第四章纺织纤维的内部结构
纤维结构ppt课件
产生于极性分子与非极性分子之间 子
与温度有关
由相邻原子上的电子云旋转引起瞬 时的偶极矩而产生的。产生一切非
极性分子中。
0.2～2千卡/克分
子
与温度无关
大分子侧基（或部分主链上）极性 能量1.3～10.2千卡/克
基团之间的静电吸引力（如－NH， 分子距离2.3～3.2A 与
－COOH，－OH，－CONH等）
• 1. 常规合成纤维
• (1) 涤纶纤维 (PET)
A′－A－A……A－A－A〞或 A′－(A)n－A 〞 A ——单基； A′、A〞——端基； n ——聚合度；
.
常用纤维的单基
• 纤维素纤维：-葡萄糖剩基 • 蛋白质纤维：-氨基酸剩基 • 涤纶：对苯二甲酸乙二酯 • 锦纶：己内酰胺 • 丙纶：丙烯 • 腈纶：丙烯腈
.
• 单基的化学结构、官能团的种类决定了 纤维的耐酸、耐碱、耐光、吸湿、染色 性等，单基中极性官能团的数量、极性 强弱对纤维的性质影响很大。
❖ 聚集态结构：晶态、非晶态、结晶度、晶粒大小 、取向度、侧序分布等
❖ （形态结构）：纵横向几何形态、径向结构、表 面结构、孔洞结构等
.
一、纤维的大分子结构
• 纺织纤维除了无机纤维（玻纤、石棉 纤维、金属纤维）等外，绝大多数都 是高分子化合物（即高聚物）,分子量 很大。
.
1、单基（链节） m
定义： 构成纤维大分子的基本化学结构单元。
1) 定义：指纤维大分子在一定条件下， 通过内旋转或振动而形成各种形状的难 易程度的特性。
单键的内旋转是大分子链产生柔曲性的根 源。对于高聚物而言，其中的大分子链 的内旋转除了受分子内原子或基团相互 影响外分子间作用力也有很大影响。
.
第四章纺织纤维的内部结构
周的 侧基比较均衡，侧基之间的结合力小，
从而使链节容易绕主链键 旋转，大分子伸
直、弯曲容易，反之链节不易弯曲或伸直，
这 种特征叫做大分子柔曲性。大分子柔曲
性好，纤维弹性好，较易 变形。
返回
5.基原纤：几根直线链状的大分子 相互平行，按一定的距离，一定位相， 一定相对形状，结晶态的很细的分子束
6.微原纤：若干基原纤排列结合成 较粗的结晶态大分子束
若取向度f=60%--75% 高 结晶度r=40% 中 则高强低伸
八、锦纶 1.大分子结构：
2.大分子柔曲性好，易变形，做弹力丝容易 3.吸湿染色比涤纶好，因为极性基团多 4.结晶度低 5.取向度高（高拉伸） 6.强力伸长适中，耐磨性最好 7.不耐晒
九、腈纶 1.大分子结构空间螺旋形，使得分子不易靠拢
第四章纺织纤维的内部结 构
第四章 纺织纤维的内部结构
第一节 基本概念 第二节 各种纤维的内部结构 第三节 研究纤维结构的几种测试原理简介
第一节 基本概念
一、概念
1.单基：组成高聚的个数
4.大分子柔曲性：线性大分子，如果
主链上的原子键弹性好，侧基少，主链四
7.原纤：若干微原纤组成的由非晶 区间隔的结晶态的大分子束
8.巨原纤：原纤组成的大分子束 9.纤维：由巨原纤组成
10.大分子间的结合力 1）分子引力（范德华力）、静电
力、诱导力、色散力 2）氢键、极性基团
3）盐式键
4 ）化学键
二、大分子聚集状态 1.结晶态： ①分子排列规整 ②缝隙孔洞少
③吸湿困难 ④强力高 ⑤变形小 2.非晶态：与结晶态相反 取向度： f=0， f=1 大分子沿纤
于羊毛 3.结晶度、取向度高于羊毛 4.弹性比羊毛差，无α-型螺旋 5.强度高，伸长小，吸湿比羊毛小
纺织材料与检测课件——纺织纤维的内部结构
●定义
高聚物分子链开始运动或冻结的温度。
●玻璃化温度的使用价值
玻璃温度是非晶态高聚物作为塑料使用的最高温度；是作为橡胶使用的最低温度。
●影响玻璃化温度的因素
高聚物的各种特征温度
升温速度
主链柔性
分子间 作用力
外力大小 作用时间
影响玻璃化 温度的因素
相对分 子质量
增塑剂
交联
共聚
END
范围：0.8×103～8.4×103J/mol
静电引力
高聚物的物理状态
●线型非晶态高聚物的物理状态与平均相对分子质量M、温度T的关系
Tf 过渡区 黏流态
T 高弹态
Tg
二、结晶态高聚物的物理状态 ●结晶态高聚物的形变-温度曲M线
玻璃态
高弹态、黏 流态及两者 之间的过渡 区均随相对 分子质量和 温度的增加 而变宽。
分子链近链端部 分链段内旋转
分子链侧链部 分链段内旋转
☆整个分子链的运动（重心发生位移） 条件：存在分子间或内的干扰和纠缠时，不能实现整个分子链的运动；
在溶液和熔融状态下，通过链段一方向的运动可以实现整个分子链的运动。
干扰点 纠缠点 存在干扰、纠缠时的整个分子链运动
溶液及熔融状态下的整个分子链运动
高低，位能越低越容易旋转。分子结构不同，位能不同，一般电负性大、取代基多或大， 位能越大。 0o 60o 120o 180o 240o 300o 360o θ
高分子链的内旋旋转本转质过与程小中分的子位一能般，变只化是σ键多，内旋转复杂高，分构子象多链。的内旋转
共轭双键 由于分子链整个形成共轭体系，造成旋转困难，故只有刚性而无柔性。如 聚乙炔 ～CH＝CH－CH＝CH－CH＝CH－CH＝CH～
纺织材料学——化学纤维成纤高聚物特征和化学纤维制造
第四章：化学纤维
喷射纺丝：纺丝液从喷丝孔压出后，受周围高速 气流喷吹，并进行高倍拉伸，使纤维直径小于 0.5-3μm，成超细纤维。 复合纺丝：由两种或两种以上纺丝液，按一定比 例，复合喷丝，形成多组分复合纤维。 异形纺丝：改变喷丝孔形状，得各种异性纤维。 高速纺丝：POY丝
第四章：化学纤维
（三）后加工 经过纺丝工序，高聚物已初具纤维形态，
第四章：化学纤维
二、细度： 在棉纤维细度一节中我们讲过：Nm、Tex、
D、M、d对于化纤除M不用外，剩下的全都可用。 （单丝、复丝的表示方法有区别）。 1．振动测量法：
有关细度测量方法已在棉纤维、毛纤维一 章中详细介绍，均适用于化纤。
第四章：化学纤维
介绍一种对化纤较适用的细度测量方法。 纤维两端夹持，由仪器在纤维上施加一横向振 动，使纤维产生共振，此时，可用下面的公式 计算：
由于是人工产品，所以其性能不象天然纤维那 样性能是天生的，有限的，而是可以人为改变 和控制的，可以制得各种不同性能的纤维，因 而在民用、工农业、交通运输，国防，医疗及 尖端科学领域等方面具有广阔的用途。
第四章：化学纤维
民用：大家很熟悉，强度高，比重轻，耐磨损， 不霉蛀，易洗快干等。
工农业：包装材料，传送带，渔网，绳索等。 交通运输：轮胎帘子线。 医疗：人造器管，缝合线，消毒纱布，卫生用
品 国防：炮衣，降落伞，军用帐蓬，各种防护服 宇航：耐辐射，耐高低温纤维，飞行服，宇宙
飞船减速器。
第四章：化学纤维
长久以来，为了满足人类穿着日益增长的需 要，人们一直在寻找更多的纤维材料来源。蚕丝 是自然界唯一可供利用的长丝，而且它的形成独 具一格——由液体状变成固体状。我国早在南宋， 就有记载，周去非的《岭外代答》一书记述，广 西某县枫树上有“食叶之虫”称做“丝虫”，它 的外形“似蚕而呈赤黑色”，每当五月（农历） 间“虫腹如蚕之熟”，当地人就捉回用醋浸渍， 然后剖开虫腹取出丝素，在醋中牵引成丝，一虫 可得丝长6-7尺，这种从野蚕身上抽丝的方法， 堪称是人类人工制丝技术最早的事实。
纺织材料学第四章_化学纤维(3)
9
②高湿模量粘胶纤维
模量:衡量材料变形难易程度指标，值小材 料易变形。
截面近似圆形。我国商品名称为富强纤维 或莫代尔（modal），日本称虎木棉。
富强纤维
10Βιβλιοθήκη 莫代尔纤维是Lenzing（兰精公司）开发的高 湿模量的再生纤维素纤维。原料是产自欧洲的灌 木林，制成木质浆液后经过专门的纺丝工艺制作 而成，所以与棉一样同属纤维素纤维，具有生物 降解性，并且在纤维生产过程中不产生类似粘胶 纤维的严重污染环境问题，是21世纪的新型环保 纤维。
回潮率(%)
13
12.5
8
涤纶
1.7 40-52 40-52 44-45 44-45
0.5
Lyocell纤维
1.7 40-42 34-38 14-16 16-18 11.5
天丝纤维，拥有棉的“舒适性”、涤纶的
“强度”、毛织物的“豪华美感”和真丝的“独 特触感”及“柔软垂坠”，无论在干或湿的状态 下，均极具韧性。
粘胶纺丝液+凝固浴（硫酸、硫酸钠、硫酸锌)→ 纤维素再生形成纤维 根据纺丝工艺的不同，制得的粘胶纤维的性质不同。
4
3.粘胶纤维的结构特征 （1）化学组成
和棉的成分相同，主要成分为纤维素， 聚合度250-550（棉6000-15000）。 （2）形态结构
普通粘胶横向形态
不规则的锯齿形
普通粘胶纵向形态
1.概况 粘胶纤维是再生纤维素纤维的主要品种，
也是最早研制和生产的化学纤维，其化学 组成与棉纤维相同。因制成的液体很粘， 称为粘胶。
3
2.制造流程 （1）纺丝液的制备
木材、甘蔗渣→纯净的纤维素（纤维素浆粕）→ 稀碱处理→碱纤维素 +CS2 纤维素黄酸酯 +NaoH → 粘胶纺丝液 （2）纺丝成形（湿法纺丝）
《纺织材料学》第五版网课题库附答案
第一章：纤维的结构1.大分子中的单基结构会影响纤维的哪些的性能（ABCD）A.耐酸性B.染色性C.吸湿性D.耐光性2.初生纤维的断裂强度可以通过拉伸工序提高，这是由于结晶度得到提高。
×（拉伸工序是取向度的提高。
）3.羊毛纤维是多细胞纤维，所以不存在原纤结构。
×（只要是纤维基本具备原纤结构，但具备完整的原纤结构的只有棉、毛纤维，合成纤维都不具有完整的原纤结构）4.（识记）纺织纤维的结晶度越高，纤维力学性能越好。
×（结晶度越高，纤维力学性能是越好，但是如果过高就会力学性能变差，就会成为脆性纤维，所以不是结晶度越高越好。
）第二章：纺织纤维的形态及基本性质5.其他条件不变，纤维越细，细纱强度（）DA.没有规律B.越低C.不变D.越强6.纤维越长，纱线中的毛羽（）CA.越多B.没有规律C.越少D.没有关系（在保证纺纱具有一定强度下，纤维越长，整齐度高，则可纺纱线性好，细纱条干均匀度好，纱面表面光洁，毛羽较少。
）7.纤维和纱线的特数越高，（）AA.细度越粗B.长度越短C.细度越细D.长度越长（线密度、纤度是正相关，公制支数是负相关。
）8.纺纱工艺设计时使用主体长度。
×（纺纱工艺设计使用品质长度作为参考参数。
）第三章：植物纤维9.（1）棉纤维的长度仅取决于纤维品种。
×（纤维的化学组成、物理性质和长度大小主要取决于生长的部位和本身结构）（2）棉纤维长度较长，即使有较多短绒，也不影响纱线条干均匀度。
（只要短绒的存在就会影响条干均匀度）（3）棉纤维越细，所纺纱线越细，条干均匀度越好，但纱线强力不好。
（纤维越细，所纺纱线越细，条干均匀度越好，纱线强力也会越好，因为细纤维间抱合力大，增加纱线的断裂强力）（4）（识记）棉纤维的成熟系数大小仅与次生层厚度有关。
√（5）正常成熟时，长绒棉成熟度系数比细绒棉的成熟度系数低。
×（两种不同品种的纤维成熟度没有可比性）（6）棉纤维成熟度系数越高，纤维强力越高，有利于成纱条干均匀度。
纤维化学与物理
四、羊毛纤维的远程结构
羊毛蛋白的分子一般具有α螺旋构象(主要存在于低硫蛋白的多肽链中)
构象变化：α构象向β构象转变 拉伸倍数>20%--开始转变 拉伸倍数>35%--明显转变 拉伸倍数>70%--完全转变（如能形成新的稳定的交联键则构象
变化不可逆）
五、羊毛的聚集态结构
皮质细胞、微原纤和基原纤模型图
第五章 蛋白质纤维
蛋白质纤维Hale Waihona Puke 分类第一节 蛋白质的基础知识
一、蛋白质的化学组成及分子结构概况
1.元素组成 蛋白质是有机含氮高分子物，分子量很高，结构复杂，但是，
组成蛋白质的元素为：
主要元素：C、H、O、N 其他元素：S、P 微量元素：Fe、Cu、Zn、I 2. 氨基酸组成
蛋白质完全水解的最终产物是氨基酸，而且在水解 过程中羧基与氨基又是等当量增加的，因此蛋白质的基本 组成单位是氨基酸。
二、蚕丝的组成和结构
1、蚕丝的组成
蚕丝主要由丝素与丝胶两部分组成，它们占茧丝总重量的90%以 上，此外还含有少量的无机物、脂腊、色素和碳水化合物。
2、丝素的结构 （进程、远程、聚集态结构）
丝素原纤的结构
3、丝胶的结构
三、蚕丝的主要性能
1、吸湿性 吸湿性比较高，吸湿后纤维膨胀，直径大幅增加，蚕丝遇水迅速
1、分子式(C6H10O5)n
2、结构式：
结构描述：
（1） 多糖类（碳水化合物）
（2）高分子物
（3）由β-d-葡萄糖剩基彼此以1,4甙键连结而成 ，相邻 两个剩基相互扭转180度，大分子对称性良好，结构规整。
（4）含有大量羟基，可发生醇类的反应。分子间可形成 氢键。纤维素分子中的每一个葡萄糖剩基上有三个自由羟 基，2、3位上接两个仲醇羟基，6位上接伯醇羟基。
常用纺织纤维的结构和性能课件
酸性愈强，水解愈快 浓度愈大，水解愈快 温度愈高，水解愈快 时间愈长，水解愈严重 结构愈疏松，水解愈快
中和：过剩的碱 加强漂白：含氯氧化剂 蝉翼纱、烂花织物
（3）氧化剂的作用
一般不受还原剂的影响 氧化纤维素
伯羟基 → 醛基 → 羧基 仲羟基 → 酮基 → 开环的醛基和羧基 半缩醛基 → 羧基
O
Serine (16%)
C H2 C H2 C H2 N H C H C H2 C n
O
Tyrosine (11%)
丝素分子链的构象
丝素的性质
耐热性
好，100℃，强力无影响
溶胀和溶解性
水中，直径增加16%~18%，长度1.2% 不能溶解，水只能进入无定形区 钠、锌、镁、钾强酸盐类，溶解 铁、铝、钙、铬盐类，增重
结晶度
棉70%，麻90%，丝光 棉50%，黏胶40%
取向度（取向因子）
陆地棉0.62，苎麻0.97， 普通黏胶0.54
缨状原纤结构模型
分子结构对力学性能的影响
聚合度高，强力高 结晶度，强力高
麻>棉>黏胶
取向度高，强力高
顺应排列，次价键力增高 改善受力情况
棉和丝光棉 化学纤维纺丝过程中的拉伸
具有良好的化学惰性，保护羊毛内层组织， 具有耐碱、氧化剂、还原剂和蛋白酶的功 能
羊毛缩绒性
皮质层
决定羊毛的主要物理、机械和化学性能 皮质层由角朊蛋白组成，由近20种氨基酸
组成，其中最为特殊的是含量高达14％以 上的胱氨酸（二硫键） 存在两种皮质细胞：正皮质和副皮质细胞 部分皮质层可能存在天然色素
结晶度对染色性能的影响
染液只能进入无定形区和晶区的边缘 高：染料平衡吸附量少，得色浅淡 低：染料平衡吸附量多，得色深浓 棉和丝光棉
合成纤维第四章湿法纺丝
5. 聚合物的热机械曲线与成纤能力
聚合物是否适 于制造纤维
熔融温度 （Tm）
热分解温度 （Td）
玻璃化温度 （Tg)
脆化温度 （Tb)
利用温度——形变曲线 示意图加以判断
第十九页，共105页。
判断聚合物是否适宜于制造纤维的温度-形变曲线
T′
T″
a: Tf,Tg,Tb 三点重合，在使用温度 范围内（ T′~T″），又该物质制 成的纤维很脆，无显著变形
第四十页，共105页。
干法纺丝工艺流程
纺丝液由计量泵输送到 喷丝头
经喷丝孔挤出的纺丝细流 进入垂直甬道与热气流接
触
在热气流中随着溶剂的挥发， 丝中聚合物浓度升高，丝条固
化，
丝条以一定的速度卷取，使 丝条拉伸细化而形成初生纤 维
第四十一页，共105页。
三. 干纺工艺
纺丝工艺主要由四步组成：
（1）纺丝原液的制备； （2）从喷丝头挤出； （3）挤出丝条的脱溶剂及干燥；
第八页，共105页。
2、燃烧法：根据不同纤维的燃烧特性来鉴别纤维 掌握好：烟、焰、味、灰
第九页，共105页。
3、着色法：根据不同纤维在着色剂中着色后颜色的不同 来鉴别纤维
配置A、B两种试剂 A：3g KI（60mL水）+1g I2 （40mL水），放置几分钟，滤去溶液
中过剩的I2 ； B：两份甘油，先加入一份水，再加入三份硫酸；
不能熔融纺丝——
纤维素纤维
第二十一页，共105页。
e: T′>Tb, T″<Tg<Td, Tf>Td,
可以成形，难调。
Td
f: T′>Tb, T′~T″处于 Tb~Tg之间，Tf<Td，聚 合物可以进行熔体切丝， 如PET
东华大学纺织结构成型学3-课后习题答案
纺织结构成型学（3）课后习题第一章：纺织纤维结构与基本化学性能1.纤维内部结构层次有哪些描述？棉和麻纤维的分子结构单元是否相同？他们的超分子结构和形态结构有何异同？可分为纤维的超分子结构和形态结构两个层次：超分子结构是指在分子结构的基础上，有多个分子聚集在一起，尺寸在超微观尺度的结构，其层次介于纤维形态结构和分子结构之间，描述了纤维的长链分子的排列状态、排列方向、聚集程度等；形态结构是纤维的超分子结构的基础上而形成的纤维分子的聚集体结构，即超微分子聚集体的再聚集结构。
棉和麻的分子结构单元都为纤维素。
超分子结构上：都可以用缨状原纤模型说明；棉纤维的结晶度为70%，麻纤维的为90%；麻纤维的取向度很高，接近于1，强度大形态结构上：棉纤维由棉籽细胞长成，一个细胞发育成一根纤维，从里到外可分为三个层次：胞腔，次生胞壁，初生胞壁；麻纤维是茎秆韧皮层成分，单根麻纤维是壁厚，两端封闭，内有狭窄胞腔的长条细胞。
2.描述纤维发生异向溶胀的现象，并解释产生原因。
天然纤维素纤维在浓碱中，由于钠离子的水合作用，在形成纤维素纳的同时，大量的水被带到纤维内部，使纤维内部发生剧烈溶胀。
棉纤维的这种现象不仅发生在无定形区，也发生在部分结晶区。
蛋白质纤维在盐水溶液如蚕丝在浓氯化钙，硝酸钙溶液中会发生急剧收缩。
原因酪氨酸侧基与盐作用，破坏了酪氨酸中的羟基与其他基团形成的氢键，使蛋白质分子有空间热运动的自由。
3.纤维的染化性能主要由哪些因素决定？物理性能如何影响纤维染化性能？棉麻黏胶都是维素纤维，它们吸收染料的速率为什么不同？由纤维的结晶度、取向度、形态结构、氧化剂的种类、酸的种类、PH值、温度、作用时间等决定。
染料，整理剂分子只能进入松散的无定形区和结晶区的边缘，不能进入紧密的结晶区；取向度对染料，整理剂的影响不如结晶度明显，只要分子链间的空隙大于染料、整理剂的分子尺寸，染色整理就容易进行；棉纤维初生胞壁的外皮（由果胶，油蜡质组成），使棉纤维的拒水性，阻碍染整药剂渗透；羊毛表面鳞片层结构比较致密而且有微小凹凸，使得羊毛对水的润湿接触角大，不易染化处理；蚕丝的丝胶和杂质对蚕丝的染整也有很大的影响。
纺织材料学第四章_化学纤维(4)
2. 形态 锦纶由熔体纺丝制成，截面近似圆形，纵向 无特殊结构。
普通锦纶纵、 横向形态
根据纺丝孔的形状可制成异形锦纶:
异形锦纶纵、 横向形态
3.性质
（1）密度
较小，1.14 g/cm3，服装制品穿着轻便，且有 良好的防水防风性能。 （2）热学性质 耐热性差，随温度的升高强力下降，收缩率增 大。安全使用温度：低于93℃（PA6），低于130 ℃（锦纶66）。
2.形态结构 熔体纺丝，截面呈圆形，纵向光滑无条纹。
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3. 性质 （1）密度 0.91g/cm3，是最轻的纤维。 （2）吸湿性 几乎不吸湿性（常见化纤中最小），有独特的 芯吸能力，使织物导汗透气。 （3）热学性质 熔点低，加工和使用时温度不能过高。
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（4）机械性质 强度较高，伸长较大，初始模量较高，弹性和 耐磨性均好。 （5）染色 染色性很差，常采用原液着色（聚丙烯切片中 加入色母粒共熔） （6）化学稳定性 很好；耐化学品性优；不霉不蛀。 （7）耐光性 耐光性较差，暴晒强度降低（加入抗老化剂）。
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普通涤纶纵、横向形态
13
（二）制造 1.纺丝液的制备 切片（聚对苯二甲酸乙二酯）干燥→加热熔融 2.纺丝和后加工 短纤维 初生丝（空气固化）→集束→拉伸（4-4.5倍，取向 度↑）→热定形（消除内应力）→卷曲→切断 长丝： 初生丝→拉伸→定形→加捻（或变形）→打包
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（三）涤纶的分子结构特征 聚对苯二甲酸乙二酯，涤纶,polyester,PET。 线性分子链，没有大的侧基和支链，故涤纶 大分子间相互结合紧密。
形性差。
8
（4）耐光性 耐光性差（端基对光、热、氧敏感），久晒变 黄，强度下降。 日晒16周后强度有光锦纶下降23％，无光锦纶 下降50％。 有光锦纶：光泽强，发亮，长丝一般是有光的。 无光锦纶：添加消光剂（二氧化钛），减少或消 除过强的光泽。
纺织材料学教案1 纤维结构的基本知识
第一章纤维结构的基本知识教学目标：1、纺织纤维内部结构概述；2、纤维素纤维的内部结构；3、蛋白质纤维的内部结构4、合成纤维的内部结构介绍。
教学重点与难点：1、教学重点几种主要植物纤维的特性及其性能指标。
2、教学难点指标体系及表述。
3、解决方法建立清晰的概念，对在后面章节还会出现的长度、细度、强度等的概念和指标可采用螺旋上升的方法教学，成熟度要讲透。
主要内容：1．棉纤维的形成，棉纤维的截面形态、截面结构和纵面形态，棉纤维的主要组成物质及其耐酸耐碱性，棉花的种类和我国主要棉区，棉花初加工的概念以及锯齿棉，皮辊棉的特点及原棉检验。
2．麻纤维截面形态和纵面形态，主要组成物质及其耐酸耐碱性，长度和细度，吸湿性，强度和伸长率和柔软性。
3．竹纤维的结构、性能简介。
教学与学习建议：1、教学建议2、学习建议第一节纤维结构概述纤维的结构是复杂的，是由基本结构单元经若干层次的堆砌和混杂所组成的，并决定纤维的性质。
因此我们研究纤维的任务和目的主要是：一是了解纤维结构与性能关系，正确选择和使用纤维；二是通过各种途径改变纤维结构，有效地改变纤维性能。
纤维结构：是指组成纤维的结构单元相互作用达到平衡时在空间的几何排列。
尽管纤维结构复杂，但人们对其认识一般分为三个方面，最为直观的纤维形态结构、较为间接的纤维聚集态结构和更为微观的纤维分子结构。
形态结构：纵横向几何形态、径向结构、表面结构、孔洞结构等聚集态结构：晶态、非晶态、结晶度、晶粒大小、取向度、侧序分布等大分子结构：化学组成、单基结构、端基组成、聚合度及其分布、大分子构象、大分子链柔曲性等一、纤维的形态结构纤维的形态结构是指纤维在光学显微镜（宏形态结构）或电子显微镜（微形态结构），乃至原子力显微镜(AFM)下能被直接观察到的结构。
包括纤维的外观形貌、表面结构、断面结构、细胞构成和多重原纤结构，以及存在于纤维中的各种裂隙与空洞等。
纤维的原纤结构(1)原纤结构特征纤维中的原纤是大分子有序排列的结构，或称结晶结构。
第四章 纤维的物理性能
纤维的热塑性和热定型P80
• 热塑性——将合成纤维或制品加热到Tg以上温度，并加 一定外力强迫其变形，然后冷却并去除外力，这种变形 就可固定下来，以后遇到T<Tg时，则纤维或制品的形状 就不会有大的变化。这种特性称之为热塑性。 热定型——就是利用合纤的热塑性，将织物在一定张力 下加热处理，使之固定于新的状态的工艺过程。 （如： 蒸纱、熨烫）
对含有水份的纤维、比热值会有很大变化，纺织加工是一个水加工 工艺，干燥含水的纤维是常规的工艺过程，所以，含湿纤维的比热 比干纤维的更重要。这时温度变化1℃时所吸收或放出的热量，除 纤维外，还应有纤维中的水份。P73 图4-1 羊毛的比热容、温度和回潮率的关系p74
• 二、纤维的导热性p74 • 纤维内部及其集合体纤维间孔隙内充满空气，在有温差的 情况下，热量总是从高温向低温传递——导热性，抵抗这 种传递的能力则称为保暖性。 • 导热性用导热系数λ表示，单位是kJ／（m· k· h）。是指当 纤维材料的厚度为1m且两侧表面之间的温度差为1℃时， 1h内从1平米的纤维面积中通过的热量（KJ）。λ值越小， 表示该纤维的导热性越低，其绝热性或保暖性越高。
高聚物的物理状态
●结晶态高聚物的物理状态
玻璃态 黏流态
M较小
结晶态高聚物的物理状态
M很大
玻璃态 高弹态 黏流态
注意：由于高弹态对成型加工不利，因此，一般情况下，对结晶态高聚物而言要严格 控制相对分子质量，防止很大造成的不良影响。
高聚物的各种特征温度与测定
●常见的高聚物特征温度
Tg-玻璃化温度（glass-transition temperature） Tm-熔点（melting point） Tf-黏流温度（viscous flow temperature） 高聚物特征温度 Ts-软化温度（softening temperature） Td-热分解温度（thermal destruction temperature） Tb-脆化温度（brittlenss temperature）
纺织材料学第四章 化学纤维
二、按内部组成分（1）聚酯纤维：大分子中均有酯基-COO-（如聚对苯二甲酸乙二酯，涤纶,polyester,PET）（2）聚酰胺纤维：大分子链上有酰胺键-(CONH)-，如聚酰胺6（锦纶6,nylon 6，PA6）、锦纶66。
7三、按形态结构分1.长丝：纤维加工得到的连续丝条。
●单丝：一根长丝纤维。
加工轻薄质物，如透明袜、面纱巾等。
●复丝：有很多根单丝组成。
织造用丝多为复丝。
●变形丝：经过变形加工的为变形丝或弹力丝，多为复丝。
高弹丝113.复合纤维在纤维的横截面上有两种或两种以上的不相混合的组分或成分的纤维。
常用的为双组分复合纤维，有并列型、皮芯型和海岛型等。
模仿羊毛正皮质、偏皮质双边分布可形成永久卷曲的性能。
134.混合纤维：在纤维的横截面上有两种及两种以上的相混合的组分或成分的纤维。
5.异形纤维指经一定几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的具有特殊截面形状的化学纤维。
异形纤维1415 6.粗、细、超细纤维●粗特纤维: 1.1或1.65tex以上(涤纶，31.86、39μm)●细特纤维: 0.044~0.11tex(涤纶，6.37-10μm)● 超细纤维: 0.044tex(涤纶，6.37μm)以下， 特点：织物柔软、细腻、悬垂性好，吸附性和去污能力强。
应用：制造人造麂皮、高级清洁布。
超细纤维3.纺丝纺丝液用计量泵定量供料通过喷丝孔后凝固成丝条的过程称为~。
有熔体纺丝法和溶液纺丝法。
（1）熔体纺丝法将熔融的高聚物熔体从喷丝孔喷射到空气中冷却固化。
过程简单，成本低，纺丝速度高。
涤纶、锦纶、丙纶等均采用此法。
熔体纺丝工艺流程2021（2）溶液纺丝法将高聚物溶解于适当的溶剂配成纺丝溶液，将纺丝液从喷丝孔中压出后射入凝固浴中凝固成丝条。
根据凝固浴的不同分为湿法与干法两种。
湿法纺丝（Wet spinning ）：液体凝固剂固化。
纺出丝的截面多为非圆形，有皮芯结构。
腈纶、维纶、氯纶、粘胶纤维多采用此法。
湿法纺丝工艺流程干法纺丝(Dry spinning)：热空气固化。
《纺织材料学》习题集
5、维纶缩醛化主要发生在（）纺织材料学》习题集绪言1、 什么是纺织纤维？2、 试述纺织纤维的主要类别，并分别举例。
3、 纺织纤维应具备哪些基本条件？4、 分别举出纤维素纤维、蛋白质纤维、合成纤维的例子各三例。
5、 纺织纤维可分为 _________ 和 ________ 两大类。
6、 什么是纺织材料？7、 纺织品发展的三大支柱是什么？第一章 纤维结构的基本知识一、填空1、 纺织纤维的内部结构可分为 __________ 、 __________ 、 ___________ 三层。
2、 大分子的构型有 ___________ 、 ___________ 、 __________ 三种。
3、 纺织纤维中大分子间的结合力有 ________ 、 __________ 、 _______ 、 _______ 四种。
4、 形态结构包括 ___________ 和 __________ 两大类。
5、 单基的化学结构、官能团的种类决定了纤维的 ___________ 、 ___________ 、___________ 以及 __________ 等化学性能。
6、 大分子结构中， _________ 决定了纤维的耐酸、耐碱、耐光以及染色等化学性能。
7、 纤维素大分子的基本链节是 _____________ 。
8、天然纤维素纤维的晶胞属，粘胶及丝光棉的晶胞属9、蛋白质大分子的基本链节是 。
10、羊毛经过拉伸，可将大分子从 型变为型。
11、涤纶纤维刚性大，是由于分子上有 。
12、纤维的化学性质主要取决于 。
13、分子极性的强弱影响纤维的 性质。
14、大分子的聚合度影响纤维的 。
15、 当聚合度达到 __________ 时，纤维强力 ______________ 16、 当聚合度达到一定值后，纤维强力 _________ 。
、选择题2、 下列纤维中，结晶度最低的是（①粘胶3、 下列纤维中取向度最低的是（①麻1、纤维化学性质主要取决于（①单基性质）②超分子结构③大分子构象） ②涤纶 ③棉） ②粘胶 ③棉 ）4、具有准晶态结构的纤维是（①涤纶②丙纶③腈纶①结晶区 ②无定形区 ③纤维表面6、羊毛纤维经拉伸后，大分子从 a 型变为B 型属于（）①构型改变 ②构象改变 ③超分子结构改变7、下列纤维中结晶度最高的是（）①涤纶 ②锦纶 ③丙纶8、下列纤维中吸湿性最好的是（）①粘胶 ②棉 ③维纶9、维纶缩甲醛主要是为了提高纤维的（）①耐热水性 ②强度 ③耐晒性四、问答1、 纤维内部结构一般分为哪几级？2、 试述纤维大分子结构对纤维性能的影响。
完整版常用纺织纤维的结构和主要性能
丝胶的性质
? 吸湿性高于丝素：支化程度比丝素高，极性基团含量高 ? 在水中溶胀、溶解 ? 弱碱脱胶
大豆蛋白纤维的结构和性能
结构：
? 取材于榨过油的豆粕 ? 由大豆蛋白质溶液（23-55%）和聚乙烯醇溶液（45-77%）混合
纺丝而成 ? 横截面哑铃形，有微细孔隙
性质
? 等电点4.6 ? 耐酸性好，耐碱性一般，纯碱对它无损伤 ? 米黄色，难漂白 ? 耐热性差，120℃变黄，发粘 ? 使用活性、酸性、中性染料染色：活性（深染性差）
（二）麻纤维
麻纤维的化学组成
（苎麻为例）
? 纤维素：57-80%
? 半纤维素：12-17%
? 木质素：苎麻08-1.5%，亚麻2.5-5%，黄麻10-13%
? 果胶：1-5.7%
? 蜡质：0.3-1.8%
? 灰分：0.5-5%
纤维素纤维68.64
蜡状物质1.15
果胶物质17.78
木质素2.25
未测定部份10.18
第二节 蛋白质纤维的结构和主要性能
? 羊毛 ? 蚕丝 ? 大豆蛋白纤维
蛋白质：
基本组成单位：氨基酸
H2N CH COOH R
由大量氨基酸以一定顺序首尾联接形成的多肽
蛋白质的两性性质： 分子末端含有氨基和羧基，侧基上还含有许多酸性基团和碱性基团
等电点：调节pH，使蛋白质分子上正、负离子数目相等，此时的 pH 值为等电点。
? 共同特点：大分子主链上都有酰胺基
锦纶形态结构：
纵向：光滑、无条痕 普通锦纶
异形锦纶
锦纶性质：
? 耐磨性六大纶中最好 ? 耐日晒差：强力下降、变黄 ? 耐热性较差：100℃以上，强力损失严重；150℃，5h，变黄、收缩 ? 耐碱、耐还原剂 ? 耐酸性和耐氧化剂性能较差：酸催化大分子降解，氧化剂漂白后易泛黄
纺织纤维的内部结构讲解PPT文档86页
END
1、不场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
纺织纤维的内部结构讲解 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
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。