纺织纤维的内部结构

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3、其它(qítā)方法
❖ 真空干燥法：工作简便，试样用量少，测试结果(jiē guǒ)精确可靠。
❖ 高频加热干燥法：快速准确，热损耗小，受热均匀， 但设备费用高，投资多。
❖ 吸湿剂干燥法：结果(jiē guǒ)精确，但费时，多用于 科学研究。
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间接(jiàn jiē)测试法
❖ （一）电学测定 ❖ 1、电阻测湿仪：利用纤维在不同的回潮率下具有不同的
（四）超分子结构对纤维(xiānwéi)性能的影响
结晶度的大小 取向度
纤维的吸湿性、染色 性、密度、力学性质 纤维的强度和伸长。 取向度高时，纤维强 度较大，伸长能力较 小。
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三、纺织纤维(xiānwéi)的形态结构
❖ 形态结构指测试手段能看到的结构，又分为微 形态结构和宏形态结构。
❖ 微形态结构指电子显微镜能观察到的结构，如 微纤、微孔(wēi kǒnɡ)等。
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二、超分子结构(fēn zǐ jié ɡòu)
❖ 超分子结构(fēn zǐ jié ɡòu)又称为聚集态结构，指纺 织纤维中大分子间的结构关系。
（一）大分子间的结合力 纺织纤维大分子间的结合力有范德华力、氢键、盐
式键和共价键四种，其中以范德华力和氢键为主。
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❖ （二）结晶度
❖ 1、纤维内某些区域由于大分子的侧吸引力使大分 子相互整齐稳定地排列成具有高度的几何规整性， 称为结晶结构(jiégòu)或有序结构(jiégòu)。
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❖ 四、吸湿等温线 ❖ 在一定(yīdìng)温度条件下，纤维材料因吸湿达到的平衡
回潮率和大气相对湿度的关系曲线。 ❖ 常见纤维的吸湿等温线如图 ❖ 吸湿等温线的规律： ❖ 1、曲线呈上升趋势，表明随着相对湿度的增大，纤维的
回潮率增大。 ❖ 2、形状都呈反S形。说明各种纤维的吸湿机理基本一致，
即在相对湿度很小时，回潮率增加率较大；相对湿度很 大时，回潮率增加率也较大；但在中间阶段，回潮率增 加率则较小。 ❖ 形成原因如图 ❖ 由吸湿等温线和放湿等温线表示吸湿滞后性如图
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影响(yǐngxiǎng)纺织材料吸湿性的因素
❖ 影响吸湿性的因素有内因和外因两个方面： ❖ 一、内因 ❖ 1、亲水基团的多少和极性大小 ❖ 2、纤维的结晶度 ❖ 3、纤维的比表面积和内部(nèibù)空隙 ❖ 4、纤维内的伴生物和杂质 ❖ 二、外因 ❖ 1、相对湿度的影响——吸湿等温线 ❖ 2、温度的影响——一般情况，温度上升，纤维的回潮率会下
大分子结构 单基的化学结构、 官 能 团 的 种 类 决定 大分子上亲水基 团的多少和强弱
大分子的聚合度
决定 (juédì ng)
决定
大分子的柔曲性
对纤维性质的影响
纤维的耐酸、耐碱、耐光以及染色等化学性能。 纤维的吸湿性
纤维的力学性质，特别是拉伸强度。 聚合度达到临界聚合度时，纤维开始有强力。纤维强力随 平均聚合度的增大而增大。当聚合度增大到一定值时，纤 维强力不再增大。 影响纤维的弹性、柔软性和变形能力。
降。如图 ❖ 3、空气流速的影响 ❖ 当空气流速快时，纤维的平衡回潮率降低。
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❖ 五、标准回潮率和公定回潮率 ❖ 1、标准回潮率：纺织材料在标准大气条件下放置一段时间
后所达到的平衡回潮率。我国规定的标准大气状态是一个 大气压下温度为20±3℃，相对湿度为65 ±3%。 ❖ 2、公定回潮率：为了计重和核价的需要，必须对各种纺织 材料的回潮率作统一规定，这称为公定回潮率。 ❖ 六、调湿和预调湿 ❖ 调湿是将纺织材料在标准空气条件下放置一定时间，使其 达到标准回潮率。其目的是消除回潮率对纤维性能的影响。 ❖ 预调湿是将纤维在低温下（45 ±2℃）预烘，使其回潮率 低于标准回潮率。其目的是为了保证调湿通过吸湿过程进 行(jìnxíng)，从而避免吸湿滞后性对纤维回潮率的影响。
❖ 宏形态结构指光学显微镜能观察到的结构，如 皮芯结构、截面形态等。
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纺织(fǎngzhī) 纤维
的鉴别
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纺织纤维(xiānwéi)的鉴别
❖
纤维鉴别的基本步骤：
❖ 、判断(pànduàn)纤维的大类；
❖ 、具体分出品种；
❖ 、作最后验证。
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第一节 纺织纤维(xiānwéi)的常规 鉴别法
❖ 将试样接近火焰，观察试样在火焰热带中的反应； ❖ 将试样放入火焰中，观察其燃烧情况； ❖ 离开火焰，观察其延燃的情况； ❖ 用嗅觉闻燃烧时产生的气味，并观察试样燃烧后灰
烬(huījìn)的特征等。 ❖ 常见纤维的燃烧特征
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四、化学(huàxué)溶解法
❖化学溶解法是根据各种纤维的化学组 成不同，在各种化学溶液中的溶解性 能不同的原理来鉴别纤维。
❖由于大多数的合纤没有确切的熔点，因此该方法一 般不单独应用，而是在初步鉴别后作为验证的辅助 手段。
❖此法适用于未经抗熔等处理的单一成分的纤维与织 物。
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纺织(fǎngzhī) 材料的吸湿
性
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纺织(fǎngzhī)材料的吸湿性
❖第一节 吸湿指标和测试方法 ❖一、吸湿指标
❖回潮率：指纺织材料中所含水分重量 (zhòngliàng)对纺织材料干重的百分比。
中脱离的水分子数量相等，纤维的回潮率趋于一个稳定 (wěndìng)值。处于这种平衡状态的纤维回潮率就称为平衡回潮 率。
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❖ 三、吸湿滞后性 ❖ 1、定义（见图） ❖ 在相同大气条件下，从放湿得到的平衡回潮率高于吸湿平衡得到
的回潮率，这种现象称为吸湿滞后性或吸湿保守性。 ❖ 2、形成原因 ❖ 1、吸湿时，水分子进入纤维的无定形区，大分子间距离增加，
❖此法可靠、准确，适用于各种纺织材 料 。 常 在 用 其 他 方 法 作 初 步 (chūbù) 鉴别后，再用溶解法加以证实。
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五、药品(yàopǐn)着色法
❖根据各种纤维的化学组成不同，对各种 化学药品有着不同的着色性能(xìngnéng)， 由此可迅速鉴别纤维。适用于未经染色或 未经整理剂处理过的单一成分的纤维、纱 线和织物。
少数连接点被拆开而与水分子形成氢键。放湿时，水分子离开纤 维，但由于大分子上极性基团与水分子相吸引，阻止水分子离去， 而且大分子间距离也不能恢复到原来情况，因而保留了部分水分 子。 ❖ 2、纤维吸湿后由干结构变为湿结构，分子间距离增加。放湿时， 水分子脱离(tuōlí)后，湿结构中的活性基团变成游离基，由于分 子间距较大，游离基很容易吸收水分子。因而就产生了吸湿滞后 现象。（如图）
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❖ （二）键的内旋转、大分子的构象和 柔曲性
❖ 1、内旋转：大分子链中的单键能绕着 它相邻的键按一定键角旋转。
❖ 2、构象：由于键的内旋转引起的大分 子中原子在空间的排列形式。
❖ 3、大分子的柔曲性：大分子内旋转的 难易(nán yì)程度。
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（三）大分子结构对纤维(xiānwéi)性能的影响
电阻值，通过测电流的大小，可知回潮率的大小。 ❖ 2、电容测湿仪：以一定量的纤维材料，放在一定容量
(róngliàng)的电容器中，由于纺织材料和水的介电常数相 差很大，材料含水量的变化引起电容的变化，从而通过测 电容的变化和纤维对微波的吸收和衰减程度不同，根据微波 通过试样后的衰减情况，借以测得纤维的含水率或回潮 率。 微波测试仪器包括微波源、接受检测部和中间波导部等 基本部分所组成。 特点：不必接触试样，快速方便，分辨能力高，可连续 测定，便于生产上的自动控制。 （三）红外光谱法
❖测定纤维密度的方法很多，其中常用的是密度梯 度法。这种方法是利用悬浮原理来测定固体密度 的一种方法。
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七、熔点(róngdiǎn)法
❖熔点法是根据某些合成纤维的溶解特性 ，在化纤 (huàxiān)熔点仪或附有加热和测温装置的偏振光显 微镜下观察纤维消光时的温度来测定纤维的熔点， 从而鉴别纤维。
❖国家标准规定的着色剂为HI-1号纤维鉴 别着色剂。目前常用的还有碘-碘化钾溶 液和锡莱着色剂A。
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六、密度梯度法
❖密度法是根据各种(ɡè zhǒnɡ)纤维具有不同密度 的特点来鉴别纤维的。
❖测定纤维的密度不但可以了解纤维的基本物理性 能，而且可以作为研究纤维的某些超分子结构和 形态结构的一种有效手段。
纺织(fǎngzhī) 纤维的内部结
构
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纺织(fǎngzhī)纤维的内部结构
❖ 纺织纤维内部结构主要可以分为(fēn wéi)三层： ❖ 大分子结构 ❖ 超分子结构 ❖ 形态结构
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一、大分子结构(fēn zǐ jié ɡòu)
（一）大分子结构(fēn zǐ jié ɡòu)的基本特点
1、由许多相同或相似的原子团彼此以共价键联结而成。 这些相同或相似的原子团称为大分子的单基。
2、组成高聚物大分子的单基数目称为聚合度。纤维中各 个大分子的聚合度不都是相同的，它们具有一定的分布， 这称为高聚物大分子的多分散性。 3、由于化学键而引起的原子在空间的排列形式称为构型。 大分子的构型有线型、枝型、网型三种。纺织纤维的大分 子大多属于线型构造。羊毛纤维角朊大分子之间有一些二 硫键—S—S—连接，可属于网型构造。
❖ 一、手感目测法 ❖ 是最简单最常用的一种鉴别方法。它是 根据纤维的外观形态、色泽、手感及拉伸等特
征来区分各种纤维。 ❖ 此法适用(shìyòng)于呈散纤维状态的纺
织原料。
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二、显微镜观察法
❖ 显微镜观察法是根据各种纤维的纵面、 截面形态特征来识别纤维。天然纤维有独 特的形态特征，因此用显微镜鉴别法易于 鉴别出来。而大部分化学纤维的截面特征 不太明显，因此必须把显微镜鉴别法与其 他方法结合(jiéhé)起来进行。通常是用显 微镜进行初步鉴别后，还须用其他方法加 以验证。
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三、燃烧(ránshāo)法
❖ 燃烧法是鉴别纺织纤维的一种快速而简便 的方法。它是根据纤维的化学组成不同 (bù tónɡ)，燃烧特征也不同(bù tónɡ)， 从而粗略地区分出纤维的大类。
❖ 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。
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鉴别(jiànbié)步骤：
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吸湿对纤维(xiānwéi)性质和纺织工艺的影响
❖ 一、吸湿对纤维性质的影响 ❖ 1、对重量的影响：吸湿后重量增加，因此计算纺织
材料重量时，必须折算成公定回潮率时的重量（公 量）。 ❖ 2、吸湿膨胀：具有各向异性，即横向膨胀远远大于 纵向膨胀。 ❖ 3、对密度的影响：开始阶段，水分子进入(jìnrù)是 重量增加而体积变化不大，因而密度增加。待水分 子充满孔隙后再吸湿，纤维体积明显膨胀，纤维密 度变小。
❖含水率：指纺织材料中所含水分重量 (zhòngliàng)对纺织材料湿重的百分比。
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二、吸湿(xī shī)指标的测试方法
（一）直接测试法 （1、烘箱干燥法 （原理：利用烘箱使纤维中水分蒸发，然后称得干重，按
公式计算材料的回潮率。 （特点：结果比较稳定，准确性高，温度易控制，但费时
较多，耗电量大。目前(mùqián)是日常测试的主要方法， 并用以核对其他方法的准确性。 （温度控制：利用水银触点式温度控制器。
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称取干重(ɡàn zhònɡ)的方法：
1）箱内热称：操作简便，目前大多采用这 种方法。但称得的干重偏重。
2）箱外热称：称得的重量偏轻，且结果 (jiē guǒ)稳定性差。 3）箱外冷称：称得的重量准确但操 作较 麻烦，实用于小量试样。
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2、红外线干燥(gānzào)法
❖ 特点(tèdiǎn)：烘干迅速，设备简单，耗电省， 但温度无法控制，受热不均。
❖ 水对红外线不同的波长有不同的吸收率，而吸水量又与 纤维中水分的含量有关，根据试样对红外光谱的吸收图 谱(túpǔ)，从而推测试样的回潮率。
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纺织纤维(xiānwéi)的吸湿机理
❖ 一、纤维的吸湿机理 ❖ 1、表面吸附——水分子停留在纤维表面 ❖ 2、化学吸着水——水分子与亲水基团结合 ❖ 3、毛细凝结水——水分子进入纤维的微孔和缝隙 ❖ 二、平衡回潮率 ❖ 当大气条件一定时，经过一定时间，纤维吸收的水分子与从纤维
❖ 纺织纤维的大分子极少有严格的三维空间的结 晶结构(jiégòu)，但习惯上仍将排列整齐有规律的 区域称为结晶区。另一些区域的大分子随机弯曲配 置，排列不规则，称为无定形区。
❖ 2、纺织纤维内部结晶部分占整根纤维的百分比称 为结晶度。
❖ （三）取向度
❖
指纤维内大分子链主轴与纤维轴平行的程度。
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