常見纖維及分類

-.z.常見纖維及分類常見纖維及分類纖維：直徑數(shù)微米或略粗些，長度遠(yuǎn)大于直徑。紡織纖維：纖維中長度到達(dá)數(shù)十微米以上，具有一定強(qiáng)度，一定可繞性，互相糾纏抱合性能和其他服用性能而可以生產(chǎn)紡織品。天然纖維：但凡自然界里原有的或從經(jīng)人工種植的植物中、人工飼養(yǎng)的動物毛發(fā)和分泌液中直接獲取的纖維，統(tǒng)稱為天然纖維。棉纖維及其質(zhì)量檢驗(yàn)成熟度：纖維胞壁細(xì)胞的增厚程度分類馬克隆值：一定棉纖維在規(guī)定條件下的透氣性的量度，以馬克隆刻度表示。棉纖維的長度、細(xì)度和成熟度與紡紗工藝和其他性能的關(guān)系纖維長度越長，紗強(qiáng)度增強(qiáng)，可紡紗越細(xì)，可紡紗越均勻。質(zhì)量檢驗(yàn)方法：手感目測法；儀器檢驗(yàn)；單嘜試紡；毛纖維的正偏皮質(zhì)的區(qū)別及縮絨正皮質(zhì)細(xì)胞：構(gòu)造較疏松，含硫量相對少，容易與酶等化學(xué)試劑反響，吸濕好，機(jī)械性能柔軟，抗酸性強(qiáng)。偏皮質(zhì)細(xì)胞：構(gòu)造較嚴(yán)密，含硫量相對較多，不易反響〔有較多硫鍵〕，酸性染料易著色，吸濕差，機(jī)械性能硬，抗酸性弱?？s絨性：纖維在熱濕機(jī)械的外力作用下纖維集合體逐漸收縮嚴(yán)密，并相互穿插纏繞，交編氈化的過程叫縮絨。羊毛的這種特性稱為縮絨?？s絨性成因: 內(nèi)因：a、羊毛鱗片存在摩擦效應(yīng)使運(yùn)動極端向前;b、羊毛卷曲，運(yùn)動方向空間軌跡復(fù)雜；c、優(yōu)良的彈性，嚴(yán)密纏繞〔氈化〕；外因：熱濕〔鱗片充分*開〕，機(jī)械外力。防縮：氯化法、樹脂法、氯化—樹脂法手扯長度：用手扯尺量法測得棉纖維的長度。品質(zhì)長度：用來確定紡紗工藝的長度指標(biāo)，比主體長度長的那一局部纖維的加權(quán)平均長度。主體長度：重量最重的那一局部纖維的重量。加權(quán)平均長度，含量最多的纖維的長度?？缇嚅L度：短絨率<20mm或16mm纖維的質(zhì)量百分比。特克斯：1000m長的紗線在公定回潮率時的重量克數(shù)Nt=1000Gk/L.公制支數(shù)：在公定回潮率時，1克纖維所具有的長度米數(shù)。英制支數(shù)：1磅紗線長為840碼的倍數(shù)Ne=L/840Gk.NeVSNt:590.5/Nt*(1+Wk)/(1+Wk’)<自已推導(dǎo)>。對于純棉紗：Wk=8.5,Wk’=9.89，Ne=583/Nt.對純化纖紗：Wk=Wk’，Ne=590.5/Nt.對混紡紗：按混合比計(jì)算，如滌65/棉35紗dVSNt:G=S·L·δ=0.03568成纖高聚物的條件：線性分子，具有一定的分子量及之間有較強(qiáng)的結(jié)合力。紡絲方法熔體法：滌、錦、乙、丙，融熔溫度<分解溫度。溶液法：粘、維、晴，熔融溫度>分解溫度。干法紡絲(熱空氣法)，濕法紡絲〔凝固浴〕。滌綸纖維的后加工集束→牽伸〔取向度增大，纖維強(qiáng)力增強(qiáng)，長度減小〕→上油→卷曲〔增加抱合力〕→熱定型〔應(yīng)力釋放，結(jié)晶度增強(qiáng)，熱收縮增強(qiáng)，強(qiáng)力增強(qiáng)，長度減小〕→切斷→打包差異化纖維:普通纖維在生產(chǎn)過程中適當(dāng)改變工藝，使產(chǎn)品在外觀、形態(tài)、內(nèi)在品質(zhì)上跟接近*種天然纖維，制成更符合人們穿用習(xí)慣要求，這種不同與常規(guī)品種的化纖統(tǒng)稱為差異化纖維。纖維鑒別方法：手感目測〔手感：力學(xué)性質(zhì)。目測：外觀特征〕燃燒法:根據(jù)纖維的化學(xué)組成不同，其燃燒特征也不同來區(qū)分，通過觀察纖維接近火焰、再火焰中和離開火焰后的燃燒特征，散發(fā)出的氣味及殘留物來區(qū)分纖維素纖維、蛋白質(zhì)纖維、化纖。顯微鏡觀察法：根據(jù)纖維縱橫向情態(tài)特征來鑒別纖維化學(xué)溶解法藥品著色法熔點(diǎn)測定法密度梯度法熒光法鑒別纖維新技術(shù)：電鏡、*射線、差異分析、紅外光譜+系統(tǒng)鑒別法纖維的內(nèi)部構(gòu)造大分子柔曲性：長鏈分子在一定條件下發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)或振動而形成各種形狀的難易程度。柔曲性好→纖維柔軟，彈性↑易變形主鏈彈性好，側(cè)鏈較好，主練四周側(cè)基分布對稱，側(cè)基之間作用力較小，溫度高內(nèi)旋轉(zhuǎn)加劇柔曲性好。單基-〔A〕-:構(gòu)成纖維大分子根本的構(gòu)造單元聚合度：構(gòu)成纖維大分子的單基的數(shù)目或一個大分子中的單基重復(fù)的數(shù)目。聚合度↑強(qiáng)力↑結(jié)晶度：結(jié)晶區(qū)整根纖維的百分比〔體積/重量百分比〕取向度：大分子主鏈與纖維的平齊程度。取向度↑纖維強(qiáng)力↑伸長↓粘膠VS棉、麻：同為纖維素纖維吸濕吸濕：紡織材料在大氣中吸收或放出水的能力回潮率W：紡織材料中所含水分重量對紡織材料中干重的百分比W=(Ga-Go)/Go*100%公定回潮率：國家為了貿(mào)易計(jì)算而規(guī)定的回潮率混紡紗的回潮率的計(jì)算W=∑WiPi,Wi:i纖維的回潮率Pi:i纖維的含量含水率M：紡織材料中所含水分重量對紡織材料凈重的百分比。M=(Ga-Go)/Ga*100%吸濕機(jī)理和影響因素纖維吸濕機(jī)理：1.吸濕水親水性基團(tuán)的極化作用而吸收的水分2.吸附水外表*力對水分的吸附3.毛細(xì)水由于毛細(xì)管作用而吸附的水影響纖維吸濕因素：內(nèi)因化學(xué)構(gòu)造，聚集態(tài)構(gòu)造，形態(tài)構(gòu)造1.大分子化學(xué)組成與構(gòu)造，親水基團(tuán)2.分支排列的嚴(yán)密程度，結(jié)晶區(qū)不易進(jìn)水，非晶區(qū)進(jìn)入水。結(jié)晶度↑W↓晶?！齏↑端基多聚合度n↓W↑3.纖維縫隙孔洞4.纖維的外表吸附比外表積增大，W增大5.伴生物雜質(zhì)的影響果膠：親水棉蠟油脂：聚水精干麻W<厚麻外因大氣環(huán)境條件〔溫濕度〕原有的回潮率溫度↑W↓濕度RH↑W↑大氣壓力P↑W↑纖維的原有回潮率〔吸濕滯后〕吸濕對纖維性質(zhì)的影響對重量的影響W↑重量↑吸濕膨脹徑向膨脹<<橫向膨脹吸濕對體積重量的影響開場吸濕時：W↑比重↑到一定程度:W↑比重↓對機(jī)械性能的影響W↑強(qiáng)度↓伸長↑彈性↓剛度↓韌性↑吸濕放熱吸濕微分熱：吸1g水放熱吸濕積分熱：1g材料吸濕放熱W↑導(dǎo)電↑7.W↑折射率↓吸濕等溫線：在一定大氣壓力和溫度條件下，纖維材料吸濕、放濕到達(dá)平衡回潮率與大氣相對溫度的關(guān)系。吸濕滯后性：在同樣的溫濕度條件下，從放濕平衡和從吸濕到達(dá)平衡，兩種平衡回潮率不相等，前者大于后者預(yù)調(diào)濕：由于纖維材料的吸濕滯后性會造成試樣初始吸濕狀態(tài)不同產(chǎn)生的測量誤差，故在準(zhǔn)確測量時，必須對纖維材料進(jìn)展〔45±2〕℃的預(yù)烘，以消除纖維吸濕的記憶，到達(dá)由吸濕平衡獲得的回潮率值。調(diào)濕：將被測纖維材料直接放在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的平衡。力學(xué)性能初始模量：應(yīng)力應(yīng)變曲線初始階段的斜率表示在小變形條件下，纖維受外力時抵抗變形的能力，即纖維的剛性典型的拉伸曲線強(qiáng)力高，伸長率很小，棉麻拉伸曲線近似直線，斜率很大強(qiáng)力不高，伸長率很大的曲線，羊毛、醋酯纖維介于以上之值的曲線，滌綸、錦綸、蠶絲拉伸曲線拉伸斷裂機(jī)理虎克區(qū)oa：大分子鍵長鍵角的變化，符合虎克定律屈服區(qū)as：大分子之間產(chǎn)生相對滑移，在新的位置上重新連接鍵變形顯著不易恢復(fù)，模量逐漸降低增強(qiáng)區(qū)sb：錯位滑移的大分子根本伸直平行，互相靠攏，使大分子之間的橫向結(jié)合力有所增加，形成新的結(jié)合鍵，曲線斜率增長至斷裂斷裂功：指拉伸纖維到斷裂時外力所做的功，表示纖維材料抵抗外力破壞所具有的能力。斷裂比功：拉斷單位體積纖維所需做的功，即折合成同樣的截面積，同樣試樣時的斷裂功。常見纖維的拉伸曲線影響纖維拉伸性能的因素內(nèi)因→顯微構(gòu)造：a.相對分子質(zhì)量，聚合度；b.分子鏈的剛?cè)嵝院蜆O性基團(tuán)的數(shù)目；c分子鏈堆砌的嚴(yán)密程度，結(jié)晶度；d.分子鏈的取向；e.支聯(lián)內(nèi)因→測試條件：a.溫濕度，w一定，溫度升高，纖維大分子的熱運(yùn)動更活潑，大分子更柔曲，分子間結(jié)合力〔次價鍵〕↓—→纖維的斷裂強(qiáng)度↓，斷裂伸長率↑，初始模量↓，相對濕度↑，斷裂強(qiáng)度↓，斷裂伸長↑b.隔距或試樣長度，試樣越長，弱環(huán)出現(xiàn)的概率越大，測試的斷裂長度越低c.試樣根數(shù)，束纖維中的纖維根數(shù)越多，算出的平均纖維強(qiáng)力越小，比單根測量時的平均強(qiáng)力低d.拉伸速度，拉伸速度越快〔纖維從拉伸到斷裂所經(jīng)歷的時間越少〕纖維強(qiáng)力偏高，初始模量偏大，斷裂伸長率無規(guī)律e.拉伸類型，等負(fù)荷、等伸長、等速率蠕變：纖維在一定負(fù)荷作用下，變形隨時間而逐漸增加的現(xiàn)象〔纖維的蠕變曲線看筆記〕應(yīng)力松弛：纖維在拉伸變形恒定條件下，應(yīng)力隨時間的延長而逐漸減小的現(xiàn)象。纖維的疲勞破壞：①靜態(tài)疲勞/蠕變疲勞：蠕變過程中，外力對材料不斷做功，直至材料被破壞②動態(tài)疲勞/屢次拉伸疲勞纖維材料經(jīng)屢次加負(fù)荷、減負(fù)荷的反復(fù)循環(huán)作用，因塑性形變的逐漸積累，纖維內(nèi)部的局部損傷，形成裂痕，最后破壞的現(xiàn)象。疲勞破壞的機(jī)理：①纖維內(nèi)部構(gòu)造缺陷；②纖維材料的力學(xué)衰減；與疲勞關(guān)系密切，正切損耗↑，在疲勞過程中，材料發(fā)熱↑溫度↑疲勞壽命↓疲勞的影響因素：①拉伸斷裂功↑彈性回復(fù)↑疲勞壽命↑②纖維內(nèi)部構(gòu)造的缺陷③纖維材料的正切損耗；還有作用方式、負(fù)荷大小、作用時間、恢復(fù)時間、頻率等纖維的熱學(xué)性能指標(biāo)：比熱：質(zhì)量為1g的紡織材料，溫度變化1℃所吸收或放出的熱量J/g.℃。導(dǎo)熱系數(shù)：熱傳遞的本質(zhì)性指標(biāo)λ=Q·d/ΔT·t·s;ΔT溫度差℃，t時間s，d纖維制品厚度cm。λ↑保暖性能↓影響纖維導(dǎo)熱系數(shù)的因數(shù)：①纖維的結(jié)晶與取向，結(jié)晶度↑取向度↑軸向λ↑②纖維集合體的密度0.03～0.06,λ最?、劾w維排列方向，纖維平行于熱輻射λ↑④纖維的細(xì)度中空度，細(xì)度↓中腔量↑λ↓⑤環(huán)境溫濕度↑.λ↑熱機(jī)械性能曲線玻璃態(tài)：溫度低，鍵段運(yùn)動凍結(jié)，只有側(cè)基、鏈節(jié)、鍵長、鍵角等局部運(yùn)動，在外力作用下形變很小，具有虎克彈性。玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)：由玻璃態(tài)向高彈態(tài)發(fā)生突變的區(qū)域，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg：開場玻璃轉(zhuǎn)變的溫度高彈態(tài)：T↑，鍵段運(yùn)動解凍形變↑，當(dāng)溫度升到*一階段時，鍵段運(yùn)動很充分，形變發(fā)生突變，即使在很小的外力作用下也能迅速發(fā)生較大形變，形變在外力去除后能逐漸恢復(fù)，這種狀態(tài)叫高彈態(tài)。粘流態(tài)：當(dāng)溫度↑足夠大時，在外力作用下鏈段運(yùn)動非常劇烈，分子鏈發(fā)生較大移動，聚合物變成粘性流體，形變不可逆。粘流溫度Tf:高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度粘流態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)：由高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的區(qū)域。熱定型〔thermalsetting〕：纖維或織物在熱作用下固定，并獲得一定的尺寸穩(wěn)定性。熱塑性〔thermalplasticing〕：纖維材料及制品加熱到Tg以上溫度，施加外力強(qiáng)迫其變形，然后冷卻去除外力，變形可固定下來，當(dāng)T<Tg時，這種變形不會發(fā)生改變，這種特性即∽。纖維的燃燒性能指標(biāo)極限氧指數(shù)LOI：試樣在氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中維持完全燃燒狀態(tài)所需的最低氧氣體積的分?jǐn)?shù)。LOI=Vo/(Vo+Vn)*100%纖維的阻燃途徑阻燃：熱分解；隔離稀釋氧氣；快速降溫途徑：紡絲原液中加阻燃劑；選用難燃纖維，芳綸1313〔Nome*〕、酚醛樹脂纖維、聚酰亞胺纖維纖維的光學(xué)性能光澤取決于三類反射：鏡面反射〔很強(qiáng)光澤〕、漫反射〔均勻柔和的光澤〕、散射光雙折射現(xiàn)象：對*些物質(zhì)來說，當(dāng)光向不同方向傳播時，由于在該方向上的光密度不同，而使光的傳播速度產(chǎn)生差異，即折射率的數(shù)值與傳播速度有關(guān)，這種現(xiàn)象稱為雙折射率。表征雙折射特征的指標(biāo)為雙折射率ΔN=Nma*-Nmin.纖維的電學(xué)性能纖維比電阻：即電阻率，是表示纖維材料導(dǎo)電性能的物理量。比電阻↑導(dǎo)電性↓。單位長度和橫截面時的電阻外表比電阻：單位長度，單位寬度纖維材料的電阻ρs=R·H/L體積比電阻：單位長度，單位截面纖維材料的電阻ρv=R·S/L質(zhì)量比電阻：ρm=R·m/L2=Υ·ρv，Υ纖維密度g/cm3.減少和防止靜電方法：給濕法，提高相對濕度；加抗靜電劑〔紡絲油劑〕；采用不同纖維混紡〔化纖+天然纖維〕紗線細(xì)度不勻：沿長度方向上紗線粗細(xì)不勻→紗疵、外觀、強(qiáng)度指標(biāo)：平均差系數(shù)μ，均方差δ，極差系數(shù)γ變異長度曲線變異：變異系數(shù)平方Cv2=CvB2+CvL2紗條變異與紗條切斷長度間的關(guān)系叫變異長度曲線紗條變異與紗條切斷長度間的關(guān)系叫變異長度曲線捻度T：單位長度內(nèi)的捻回?cái)?shù)。捻系數(shù)α：tanβ=πd/h=πd·Tt/100令αt=Tt·=0.0892·tanTt=αt/αt是Tt計(jì)算式的系數(shù)。αt可以用于比擬不同粗細(xì)的紗線的加捻程度。加捻對紗線構(gòu)造和性能的影響長度，捻縮，αt增大、捻縮增大光澤、手感αt增大，光澤差、手感硬對硬度的影響αt增大，強(qiáng)度先曾大后減小斷裂伸長，αt增大，斷裂伸長增大體積重量及直徑，αt增大、δy增大、α減小毛羽：伸出紗線外表的纖維。利：防風(fēng)，保暖，柔軟吸水，毛絨弊：起毛起球，織紋，開口不清紗中纖維的轉(zhuǎn)移與分布纖維在紗中的轉(zhuǎn)移幾何機(jī)理：纖維在扁平須條上的不同位置，當(dāng)須條發(fā)生包卷或圈捻時，上層纖維進(jìn)入纖維留在外表，兩側(cè)纖維向紗芯和外表過度。*力機(jī)理：纖維在紗層末的路徑大于內(nèi)層，伸長率產(chǎn)生*力向內(nèi)擠入或壓縮起拱向外移動。外層纖維傾角比內(nèi)層纖維大，向心力大，*緊。一根纖維通過加捻三角區(qū)時會發(fā)生屢次內(nèi)外轉(zhuǎn)移?；旒徏喼欣w維的分布由于內(nèi)外轉(zhuǎn)移，纖維性能不同→不同的徑向分布規(guī)律：長纖維，圓形截面纖維，柔軟纖維，摩察系數(shù)小，初始模量大細(xì)、卷曲少的纖維易向內(nèi)轉(zhuǎn)移。纖維徑向分布參數(shù)漢密爾頓指數(shù)M：衡量混紡紗中不同品種纖維在截面上向外或向內(nèi)分布程度的指標(biāo)。M>0,向外轉(zhuǎn)移，M↑向外轉(zhuǎn)移↑M=100%，纖維最大向外轉(zhuǎn)移〔分布在外層〕M=0，混紡紗中纖維呈均勻分布M<0，纖維向內(nèi)轉(zhuǎn)移，M↓向內(nèi)轉(zhuǎn)移程度↓M=-100%，纖維最大向內(nèi)轉(zhuǎn)移〔分布在內(nèi)層〕摩擦抱合力ＶＳ可紡性短纖紗的拉伸斷裂機(jī)理短纖紗強(qiáng)力由兩局部組成：①纖維的斷裂強(qiáng)力；②滑脫纖維的切向阻力。一般認(rèn)為：外層纖維先斷。纖維長、捻度多的紗—無滑脫纖維短、捻度少的紗—有滑脫滑脫長度：短纖維紗中一根纖維對周圍纖維切向阻力的總和等于該纖維斷裂強(qiáng)力時所對應(yīng)的長度。紗線斷裂過程：加捻→纖維相互抱合；紗線的斷裂過程=纖維的斷裂+滑脫。紗中纖維強(qiáng)力和利用率低的原因：斷裂不同時；滑脫；對于環(huán)錠紡紗線，纖維的斷裂是主要的?？椢锟椢锏睦鞌嗔褭C(jī)理束腰，斷裂。強(qiáng)力利用系數(shù)：織物在*一方向的斷裂強(qiáng)力與該向各根紗線斷裂強(qiáng)力的比值，一般大于1.影響織物拉伸性質(zhì)的因素機(jī)織物；②紗線的線密度和構(gòu)造；③經(jīng)緯密度和構(gòu)造；④上機(jī)*力↑強(qiáng)度↓；⑤測試條件疲勞破壞形式及影響因素見課本P305—307織物的撕裂機(jī)理及影響因素撕裂：織物邊緣在集中負(fù)荷作用下被撕開的現(xiàn)象。機(jī)理：撕裂三角區(qū)的局部應(yīng)力作用；單縫法：剪切作用；梯形法：拉伸作用；〔這是兩種不同的破壞機(jī)理的試驗(yàn)方法〕影