第二章纖維的形態(tài)特征及表征

第二章紡織纖維的形態(tài)特征纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)：表面形態(tài)內(nèi)部形態(tài)表面形態(tài)：以纖維輪廓為主的特征，其主要包括纖維的長短、粗細、截面形狀與結(jié)構(gòu)、卷曲和轉(zhuǎn)曲等幾何外觀形態(tài)。第二章紡織纖維的形態(tài)特征第一節(jié)纖維的細度第二節(jié)纖維的截面形狀第三節(jié)纖維的長度第四節(jié)纖維的卷曲和轉(zhuǎn)曲第一節(jié)纖維的細度定義：單位長度的質(zhì)量（線密度）或單位質(zhì)量的長度（線密度的倒數(shù)）物理意義：本節(jié)的主要內(nèi)容：纖維的細度指標、纖維的細度測定、細度與成紗質(zhì)量的關(guān)系；第一節(jié)纖維的細度一、纖維細度的指標（一）直接指標1、截面積2、周長3、直徑（圓形截面的纖維）4、投影寬度（非圓形截面的纖維）一、纖維細度的指標（二）間接指標：纖維長度與重量之間的關(guān)系表示1、定長制：是指一定長度纖維的重量(1)線密度(特數(shù))是指1000m長纖維在公定回潮率下的重量(g)。常用于衡量棉、麻和毛等纖維的細度。特數(shù)單位太大，纖維常用分特Ndt（2）纖度(旦數(shù))是指9000m長纖維在公定回潮率下的重量(g)。常用于化纖長絲和蠶絲。一、纖維細度的指標2、定重制：是指一定重量纖維的長度（1）公制支數(shù)(Nm)在公定回潮率下每克重纖維所具有的長度米數(shù)。常用來衡量棉、毛纖維的細度。（2）英制支數(shù)(Ne)1磅重的纖維長度有多少個840碼，稱為多少英支(s)。多用于衡量紗線的細度。細度指標表示及其單位一、纖維細度的指標（三）指標之間的換算間接細度指標的換算直接細度指標（直徑d）與間接細度指標的換算d——纖維直徑（mm）；γ

——纖維密度（g/cm3）

一、纖維的細度指標（四）其它指標馬克隆值(Micronaire)：一定量棉纖維在規(guī)定條件下的空氣流量反映棉纖維細度與成熟度的綜合指標數(shù)值越大，纖維越粗，成熟度越高無量綱，分為三級A級：3.7-4.2(最好)B級：3.5-3.6和4.3-4.9(標準級)C級：3.5以下和4.9以上(最差)品質(zhì)支數(shù)：各種細度羊毛實際可能紡得的英制精梳毛紗支數(shù)表示平均直徑在某一范圍內(nèi)的羊毛細度指標用某一數(shù)值代號表示羊毛纖維的直徑范圍，數(shù)值越大，羊毛纖維越細，可紡支數(shù)也越高綿羊毛品質(zhì)支數(shù)與平均直徑的關(guān)系二、纖維細度的測定1、中段切斷稱重法：棉纖維或化纖的細度測定步驟：梳理—切斷—稱重—數(shù)根數(shù)—計算將纖維排成一端不齊，平行伸直的棉束，用纖維切斷器在纖維中段切取一定長度（棉10mm）的纖維束，在扭力天平上稱重G(g)，計數(shù)中段纖維的根數(shù)n，計算Nm。Nm＝L/G=10×n/G

二、纖維細度的測定2、氣流儀法（棉，羊毛）在一定容積的容器內(nèi)放置一定重量的纖維，容器兩端有網(wǎng)眼板，可以通過空氣，當兩端有一定壓力差的空氣流過時，則空氣流量與纖維的比表面積平方成反比例關(guān)系。

3、顯微鏡投影法三、細度與紡紗工藝和成紗質(zhì)量的關(guān)系1、纖維越細，容易扭結(jié)、折斷而產(chǎn)生短絨和棉結(jié)，不易伸直；2、纖維越細，成紗強度越高；成紗條干越均勻；3、纖維越細，織物越柔軟；第二節(jié)纖維的截面形狀天然纖維具有各自的截面形態(tài)：毛纖維大部分為圓形，棉纖維接近腰圓形，木棉纖維為近圓形，絲纖維近似三角形，麻纖維為橢圓形或多角形等；化學(xué)纖維的界面形態(tài)：根據(jù)人們的意愿設(shè)計異形噴絲孔，此外，可控制纖維的成形過程。截面形狀影響：---纖維的卷曲狀態(tài)、比表面積、抗彎剛度、密度、摩擦性能等；---與纖維的手感、風(fēng)格及性能密切相關(guān)；---在纖維復(fù)合成紗時，不同截面形態(tài)的纖維在紗線截面內(nèi)的填充程度也不同，這同樣也會影響到最終織物產(chǎn)品的品質(zhì)。一、纖維異形化1.異形纖維的定義：---非圓形截面的化學(xué)纖維。2.纖維截面變化又稱異形化一種是纖維截面形狀的非圓形化，包括輪廓波動的異形化和直徑不對稱的異形化；另一種是截面的中空和復(fù)合化。3.纖維異形化的好處：異形截面纖維一般蓬松度較好，抗起毛起球，可以消除化纖光滑的手感，可以解決絲的光澤和絲鳴問題；異形中空絲與常規(guī)纖維相比改變了纖維集合體的密度、熱阻、孔隙率、蓬松度、纖維截面的極慣性矩、比表面積，中空纖維的空隙內(nèi)有大量的靜止空氣，從而可提高其熱阻和保暖性能；中空纖維降低了纖維的密度，實現(xiàn)了纖維材料的輕量化；纖維中空化還可以提高纖維截面的極慣性矩，即提高了纖維的剛度；纖維中空化改變了其光學(xué)特性，中空部對光的漫反射可增強纖維的不透明感；中空化可以提高纖維的孔隙率、蓬松度及比表面積，從而改善了纖維集合體的濕熱傳遞特性，可以使織物具有較好的吸濕、透氣、保溫功能。中空微孔纖維也可作為過濾材料。4.常見異形截面纖維的形狀與所突出的功能效果二、異形纖維的特征與指標（一）異形纖維特征(1)具有優(yōu)良的光學(xué)性能，如滌綸仿真絲織物采用三角形截面絲后，織物表面光澤優(yōu)雅；錦綸三角形截面絲則使織物具有鉆石般的光澤；多葉形絲可使織物表面消光，光澤柔和。(2)能增加纖維的覆蓋能力，提高抗起球能力。(3)能增加纖維間的抱合力，使纖維的蓬松性、透氣性及保暖性均有提高。

(4)可減少合成纖維的蠟狀感，使織物具有絲綢感，并能增加染色的鮮艷度。(5)表面溝槽起到導(dǎo)汗、透濕作用。同時還可增大比表面積，有利于水分蒸發(fā)，從而使織物具有快干的性能。異形纖維上述各項性能的優(yōu)劣，主要決定于其不同的截面形狀及異形度的大小。纖維異形度是纖維截面形態(tài)相對于圓形的差異程度，也是表示異形纖維符合異形規(guī)格程度的指標。（二）異形纖維的指標1.徑向異形度及其變異系數(shù)徑向異形度D---異形纖維截面外接圓半徑R(um)與內(nèi)切圓半徑r(um)差值對某一指定徑向參數(shù)的百分數(shù)。(1)相對桂向異形度DRDR=(R-r)/RX100徑向異形度、截面面積異形度及其變異系數(shù)主要用于對纖維截面的輪廓波動異形的表達。3.截面中空度中空纖維在壁厚較小時易被壓扁，這樣會使空腔縮小。定義：實際有效空腔截面積占有效外周界內(nèi)截面積的百分數(shù)為截面中空度，它的表示符號是c

第三節(jié)纖維的長度一、纖維的長度分布與指標二、纖維的長度測定三、長度與成紗質(zhì)量的關(guān)系一、纖維的長度分布與指標（一）纖維長度分布一、纖維的長度分布與指標（二）纖維長度的指標1、主體長度(Lm)：纖維中含量最多的纖維的長度(手扯長度)根數(shù)主體長度重量主體長度2、平均長度()：纖維長度的平均值根數(shù)加權(quán)平均長度：各根纖維長度之和的平均數(shù)重量加權(quán)平均長度：各組長度的重量加權(quán)平均數(shù)一、纖維的長度分布與指標（二）纖維長度的指標3、品質(zhì)長度(Lp)：比主體長度長的那部分纖維的平均長度(或右半部平均長度)紡紗工藝中決定羅拉隔距的重要參數(shù)4、短絨率：長度在某一界限以下的纖維所占的百分率細絨棉16mm長絨棉20mm毛30mm苧麻40mm一、纖維的長度分布與指標（一）纖維長度的指標5、跨距長度(SL)----跨距長度是指采用梳子隨機夾持取樣(纖維須叢)，纖維由夾持點伸出的長度。6.纖維長度的離散性指標（1）纖維長度的均方差和變異系數(shù)

包括計數(shù)分布的均方差和變異系數(shù)及計重分布的均方差和變異系數(shù)。（2）短絨率（3）超長纖維與倍長纖維

（1）長度超過切斷長度的纖維稱為超長纖維；（2）長度為其名義長度兩倍及以上的化學(xué)短纖維稱為倍長纖維。（3）超長纖維和倍長纖維重量占總重量的百分數(shù)分別稱為超長纖維率和倍長纖維率。（4）危害：這些纖維在紡紗牽伸中無法正常運動，會造成疵點，影響纖維的可紡性和成品質(zhì)量。

（4）纖維長度整齊度

一般指計數(shù)平均長度與計數(shù)平均以上平均長度(上半部平均長度)的比值。美國標準纖維照影儀法長度指標第三節(jié)纖維的長度二、纖維長度的測定手扯法羅拉式長度分析儀法（適用于棉纖維的長度測定）梳片式長度分析儀法（適用于羊毛纖維、苧麻、絹絲或不等長化纖的長度測定）中段切斷稱重法（適用于等長化纖的長度測定）排圖法（適用于棉或不等長化纖、羊毛、苧麻、絹絲等長度分布的測定）光電式長度測試法電容式測試法（適用于毛條、棉、麻纖維條子的長度測定）第三節(jié)纖維的長度三、長度與成紗質(zhì)量的關(guān)系纖維長度與成紗強度的關(guān)系纖維越長，成紗強度越大，纖維長度與成紗毛羽的關(guān)系較長的纖維成紗表面比較光滑，毛羽較少。纖維長度整齊度、短絨率與成紗強度、條干的關(guān)系當纖維長度整齊度差時，短絨率大時，成紗條干變差，強度下降，生產(chǎn)高檔產(chǎn)品時，需經(jīng)過精梳以去除短纖維。第四節(jié)纖維的卷曲與轉(zhuǎn)曲卷曲和轉(zhuǎn)曲是紡織材料特殊的特征之一；卷曲可以使短纖維紡紗時纖維之間的摩擦力和抱合力增加；卷曲還可以提高纖維和紡織品的彈性，使其手感柔軟、突出織物的風(fēng)格；卷曲對織物的抗皺性、保暖性以及表面光澤的改善都有影響；天然纖維中棉具有天然轉(zhuǎn)曲，羊毛具有天然卷曲；化學(xué)纖維需要人工卷曲；第四節(jié)纖維的卷曲與轉(zhuǎn)曲一、纖維卷曲產(chǎn)生的原因1、自然卷曲(羊毛)弱卷曲卷曲的弧不到半個圓周，沿纖維的長度方向比較平直，卷曲數(shù)較少半細毛的卷曲屬此類常卷曲卷曲的波形近似半圓形細毛的卷曲屬此類強卷曲卷曲的波幅較高，卷曲數(shù)較多細毛羊腹毛屬此類第三節(jié)纖維的卷曲與轉(zhuǎn)曲一、纖維卷曲產(chǎn)生的原因2、人工卷曲(化學(xué)纖維)機械卷曲法（是暫時卷曲）：利用纖維的熱塑性采用機械方法擠壓而成復(fù)合紡絲法（是永久卷曲）：利用纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不對稱而在熱空氣、熱水等處理后產(chǎn)生的。第三節(jié)纖維的卷曲與轉(zhuǎn)曲二、纖維卷曲的指標1、卷曲數(shù)Jn(個/cm)指每厘米長纖維內(nèi)的卷曲個數(shù)反映卷曲多少的指標羊毛的卷曲數(shù)隨羊毛細度和生長部位而異。一般化學(xué)短纖維的卷曲數(shù)的卷曲數(shù)為12～14個/cm2、卷曲率(%)表示纖維卷曲后的縮短程度第三節(jié)纖維的卷曲與轉(zhuǎn)曲二、纖維卷曲的指標3、剩余卷曲率(%)表示卷曲的耐久程度4、卷曲彈性率(%)表示纖維受力后卷曲恢復(fù)的能力K1，K2－單位長度內(nèi)纖維左、右側(cè)分別數(shù)得的卷曲數(shù)

L0－纖維加輕負荷后的長度（mm）

L1－纖維