纖維的結(jié)構(gòu)特征

關(guān)于纖維的結(jié)構(gòu)特征纖維結(jié)構(gòu)：組成纖維的結(jié)構(gòu)單元相互作用達(dá)到平衡時在空間的幾何排列。大分子結(jié)構(gòu)：化學(xué)組成、單基結(jié)構(gòu)、端基組成、聚合度及其分布、大分子構(gòu)象、大分子鏈柔曲性等；超分子結(jié)構(gòu)（supermolecularstructure

）：晶態(tài)、非晶態(tài)、結(jié)晶度、晶粒大小、取向度、側(cè)序分布等；形態(tài)結(jié)構(gòu)（morphologicalstructure）：表觀形態(tài)（纖維的長度、粗細(xì)、截面形狀和卷曲或轉(zhuǎn)曲等

）、表面結(jié)構(gòu)、微細(xì)結(jié)構(gòu)（原纖結(jié)構(gòu)與排列）。第2頁,共68頁，2024年2月25日，星期天一、纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)—微細(xì)結(jié)構(gòu)，原纖結(jié)構(gòu)

纖維是柔軟細(xì)長物，其微細(xì)結(jié)構(gòu)的基本組成單元大多為細(xì)長纖維狀的物質(zhì)，統(tǒng)稱為原纖(fibril)

原纖(fibril)：大分子有序排列的結(jié)構(gòu)，或稱結(jié)晶結(jié)構(gòu)。

微細(xì)結(jié)構(gòu)：纖維內(nèi)部的有序區(qū)(結(jié)晶或取向排列區(qū))和無序區(qū)(無定形或非結(jié)晶區(qū))的形態(tài)、尺寸和相互間的排列與組合，及細(xì)胞構(gòu)成與結(jié)合方式?；w→微原纖→原纖→巨原纖→細(xì)胞

第3頁,共68頁，2024年2月25日，星期天微原纖的堆砌形式示意圖

基原纖(proto-fibril)：一般由幾根以至十幾根長鏈分子，互相平行或螺旋狀地按一定距離、相位穩(wěn)定地結(jié)合在一起的大分子束，直徑為1～3nm(10～30?)，具有一定的柔曲性。

微原纖(micro-fibril)：由若干根基原纖平行排列組合在一起粗一點的，基本上屬結(jié)晶態(tài)的大分子束，直徑大約4～8nm(40～80?)，個別高達(dá)100nm第4頁,共68頁，2024年2月25日，星期天原纖(fibril)：一統(tǒng)稱，有時可代表由若干基原纖或含若干根微原纖，大致平行組合在一起的更為粗大的大分子束，直徑10～30nm。巨原纖(macro-fibril)：由多個微原纖或原纖堆砌而成的結(jié)構(gòu)體。橫向尺寸一般約為0.1～0.6μm

細(xì)胞(cell)：由巨原纖或微原纖直接堆砌而成的，有明顯的細(xì)胞邊界。微原纖之間依靠相鄰的分子結(jié)合力和穿越的大分子主鏈聯(lián)結(jié)第5頁,共68頁，2024年2月25日，星期天名稱產(chǎn)生原因特點范德華力定向力產(chǎn)生于極性分子間，是由它們的永久偶極矩作用而產(chǎn)生的作用能量3～5千卡/克分子；與溫度有關(guān)誘導(dǎo)力由相鄰分子間的誘導(dǎo)電動勢產(chǎn)生的，產(chǎn)生于極性分子與非極性分子之間1.5～3千卡/克分子，與溫度有關(guān)色散力由相鄰原子上的電子云旋轉(zhuǎn)引起瞬時的偶極矩而產(chǎn)生的，產(chǎn)生于一切非極性分子中。0.2～2千卡/克分子，與溫度無關(guān)氫鍵大分子側(cè)基（或部分主鏈上）極性基團(tuán)之間的靜電吸引力（如－NH2，-COOH，-OH，-CONH等）能力1.3～10.2千卡/克分子，距離2.3～3.2埃；與溫度有關(guān)鹽式鍵在部分大分子側(cè)基上，某些成對基團(tuán)之間接近時，產(chǎn)生能級躍遷的原子轉(zhuǎn)移，從而基團(tuán)間形成相互結(jié)合的化學(xué)鍵化學(xué)鍵中作用力較弱，能量30～50千卡/克分子化學(xué)鍵少數(shù)纖維的大分子之間存在著橋式側(cè)基能量50～200千卡/克分子第6頁,共68頁，2024年2月25日，星期天二、纖維的聚集態(tài)（stateofaggregation）結(jié)構(gòu)1、結(jié)晶（1）結(jié)晶態(tài)：纖維大分子有規(guī)律地整齊排列的狀態(tài)。①結(jié)晶區(qū)：纖維大分子有規(guī)律地整齊排列的區(qū)域。晶區(qū)（crystallinezone）特點：a.大分子鏈段排列規(guī)整；b.結(jié)構(gòu)緊密，縫隙，孔洞較少；c.相互間結(jié)合力強(qiáng)，互相接近的基團(tuán)結(jié)合力飽和。

②結(jié)晶度：纖維內(nèi)部結(jié)晶區(qū)占整個纖維的百分率重量結(jié)晶度：纖維內(nèi)部結(jié)晶區(qū)的重量占纖維總重量的百分率。體積結(jié)晶度：纖維內(nèi)部結(jié)晶區(qū)的體積占纖維總體積的百分率。第7頁,共68頁，2024年2月25日，星期天結(jié)晶度對纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響

結(jié)晶度↑→纖維的拉伸強(qiáng)度、初始模量、硬度、尺寸穩(wěn)定性、密度↑；纖維的吸濕性、染料吸著性、潤脹性、柔軟性、化學(xué)活潑性↓。結(jié)晶度↓→纖維吸濕性↑，容易染色，拉伸強(qiáng)度降低，變形較大，纖維較柔軟，耐沖擊，彈性有所改善，密度較小，化學(xué)反應(yīng)性比較活潑。第8頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（2）非晶態(tài)：纖維大分子無規(guī)則聚集排列的狀態(tài)。①非晶區(qū)（無定形區(qū)，amorphousregion

）纖維大分子無規(guī)則聚集排列的區(qū)域。非晶區(qū)特點：a.大分子鏈段排列混亂，無規(guī)律；b.結(jié)構(gòu)松散，有較多的縫隙、孔洞；c.相互間結(jié)合力小，互相接近的基團(tuán)結(jié)合力沒飽和。直接影響著纖維的吸濕、染色、熱定形、力學(xué)彈性及伸長等第9頁,共68頁，2024年2月25日，星期天取向和無序排列的纓狀微胞（fringedmicelle）結(jié)構(gòu)“兩相結(jié)構(gòu)”模型：纖維中存在明顯邊界的晶區(qū)與非晶區(qū)，一些大分子的長度可以遠(yuǎn)超過晶區(qū)或無定形區(qū)各自的長度﹐足夠把若干個晶區(qū)和無定形區(qū)串連起來形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

。纓狀：無序區(qū)中分子排列的狀態(tài)；微胞：分子有序排列的結(jié)構(gòu)塊第10頁,共68頁，2024年2月25日，星期天Hearle教授的纓狀原纖結(jié)構(gòu)模型第11頁,共68頁，2024年2月25日，星期天取向和非取向折疊鏈片晶（fringedlamellarcrystal）結(jié)構(gòu)模型

折疊鏈纓狀微胞模型中大分子可以折疊在一個晶區(qū)內(nèi)﹐也可以穿過無定形區(qū)進(jìn)入另一晶區(qū)折疊第12頁,共68頁，2024年2月25日，星期天兩相結(jié)構(gòu)﹕其基本概念是纖維中存在明顯邊界的晶區(qū)與非晶區(qū)，一些大分子的長度可以遠(yuǎn)超過晶區(qū)或無定形區(qū)各自的長度﹐足夠把若干個晶區(qū)和無定形區(qū)串連起來形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。粘膠纖維屬于分散的晶相和連續(xù)的無定形相所組成的例子。棉及苧麻等則屬于連續(xù)晶相和分散的無定形相的兩相結(jié)構(gòu)。

兩相結(jié)構(gòu)的兩種模型：纓狀微胞模型中大分子可以穿過若并晶區(qū)和無定形區(qū)﹐而折疊鏈纓狀微胞模型中大分子可以折疊在一個晶區(qū)內(nèi)﹐也可以穿過無定形區(qū)進(jìn)入另一晶區(qū)折疊。

第13頁,共68頁，2024年2月25日，星期天2、取向度（orientationdegree）（1）定義：大分子排列方向與纖維軸向吻合的程度稱作取向度。（2）取向度與纖維性能間的關(guān)系：取向度大→大分子可能承受的軸向拉力也大，拉伸強(qiáng)度較大，伸長較小，模量較高，光澤較好，各向異性明顯。第14頁,共68頁，2024年2月25日，星期天3、側(cè)序（lateralorder）：在垂直于纖維取向軸方向上分子鏈排列的有序性。

高聚物分子鏈間具有強(qiáng)次價力，例如氫鍵相互作用時，分子間的側(cè)向排列具有有序性，甚至完全規(guī)整的有序排列。測定方法：將試樣置于逐漸增加濃度或溫度的溶劑內(nèi)，依次測定各物理量，如溶脹、溶解、收縮、吸附或吸收等性質(zhì)的變化。凡側(cè)序較低的部分首先受到溶劑的影響而發(fā)生相應(yīng)的變化。

第15頁,共68頁，2024年2月25日，星期天第16頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、纖維的分子結(jié)構(gòu)（molecularstructure

）第17頁,共68頁，2024年2月25日，星期天大分子鏈原子的類型與排列（一）、單基（鏈節(jié)，chainunit

）1、定義：構(gòu)成纖維大分子的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)單元。A’－（A）n－A”：2、常用紡織纖維單基的化學(xué)組成第18頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（二）、聚合度n（degreeofpolymerization）1、定義：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)的次數(shù)。2、常用纖維的n：棉、麻的聚合度高，成千上萬；羊毛576；蠶絲400；粘膠300－600；化學(xué)纖維聚合度不宜過高。一根纖維中各個大分子的n不盡相同，具有一定的分布。3、聚合度與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系n→臨界值，纖維開始具有強(qiáng)力；n↑，纖維強(qiáng)力↑；但增加的速率減??；n至一定程度，強(qiáng)力趨于不變。n的分布：n分布集中，分散度小，對纖維的強(qiáng)度、耐磨性、耐疲勞性、彈性都有好處。第19頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（三）、纖維大分子鏈的內(nèi)旋性、構(gòu)象及柔曲性1、內(nèi)旋性（internalrotation

）：纖維大分子內(nèi)的單基之間在鍵長鍵角保持不變條件下，相鄰單基可繞單鍵旋轉(zhuǎn)的特性。分子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)示意圖

第20頁,共68頁，2024年2月25日，星期天2、構(gòu)象（conformation）：由于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子在空間的不同形態(tài)稱為構(gòu)象(或內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體)

構(gòu)象與構(gòu)型的根本區(qū)別在于，構(gòu)象通過單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)可以改變，而構(gòu)型無法通過內(nèi)旋轉(zhuǎn)改變。

第21頁,共68頁，2024年2月25日，星期天纖維大分子的典型構(gòu)象示意圖

第22頁,共68頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的兩種二次結(jié)構(gòu)（構(gòu)象）第23頁,共68頁，2024年2月25日，星期天3、柔曲性（1）定義：指纖維大分子在一定條件下，通過內(nèi)旋轉(zhuǎn)或振動而形成各種形狀的難易程度的特性。（2）纖維大分子結(jié)構(gòu)與柔曲性的關(guān)系：①主鏈彈性好，柔曲性↑②側(cè)鏈較少，柔曲性↑③主鏈四周側(cè)基分布對稱，柔曲性↑④側(cè)基間（大分子間）作用力較少，柔曲性↑⑤溫度↑，內(nèi)旋轉(zhuǎn)加劇，大分子鏈柔曲性↑（3）單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)是大分子鏈產(chǎn)生柔曲性的根源；大分子柔曲性是判斷高聚物彈性的主要條件之一。第24頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（四）、鏈原子的類型與排列1、碳鏈大分子：大分子主鏈都是靠相同的碳原子以共價鍵形式相聯(lián)接的。如乙綸、丙綸、腈綸——可塑性比較好，容易成型加工。2、雜鏈大分子：大分子主鏈除碳原子以外，還有其他原子，如氮、氧等，即主鏈?zhǔn)怯蓛煞N以上的原子所構(gòu)成的。例如：粘膠、蠶絲、滌綸、錦綸3、梯形和雙螺旋形大分子纖維的主鏈?zhǔn)窍褚粋€梯子和雙股螺旋的結(jié)構(gòu)。例如：碳纖維，石墨纖維主鏈?zhǔn)请p鏈形式。第25頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（五）、大分子構(gòu)型定義：指分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列。要改變構(gòu)型，必須經(jīng)過化學(xué)鍵的斷裂和重組聚丙烯纖維(PP)，根據(jù)甲基在鏈上的排列位置不同，形成不同的立體構(gòu)型，分為等規(guī)，間規(guī)、和無規(guī)聚丙烯

第26頁,共68頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)纖維的結(jié)構(gòu)特征與測量典型天然纖維的結(jié)構(gòu)與特征棉纖維麻纖維羊毛蠶絲典型再生纖維素纖維的結(jié)構(gòu)特征典型合成纖維的結(jié)構(gòu)常規(guī)合成纖維差別化纖維

第27頁,共68頁，2024年2月25日，星期天棉纖維和麻纖維的主要成分是纖維素，分子式為(C6H10O5)第28頁,共68頁，2024年2月25日，星期天棉纖維原纖中的晶胞結(jié)構(gòu)

棉纖維大分子的聚合度為6000～15000，分子量為1～2.43百萬，纖維中約2/3為結(jié)晶部分，結(jié)晶晶格是單斜晶系

第29頁,共68頁，2024年2月25日，星期天棉纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)模型

纖維轉(zhuǎn)曲數(shù)一般為6～10個/mm；截面呈腰圓形帶中腔。初生層的網(wǎng)狀原纖結(jié)構(gòu)與纖維軸呈70°～90°傾角

次生層有明顯的“日輪”結(jié)構(gòu)，其中的S2層是棉纖維主體，厚1～4um，原纖與纖維軸的螺旋角約25°棉纖維的細(xì)胞形態(tài)與構(gòu)成

第30頁,共68頁，2024年2月25日，星期天

棉纖維縱橫向照片

絲光棉縱橫向照片第31頁,共68頁，2024年2月25日，星期天

苧麻纖維縱橫向照片

亞麻纖維縱橫向照片基原纖、微原纖、原纖結(jié)構(gòu)尺寸與棉纖維接近，但螺旋角較小，因而取向度，強(qiáng)度比棉纖維高第32頁,共68頁，2024年2月25日，星期天角蛋白大分子的構(gòu)成及分子間作用

羊毛纖維的結(jié)構(gòu)特征1、羊毛纖維的組成

基本組成是α氨基酸螺旋大分子，最為特殊的是胱氨酸，即在羊毛角朊大分子間形成二硫鍵的氨基酸。

第33頁,共68頁，2024年2月25日，星期天2、羊毛纖維的組織結(jié)構(gòu)鱗片：角質(zhì)化細(xì)胞，細(xì)羊毛的鱗片約60～80個/mm，粗羊毛約40～50/mm正皮質(zhì)：基原纖→微原纖→巨原纖→細(xì)胞，約55~70％?；w：由2～4根α氨基酸螺旋形角朊組成，直徑1～3nm。微原纖：由9＋x(或2)，或7＋x根基原纖組成，直徑7～8nm，其中含有1nm左右的縫隙和空穴。巨原纖：呈環(huán)芯分布、堆砌緊密、含硫量低，直徑約100~300nm，長度約為10~20μm。副（偏）皮質(zhì)：基原纖→微原纖→細(xì)胞核殘留物→細(xì)胞堆砌密度松，含硫量高，微原纖的堆砌時而規(guī)整，時而無序，交替出現(xiàn)，為典型的柔性結(jié)構(gòu)第34頁,共68頁，2024年2月25日，星期天羊毛纖維各層次結(jié)構(gòu)綜合示意圖

第35頁,共68頁，2024年2月25日，星期天羊毛纖維的天然卷曲

正皮質(zhì)位于彎曲的外側(cè)；副皮質(zhì)位于彎曲的內(nèi)側(cè)。又因為這種雙邊分布在羊毛纖維的軸向是發(fā)生螺旋的，因此，形成了羊毛特有的準(zhǔn)二維卷曲

第36頁,共68頁，2024年2月25日，星期天

綿羊毛纖維縱橫向照片

山羊絨纖維縱橫向照片第37頁,共68頁，2024年2月25日，星期天

兔毛纖維縱橫向照片

縱向：鱗片大多呈斜條狀，有單列或多列毛髓橫向：絨毛為非圓形，有一個中腔；粗毛為腰圓形，有多個中腔第38頁,共68頁，2024年2月25日，星期天蠶絲的各層次結(jié)構(gòu)綜合示意圖

蠶絲分子結(jié)構(gòu)

大分子為伸直

折疊鏈(鋸齒)鏈構(gòu)象。分子幾乎不含胱氨酸，即無二硫鍵，且側(cè)基簡單，分子間主要是氫鍵作用。微原纖直徑約4～9nm，原纖橫向尺寸約25～30nm，結(jié)晶度為40％～50％第39頁,共68頁，2024年2月25日，星期天

桑蠶絲纖維縱橫向照片柞蠶絲纖維縱橫向照片第40頁,共68頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)纖維的結(jié)構(gòu)特征與測量典型天然纖維的結(jié)構(gòu)與特征棉纖維麻纖維羊毛蠶絲典型再生纖維素纖維的結(jié)構(gòu)特征典型合成纖維的結(jié)構(gòu)常規(guī)合成纖維差別化纖維

纖維結(jié)構(gòu)特征的測量第41頁,共68頁，2024年2月25日，星期天幾種粘膠纖維的典型結(jié)構(gòu)

富強(qiáng)纖維或Polynosic（虎木棉）為全芯層結(jié)構(gòu)；強(qiáng)力粘膠或粘膠簾子線為全皮層結(jié)構(gòu)；高濕模量或Modal為厚皮層結(jié)構(gòu)粘膠纖維中微原纖、原纖尺寸大體與棉接近，但排列不及棉纖維中整齊，取向度低，非晶區(qū)多，縫隙孔洞大。普通粘膠纖維為皮芯結(jié)構(gòu)，皮層大分子取向度較高，結(jié)晶區(qū)顆粒小，結(jié)晶度低，結(jié)構(gòu)均勻，上色慢；芯層大分子取向度較低，結(jié)晶區(qū)顆粒較大，結(jié)晶度較高，上色快。第42頁,共68頁，2024年2月25日，星期天水中膨潤后的Lyocell纖維結(jié)構(gòu)示意圖

Lyocell纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密、為原纖結(jié)構(gòu)，孔隙少。典型代表是英國考陶爾茲公司的Tencel?纖維第43頁,共68頁，2024年2月25日，星期天纖維結(jié)晶度(%)聚合度普通粘膠30～35250～300富強(qiáng)粘膠45～50500左右強(qiáng)力粘膠50～55300～350Modal42～46350～450Tencel?48～52500～550漿粕55～65>600再生纖維素纖維的結(jié)晶度與聚合度

第44頁,共68頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)纖維的結(jié)構(gòu)特征與測量典型天然纖維的結(jié)構(gòu)與特征棉纖維麻纖維羊毛蠶絲典型再生纖維素纖維的結(jié)構(gòu)特征典型合成纖維的結(jié)構(gòu)常規(guī)合成纖維差別化纖維

纖維結(jié)構(gòu)特征的測量第45頁,共68頁，2024年2月25日，星期天不同晶系及晶格參數(shù)表七大晶系晶格軸長及夾角關(guān)系三斜

triclinica≠b≠c；α≠β≠γ單斜

monoclinica≠b≠c；α=γ=90o≠β正交

rthorhombica≠b≠c；α=β=γ=90o四方

tetragonala=b≠c；α=β=γ=90o三方

trigonala=b=c；α=β=γ≠90o<120o六方

hexagonala=b≠c；α=β=90o；γ=120o立方

cubica=b=c；α=β=γ=90o從點陣中取出一個仍能保持點陣特征的最基本單元叫晶胞。將陣點用一系列平行直線連接起來，構(gòu)成一空間格架叫晶格。

第46頁,共68頁，2024年2月25日，星期天滌綸或聚酯纖維(PET)

聚酯纖維分子有剛性鏈苯環(huán)和柔性亞甲基鏈-CH2-CH2，其間由酯基連接，是典型的剛?cè)嵝约鎮(zhèn)涞木€型大分子，且以剛性為主。側(cè)基上沒有極性基團(tuán)，吸濕和染色差。晶胞屬于三斜晶系（a≠b≠c；α≠β≠γ）。

滌綸纖維的分子及晶格示意圖

第47頁,共68頁，2024年2月25日，星期天

滌綸纖維縱橫向照片平滑、圓形第48頁,共68頁，2024年2月25日，星期天錦綸纖維(PA)

主要特征：大分子鏈由酰胺鍵(－CONH－)連接主要品種：錦綸6和錦綸66尼龍66尼龍6尼龍66的晶胞結(jié)構(gòu)圖

聚酰胺66的α，β結(jié)晶屬三斜晶系

酰胺鍵：極性基團(tuán)，能形成穩(wěn)定的氫鍵作用，既可使分子間產(chǎn)生相互作用構(gòu)成晶區(qū)，又可與水分子作用形成一定的吸濕性。亞甲基：疏水性的非極性基團(tuán)，個數(shù)越多，構(gòu)象越多，分子柔性則越大。第49頁,共68頁，2024年2月25日，星期天腈綸纖維(PAN)

主要重復(fù)單元：－CH2－CH(CN)－；聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：側(cè)向有序，軸向無序的準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)分子側(cè)向強(qiáng)作用的氰基（－CN）可形成穩(wěn)定的相互作用和排列，導(dǎo)致纖維變脆，故通過加入第二單體（含有酯基的化合物，5％～9％），改善彈性和手感，加入第三單體（1％左右）改善纖維的染色性。腈綸分子堆砌與單元晶格結(jié)構(gòu)這種規(guī)整螺旋棒構(gòu)成的晶格為六角晶系或正交晶系第50頁,共68頁，2024年2月25日，星期天腈綸纖維縱橫向照片腈綸表面不光滑，有樹皮狀溝槽紋路。腈綸內(nèi)部有一定的微孔，截面基本圓形或腰圓形，隨紡絲加工方法而異。第51頁,共68頁，2024年2月25日，星期天聚丙烯纖維(PP)屬最輕的纖維，幾乎不吸濕，但具有良好的芯吸能力，強(qiáng)度高，織物尺寸穩(wěn)定，耐磨彈性好，化學(xué)穩(wěn)定性好。其化學(xué)單基式為：－CH2－CH(CH3)－丙綸纖維(PP)

第52頁,共68頁，2024年2月25日，星期天丙綸纖維分子螺旋構(gòu)型根據(jù)甲基在鏈上的排列位置不同，形成不同的立體構(gòu)型，分為等規(guī)，間規(guī)、和無規(guī)，等規(guī)和間規(guī)能形成規(guī)則有序的排列，導(dǎo)致纖維的結(jié)晶。等規(guī)形式，其空間構(gòu)型是螺旋結(jié)構(gòu)，通過三維有序堆砌，構(gòu)成完整結(jié)晶形式，有α、β及擬六方變形等晶型。聚丙烯纖維的構(gòu)型示意圖第53頁,共68頁，2024年2月25日，星期天維綸纖維(PVA)

維綸分子中的羥基是極性基團(tuán)，是維綸優(yōu)良吸濕性的主要作用部位?？s醛化后產(chǎn)生的醚鍵是維綸耐水和穩(wěn)定的部分

維綸纖維的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖

聚乙烯醇的晶胞屬單斜晶系，晶胞含有兩個單元鏈節(jié)，晶格參數(shù)為a=7.81?，b=2.52?，c=5.51?，β=91o42'，常規(guī)維綸的結(jié)晶度約為30%。

CH2CHOHCH2第54頁,共68頁，2024年2月25日，星期天差別化纖維－異形與多孔

(a)為單開孔，以增加表面積和內(nèi)凹蓄水和快速導(dǎo)水，但受壓后易于反滲水；

(b)為中空帶微孔，若微孔與中空相通，則可以形成導(dǎo)水和擴(kuò)散；

第55頁,共68頁，2024年2月25日，星期天(c)為變異三葉形，大凹反射光性能優(yōu)良和減少接觸，葉頂小溝槽有利于導(dǎo)水和點狀接觸；

(d)為表面多坑結(jié)構(gòu)，可柔和光澤和增加表面積極蓄水點?？梢杂行У馗纳萍徔椘返墓鉂?、手感、抗起毛起球、耐污性等。

第56頁,共68頁，2024年2月25日，星期天多種復(fù)合纖維的截面結(jié)構(gòu)示意

典型超細(xì)纖維成形方法示意圖

差別化纖維－復(fù)合與超細(xì)

第57頁,共68頁，2024年2月25日，星期天復(fù)合紡絲法制成的夾層導(dǎo)電纖維

對環(huán)芯多層結(jié)構(gòu)的夾層大量摻入碳黑，并在纖維主體中也摻入碳黑，制成耐久性抗靜電

第58頁,共68頁，2024年2月25日，星期天差別化纖維－彈性結(jié)構(gòu)

物理交聯(lián)：通過硬鏈段間的相對穩(wěn)定、有序的排列構(gòu)成交聯(lián)，大都為微晶結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)交聯(lián)：由硬鏈段間的化學(xué)鍵完成分子間的相互聯(lián)接，彈性伸長和回復(fù)均要優(yōu)于物理交聯(lián)。第59頁,共68頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)纖維的結(jié)構(gòu)特征與測量典型天然纖維的結(jié)構(gòu)與特征棉纖維麻纖維羊毛蠶絲典型再生纖維素纖維的結(jié)構(gòu)特征典型合成纖維的結(jié)構(gòu)常規(guī)合成纖維差別化纖維

纖維結(jié)構(gòu)特征的測量第60頁,共68頁，2024年2月25日，星期天纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)的測量質(zhì)譜分析

通過對纖維樣品的氣相離子的質(zhì)量電荷比，對纖維的組成和鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量化的表征紅外吸收光譜可對高聚物或混合物的極性基團(tuán)及其含量的吸收帶強(qiáng)度進(jìn)行識別和定量分析紫外與可見光譜

可測定在10～400nm紫外吸收光譜范圍及400～800nm可見光范圍具有不飽和鏈及不對稱電子的分子。核磁共振光譜可測定在外部磁場作用下，分子內(nèi)部發(fā)生化學(xué)位移的核群及吸收帶，以及相鄰核的信息，計算出各吸收強(qiáng)度與各核群的比例?？捎糜诖蠓肿拥臉?gòu)型及構(gòu)象和分子量的分析。

第61頁,共68頁，2024年2月25日，星期天第62頁,共68頁，2024年2月25日，星期天纖維種類制樣方法主要吸收譜帶及其特性頻率,cm-1棉麻纖維壓片法3450～3200,1640,1160,1064～980,893,671～667,610毛纖維壓片法3450～3300,1658,1534,1163,1124,926絲纖維壓片法3450～3300,1650,1520,1220,1163～149,1064,993,970,550粘膠纖維壓片法3450～3250,1650,1430～1370,1060～970,890醋酯纖維薄膜法1745,1376,1237,1075～1042,900,602滌綸熱壓成膜3040,2358,2208,2079,1957,1724,1242,1124,1090,870,725錦綸6甲酸成膜3300,3050,1639,1540,1475,1263,1200,687錦綸66甲酸成膜3300,1635,1535,1467,1237,1190,936,689腈綸壓片法2242,1449,1250,1075維綸壓片法3300,1449,1242,1149,1099,1020,848乙綸熱壓成膜2925,2868,1471,1460,730,719丙綸熱壓成膜1451,1475,1357,1166