纺织纤维内部结构知识

纱线分类





一、按结构和外形分 （一）长丝纱 1、单丝纱 指长度很长的单根连续纤维。 2、复丝纱 指两根或两根以上的单丝合并一起的丝 束。 3、捻丝 复丝加捻即成捻丝。 4、复合捻丝 捻丝再经一次或多次合并、加捻即成。 5、变形丝 化纤原丝经过变形加工使之具有卷曲、螺 旋、环圈等外观特征而呈现蓬松性、伸缩性的长丝纱。 （二）短纤纱 1、单纱 由短纤维集束成条，依靠加捻而成。 2、股线 两根或两根以上单纱合并加捻而成。 3、复捻股线 由两根或多根股线合并加捻而成。 4、花式捻线 由芯线、饰线和包线捻合而成。 5、花式线 主要有膨体纱和包芯纱。
四、化学溶解法
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。 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鉴别 后，再用溶解法加以证实。
五、药品着色法
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，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。 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。

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。
三、燃烧法
燃烧法是鉴别纺织纤维的一种快速而简






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，从而避免吸湿滞后性对纤维回潮率的影 响。
维密度变小。




4、对力学性质的影响 一般纤维，回潮率增大，强力下降，伸长增大； 棉、麻、柞蚕丝，回潮率增大，强力增大，伸长增大。 5、对电学性质的影响 回潮率增大，质量比电阻下降 6、吸湿放热 纤维在吸湿时会放出热量，这是由于空气中的水分子 被纤维分子上的极性基团吸引而与之结合，分子的动 能降低而转换为热能释放出来。 纤维在一定回潮率下吸着1克水放出的热量称为吸湿微 分热。 在一定温度下，1克重的绝对干燥纤维从开始吸湿到完 全润湿时所放出的总热量，称为吸湿积分热。
六、密度梯度法
密度法是根据各种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。 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。
七、熔点法

纺织纤维 的鉴别
纺织纤维的鉴别

纤维鉴别的基本步骤： 、判断纤维的大类； 、具体分出品种； 、作最后验证。
第一节 纺织纤维的常规鉴别法
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。 此法适用于呈散纤维状态的纺织原 料。
纺织纤维的 内部结构
纺织纤维的内部结构

纺织纤维内部结构主要可以分为三层：
大分子结构 超分子结构 形态结构

一、大分子结构
（一）大分子结构的基本特点
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。
纺织材料的吸湿性
第一节
一、吸湿指标 回潮率：指纺织材料中所含水分重量对纺织材料干重
吸湿指标和测试方法
的百分比。
含水率：指纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿重
的百分比。
二、吸湿指标的测试方法
（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。
（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。


（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 晶结构或有序结构。 纺织纤维的大分子极少有严格的三维空间的结晶结 构，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。
便的方法。它是根据纤维的化学组成不 同，燃烧特征也不同，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。
鉴别步骤：
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 后灰烬的特征等。 常见纤维的燃烧特征


Fra Baidu bibliotek


四、吸湿等温线 在一定温度条件下，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




（三）取向度
指纤维内大分子链主轴与纤维轴平行的程度。
（四）超分子结构对纤维性能的影响
结晶度的大小 纤维的吸 湿性、 染 色 性、密度、力学性质 取向度 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。
三、纺织纤维的形态结构
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、微孔等。 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。







二、吸湿对纺织工艺的影响 1、纺纱工艺方面 湿度太高，纤维回潮率太大，不易开松除杂，纤维易 相互扭结使成纱外观疵点增多。 湿度太低，回潮率太低，会产生静电现象。对棉纤维， 断头率增加。 2、织造工艺方面 棉织工艺：湿度太低，纱线回潮率太小时，纱线发毛， 会造成断头增多，开口不清而形成疵点。所以棉织车 间一般相对湿度控制较高。 3、针织工艺方面 湿度太低，纱线回潮率太小，纱线发毛发硬，成圈时 易碎，增加断头。 湿度太高，纱线回潮率太大，纱线与机件间摩擦增大， 张力增大，织出的织物较紧。
熔点法是根据某些合成纤维的溶解特性，在化纤
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。 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。
纺织材料的 吸湿性

（二）微波吸收法 利用水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 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，从而推测试样的回潮率。
称取干重的方法：
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 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。
2、红外线干燥法

特点：烘干迅速，设备简单，耗电省，但温 度无法控制，受热不均。
3、其它方法


决定 决定
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
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。
大分子的柔曲性
决定
影响纤维的弹性、柔软性和变形能力。
二、超分子结构

超分子结构又称为聚集态结构，指纺织纤维中大 分子间的结构关系。




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，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）
（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 的难易程度。
（三）大分子结构对纤维性能的影响
大分子结构 单基的化学结构、 官能团的种类 大分子上亲水基 团的多少和强弱 纤维的力学性质，特别是拉伸强度。 大分子的聚合度

真空干燥法：工作简便，试样用量少，测试结果精 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：结果精确，但费时，多用于科学研 究。
间接测试法



（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 通过测电容的变化而测定回潮率
吸湿对纤维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

纺织纤维的吸湿机理



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 子与从纤维中脱离的水分子数量相等，纤维的回潮率 趋于一个稳定值。处于这种平衡状态的纤维回潮率就 称为平衡回潮率。
影响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。