng)度。-根數(shù)主體長(zhǎng)度：纖維中根數(shù)最多的一部分纖維的長(zhǎng)度。-重量主體長(zhǎng)度：纖維中重量最重的一部分纖維的長(zhǎng)度。平均長(zhǎng)度：是纖維長(zhǎng)度的平均值。-根數(shù)平均長(zhǎng)度L：各根纖維長(zhǎng)度之和的平均數(shù)。-重量加權(quán)平均長(zhǎng)度Lg：各組長(zhǎng)度的重量加權(quán)平均數(shù)。品質(zhì)長(zhǎng)度：比主體長(zhǎng)度長(zhǎng)的那部分纖維的平均長(zhǎng)度。

（是棉紡工藝中決定羅拉隔距的重要參數(shù)）纖維長(zhǎng)度分散性指標(biāo)短絨率：長(zhǎng)度在某一界限以下的纖維所占的百分率。

（表示長(zhǎng)度整齊度的指標(biāo)）

界限：細(xì)絨棉16mm；長(zhǎng)絨棉20mm；

毛30mm；苧麻40mm

短纖維多→制成本低→成本高，不宜紡細(xì)支紗纖維長(zhǎng)度測(cè)量方法-逐根測(cè)量法

-成束一端排齊測(cè)量法-平行排列測(cè)量法-分組稱重測(cè)量法-計(jì)數(shù)二次累計(jì)曲線測(cè)量法纖維長(zhǎng)度與工藝的關(guān)系纖維長(zhǎng)度與工藝的關(guān)系纖維長(zhǎng)度與成紗強(qiáng)度的關(guān)系

在其他條件相同下，纖維越長(zhǎng)，成紗強(qiáng)度越大，在保證成紗具有一定強(qiáng)度的前提下，纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)，紡出紗的極限細(xì)度越細(xì)（棉纖維）。長(zhǎng)度長(zhǎng)，纖維間抱合力變大，則纖維間的滑脫率減少，這時(shí)紗線拉斷以纖維拉斷為主，滑脫次之，這樣紗的強(qiáng)度便增大，同時(shí)紡紗斷頭率相應(yīng)減少。纖維長(zhǎng)度與成紗毛羽關(guān)系成紗的毛羽是由伸出成紗表面的纖維端頭，纖維圈等形成。在其它條件相同情況下，長(zhǎng)度較長(zhǎng)的纖維成紗表面比較光滑，毛羽較少。纖維短絨率與成紗強(qiáng)度、條干的關(guān)系

當(dāng)纖維短絨率大時(shí)，成紗條干變差，強(qiáng)度下降。生產(chǎn)高檔產(chǎn)品時(shí)，需經(jīng)過精梳以去除短纖維。形態(tài)（Configuration）細(xì)度fineness橫截面CrossSection長(zhǎng)度Length卷曲及轉(zhuǎn)曲CrimpandConvolution卷曲與轉(zhuǎn)曲是紡織纖維特征之一，大部分纖維有卷曲或轉(zhuǎn)曲。卷曲可以使：纖維的卷曲（Crimp）-短纖維紡紗纖維間摩擦力和抱合力增加，成紗有一定強(qiáng)力；提高纖維和紡織品彈性，使手感柔軟，突出織物風(fēng)格；-改善織物抗皺性、保暖性以及表面光澤。卷曲：在指定初始負(fù)荷作用下，能較好保持的具有一定規(guī)則性的皺縮形態(tài)結(jié)構(gòu)天然纖維化學(xué)纖維自然卷曲人工機(jī)械卷曲-利用纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)不對(duì)稱（皮芯結(jié)構(gòu)以及復(fù)合纖維），經(jīng)熱空氣、熱水處理后產(chǎn)生卷曲，如維綸及粘膠纖維；-利用纖維熱塑性采用機(jī)械方法擠壓而成，如滌綸等。羊毛：由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的正、偏皮質(zhì)細(xì)胞呈雙邊結(jié)構(gòu)或偏皮芯結(jié)構(gòu)或不均勻的混雜結(jié)構(gòu)所致。波幅大，波數(shù)多，細(xì)羊毛屬此類卷曲近似半圓，為常波卷曲卷曲小于半圓為粗羊毛人工卷曲一般纖維越細(xì)，抗彎剛度低，應(yīng)力不平衡程度高，因而卷曲更細(xì)密羊毛的品質(zhì)支數(shù)纖維直徑μm平均纖維長(zhǎng)度mm卷曲數(shù)個(gè)/25mm8018.1～19.55522～247019.6～21.05722～246421.1～22.56720～226222.6～24.07016～206024.1～25.57716～205825.6～27.07816～205627.1～28.59213～165030.1～31.79613～164831.8～33.410010～134633.5～35.110810～13纖維的轉(zhuǎn)曲（Convolution）轉(zhuǎn)曲：纖維沿軸向發(fā)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)曲反向：轉(zhuǎn)曲沿纖維長(zhǎng)度方向不斷改變方向，時(shí)而左旋，時(shí)而右旋，這種現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)曲反向。一定長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)180度的個(gè)數(shù)表征。單位長(zhǎng)度反向次數(shù)多的棉纖維強(qiáng)度降低，反向次數(shù)少的強(qiáng)度較高，其內(nèi)微原纖的反向引起了纖維的弱環(huán)。基本性質(zhì)（FundamentalProperty）吸濕性Hygroscopicity拉伸強(qiáng)度TensileStrength吸濕性Hygroscopicity吸濕性（Hygroscopicity）吸濕平衡：?jiǎn)挝粫r(shí)間纖維材料吸收大氣中的水分等于放出或蒸發(fā)的水分，這種現(xiàn)象叫吸濕平衡。如進(jìn)入纖維水分子多于放出的水分子，則表現(xiàn)為吸濕，反之表現(xiàn)為放濕。吸濕性：纖維材料在大氣中吸收或放出氣態(tài)水的能力?；爻甭蔠：紡織材料中所含水分重量對(duì)紡織材料干重的百分比。含水率M：紡織材料中所含水分重量對(duì)紡織材料濕重的百分比。回潮率：含水率：平衡回潮率：在一定大氣條件下，吸、放濕達(dá)到平衡時(shí)的回潮率。標(biāo)準(zhǔn)回潮率：在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)條件下，吸濕過程達(dá)到平衡時(shí)的回潮率。公定回潮率：為折算（商業(yè)）重量時(shí)加到干燥重量上的水分量對(duì)干燥重量的百分?jǐn)?shù)。公定重量：紡織材料在公定回潮率時(shí)的重量。G—紡織材料濕重G0—紡織材料干重常用纖維的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的回潮率和公定回潮率纖維種類標(biāo)準(zhǔn)回潮率（%）公定回潮率（%）原棉7~811．1苧麻（脫膠）7~812亞麻8~1112黃麻12~16（生麻），9~13（熟麻）14細(xì)羊毛15~17--洗凈毛--15山羊毛--15干毛條--18.25油毛條--19纖維種類標(biāo)準(zhǔn)回潮率（%）公定回潮率（%）桑蠶絲8~911.0粘膠纖維13~1513醋酯纖維4~77滌綸0.4~0.50.4錦綸63.5~0.54.5錦綸664．2~4.54.5腈綸1.2~2.02.0維綸4.5~5.05丙綸00氯綸--0氨綸--1吸濕等溫線吸濕機(jī)理及影響因素：第一批水分子—親水基團(tuán)直接吸附，以后再吸附重疊成為間接吸附水，也可由纖維中其他物質(zhì)的親水基團(tuán)所吸引。纖維高聚物中常見的親水極性基團(tuán)：羥基，酰胺基，氨基、羧基等。天然動(dòng)物纖維和植物纖維（包括再生纖維）含有較多的親水基團(tuán)；合成纖維大多數(shù)不含有親水基團(tuán)，吸濕能力較低。大分子結(jié)構(gòu)吸濕作用主要發(fā)生在非結(jié)晶區(qū)，水分進(jìn)入結(jié)晶區(qū)量很少。大分子取向度對(duì)吸濕性影響很小。

比表面積越大，吸濕能力愈強(qiáng)。纖維表面分子具有比內(nèi)層分子多余的能量——表面能，表面能使液體向表面收縮——表面張力。

有些成分能吸著水分，而有些不易吸著水分。聚集態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài)伴生物吸濕等溫線：氣壓和溫度不變條件下，吸濕平衡回潮率隨相對(duì)濕度變化的曲線。各種纖維的平衡回潮率在相同的濕度條件下不同，表明纖維吸濕的階段性。不同的纖維具有不同的吸濕等溫線，曲線形狀呈反S形，反S形的明顯程度越突出，表明該纖維吸濕性越強(qiáng)。吸濕滯后現(xiàn)象在同一空氣條件下，紡織材料吸濕平衡回潮率比放濕平衡回潮率小的現(xiàn)象（或叫吸濕保守性，吸濕滯后現(xiàn)象）。纖維實(shí)際平衡回潮率與纖維在放濕或吸濕前的歷史有關(guān)。一般提的平衡回潮率指吸濕平衡回潮率。產(chǎn)生滯后的原因吸濕時(shí)纖維內(nèi)部氫鍵打開，纖維間作用力被破壞，微結(jié)構(gòu)單元距離被拉開。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)蒸汽壓減少纖維進(jìn)行放濕時(shí)，水分子已經(jīng)和較多極性基團(tuán)結(jié)合，要離開必需賦予更多能量；另外，放濕時(shí)內(nèi)部微孔單元已經(jīng)變大，不可能完全回復(fù)到原來狀態(tài)，導(dǎo)致纖維可以保持更多的水分，所以纖維放濕平衡回潮率會(huì)比吸濕平衡回潮率高。為了得到準(zhǔn)確的回潮率指標(biāo)，不僅需要在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行吸濕平衡，還要將材料在較低溫度下烘燥，使纖維回潮率遠(yuǎn)低于測(cè)試要求的回潮率，然后再在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下達(dá)到吸濕平衡，減少吸濕滯后性誤差，這一過程稱為試樣預(yù)調(diào)濕。溫度對(duì)吸濕的影響一般情況下，隨空氣和溫度提高，平衡回潮率下降；在高溫高壓下，纖維因熱膨脹，導(dǎo)致內(nèi)部空隙增多，平衡回潮率略有增加。（水分子及大分子熱動(dòng)能增大；蒸汽壓力提高）纖維結(jié)構(gòu)與吸濕的關(guān)系對(duì)質(zhì)量的影響：吸濕后纖維重量隨水分子量的增加而成比例增加。吸濕膨脹：吸濕后長(zhǎng)度和截面均發(fā)生膨脹。橫向膨脹大而縱向膨脹小，表現(xiàn)出明顯的各向異性。對(duì)纖維密度的影響：開始時(shí)隨回潮率增大而上升，以后又下降?；爻甭市r(shí)，吸附的水分子與纖維以氫鍵結(jié)合，而氫鍵長(zhǎng)度短于范德華力的結(jié)合長(zhǎng)度，故纖維吸附水分子后增加的體積比原來水分子體積小，從而密度有所增加。隨纖維體積顯著膨脹，而水的比重小于纖維，則密度又下降?；拘再|(zhì)（FundamentalProperty）吸濕性Hygroscopicity拉伸強(qiáng)度Tensile

Stre