第三章_化学纤维(3-5)
《化学纤维》教学大纲
《化学纤维》教学大纲一、课程基本信息课程名称（中、英文）：《化学纤维》（CHEMICAL FIBER）课程号（代码）：300024030课程类别：专业选修课学时：48 学分：3二、教学目的及要求化学纤维是高分子材料的一大类型，与人们的生产生活及国民经济的发展息息相关。
本课程针对化学纤维发展现状和趋势，主要讲授熔融法、湿法、干法、凝胶纺丝、干湿法纺丝等各种纺丝成形方法的基本原理，成纤聚合物在纺丝过程中纤维中大分子取向、结晶和形态结构的形成过程，成形工艺条件-结构-性能之间的相互关系。
结合纺丝技术，分别介绍各种纺丝方法生产的相应的化学纤维品种。
根据成纤聚合物的性能，选择满足其要求且合理可行的纺丝方法，并介绍近期研究发展起来的纺丝成型新技术。
使学生掌握化学纤维的基本概念、主要成型过程及原理等基础理论知识，同时掌握化学纤维的成型条件、结构与性能三者之间的关系，以及化学纤维领域相关的测试表征手段，了解化学纤维前沿发展现状和趋势，最终使学生能够应用化学纤维基础课程及相关基础理论知识，识别、表达、并通过文献研究分析化学纤维及相关领域复杂工程问题，以获得有效结论。
对毕业要求及其分指标点支撑情况：（1）毕业要求 1，分指标点1.4；（2）毕业要求2，分指标点2.5；（3）毕业要求3，分指标点3.2；三、教学内容（含各章节主要内容、学时分配，并红字方式注明重点难点）第一章绪论（1学时）简要介绍化学纤维的国内外发展历史，化学纤维的定义、分类、应用及发展方向等内容，介绍本课程的学习目的、方法及要求。
要点：化学纤维作为三大高分子材料之一在结构与性能上的显著特点。
化学纤维的定义及分类按原料来源或加工方法对于化学纤维进行分类第二章化学纤维的基本概念及质量指标（2学时）介绍长丝、短纤、丝束、牵切纱、预取向丝、变形纱、异形纤维、复合纤维、超细纤维、差别化纤维、特种纤维、高性能纤维、功能纤维、智能纤维等化学纤维领域的基本概念，对纤维线密度、强伸度、弹性、燃烧性能、吸湿性能、染色性能、卷曲性等化学纤维常见质量指标进行讲解，并介绍相关测试方法。
化学纤维
七、氯纶—聚氯乙烯纤维（polyvinyl chloride）缩写PVC 1、纤维来源： 2、性能 1）吸湿性差（ WK=0），染色困难。 2）电绝缘性好 3）弹性较好。 4）阻燃性好 5）耐热性差。 氯纶在工业上应用很广。
复合纤维截面图
异形纤维截面和喷丝孔板形
熔体纺丝工艺流程图
湿法纺丝法纺丝
涤纶纤维可塑性和可变性大，所以可对涤纶进行改性加工，生 出差别化涤纶纤维。如运用超细旦技术，多元差别化技术，聚 合物改性技术，复合纺丝技术等生产新一代涤纶纤维。 如：异形纤维，复合纤维，超细纤维等。
二、锦纶—聚酰胺纤维（Polyamide） 缩写PA 1，纤维来源： 1939年在美国开发成功命名为尼龙（Nylon）。我国将其命名为 锦纶。 2，纤维形态： 普通的锦纶纤维纵向平直光滑，截面为圆形。
第二节 化学纤维的制造 一、化学纤维的制造 （一）纺丝熔体或纺丝溶液的制备。 1、分解温度高于熔点的高分子物质，可直接将聚合体熔化 成熔体，然后进行纺丝；也可以溶解在适当的溶剂中进行溶 液纺丝。涤纶、锦纶、丙纶采用此法。 2、分解温度低于熔点的高分子化合物或非熔性的物质，必 须选择适当的溶剂把高聚物溶解成为纺丝溶液，然后进行纺 丝。粘胶、维纶、腈纶等采用此法纺丝。 （二）、化学纤维的纺丝成形 1、熔体纺丝：将高聚物加热至熔点以上适当温度制备熔体， 熔体经螺杆挤压机由计量泵压出喷丝孔，在空气中经冷凝而 成为细条。如图
2、湿法纺丝：将高聚物溶解在适当的溶剂中配成纺丝溶液， 将纺丝溶液从喷丝孔中压出后射入凝固液中凝固成丝条。如图 3、干法纺丝：将高聚物溶解在适当的溶剂中配成纺丝溶液， 将纺丝溶液从喷丝孔中压出后射入热空气中溶剂挥发，聚合体 凝固成丝条。如图 4、有色纺丝：采用纺前着色，可加工有色纤维。 5、异形纤维纺丝：改变喷丝孔形状可生产不同截面形状的纤 维。如图 6、复合纤维纺丝：纺丝时将两种不同成分的高聚物熔体或溶 液先后分别进入复合纺丝帽，使两种聚合体在分配板中彼此分 离，互不混合，直到进入纺丝孔时才接触，通过喷丝孔的挤压 凝固成一跟丝条。如图 7、超细纤维纺丝：用高速气流喷吹，在纤维形成的同时进行 拉伸，制备细度在0.044tex的超细纤维。也可用剥离等方式加 工不同形状和粗细的超细纤维。
第三章 纤维素纤维的结构和性能
第三章纤维素纤维的结构和性能天然纤维素纤维（棉、麻）纤维素纤维再生纤维素纤维（粘胶纤维、铜氨纤维、醋酯纤维）§3.1纤维素纤维的形态结构一棉纤维的形态结构棉纤维是种子纤维，其主要成分为纤维素、果胶、蜡质、灰分、含氮物质。
外形：上端尖而封闭，下端粗而敞口，细长的扁平带子状，有螺旋状扭曲，截面呈腰子形，中间干瘪空腔。
最外层：初生胞壁从外到里分三层：中间：次生胞壁内部：胞腔1 初生胞壁决定棉纤维的表面性质，它又分为三层，最外层为果胶物质和蜡质所组成的皮层。
因而具有拒水性，在棉生长过程中起保护作用。
但在染整加工中不利。
2 次生胞壁纤维素沉积最后的一层，是构成纤维的主体部分，纤维素含量很高，其组成和结构决定棉纤维的主要性能。
3 胞腔输送养料和水分的通道，蛋白质、色素等物质的残渣沉积胞壁上，胞腔是棉纤维内最大的空隙，是染色和化学处理时重要的通道。
二麻纤维的形态结构麻纤维主要有：苎麻、亚麻是属于韧皮纤维，以纤维束形式存在单根纤维是一个厚壁、两端封闭、内有狭窄胞壁的长细胞苎麻两端呈锤头形或分支亚麻两端稍细呈纺锤形纵向有竖纹和横节主要化学组成和棉纤维一样是纤维素，但含量低。
§3.2纤维素大分子的分子结构纤维素是一种多糖物质，其大分子是由很多葡萄糖剩基连接而成，分子式为（C6H10O5）n复杂的同系物混合物，n为聚合度，棉聚合度为2500~ 10000，麻聚合度为10000~ 15000，粘胶纤维聚合度为250~ 500纤维素大分子的化学结构是由β-d-葡萄糖剩基彼此以1，4-甙键连接而成，结构如下每隔两环有周期性重复，两环为一个基本链节，链节数为（n-2）/2，n为葡萄糖剩基数，即纤维的聚合度，葡糖糖剩基上有三个自由存在的羟基，其中2，3位上是仲羟基，6位上伯羟基§3.3棉纤维的超分子结构超分子结构也称为微结构，主要指棉纤维中次生胞壁纤维素大分子的聚集态结构，纤维素大分子的排列状态，排列方向，聚集紧密程度等。
纺织物理 第三章 纤维的力学性质
亚麻 苎麻 棉 涤纶 锦纶 锦纶 蚕丝 腈纶 粘胶 醋酯 羊毛 应变 醋酯
以纤维的断裂强力和断裂伸长率的对比关系来分，拉伸曲线可分为三类： 1. 强力高、伸长率很小的拉伸曲线，如棉、麻等天然纤维。 2. 强力不高、伸长率很大的拉伸曲线，如羊毛、醋酯等。 3. 强力与伸长率介于一、二类之间的拉伸曲线，如蚕丝、锦纶、涤纶等。
• 断裂功指标 a． 断裂功W：是指拉伸纤维至断裂时外力所作的功，即负荷-伸长曲线下 的面积，表示材料抵抗外力破坏所具有的能量 。 b．断裂比功：是指拉断单位体积纤维或单位重量纤维所需作的功。实际应 用中，断裂比功用拉断单位线密度，1cm长纤维所需的功（N· cm）表示， 即断裂比功=断裂功/(线密度×夹持长度)，其中断裂比功单位： N/tex； 断裂功单位： N· cm；线密度单位：tex；夹持长度单位：cm
聚乙烯(Polyethylene,PE)结晶度和性能的关系
结晶度% 密度kg· -3 软化点k 断伸率% m 65 75 85 95 0.92 0.94 0.96 0.97 373 383 393 403 500 300 100 20 冲击强度J· -1 抗张强度MPa m 854 427 214 160 137 157 245 392
五、纤维的结构不匀对拉伸性能的影响
• 纺织纤维存在不均匀性，如纤维与纤维之间，以及在同一纤维的 长度方向上，其大分子链排列的聚集态结构和横截面面积的变异 很大，纤维内部的结晶和无定形区的尺寸大小，结晶的完整程度 千差万别。 • 单纤维的断裂强力是由这根纤维的最弱截面处的强力决定的，试 样长度越长，最弱截面（弱环）出现的概率越大，纤维的强力也 越低。 • 1926年皮尔斯提出“弱环定律”：试样长度与断裂强力的理论关 系。
(3)分子链堆砌的紧密程度、结晶度
纺织材料学第三章
纺织材料学第三章
• 蚕丝本身粗细差异在总长度上较为明显， 茧外层和内层的丝较细，中间主茧层的丝 相比较粗，由于缫丝的合并，均匀性较好。
棉结、短纤维。
纺织材料学第三章
第三节 纤维的卷曲
• 一、纤维卷曲产生的原因 • 1.羊毛 • 自然卷曲。是由于内部结构中的正、偏皮质细
胞呈双边结构或偏皮芯结构或不均匀的混杂结构 所致。
• 卷曲形态差异较大，无规律性明显。 • 根据羊毛纤维卷曲的深浅（即波高），以及长
短（即波宽）不同，卷曲形状可以分为三类，
纺织材料学第三章
• 3、品质长度（右半部平均长度）Lp：比主 体长度长的那部分纤维的平均长度（是棉 纺工艺中决定罗拉隔距的重要参数）
• 4、短绒率P：长度在某一界限以下的纤维 所占的百分率（表示长度整齐度的指标）。
• 界限Ls：细绒棉 16mm、长绒棉 20mm ； 毛30mm ；苎麻 40mm
纺织材料学第三章
纺织材料学第三章
• 3、显微镜投影法
•
——常用于羊毛细度和截面为圆形纤
维的纵向投影直径的测量。
•
投影放大倍数一般为500倍，用放大
500倍的锲形卡尺测量纤维直径。
•
通常用分组计数法，计算出纤维的平
均直径和直径变异系数。
• 4 、其它方法
• 激光纤维直径测量法; 振动测量法; OFDA 法 .(P73-76)
纺织材料学第三章
二 . 表示纤维卷曲性能的指标
纺织材料学 第三章 纤维形态的表征
C
最大长度点
L
交叉点
上 4 分位长 下 4 分位长
L2 L4
L5
A
L1 L3
O
B2 B4
B5
B1 B3
B
•可得到最大长度、有效长度、
图3-2 拜氏图的意义及长度求法
短纤维百分率、长度差异率等
指标。
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（2）Almeter测量
（毛）
显示
计算机
打印
检测
A/D
一端齐试样
电容器
导杆
控制
3、纤维长度整齐度和短绒率与成纱强度、条干的关系
当纤维长度整齐度差，短绒率大时，成纱条干 变差，强度下降。 生产高档产品时，需经过精梳以去除短纤维。
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总结：纤维长度与成纱质量的关系
➢ 与成纱强度的关系
➢ 纤维长度越长，成纱强度越高
➢ 与成纱毛羽的关系
➢ 纤维长度长，毛羽少
➢ 纤维长度及其整齐度与成纱条干的关系
以纤维根数加权平均长度简称 根数（加权）平均长度，是将 对应某一纤维长度的根数与该 长度l（mm）积的和的平均值 Ln。即
N; W; S
n(l); w(l); s(l)
dl
连续函数 n(l); w(l); s(l)
分组直方图
N;W; S
l
Ln
N 1 N N
lmax 0
N l
dl
图3-1 纤维长度分布示意图
W
0
f
LdL
式中，W为最长纤维的长度
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四、纤维长度分布及其相互关系
1、纤维的长度分布
➢ 最常用的是：纤维长度的频率（百分率）直方图 ➢ 最多采用的是：重量加权和根数加权长度分布 ➢ 最为准确和实用的是：根数加权长度分布
植物纤维化学
第三章纤维素一、一次结构1.近程结构：链结构单元的组成和链接方式2.远程结构：分子的大小、形态、链的柔顺性和构象3.构象：构型一定的分子，在其键允许的限度内各基团绕单键内旋转形成聚合物的不同形态（分子热运动）4.构型：分子中的原子和基团由化学键所固定的空间几何排列。
（化学键断裂）5.纤维素大分子化学结构特点：⏹基本结构单元是D-吡喃式葡萄糖⏹纤维素大分子葡萄糖基都是β-苷键链接⏹纤维素大分子每个基环具有三个醇羟基-（2、3仲醇羟基，6伯醇羟基）⏹纤维素大分子的两个末端基性质不同（C1位还原性醛基，C4位隐形醛基非还原性），不同分子链具有极性和方向性6.纤维素链构象：⏹葡萄糖环的构象：4C1椅式构象（会画）⏹纤维素大分子链的构象：葡萄糖单元成椅式构象，每个单元上C2位羟基，C3位羟基和位取代基均处于水平位置C6⏹C5位羟甲基构象：tg构象⏹配糖角：β-1-4苷键的键角扭转角：葡萄糖苷键绕C1-O键形成夹角键形成夹角：葡萄糖苷键绕O-C4纤维素分子模型：伸直链模型弯曲链模型二、二次结构1.聚集态结构（超分子结构）：处于平衡态时纤维素大分子链相互间几何排列特征2.聚集态结构研究：结晶结构（晶区和非晶区、晶胞大小及形式、分子链在晶胞内的堆砌形式）、取向结构（分子链和微晶取向）、原纤结构3.纤维素晶体：c键直立，a键前后（氢键），b轴位于左右方向4.辨认不同晶胞结构：X射线衍射、红外光谱、正交极化/幻角旋转13C核磁共振谱5.纤维素ⅠMeyer-Misch模型的特点：⏹纤维素分子链占据晶胞的4个角和中轴⏹四角上的链为4个相邻晶胞所共有，每个晶胞只含有两个分子链⏹晶胞中间链的走向和角上链的走向相反——反平行链排列；在轴向高度彼此半个葡萄糖基⏹b轴长度正好为纤维素二塘的长度。
分子链葡萄糖基团绕纵轴扭转180°（纤维二糖为基本结构单元）6.纤维素ⅡBlackwell 模型特点⏹纤维素分子链占据晶胞的4个角和中轴⏹晶胞中间链的走向和角上链的走向相同——同向平行链；在轴向高度彼此半个葡萄糖基⏹分子链平行于ac 面，-CH 2OH 均为-tg 构象；（1，4苷键键角为114.8°）⏹a 轴方向分子间氢键（020面，O(3)-H...O(6’)；分子内氢键O(3)-H...O(5’)、O(2’)-H...O(6)，晶胞对角线无氢键）7.纤维素Ⅱ结晶结构特点⏹存在两条空间群为P21的分子链，具有二次螺旋对称，角上链和中心链为反向平行链⏹中心链—-CH 2OH 具有-tg 构象，角上链-CH 2OH 具有-gt 构象⏹中心链和角上链在高度上相差半个葡萄糖基⏹分子链投影与ac 面有偏角（30°），与110面方向一致在020面【O(3)-H...O(5’)、O(2’)-H...O(6)】和110面O(2)-H...O(2’)内形成氢键。
初中化学教案纤维
初中化学教案纤维一、教学目标：1. 了解纤维的定义及分类。
2. 掌握常见纤维的特点和用途。
3. 了解纤维在日常生活中的重要性。
二、教学重点和难点：1. 纤维的定义和分类。
2. 纤维的特点和用途。
三、教学内容：1. 纤维的定义：纤维是指天然或合成的纺织用原料，主要用于制作纺织品。
根据来源的不同，纤维分为天然纤维和合成纤维。
2. 纤维的分类：（1）天然纤维：包括植物纤维（如棉、麻、亚麻等）和动物纤维（如丝、羊毛等）。
（2）合成纤维：包括人造纤维（如人造纤维、锦纶等）和合成纤维（如涤纶、尼龙等）。
3. 常见纤维的特点和用途：（1）棉纤维：质地柔软，透气性好，吸湿性强，适合制作夏季服装。
（2）丝绸：光泽柔滑，质地细腻，适合制作高档服装。
（3）涤纶：弹性好，耐磨性高，适合制作运动服装和户外用品。
四、教学方法：1. 讲授法：介绍纤维的定义、分类、特点和用途。
2. 实验法：展示不同纤维的特点和性能。
五、教学过程安排：1. 导入：通过展示不同纤维制品，引导学生讨论纤维在生活中的应用。
2. 讲解：介绍纤维的定义和分类，重点讲解各种纤维的特点和用途。
3. 实验：让学生观察不同纤维的特点，比较它们的性能。
4. 总结：总结纤维在日常生活中的重要性，强调选购纺织品时的注意事项。
六、作业布置：1. 完成纤维相关的作业题目。
2. 收集不同纤维制品，了解其原料和制作工艺。
七、板书设计：纤维- 定义：纺织用原料- 分类：天然纤维、合成纤维- 特点和用途八、教学反思：通过本节课的教学，学生应该能够了解纤维的定义、分类、特点和应用，增加对纤维的认识和了解。
在今后的生活中，可以更好地选择适合自己的纺织品，保护好纤维资源，提高纤维利用率。
化学纤维手册
化学纤维手册摘要：一、化学纤维的定义与分类1.化学纤维的定义2.化学纤维的分类二、化学纤维的制造过程1.原料的制备2.聚合物的熔融纺丝3.纤维的拉伸与取向4.冷却与卷绕三、化学纤维的性能与用途1.力学性能2.热性能3.化学稳定性4.用途领域四、化学纤维的发展趋势与挑战1.新型化学纤维的研发2.可持续发展与环保要求3.国内外政策与市场环境4.行业发展挑战与机遇正文：化学纤维是一种人造纤维，通过化学方法将原料制成纤维。
根据原料和制造工艺的不同，化学纤维可以分为许多种类，如聚酯纤维、聚酰胺纤维、腈纶纤维等。
化学纤维广泛应用于纺织、服装、家纺、产业用等领域，其性能和用途因纤维类型的不同而有所差异。
本文将对化学纤维的定义与分类、制造过程、性能与用途以及发展趋势与挑战进行详细介绍。
一、化学纤维的定义与分类化学纤维是指通过化学方法将原料制成纤维的物质。
根据原料和制造工艺的不同，化学纤维可以分为许多种类，如聚酯纤维、聚酰胺纤维、腈纶纤维等。
二、化学纤维的制造过程化学纤维的制造过程主要包括原料的制备、聚合物的熔融纺丝、纤维的拉伸与取向以及冷却与卷绕。
首先，将原料经过一系列化学反应和处理，形成适合纺丝的熔体。
接着，将熔体通过喷丝板或喷丝孔挤出，形成纤维。
然后，对纤维进行拉伸与取向，以提高纤维的力学性能。
最后，将纤维冷却并卷绕成一定的规格。
三、化学纤维的性能与用途化学纤维具有多种性能，如力学性能、热性能、化学稳定性等。
不同类型的化学纤维在性能上有所差异，因此具有不同的用途。
例如，聚酯纤维具有良好的弹性和耐磨性，广泛应用于纺织和服装领域；聚酰胺纤维具有高强度和耐热性，适用于产业用和军事领域；腈纶纤维具有柔软舒适的手感和优良的染色性能，常用于家纺和针织品。
四、化学纤维的发展趋势与挑战随着科技的发展，化学纤维行业呈现出以下发展趋势：新型化学纤维的研发，如生物基纤维和纳米纤维；可持续发展与环保要求的提高，促使企业改进生产工艺，降低能耗和排放；国内外政策与市场环境的变化，对行业产生不同程度的影响；行业发展挑战与机遇并存，企业需不断创新和调整战略以适应市场需求。
第三章--纤维的力学性质(原文)
第三章纤维的力学性质第一节纤维的拉伸性质纺织纤维在纺织加工和纺织品的使用过程中，会受到各种外力的作用，要求纺织纤维具有一定的抵抗外力作用的能力。
纤维的强度也是纤维制品其他物理性能得以充分发挥的必要基础，因此，纤维的力学性质是最主要的性质，它具有重要的技术意义和实际意义。
纺织纤维的长度比直径大1000倍以上，这种细长的柔性物体，轴向拉伸是受力的主要形式，其中，纤维的强伸性质是衡量其力学性能的重要指标。
一、拉伸曲线及拉伸性质指标1．纤维的拉伸曲线特征纤维的拉伸曲线由拉伸试验仪得到，图3-1是一试样长度为20cm，线密度为0.3 tex，密度为1．5R/cm3的纤维在初始负荷为零开始一直拉伸至断裂时的一根典型的纤维拉伸曲线。
它可以分成3个不同的区域：A为线性区(或近似线性区)；B为屈服区，在B区负荷上升缓慢，伸长变形增加较快；C为强化区，伸长变形增加较慢，负荷上升较快，直至纤维断裂。
图3-1 纤维的拉伸曲线纤维的拉伸曲线可以是负荷-伸长曲线，也可以将它转换成应力-应变曲线，图形完全相同，仅坐标标尺不同而已。
纤维拉伸曲线3个不同区域的变形机理是不同的。
当较小的外力作用于纤维时，纤维产生的伸长是由于分子链本身的伸长和无定形区中缚结分子链伸展时，分子链间横向次价键产生变形的结果。
所以，A区的变形是由于分子链键长(包括横向次价键)和键角的改变所致。
变形的大小正比于外力的大小，即应力-应变关系是线性的，服从虎克定律。
当外力除去，纤维的分子链和横向连接键将回复到原来位置，是完全弹性回复。
由于键的变形速度与原子热振动速率相近，回复时间的数量级是10-13s，因此，变形的时间依赖性是可以忽略的，即变形是瞬时的。
当施加的外力增大时，无定形区中有些横向连接键因受到较大的变形而不能承受施加于它们的力而发生键的断裂。
这样，允许卷曲分子链伸直，接着分子链之间进行应力再分配，使其他的横向连接键受力增加而断裂，分子链进一步伸展。
在这一阶段，纤维伸长变得较容易，而应力上升很缓慢。
《纺织材料学》教学大纲
《纺织材料学》课程教学大纲课程名称：纺织材料学（Textile Materials）课程编号：511001 适用专业：纺织工程总学时数：51 学分数：3一、课程的性质、目的和任务纺织材料学属于纺织工程专业的专业基础课程，其主要任务是使学生掌握天然纤维和化学纤维以及纱线、织物的性能、测试方法的基础知识，其主要目的是为了学习专业课程打基础。
二、课程教学的基本要求1. 知识、能力、素质的基本要求（1）熟练掌握棉、羊毛、丝、涤纶、锦纶、腈纶、丙纶等纤维的结构与性能之间的关系与影响规律；纱线、织物的结构、形态、工艺性能、物理机械性能及其间的关系；棉纤维、纱线品质评定的考核指标、测试方法、评价方法及其标准化。
（2）掌握纺织纤维微观结构的基本理论，纤维的形态参数、物理机械性质、化学性质及其表达指标，测试原理与方法；纯纺和混纺产品的组成、结构、性能之间的关系。
（3）熟悉其它动物毛、各种麻纤维及其它化学纤维的结构与性能特点；影响纺织最终产品的组成、结构、物理机械性能、化学性能的因素。
（4）了解研究纤维结构的几种测试原理；特种纺织面料、产品的性质和应用研究方法。
2.教学模式的基本要求本课程采用理论教学与实验相结合，重视学生的动手能力3. 考核方法基本要求平时成绩占20%，期末成绩占80%。
平时成绩包括课堂提问、答疑、作业及出勤情况等。
三、课程的主要内容绪论1.纺织材料的分类；2.纺织纤维结构的基本理论；3.纺织纤维的一般性问题及细度指标。
第一章天然纤维素纤维1. 原棉的种类、品质、生长及组成、生产、分级，以及原棉各种性质的检验；2. 麻纤维的分类及品质概述。
第二章天然蛋白质纤维1. 国内外羊毛的生产，羊毛的结构及品质特征、品级评定，特种动物毛；2. 蚕丝的形成、形态、加工工艺、结构与性质、以及生丝的品质评定.。
第三章化学纤维1. 化学纤维的分类与命名；2. 成纤高聚物的特征；3. 化学纤维的形态尺寸与检验；4.化学纤维的特征；品质评定。
纤维化学与物理-第三章蛋白质纤维-蚕丝
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丝素纤维表面存在一层连续的外表 层；该连续外表层将丝素纤维内部 大约50～100个微结构单元（原纤）
3. 丝素蛋白的聚集态结构-1通过无序层的粘连包覆集合成纤维
整体；原纤由若干个微原纤呈层状 聚集而成，微原纤和原纤外围均有 一层无序层结构，在这些无序层结 构中间分布着一些微小的空隙。
桑蚕丝或家蚕丝（俗称真丝）： 产量最高，应用最广； 主产区：浙江、江苏、四川、广东
野蚕丝： ➢ 柞蚕丝：辽宁、山东、河南、贵州为四大主产地 ➢ 木薯蚕丝 ➢ 蓖麻蚕丝 ➢ 樟蚕丝 ➢ 天蚕丝：河南、湖南的深山密林，光泽奇异（白天
绿光，晚上白光），价格5万元/KG.
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一、蚕丝的形成和形态结构
（一）蚕丝的形成 （二）蚕茧的结构 （三）蚕丝的形态结构
脱胶蚕丝横截面SEM图像
过度脱胶蚕丝横截面SEM图像
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3. 丝素蛋白的聚集态结构 -2
蚕丝丝素形态结构模型
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3. 丝素蛋白的聚集态结构 -3
丝素蛋白的聚集态结构，一般认为由结晶态和 无定形态两大部分组成，结晶度为50％～60％， 可以用“边缘（缨状）原纤结构”模型表示。
也曾提出一种嵌段分子模型：由18～22个重复 单元组成，每一个重复单元包含结晶区和非结 晶区，结晶区分子量为4100，非结晶区分子量 为3800。
（一）蚕丝的组成 （二）丝素的结构
1. 丝素蛋白的近程结构 2. 丝素蛋白的远程结构 3. 丝素蛋白的聚集态结构 （三）丝胶的结构
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（一）蚕丝的组成
品种
桑蚕丝 柞蚕丝
桑蚕丝和柞蚕丝的各组分含量
第三章化学纤维的检验 - 拉伸测试到摩擦系数测试
第三节 化学纤维的物理检验
一、长度检验 七、静电特性检验
二、细度检验
八、熔点检验
三、拉伸性能检验
九、热收缩率检验
四、卷曲弹性检验
十、密度检验
五、压缩弹性检验
十一、双折射检验
六、摩擦系数检验
四、卷曲弹性检验
背景 一般天然纤维都有自然的卷曲，使纤维之间具有一定的摩擦 力和抱合力。而化学纤维表面光滑，纤维的摩擦力小，抱合力差， 造成纺织加工闲难。所以，化学纤维在后加工时要用机械或化学的 方法，使纤维具有一定的卷曲。 化学纤维加卷曲的目的是为了满足纺织工艺的要求。卷曲可 以增加纤维间的抱合力，提高纤维的可纺性外还可以提高纤维的弹 性，使手感柔软，突出织物的风格，同时对织物的抗皱性、保暖性 以及表面光泽的改善有一定的作用。
四、卷曲弹性检验
4.2 卷曲弹性的检验方法
反映了纤维的刚性。初始模量大，则纤维在小负荷作用下不易变形，刚性较好， 其制品比较挺括。但过高则织物不耐冲击，于感硬，易脆裂。两种纤维同样粗， 则其中初始模量低的一种其制品的于感比较柔软。
三、拉伸性能检验
3.1 拉伸性能指标
③ 10% 伸长时对应强力
定义：测定时把纤维拉伸至10% 伸长时
，读得其负荷值，也可以在负荷伸长曲线 上由10% 伸长处求得其相应负荷值。
三、拉伸性能检验
3.1 拉伸性能指标
⑤第二屈服点强伸余效
引入原理： 有些纤维如涤纶在拉伸过程中会出
现第二个屈服点。如图3 ，三种类型的涤纶，虽然 细度相同，拉伸曲线完全不同，尤其是第二屈服点 存在着显著差异。为了考核这一指标引入了强伸余 效的概念。强伸余效为断裂强伸值与第二屈服点 的强伸值之差对断裂强伸值的百分比。
纺织材料学第三章
纤维的形态主要是指: 纤维的长度、细度、卷曲或转曲等——以纤 维轮廓为主特征
与纤维的可纺性、成纱质量、手感、保暖性 等关系密切.——加工参数，纱线、织物性质 有密切关系
第一节 纤维的长度及其分布
纤维长度直接影响纤维的加工性和使用价 值 反映纤维本身的品质与性能，故为纤维最 重要指标之一 是纺织加工中的必检参数。
Wl S l l
l
Sl H S
1 l max 0 S l dl S
H s (l )l 0max s (l ) l dl
其中：l为各组纤维代表长度，Sl为各组纤维的截面积。
若假设各单纤维的截面积Sl是一致的，截面加权长度就直 接等于根数加权长度，故豪特长度最接近根数加权长度。 豪特长度的变异系数为：
i i
接近根数加权长度分布
测得累积分布图F（l），与长度分布函数f(l)的关系为 :
F (l ) l max f (l ) dl
100 % 累积分布函数
l
f (l ) F () '
S ( ) F (l ) W () 或M () N ()
50
r(l)
化学纤维——人工制造，可根据需要而定。 长丝：可无限长；
短纤维：等长或不等长。
长度离散性小，但超长纤维和倍长纤维对 纺纱工艺危害较大。
棉型化纤：30-40 mm 毛型化纤：70-150 mm 中长纤维：51-65 mm 物 用棉纺设备纺纱 用毛纺设备纺纱 纯纺或混纺 纯纺或混纺
用棉纺或化纤专纺设备纺纱 仿毛织
1—盖子，2—弹簧，3—压板，4—撑脚，5—上罗拉， 6—偏心杠杆，7—下罗拉，8—蜗轮，9—蜗杆，10—手 柄，11—溜板12—偏心盘，13—二号夹子，14—号夹子， 15—指针
化学纤维PPT课件
D、光学性质 耐光性好，仅次于腈纶
E、耐酸不耐强碱，不霉不蛀 F、密度： 1.38 g/cm3
2、锦纶
（1）结构
分子式：H [ NH（CH2）5CO] n OH 锦纶6
H [ NH（CH2）6NHCO（CH2）4 CO] n OH 锦纶66
特征基团： 有极性集团-CONH-；-NH2；-COOH；
以配成纺丝溶液，将纺丝液从喷丝孔中压出后射 入凝固浴中凝固成条。
湿法纺丝：试剂固化（腈纶、氯纶、粘胶） 干法纺丝：热空气固化（维纶、醋酯）
2.熔体法纺丝：高温熔化成熔体后从喷丝孔 喷出, 用空气或水固化。
有色纺丝或原液纺丝：纺丝液+色母粒
（三）后加工
1.集束：将几个喷丝头喷出的丝束以均匀的张力集合 成规定粗细的大股丝束，以便于以后加工
D、耐光性差 E、耐碱不耐酸 F、密度较小：1.14 g/cm3
3、腈纶
第一单体：丙烯腈（超过85%）
第二单体：丙烯酸甲酯、甲醛丙烯酸甲酯、 醋酸乙烯酯等，改善纤维的脆性，增加弹性、 柔软性，同时还有利于染料分子进入。
第三单体：引入一定量带有酸性或碱性亲 染料的基团 改善纤维的染色性
（1）结构
准结晶结构
⑷耐磨性差
粘胶皮芯结构
⑸尺寸稳定性差
五、铜氨纤维（Cuprammonium rayon） 1.原料：木材、甘蔗渣、芦苇、棉短绒（主要）
溶在氢氧化铜或碱性铜盐溶液中 2.结构与性能： ⑴圆型截面、全皮层、不完全透明 ⑵柔软（比粘胶好），光泽柔和（圆截面） ⑶吸湿接近粘胶 ⑷染色好 ⑸湿强高于粘胶 ⑹工艺复杂（比粘胶
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2.合成纤维：
用煤、石油、天然气、农副 产品等低分子化合物, 经人工合成 与机械加工而制得的纤维(涤纶、 丙纶等）
初中化学纤维教案
初中化学纤维教案
一、教学目标：
1.了解化学纤维的定义和种类。
2.了解不同化学纤维的特点及用途。
3.学习化学纤维的生产方法。
4.认识化学纤维对环境的影响。
二、教学重点：
1.了解化学纤维的种类。
2.学习化学纤维的生产方法。
三、教学难点：
1.理解化学纤维的生产方法。
2.分辨不同化学纤维的特点。
四、教学内容：
1.化学纤维的定义和种类。
2.化学纤维的特点及用途。
3.化学纤维的生产方法。
4.化学纤维对环境的影响。
五、教学过程：
1.引入
老师向学生展示不同种类的纤维，让学生观察和猜测它们的材质和特点，引导学生思考这些纤维是如何生产出来的。
2.学习化学纤维的定义和种类
讲解化学纤维的定义，并介绍常见的化学纤维种类，如涤纶、尼龙、腈纶等，让学生了解不同纤维之间的差异和特点。
3.学习化学纤维的特点及用途
通过图片和案例展示，让学生了解不同化学纤维的特点及其在生活中的应用领域，比如涤纶适合制作运动服装，腈纶适合制作防寒服装等。
4.学习化学纤维的生产方法
介绍化学纤维的生产原理和方法，如聚合法、溶胶法等，让学生了解纤维是如何从化学原料中制造出来的。
5.讨论化学纤维对环境的影响
引导学生讨论化学纤维在生产和使用过程中对环境的影响，鼓励他们提出减少纤维污染的方法和建议。
六、小结
通过本节课的学习，学生了解了化学纤维的定义、种类、特点及生产方法，更加深入地了解了纤维在生活中的重要作用和对环境的影响，培养了学生的环保意识和创新能力。
纺织材料学习题库
纺织材料学习题库纺织材料学习题库绪论1、名词解释：纺织材料、纺织材料学、纤维、纺织纤维、单基、聚合度、结晶度、取向度、两相结构、特克斯、旦尼尔、公制支数、产业用纺织品2、纺织材料学是研究内容是什么？3、纺织工业在政治、经济、生活中的地位和作用如何？4、列表对纺织纤维做一简要分类。
5、纺织纤维应具备什么条件？6、构成纺织纤维的大分子一般具有什么条件？7、结晶度与纤维结构及性能有何关系？8、取向度与纤维结构及性能有何关系？9、天然纤维与化学纤维的形态结构分别由什么因素决定的？10、说出纤维的六级微观结构的名称。
第一章天然纤维素纤维1.名词解释：原棉、细绒棉、长绒棉、锯齿棉、皮辊棉、白棉、黄棉、灰棉、成熟度、成熟度系数、天然转曲、双边结构、手扯长度、主体长度、品质长度、短绒率、基数、长度均匀度、跨距长度、马克隆值、精干麻、工艺纤维2、试述棉纤维的品种、初加工方式、生长发育特点及形态特征。
3、试述细绒棉与长绒棉、锯齿棉与皮辊棉的特点。
4、为什么成熟度是棉纤维的特征性质？5、试述棉纤维的结构层次和各层次的结构特点。
6、棉纤维的组成是什么？具有何化学特性？7、何谓丝光处理？丝光处理后棉纤维的结构与性能有何变化？8、试述纤维长度与纺纱加工及成纱质量的关系。
9、常用的测定纤维长度的方法有哪些？各适合于测哪些纤维？10、试述纤维细度与纺纱加工及成纱质量的关系。
11、常用的测定纤维细度的方法有哪些？各适合于测哪些纤维？12、原棉检验通常有哪些方法和项目？13、何谓棉纤维成熟度，其与纺纱加工及成纱质量有何关系？14、作出棉纤维的自然排列图、长度-重量分布曲线、照影仪曲线，说明它们的关系。
15、试述原棉标志的含义。
16、简述常用麻纤维的基本品质特征、形态特征。
17、何谓工艺纤维？为什么苎麻可用单纤维纺纱，而亚麻、黄麻等却不可以？18、试介绍不同类别麻纤维的应用。
19、列表比较棉与苎麻的结构与性能异同点。
20、亚麻在产业用纺织品领域有何应用？第二章天然蛋白质纤维1、名词解释：同质毛、异质毛、支数毛、级数毛、两型毛、卷曲、品质支数、摩擦效应、鳞片度、茧丝、丝素、生丝、精炼丝、丝鸣1.单根羊毛的宏观形态特征是怎样的？羊毛纤维从外向里由哪几层组成？2.概述羊毛的细度特点及指标。
第三章原料的选配与混合
第四节 混合原料指标计算
一、混合比率及其指标的应用 二、混合原料的技术指标 三、混纺要求所选配的原料能达到充分的混 合。混合不均匀，直接影响成纱的线密 度、强力、染色及其外观质量。因此， 均匀混合是稳定成纱质量的重要条件。
二、混合方法
混合方法
如下图所示:
散纤维混合
条子混合
直放横取 法混合
横铺直取 法混合
多仓铺放 法混合
称量式混合
多仓混棉机工作示意
六仓混棉机
三、混合效果的评定和检验
(一) 评定指标 1. 混合度 2．混合不匀率
(二) 检验方法 1．混入有色纤维法 2．切片法 3．化学分析法 4．染色法
一、纤维品种的选择 化学纤维品种的选择对混纺产品起着决定性 的作用，因此，应根据产品的不同用途、质 量要求及化学纤维的加工性能选用不同的品 种。
二、混纺比例的确定
（一）根据产品用途和质量要求确定混纺比 （二）根据化学纤维的强伸度确定混纺比
三、纤维性质选配
（一）化学短纤维长度和线密度的选择 （二）化学纤维其他性质的选配
第一节 原料选配的目的和原则
一、原料选配的目的
1．保持产品质量和生产的相对 稳定
2．合理使用原料 3．节约原料、降低成本 4．增加花色品种 二、原料选配的原则
1．根据产品用途选配原料 2．满足工艺要求、稳定生产
第二节 天然纤维选配
天然纤维选配
棉纤维选配 毛纤维选配 麻纤维选配
绢绵选配
第三节 化学短纤维选配
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液
液
柱
柱
高
高
度
度
液 柱 高 度
11
混合液要求： 1. 按一定比例配制轻、重混合液 2. 两种混合液不发生化学反应 3. 混和液不与纤维发生化学反应 4. 粘度低 5. 不吸湿
12
五、卷曲
1.加卷曲的目的 增加纤维抱合力，提高可纺性、改善服用性。
2.加卷曲的途径 ⑴永久卷曲：利用纤维结构的不对称性，进行
＝
异形纤维截面周长组成圆之面积
A P2
4A
P2
4
表面系数＝ 异形纤维截面周长 ＝ P
纤度（旦）
D
8
异形度＝1
4A
d 2
100
%
中空度（％）＝
空腔面积 截面面积
100 %
实际生产和检验中主要测这两个指标。
9
四、纤维密度的测定
密度是化纤物理性能的重要参数之一，纤维的 密度随分子结构或超分子结构的变化而变化。 用途:
个别化纤的特殊性能： 氨纶：弹性非常大 粘胶: 干湿强差异大
16
特点：是鉴别天然纤维与个别化纤品种的简便 方法之一，但其准确性较差。尤其是难以鉴别化 学纤维中的具体品种。
应用：用于呈散纤维状态的原料。
17
二、燃烧法
原理：纤维的化学组成不同，燃烧特征也不同。 步骤：
①接近火焰，②火焰中，③离开火焰的燃烧特 征，④气味及燃烧后残留物的辨别。将常用纤维 分成三类，即纤维素纤维、蛋白质纤维及合成纤 维。 适用范围： ➢ 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，或经
熔融燃烧
继续燃烧
硬块
各种特殊气 味
19
三、显微镜观察法
原理：根据各种纤维的纵、横向形态特征来鉴别 纤维。是最广泛采用的一种方法。如,
➢有天然转曲的是棉； ➢有鳞片的是毛； ➢有横节、纵向裂纹的是麻； ➢合成纤维一般纵向呈光滑棒状，有的还可见到 呈颗粒状无规分布的二氧化钛消光剂。
20
优点：不限于纯纺（由一种纤维构成）、混纺 （由两种或多种纤维的构成）和交织（经纬纱用不同 的原料）产品的鉴别，能正确地将天然纤维和化 学纤维区分开； 缺点：不能确定合成纤维的具体品种。 注意事项：
过防火、防燃及其他整理的纤维和纺织品。
18
三大类纤维燃烧特征
纤维类别 接近火焰 火焰中 离开火焰 残留物形态 气味
纤维素纤维 (棉、麻、粘 不熔不缩 迅速燃烧 继续燃烧 细腻灰白色 烧纸味
纤等)
蛋白质纤维 （丝、毛等）
收缩
渐渐燃烧 不易延烧 松脆黑灰 烧毛发臭味
合成纤维 (涤纶、锦纶
、丙纶)
收缩、熔 融
第三章 化学纤维
（chemical fiber）
第三节 化纤的形态尺寸与检验
一、长度和细度的选择 化纤分为短纤维和长丝,短纤维有棉型（等长）、
毛型（等长或异长）、中长型（等长或异长）。
尺寸
毛型 粗梳毛纺 精梳毛纺
长度（mm） 64-76 76-114
棉型 33-38
中长型 51-76
细度（tex） 0.33-0.55 0.33-0.55 0.13-0.18 0.22-0.33
研究纤维内部大分子的排列状况；纤维的结晶 情况；化纤制造工艺是否正常及对纤维结构的影 响；用于鉴别纤维和分析混纺产品的混纺比。
各纤维的密度见P217表3-8（注意“干燥”两字） 熟记最轻、最重的纤维。
10
密度测定：液体浮力法、比重瓶法、气体容积 法和密度梯度法等。密度梯度法应用广，原理：
由两种密度不同但能无限混溶的液体（如CCl4、二 甲苯）混和形成均匀的密度梯度液，平衡后，用标 准密度小球来标定深度，绘制密度梯度图。把所测 得纤维做成与标准小球大小一致的球投入到梯度液 里，平衡后测深度，可得纤维密度。
➢ 考虑化纤中的异形纤维（如三角形截面）。 ➢ 显微镜初步鉴定后要进一步验证。
1.等长纤维 中段切断称重法：采用切断称重法测定，指
标有平均长度、短纤维、超长纤维率。 （P211） 2.不等长纤维
采用排图法或电容式长度测定仪测试。
4
三、细度指标与检验
1. 细度指标 特、分特、直径、旦数。
复丝细度表示：“总特数/单丝根数”。如，
16.5tex/30f，即复丝总细度16.5tex，由30根单
热松弛而产生卷曲，如粘胶的皮芯结构、复合纤 维内部的不对称性。
⑵暂时卷曲：利用热塑性通过机械挤压而成， 如：丙纶、锦纶。
13
第四节 纺织纤维的鉴别
一、手感目测法 二、燃烧法 三、显微镜观察法 四、药品着色法 五、化学溶解法 六、熔点测定法 七、密度梯度法 八、荧光法 九、鉴别纤维的新技术
14
一、手感目测法
丝组成。
指标换算：
d 11.284
N dte x
d 11.894 Nden
d 1128.4 1
Nm 式中：d—纤维直径（μm）；γ—纤维密度（g/cm3）
5
2.测量方法 ➢ 中段切断称重法 ➢ 气流仪 ➢ 显微镜投影法（圆形截面的化纤） ➢ 振动法
6
振动法： 纤维两端夹持，由仪器在纤维上施加一横
2
一般的纺纱工艺，化纤长度和细度之比可根 据经验公式：
长细度度（（英旦寸））＝1 2.1（5（4tecxm）） 23
即
细 长度 度（ （tcemx） ）
9 23
如：棉型涤纶，1.5D粗细的涤纶纤维切成 38mm长，即 1.5英寸/1.5旦=1 。常表示为，
1.5D×38mm
3
二、长度指标与检验
通过看（长短、色泽含杂等）、抓捏（弹性、 硬挺度、冷暖感等）、耳听（丝鸣等），来判 断天然纤维或化学纤维。
天然纤维与化学纤维手感目测比较
纤维类别 观察内容
天然纤维
化学纤维
长度、细度 差异很大
相同品种比较均匀
含杂
附有各种杂质 几乎没有
色泽
柔和但欠均一
近似雪白、均匀，有 的有金属般光泽
15
各种天然纤维手感目测比较
纤维品种 棉
观察内容
苎麻
羊毛
蚕丝
手感
柔软
粗硬
弹性好， 柔软、光滑， 有暖感 有冷感
长度(mm)
15～40， 离散大
60～250， 20～200， 离散大 离散大
很长
细度(μm) 10～25
20～80 10～40 10～30
含杂类型
碎 僵 等叶片、、硬软籽籽、麻 叶屑、枝
草屑、粪 尿、汗渍、 清洁、发亮 油脂等
向振动，当纤维振幅最大时，有如下公式：
N
P 4l 2 f
2
式中，N－纤维线密度(g/cm)； P－张力（cN）；l－纤维长度(cm)；
f－共振频率（Hz）。 优点：速度快、不受纤维截面形状的影响。
7
3.异形纤维异形度指标
圆系数
异形纤维截面积 ＝ 异形纤维截面外接圆面积
A
d 2
4
周长系数＝
异形纤维截面积