纤维基础知识
纤维知识小常识
纤维知识小常识
纤维是人们日常生活中不可或缺的一部分，它存在于我们的衣物、家居用品、食品等多个领域。
了解纤维的基本知识，对于我们更好地选择和使用纤维制品具有重要意义。
一、纤维的分类
纤维主要分为天然纤维和合成纤维两大类。
天然纤维包括棉、麻、丝、毛等，它们具有吸湿性好、透气性好、弹性好等优点。
合成纤维则是由石油化工原料经过聚合反应制成的，常见的有涤纶、尼龙、腈纶等。
二、纤维的特性
1.吸湿性：纤维的吸湿性是指纤维吸收空气中水蒸气的能力。
吸湿性好的纤
维能够保持皮肤的干爽，减少过敏和皮肤疾病的发生。
2.透气性：纤维的透气性是指纤维让空气通过的能力。
透气性好的纤维能够
保持皮肤的呼吸畅通，避免汗液滞留在皮肤上。
3.弹性：纤维的弹性是指纤维在受到外力作用后恢复原状的能力。
弹性好的
纤维能够提供更好的穿着舒适度和耐用性。
三、纤维的应用
1.纺织品：纤维是纺织品的主要原料，包括衣物、床品、家纺等。
不同的纤
维具有不同的特性，因此适用于不同的纺织品。
2.建筑材料：纤维可以用于制造建筑材料，如玻璃纤维增强混凝土、碳纤维
增强塑料等，具有轻质、高强、耐久等优点。
3.食品加工：纤维可以用于制作食品，如膳食纤维、可溶性膳食纤维等，具
有改善肠道健康、降低胆固醇等作用。
4.医疗卫生：纤维在医疗卫生领域也有广泛应用，如用于制造医疗器械、药
物载体等。
总之，了解纤维的基本知识对于我们更好地选择和使用纤维制品具有重要意义。
纺织纤维基本知识
• 涤纶 • 锦纶 • 腈纶 • 氨纶
合成纤维
• 涤纶---强度高，弹性好，耐磨性好，耐热 性好，耐熔性差，耐腐蚀性好，吸湿性差， 染色性差
• 我们常用的涤纶分两种：
涤纶长丝
棉型短纤
• 常规涤纶的基本组成物质是聚对苯二甲酸 乙二醇酯（简称PET）
• 聚对苯二甲酸丁二醇酯（简称PBT）
• 聚对苯二甲酸丙二醇酯（简称PTT）
国产的类似产品叫CM800
• PTT和PBT，区别于普通涤纶PET，这两种 涤纶分子链长度改变，亲水性和弹性较普 通涤纶有增加
• SORONA（索罗娜）---杜邦推出的一种 PTT（聚对苯二甲酸丙二醇酯），其中丙二 醇是从玉米中提纯而成
尼龙
• 聚酰胺纤维俗称尼龙（Nylon），简称PA，可制 成长纤或短纤。
• 粘胶纤维的化学组成与棉相似，所以较耐碱而不耐酸，但耐碱耐酸性 均较棉差。
• 普通粘胶纤维吸湿性好，易于染色，不易起静电，有较好的可纺性能。 短纤维可以纯纺，也可以与其他纺织纤维混纺,织物柔软、光滑、透气 性好，穿着舒适，染色后色泽鲜艳、色牢度好。适宜于制做内衣、外 衣和各种装饰用品。长丝织物质地轻薄，除适用作衣料外还可织制被 面和装饰织物。这类粘胶纤维的缺点是牢度较差，湿模量较低，缩水 率较高而且容易变形，弹性和耐磨性较差。
亮丽，悬垂性均比现有的棉、涤、人棉好，有真丝般的光泽和手感， 是一种天然的丝光面料。 • 3、Modal纤维具有合成纤维的强力和韧性，干强35.6cn/tex，湿强为 25.6cn/tex。强力高于纯棉、涤棉，减少了在加工中的断头现象。 • 4、Modal纤维吸湿能力比棉纤维高出50%，这使Modal纤维织物可保 持干爽、透气。是理想的贴身织物和保健服饰产品，有利于人体的生 理循环和健康。 • 5、Modal纤维与棉纤维相比，具有良好的形态与尺寸稳定性，使织物 具有天然的抗皱性和免烫性，使穿着更加方便、自然。
纤维基础知识
纤维基础知识简介纤维是一种细长的物质，通常由连续排列的分子或纤维束组成。
在各种材料中，纤维具有广泛的应用，包括纺织品、复合材料、生物医学材料等领域。
本文将介绍纤维的基础知识，包括纤维的分类、结构、制备方法和应用。
纤维的分类根据纤维的来源和化学组成，纤维可以分为天然纤维和人造纤维两大类。
天然纤维天然纤维是指从植物、动物或矿物中提取的纤维。
常见的天然纤维包括棉纤维、羊毛、丝、亚麻等。
这些纤维具有天然的纤维结构和特性。
•棉纤维：棉纤维是从棉花中提取的纤维，具有柔软、透气和吸湿性良好的特点。
棉纤维广泛用于纺织品行业，如纺织品、衣物等。
•羊毛：羊毛是从绵羊身上剪下的纤维，具有保暖性能和柔软的触感。
羊毛通常用于制作毯子、衣物等冬季用品。
•丝：丝是蚕茧中提取的纤维，具有光泽和柔软的特点，常用于制作高档的织物、丝绸制品等。
•亚麻：亚麻纤维是从亚麻植物的茎中提取的，具有天然的纹理和透气性，常用于制作床上用品、装饰品等。
人造纤维人造纤维是通过化学合成或纤维素的加工得到的纤维。
人造纤维可以根据生产方法分为合成纤维和再生纤维。
•合成纤维：合成纤维是通过合成聚合物得到的纤维，具有优异的机械性能和化学稳定性。
常见的合成纤维包括聚酯纤维、尼龙纤维等，广泛应用于纺织、建筑、汽车等领域。
•再生纤维：再生纤维是通过废纸、废棉等再生材料制得的纤维。
常见的再生纤维包括再生棉纤维、再生聚酯纤维等，具有环保和可再生的特点。
纤维的结构纤维的结构对其性能和用途有重要影响。
纤维的结构可分为微观结构和宏观结构两个层面。
微观结构纤维的微观结构包括分子结构和晶体结构。
•分子结构：纤维由多个分子通过化学键连接而成，分子结构决定了纤维的化学性质和机械性能。
•晶体结构：纤维的分子排列形成晶体结构，晶体结构对纤维的强度和刚度有重要影响。
宏观结构纤维的宏观结构包括直径、长度和形态等特征。
•直径：纤维的直径影响着纤维的柔软性、抗张强度和透气性能。
•长度：纤维的长度决定了纤维的纺纱、织造和纺织等工艺特性。
纤维素基础知识
纤维聚丙烯晴纤维纤维（Fiber ）：一般是指细而长的材料。
纤维具有弹性模量大，塑性形变小，强度高等特点，有很高的结晶能力，分子量小，一般为几万。
一、天然纤维天然纤维是自然界存在的，可以直接取得纤维，根据其来源分成植物纤维、动物纤维和矿物纤维三类。
(一)植物纤维植物纤维是由植物的种籽、果实、茎、叶等处得到的纤维，是天然纤维素纤维。
从植物韧皮得到的纤维如亚麻、黄麻、罗布麻等；从植物叶上得到的纤维如剑麻、蕉麻等。
植物纤维的主要化学成分是纤维素，故也称纤维素纤维。
植物纤维包括：种子纤维、韧皮纤维、叶纤维、果实纤维。
种子纤维：是指一些植物种子表皮细胞生长成的单细胞纤维。
如棉、木棉。
韧皮纤维：是从一些植物韧皮部取得的单纤维或工艺纤维。
如：亚麻、苎麻、黄麻、竹纤维。
叶纤维：是从一些植物的叶子或叶鞘取得的工艺纤维。
如：剑麻、蕉麻。
果实纤维：是从一些植物的果实取得的纤维。
如：椰子纤维。
(二)动物纤维动物纤维是由动物的毛或昆虫的腺分泌物中得到的纤维。
从动物毛发得到的纤维有羊毛、兔毛、骆驼毛、山羊毛、牦牛绒等；从动物腺分泌物得到的纤维有蚕丝等。
动物纤维的主要化学成分是蛋白质，故也称蛋白质纤维。
动物纤维 (天然蛋白质纤维) 包括：毛发纤维和腺体纤维。
毛发纤维: 动物毛囊生长具有多细胞结构由角蛋白组成的纤维。
如：绵羊毛、山羊绒、骆驼毛、兔毛、马海毛。
丝纤维: 由一些昆虫丝腺所分泌的，特别是由鳞翅目幼虫所分泌的物质形成的纤维，此外还有由一些软体动物的分泌物形成的纤维。
如：蚕丝。
(三)矿物纤维矿物纤维是从纤维状结构的矿物岩石中获得的纤维，主要组成物质为各种氧化物，如二氧化硅、氧化铝、氧化镁等，其主要来源为各类石棉，如温石棉，青石棉等。
二、化学纤维化学纤维是经过化学处理加工而制成的纤维。
可分为人造纤维和合成纤维两类。
(一)人造纤维人造纤维是用含有天然纤维或蛋白纤维的物质，如木材、甘蔗、芦苇、大豆蛋白质纤维等及其他失去纺织加工价值的纤维原料，经过化学加工后制成的纺织纤维。
化学纤维基础知识培训
复合纤维、变形丝的基本概念
4.复合纤维：在纤维的横截面上存在两种或两种以上不相混 和的聚合物，或称双组分纤维 。
5.变形丝：用合成纤维受热塑化变形的特点，在机械和热的 作用下，使伸直的纤维变成卷曲的纤维，叫做变形丝（也 叫变形纤维）。变形丝分为两类。
迫使低收缩性的毛条卷曲，从而使其具有伸缩性和蓬松性.
➢
涤纶长丝的分类
化纤的纺丝方法主要分为两大类
1.熔体纺丝：把高分子化合物加热到熔点以上，使它变成为黏稠的液体 ，再从喷丝头细孔中喷出，在空气中或水中冷却凝固成丝。合成纤维 中的锦纶、涤纶、丙纶等采用这种纺丝方法。
2.溶液纺丝：因纤维凝固过程的不同又可分为干法纺丝和湿法纺丝。 （1）干法纺丝：将高分子化合物溶解于易挥发的溶剂中制成纺丝粘稠液
1Kg≈9.8N 1N=100CN 1CN≈1.02g
涤纶牵伸丝主要物性指标（条干不匀率）
4.条干不匀率：是反映长丝长片段的均匀程度用 CV%或U%表示。
纤维的条干不匀率数值越大，表示纤维纵向直径不 匀率越大。条干不匀，在后加工中容易产生毛丝 和染色不匀。
涤纶牵伸丝主要物性指标（沸水收缩率）
5.沸水收缩率：如果热处理的介质为沸水则称为沸 水收缩。
次称量差异不超过规定范围的质量。
谢谢
化学长丝抽取样品方法
抽取实验室样品的注意事项
• 从批中抽取规定数量的卷装作为实验室样品，取样时应 注意剔除在运输、搬运等过程中造成的受潮、受损等非 正常外观卷装。
回潮率的基本概念
1.回潮率：是指纤维材料及其制品的含水重量与干燥重量的差数对 其干燥重量的百分率。
纺织纤维分类及鉴别基础知识
(2) 、麻纤维手感较粗硬。
(5) 、化学纤维中只有粘胶纤维的干、湿状态强力差异大。
(1) 、棉纤维：横截面形态：腰圆形，有中腰；纵面形态：扁平带状，有天然转曲。
(4) 、兔毛纤维：横截面形态：哑铃型，有毛髓；纵面形态：表面有鳞片。
(5) 、桑蚕丝纤维：横截面形态：不规则三角形；纵面形态：光滑平直，纵向有条纹。
(6) 、普通粘纤：横截面形态：锯齿形，皮芯结构；纵面形态：纵向有沟槽。
(7) 、富强纤维：横截面形态：较少齿形，或圆形，椭圆形；纵面形态：表面平滑。
不清晰骨形条纹。
(5) 、粘胶纤维：白色紫阴影(6) 、有光粘胶纤维：淡黄色紫阴影(7) 、涤纶纤维：白光青天光很亮(8) 、维纶有光纤维：淡黄色紫阴影。
5、燃烧法：根据纤维的化学组成不同，燃烧特征也不同，从而粗略地区分岀纤维的大类。
儿种常见纤维的燃烧特征判别对照如下:(1) 、棉、麻、粘纤、铜氨纤维：靠近火焰：不缩不熔;接触火焰：迅速燃烧;离开火焰:继续燃烧；气味：烧纸的气味；残留物特征：少量灰黑或灰白色灰烬。
靠近火焰：卷曲且熔；接触火焰：卷曲，熔化，燃烧；离燃烧；气味：石蜡味；残留物特征：灰白色硬透明圆珠。
气味：特异味；残留物特征：白色胶状。
焰：自行熄灭；气味：刺鼻气味；残留物特征：深棕色硬块。
靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，燃烧；离开火焰：继续燃烧，冒黑烟；气味：特有香味；残留物特征：不规则焦茶色硬块。
(2)、蚕丝、毛纤维:开火焰：缓慢燃烧有时自行熄灭; 气味：烧毛发的气味; 残留物特征：松而脆黑色颗粒或焦炭状。
(3)、涤纶纤维: 靠近火焰：熔缩; 接触火焰：熔融，冒烟，缓慢燃烧；离开火焰：继续燃烧，有时白行熄灭；气味：特殊芳香甜味;残留物特征：硬的黑色圆珠。
(4)、锦纶纤维: 靠近火焰：熔缩; 接触火焰：熔融，冒烟；离开火焰：白灭；气味：氨基味；残留物特征：坚硬淡棕透明圆珠。
(5)、膳纶纤维: 靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，冒烟；离开火焰：继续燃饶，冒黑烟；气味：辛辣味；残留物特征：黑色不规则小珠，易碎。
纺织行业纺织品基础知识
纺织品基础知识一、纺织纤维1、定义：纤维是天然或人工合成的细丝状物质，纺织纤维则是指用来纺织布的纤维。
2、纺织纤维特点：纺织纤维具有一定的长度、细度、弹性、强力等良好物理性能。
还具有较好的化学稳定性，例如：棉花、毛、丝、麻等天然纤维是理想的纺织纤维。
3、纺织纤维分类：天然纤维和化学纤维。
①天然纤维包括植物纤维、动物纤维和矿物纤维。
A植物纤维如：棉花、麻、果实纤维。
B动物纤维如：羊毛、免毛、蚕丝。
C矿物纤维如：石棉。
②化学纤维包括再生纤维、合成纤维和无机纤维。
A再生纤维如：黏胶纤维、醋酯纤维。
B合成纤维如：锦纶、涤纶、晴纶、氨纶、维纶、丙纶等。
C无机纤维如：玻璃纤维、金属纤维等。
4、常见纺织纤维的纺织性能：①羊毛：吸湿、弹性、服用性能均好，不耐虫蛀、适酸性和金属结合染料。
② 蚕丝：吸湿、透气、光泽和服用性能好，适用酸性及直接染料。
③棉花：透气、吸湿、服用性能好、耐虫蛀、适直接还原偶氮、碱性媒介、硫化、活性染料。
④黏胶纤维：吸湿性、透气性好、颜色鲜艳、原料来源广、成本低，性质接近天然纤维，适用染料同棉花。
⑤ 涤纶：织物、挺、爽、保形性好、耐磨、尺寸稳定、易洗快干，适用分散染料，重氮分散染料、可溶性还原染料。
⑥锦纶：耐磨性特别好、透气性差、适用酸性染料，散染料。
⑦晴纶：蓬松性好、有皮毛感、适用分散染料，阳离子染料。
二、纤维的鉴别1、鉴别方法：①鉴别的方法有手感、目测法、燃烧法、显微镜法、溶解法、药品着色法以及红外光谱法等。
在实际鉴别时，常常需要用多种方法，综合分析和研究以后得出结果。
②一般的鉴别步骤如下：A.首先用燃烧法鉴别出天然纤维和化学纤维。
B.如果是天然纤维，则用显微镜观察法鉴别各类植物纤维和动物纤维。
如果是化学纤维，则结合纤维的熔点、比重、折射率、溶解性能等方面的差异逐一区别出来。
C.在鉴别混合纤维和混纺纱时，一般可用显微镜观察确认其中含有几种纤维，然后再用适当方法逐一鉴别。
D.对于经过染色或整理的纤维，一般先要进行染色剥离或其它适当的预处理，才可能保证鉴别结果可靠。
服装纤维知识点总结图
服装纤维知识点总结图一、纤维的分类1.1 植物纤维植物纤维是指从植物中提取的纤维，主要包括棉、麻、竹、木质纤维等。
其中，棉纤维是最常见的植物纤维，具有柔软、吸湿性好、透气性好等特点，适合用于制作夏季服装。
麻纤维具有耐磨损、透气性好、吸湿性强等特点，适合用于制作夏季服装。
竹纤维具有抗菌、防臭、吸湿性强等特点，适合用于制作内衣等服装。
木质纤维具有光滑、柔软、透气性好等特点，适合用于制作贴身服装。
1.2 动物纤维动物纤维是指从动物身上提取的纤维，主要包括羊毛、丝绸、羊绒等。
其中，羊毛具有保暖性好、弹性好、吸湿性强等特点，适合用于制作冬季服装。
丝绸具有光滑、柔软、透气性好等特点，适合用于制作高档礼服等服装。
羊绒具有保暖性好、柔软、舒适性好等特点，适合用于制作冬季外套等服装。
1.3 化学纤维化学纤维是通过化学方法合成的纤维，主要包括涤纶、锦纶、腈纶等。
其中，涤纶具有耐磨损、易清洗、抗皱性好等特点，适合用于制作运动服、工作服等服装。
锦纶具有弹性好、耐磨损、不易变形等特点，适合用于制作内衣、泳衣等紧身服装。
腈纶具有保暖性好、弹性好、耐磨损等特点，适合用于制作冬季外套等服装。
1.4 矿物纤维矿物纤维是由矿物质加工而成的纤维，主要包括玻璃纤维、石棉纤维等。
其中，玻璃纤维具有耐高温、耐腐蚀、绝缘性好等特点，适合用于制作防护服等特种服装。
石棉纤维具有耐高温、耐磨损、防火性能好等特点，适合用于制作特种防护服等服装。
二、纤维的性能2.1 强度纤维的强度是指纤维在拉伸时承受的力量大小。
通常情况下，纤维的强度越高，其耐磨损性和耐拉伸性就越好，适合用于制作耐磨损、耐拉伸的服装。
2.2 弹性纤维的弹性是指纤维在拉伸后能否恢复原状的能力。
通常情况下，纤维的弹性越好，其服装在使用过程中不易变形，给人穿着舒适的感觉。
2.3 吸湿性纤维的吸湿性是指纤维吸取水分的能力。
通常情况下，纤维的吸湿性越好，其服装在夏季穿着时不易粘身，给人带来凉爽的感觉。
纺织纤维分类及鉴别基础知识
纺织纤维分类及鉴别基础知识--------------------------------------------------------------------------------1、定义：纯棉梭织物是以棉花为原料，通过织机，由经纬纱纵横沉浮相互交织而成的纺织品。
2、纯棉织物分为：①本色白布：普通布面、细布、粗布、帆布、斜纹坯布、原色布。
②色布：有硫化蓝布、硫化墨布、士林蓝布、士林灰布、色府绸、各色卡叽、各色华呢。
③花布：是印染上各种各样颜色和图案的布。
如：平纹印花布、印花斜纹布、印花哔叽、印花直贡。
④色织布：它是把纱或线先经过染色，后在机器上织成的布如条格布、被单布、绒布、线呢、装饰布等。
3 、纯棉织品的特点：①吸湿性：棉纤维具有较好的吸湿性，在正常的情况下，纤维可向周围的大气中吸收水分，其含水率为8-10％，所以它接触人的皮肤，使人感到柔软而不僵硬。
如果棉布湿度增大，周围温度较高，纤维中含的水分量会全部蒸发散去，使织物保持水平衡状态，使人感觉舒适。
②保湿性：由于棉纤维是热和电的不良导体，热传导系数极低，又因棉纤维本身具有多孔性，弹性高优点，纤维之间能积存大量空气，空气又是热和电的不良导体，所以，纯棉纤维纺织品具有良好的保湿性，穿着纯棉织品服装使人感觉到温暖。
③耐热性：纯棉织品耐热能良好，在摄氏110℃以下时，只会引起织物上水分蒸发，不会损伤纤维，所以纯棉织物在常温下，穿着使用，洗涤印染等对织品都无影响，由此对提高了纯棉织品耐洗耐穿服用性能。
④耐碱性：棉纤维对碱的抵抗能力较大，棉纤维在碱溶液中，纤维不发生破坏现象，该性能有利于服用后对污染的洗涤，消毒除杂质，同时也可以对纯棉纺织品进行染色、印花及各种工艺加工，以产生更多棉织新品种。
⑤卫生性：棉纤维是天然纤维，其主要成分是纤维素，还有少量的蜡状物质和含氮物与果胶质。
纯棉织物经多方面查验和实践，织品与肌肤接触无任何刺激，无负作用，久穿对人体有益无害，卫生性能良好。
第1章-纤维结构基础知识
键 能 （kJ/mol）
范德华力
2.1-23.0 0.3-0.5
氢键
5.4-42.7 0.23-0.32
盐式键
125.6-209.3 0.09-0.27
化学键
209.3-837.4 0.09-0.19
熵联
31.0-48.6 0.44-0.49
作用距离 （nm）
第二节 纤维的凝聚态结构
范德华力：范德华力包括取向力、诱导力和色散力三 种作用形式，其特点是普遍存在于大分子之间，没有 方向性和饱和性。 • 取向力，也叫静电力，存在于极性分子间，作用的能 量为12-20kJ/mol； • 诱导力，存在于极性分子与非极性分子之间； • 色散力，比取向力和诱导力小得多，只有在非极性分 子之间才能表现出来。
认为在无规线团中存在局部有序的大分子排列。
第二节 纤维的凝聚态结构
4 纤维的取向结构 纤维中大分子链、链段和晶体的长度方向沿着纤维 的几何轴向呈现一定夹角排列，即取向排列。
棉纤维微观结构示意图
第二节 纤维的凝聚态结构
取向度：大分子排列方向与纤维轴向吻合的程度，
用f表达，定义为
f=(3cos2θ -1)/2
第一节 纤维大分子结构
二、侧基与端基
侧基：分布在大分子主链两侧并通过化学键与大分 子主链连接的化学基团，通常会影响大分子的柔顺 性和凝聚态结构。
端基：大分子两端的结构单元，对纤维的光、热稳 定性影响较大。 O H H R
2
NH2
C
C R1
N C
N C OOH n O H H 2 C
侧基和端基对纤维的功能化和改性处理尤为重要。
溶剂的内聚能密度估计纤维的内聚能密度。
部分纤维的内聚能密度
第一章 纤维结构基础知识
11
2.非结晶结构 非结晶态－－大分子无规律地乱排列的状态， 也称无定形态。 非结晶区：………………………….的区域。 特点：大分子链段排列混乱，无规律；结构 松散，有较多的缝隙、孔洞；相互间结合力小， 互相接近的基团结合力没有饱和。
12
结晶度：纤维内部结晶区体积占纤维总体积的 百分率。 结晶度对纤维性能的影响： 结晶度↑: 纤维的拉伸强度、初始模量、硬 度、尺寸稳定性、密度↑；纤维的吸湿性、染料 吸着性、润胀性、柔软性、化学活泼性↓。 结晶度↓：纤维的吸湿性、染色性↑；拉伸强 度较小，变形较大，纤维较柔软，耐冲击性， 弹性有所改善，密度较小，化学反应性比较活 泼。
1. 侧基：分布在主链两侧。影响纤维的力学性质 和耐化学性质等。可通过接枝进行纤维改性。 2. 端基：分布在大分子两端，且与“单基”结构 有很大差别。影响纤维的光、热稳定性等。可 利用端基上的活性官能团进行纤维改性。
5
三、大分子链的柔性 大分子链的柔性是指其能够改变分子构象 的性质，也就是大分子链可以呈现出各种形 态的性质。
9
二、纤维的凝聚态结构
主要包括结晶态结构、非结晶态结构、取 向结构、原纤结构、液晶结构、织态结构。
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1.结晶态结构
结晶态－－大分子有规律地整齐排列的状态。 结晶区：…………………………..的区域。 特点：大分子链段排列规整；结构紧密，缝 隙、孔洞较少；相互间结合力强，互相接近的基 团结合力饱和。
14
分子链柔曲性示意图
6
纤维大分子结构与柔性的关系: 1)主链上原子价键的旋转性：旋转性较好如C-C 键、C-O键，柔性↑;含共轭双键时，如-C=C-,或 芳杂环时，柔性↓； 2) 侧基较少，柔性↑； 3) 主链四周侧基分布对称，柔性↑； 4) 侧基的极性（作用力）和体积大，柔性↓； 5) 温度↑，内旋转加剧，大分子链柔性↑；
纤维结构基础知识
第一节
纤维大分子结构
1、均链大分子（homochain polymer） 主链均由一种原子以共价键组成的大分子链，通常是以碳-碳共价键 相连而成，这类大分子一般由加聚反应制得。 该类纤维品种如聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维等。
第一节
纤维大分子结构
2、杂链高分子（heterochain polymer）
键 能 2.1-23.0 （kJ/mol）
作用距离 （nm）
5.4-42.7
125.6-209.3
209.3-837.4
31.0-48.6
0.3-0.5
0.23-0.32
0.09-0.27
0.09-0.19
0.44-0.49
范德华力（Van der Waal’s force）
范德华力（Van der Waal’s force）：范德华力包括静电力、诱导力 和色散力三种作用形式，其特点是普遍存在于大分子之间，没有方向 性和饱和性。
氢键：是氢原子与其他电负性很强的原子之间形成的一种较强的相互 作用，具有方向性和饱和性。
氢键的作用能强度与其他原子的电负性和原子半径有关，电负性越大， 原子半径越小，则氢键的作用强度越强。
一些分子中含有极性基团（如羧基、羟基等）的纤维如聚酰胺、纤维 素、蛋白质纤维中都可形成分子间的氢键。
诱导力主要存在于极性分子与非极性分子之间，是由极性分子的永久 偶极与其他分子的诱导偶极之间的相互作用，其大小与分子偶极距的 平方和极化率的乘积成正比，与分子间距离的六次方成反比。
色散力是由于分子间的瞬间偶极引起的相互作用，其作用能大小与两 种分子的电离能、分子极化率和分子间的距离有关。
氢键
第1章纤维结构的基础知识(纺织材料学)
l α
α 转动锥角
β 键角
l
βlΒιβλιοθήκη 链段长分子的内旋转示意图14
8. 纤维大分子链的内旋性、构象及柔曲性
2、构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态 称为构象(或内旋转异构体)
构象与构型的根本区别在于，构象通过单键内旋转可以改变， 而构型无法通过内旋转改变。
15
蛋白质的两种二次结构（构象）
单基的定义：构成纤维大分子主链的基本结构单元称为“单
基”。
侧基的定义：分布在大分子主链两侧并通过化学键与主链连接的化学基团。 端基的定义：指大分子主链两端的结构单元，且与主链单基结构有很大差别的基团。
8
单基的化学结构、官能团的种类决定了该材料的最基本的物质属 性，即耐酸、耐碱、耐光以及染色等化学性能。
第一章 纤维结构基础知识
1
一、 纤维大分子链的化学组成及连接方式 二、纤维高分子材料的聚集态结构 三．线型非晶态高聚物的物理形态
2
一、 纤维大分子链的化学组成及连接方式
1. 纤维大分子结构
3
一、 纤维大分子链的化学组成及连接方式
2. 纤维大分子链的支化、构型：
纤维大分子是由许多结构相同或相近的结构单元（单基）以化学健的 方式连接而成的线型长链分子。由于纤维材料的分子量很大，约在一万以 上，因而被称为“大分子”或“高分子”。
侧基的结构、性能对于大分子的柔顺性、凝聚态和功能化都具有 重要影响。
端基对于纤维的热、光学的稳定能等性能具有重要影响。
聚合度对于聚合物的加工型、最终纤维的性能等都具有较大 的影响，棉、麻的聚合度高，成千上万；羊毛576；蚕丝400；粘 胶300－600；化学纤维聚合度不宜过高。同时一根纤维中各个大 分子的n不尽相同，具有一定的分布。
第1章纤维结构基础知识
同纤维的衍射图不同。
扫描法：可以较为方便地计算纤维中的结晶度
以及晶粒的取向度。
三、红外光谱分析法 一般在波数1300—4000波/厘米区域的谱带有 比较明确的基团与频率的对应关系，可以根据这 种对应关系，鉴别纤维品种，还可以测定纤维的结晶度Leabharlann 结晶形态等信息。四、核磁共振法
利用核磁共振现象获取分子结构、纤维内部结构
信息的技术。核磁共振可以测定纤维大分子的相对分 子质量、高聚物的空间结构及结构规整性等方面内容。
思考题： 1、名词解释：单基、聚合度、结晶度、取向度。
2、纤维结构常用的测试方法有哪些？
凝聚态结构：晶态、非晶态、结晶度、取向度等。
形态结构：纵横向几何形态、表面结构、孔洞结构等。
纺织纤维都是高分子化合物。
高分子化合物：由千百个原子以共价键相互联接
起来的大分子组成分子量很大的物质。也称高聚物。
纺织纤维的分子都很大，常由数百个、数千万个
原子组成，故称大分子。
第一节
纤维大分子结构
主要包括主链的化学组成及连接方式、侧基和端基结构、
取向度高，纤维的强度高、伸长小。
取向度和结晶度较低纤维结构
取向度和结晶度较高纤维结构
三、纺织纤维的形态结构
指测试手段能够看到的结构。
１、微形态结构：用电子显微镜能观察到的结构。
如微纤、微孔、裂缝。
２、宏观形态结构：用光学显微镜观察到的结构。
如皮芯结构，表面形态等。
棉纤维纵、横截面
绵羊毛纵、横截面
纤维的强度随着增加，聚合度低时，纤维强度低些，湿强度
也低些。
第二节 纤维的凝聚态结构（纤维内大分子的排列和堆砌）
第一章纤维结构基础知识
1>-4> 链节易绕主轴旋转，∴柔曲性↑
5> 温度↑，内旋转加剧，大分子链柔曲性↑
大分子的柔曲性与纤维性能之间的关系
是判断高聚物弹性的主要条件之一，柔性 好的纤维，受外力易变形，伸长大，弹性 较好
结构不易堆砌的十分密集，但在外力作用 下，易被拉伸，易形成结晶。
5相对分子质量 纺织纤维除了无机纤维（玻纤、石棉纤维、
聚合度与纤维力学性质的关系： n→临界值，纤维开始具有强力；n↑，纤维强
力↑（∵n↑,大分子间的结合键↑结合能量变大）； 但增加的速率减小；n至一定程度，强力趋于不变。 n低时，一般来说，纤维的强度低些，湿强度 也低些，脆性明显些。 n的分布：希望n的分布集中些，分散度小些， 这对纤维的强度，耐磨性、耐疲劳性、弹性都有 好处。
体积结晶度：纤维内结晶区的体积占纤 维总体积的百分率。
测试方法 ：密度法、红外光谱法、X射线衍 射法等
结晶度对纤维结构与性能的影响：
结晶度↑ 纤维的拉伸强度、初始模量、硬度、尺 寸稳定性、密度↑；纤维的吸湿性、染料吸着性、 润胀性、柔软性、化学活泼性↓。
结晶度↓ 纤维吸湿性↑；容易染色；拉伸强度较小， 变形较大，纤维较柔软，耐冲击性，弹性有所改 善，密度较小，化学反应性比较活泼
良的力学、热学性能和热稳定性，例如芳纶1414.
第三节纤维的形态结构
1.宏形态结构：用光学显微镜能观察到的结构。
如：纵、横向形态、皮芯结构等。
2.微形态结构：用电子显微镜能观察到的结构。
如：微纤、缝隙、孔洞等。
一、研究纤维形态结构的意义
1.形态结构与 纤维性质 密切相关
纤维性质包括：
纤维基础知识
生产技术科培训资料一、纤维基础知识（一）、纤维素纤维(棉)的性能浓碱对天然纤维素纤维的作用：常温下，浓的氢氧化钠溶液会使天然纤维素纤维发生不可逆各向异性溶胀，纤维纵向收缩而直径增大，若施加一定的张力防止其收缩，并及时洗碱，可使纤维获得丝一样的光泽，这就是丝光。
在显微镜下观察可发现，溶胀了的纤维的横截面，原有胞腔几乎完全消失，长度方向缩短，并由原来扭曲的扁平带状变为平滑的圆柱状。
棉纤维若在无张力下与浓碱作用，结果得不到丝光效果，却得到另一种有实用价值的碱缩效果，尤其是棉针织物经浓碱处理，纱线膨胀，织物的线圈组织密度和弹性增加，织物发生皱缩。
酸与纤维素作用的一般规律是酸性愈强，水解速率愈快。
强无机酸如盐酸、硫酸、硝酸等对纤维素纤维水解特别强烈，弱酸如磷酸、硼酸催化活性较弱，有机酸则更比较缓和。
酸的浓度愈大，水解速率愈快。
温度对纤维素的水解影响很大，温度愈高水解速率愈快，当酸的浓度恒定时，温度每升高10°，纤维素水解速率增加2～3倍。
在其他条件相同的情况下，纤维素水解的程度与时间成正比，作用时间愈长，水解愈严重。
此外，纤维素水解速率的快慢还与纤维素的种类有关，例如麻、棉、丝光棉、粘胶纤维，它们的水解速率依次递增，这主要是它们的纤维结构中无定形部分依次增加。
实际生产中一般只用很稀的酸处理棉织物，而且温度不超过50℃，处理后还必须彻底洗净，尤其要避免带酸情况下干燥。
纤维素与氧化剂的作用纤维素一般不受还原剂的影响，而易受氧化剂的作用生成氧化纤维素，使纤维变性、受损。
纤维素对空气中的氧是很稳定的，但在碱存在下易氧化脆损，所以高温碱煮时应尽量避免与空气接触。
在应用次氯酸钠、亚氯酸钠、过氧化氢等氧化剂漂白时，必须严格控制工艺条件，以保证织物或纱线应有的强度。
（二）粘胶（人造棉）的性能同其他纤维素纤维一样，粘胶纤维对酸和氧化剂比较敏感，但粘胶纤维结构松散，聚合度、结晶度和取向度低，有较多的空隙和内表面积，暴露的羟基比棉多，因此化学活泼性比棉大，对酸和氧化剂的敏感性大于棉。
纤维的基础知识ppt课件
纤维的概念
通常将长度比直径大千倍以上且具有一定柔韧性和 强力的纤细物质统称为纤维
补：常见的一些缩写
CK： circular knitting 纬编
、传动带等
羽绒服面料、袜子、丝巾、锦纶外衣，工业 上制造帘子线、工业用布、缆绳、传送带、 帐篷、渔网等。在国防上主要用作降落伞。
男女服装；运动服、游泳衣、紧身衣；袜类 、手套等；松紧带类、汽车、飞机安全带、 花边饰带类等；医疗保健用品，护膝、护腕
、弹性绷带等 制作地毯（包括地毯底布和绒面）、装饰布 、家具布、各种绳索、条带、渔网、吸油毡 、建筑增强材料、包装材料和工业用布，如
稀碱、稀酸有一定 抵抗能力，浓碱会
使纤维分解
接近火焰熔缩，熔融燃烧，燃烧有 醋味，有少量灰白色灰烬
化 学 纤 维
PET
抗皱和保型性好，弹性优良，强度高、耐热性在合成 纤维中最好、耐光性较好（优于天然纤维）、吸湿性
差，公定回潮率0.4%
耐酸不耐碱
易点燃，近火焰即熔缩，燃烧时边 熔化边冒黑烟，呈黄色火焰，散发
染色工艺条件 60 or 80℃，40~60min 60 or 80℃，40~60min 酸性：100℃ 40min 活性：80℃ 40~60min
60 or 80℃，40~60min
130℃ 40min 100℃ 40min 100℃ 40min
常见的T/C or T/R混纺比: 80/20、70/30、65/35、50/50、45/55、30/70，当 PET含量大于50%时，缩写为：CVC。
具有棉的柔软、真丝的光泽、麻纤维的滑爽，吸湿透 气性优于棉
纤 维
铜氨纤维
纤细、手感柔软、光泽柔和，比粘胶更接近蚕丝
耐碱不耐酸 耐碱不耐酸
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生产技术科培训资料一、纤维基础知识（一）、纤维素纤维(棉)的性能浓碱对天然纤维素纤维的作用：常温下，浓的氢氧化钠溶液会使天然纤维素纤维发生不可逆各向异性溶胀，纤维纵向收缩而直径增大，若施加一定的张力防止其收缩，并及时洗碱，可使纤维获得丝一样的光泽，这就是丝光。
在显微镜下观察可发现，溶胀了的纤维的横截面，原有胞腔几乎完全消失，长度方向缩短，并由原来扭曲的扁平带状变为平滑的圆柱状。
棉纤维若在无张力下与浓碱作用，结果得不到丝光效果，却得到另一种有实用价值的碱缩效果，尤其是棉针织物经浓碱处理，纱线膨胀，织物的线圈组织密度和弹性增加，织物发生皱缩。
酸与纤维素作用的一般规律是酸性愈强，水解速率愈快。
强无机酸如盐酸、硫酸、硝酸等对纤维素纤维水解特别强烈，弱酸如磷酸、硼酸催化活性较弱，有机酸则更比较缓和。
酸的浓度愈大，水解速率愈快。
温度对纤维素的水解影响很大，温度愈高水解速率愈快，当酸的浓度恒定时，温度每升高10°，纤维素水解速率增加2～3倍。
在其他条件相同的情况下，纤维素水解的程度与时间成正比，作用时间愈长，水解愈严重。
此外，纤维素水解速率的快慢还与纤维素的种类有关，例如麻、棉、丝光棉、粘胶纤维，它们的水解速率依次递增，这主要是它们的纤维结构中无定形部分依次增加。
实际生产中一般只用很稀的酸处理棉织物，而且温度不超过50℃，处理后还必须彻底洗净，尤其要避免带酸情况下干燥。
纤维素与氧化剂的作用纤维素一般不受还原剂的影响，而易受氧化剂的作用生成氧化纤维素，使纤维变性、受损。
纤维素对空气中的氧是很稳定的，但在碱存在下易氧化脆损，所以高温碱煮时应尽量避免与空气接触。
在应用次氯酸钠、亚氯酸钠、过氧化氢等氧化剂漂白时，必须严格控制工艺条件，以保证织物或纱线应有的强度。
（二）粘胶（人造棉）的性能同其他纤维素纤维一样，粘胶纤维对酸和氧化剂比较敏感，但粘胶纤维结构松散，聚合度、结晶度和取向度低，有较多的空隙和内表面积，暴露的羟基比棉多，因此化学活泼性比棉大，对酸和氧化剂的敏感性大于棉。
粘胶纤维对碱的稳定性比棉、丝光棉差很多，能在浓烧碱作用下剧烈溶胀以至溶解，使纤维失重，机械性能下降，所以在染整加工中应尽量少用浓碱。
粘胶纤维与棉纤维、丝光棉纤维相比有不同的物理结构。
粘胶纤维比丝光棉有更多的无定形区和更松散的超分子结构。
所以吸湿量大，对染料、化学试剂的吸附量大于棉和丝光棉，其能力大小的次序为：粘胶纤维>丝光棉>棉。
在染色性能方面，粘胶纤维和棉纤维相似。
虽然粘胶纤维的结晶度低，对染料的吸附量大于棉，但由于粘胶纤维存在着皮芯结构的差异，皮层结构紧密，妨碍染料的吸附与扩散，而芯层结构疏松，对染料的吸附量高，所以低温、短时间染色，粘胶纤维得色比棉浅，且易产生染色不匀现象，而高温、长时间染色，粘胶纤维得色才比棉深。
（三）涤纶（PE）的性能1.热性能涤纶的耐热性和热稳定性在几种主要合成纤维中是最高的。
这不仅表现在有较高的熔点和分解点，而且在较高温度下，强度损失较少。
涤纶的玻璃化温度T g随其聚集态结构而变化，完全无定形的T g为67℃，部分结晶的T g为81℃，取向且结晶的T g为125℃,对纤维、纱线、织物的使用性能，如硬挺性、弹性、可伸长性有很大影响。
涤纶的软化点温度也较高，在230～240℃，在此温度下涤纶开始解取向，但晶格尚未破坏，还没有熔化。
在255～265℃时晶格被破坏而熔融。
由于软化点较高，使染整加工中的定形温度提高，这对提高定形效果十分有利。
在的150℃空气中，将涤纶加热168h仍不变色，其强度下降仅为15%～30%，即使在150℃下加热1000h，也只是稍有变色，其强度下降也不超过50%，而其他纤维在此温度下，一般200～300h即行分解。
如棉纤维在150℃下仅加热1h，强度几乎下降一半，所以对涤棉混纺织物进行热加工时，应着重考虑棉纤维的耐热稳定性。
2.吸湿性和染色性涤纶在标准状态下的吸湿率很低，为0.4%～0.5%，原因在于涤纶大分子链上缺少亲水基团，这也使涤纶在干湿强度上几乎无差别，在服用方面有易洗快干的优点。
但另一方面也带来导电性差、易产生静电和沾污、染色比较困难、服用时因为不吸湿而发闷等缺点。
涤纶染色困难，主要是因为纤维结构紧密，分子链间空隙小，纤维吸湿性又小，在水中溶胀度小。
另外，纤维的化学结构中缺少极性基团，难于同染料结合，所以涤纶染色常采用分子量不太大、水溶性很小的分散染料。
染色条件要求更高，如在130℃左右高温染色，以增加分子链段的热运动，使纤维微隙增大。
此外，还可使用涤纶增塑剂，如有机酚，使纤维分子链间作用力降低并发生溶胀，达到染色的目的。
3.化学性能在涤纶大分子中，苯环和两个亚甲基是比较稳定的，唯有酯基较活泼，具有反应性能。
酯键在酸和碱的作用下，容易水解而使分子链断裂。
然而，涤纶大分子因物理结构紧密，大分子有较高的取向度和结晶度，因此化学试剂不易扩散到纤维内部，所以涤纶抵御酸、碱、氧化剂、还原剂等的能力在常用的合成纤维中是非常突出的。
4．与其他化学试剂的作用：还原剂对涤纶基本无损伤。
对在染整加工中遇到的硫代硫酸钠、保险粉等还原剂有很高的稳定性，如将涤纶放入保险粉的饱和溶液中，80℃下处理72h，强度无损伤。
涤纶对各种氧化剂也有较高的抵抗能力，即使用高浓度的氧化剂在高温下长时间作用，也不会使纤维发生显著的损伤。
（四）、锦纶(PA)的性能1.热性能在锦纶加工时，必须考虑温度对纤维性能的影响。
锦纶的耐热性较差，在100℃以上的热空气中，锦纶强度损失明显，这是由于在热的作用下，纤维分子发生氧化裂解之故。
若无氧存在进行加热时，则强度损失很小。
温度升高还会使锦纶收缩，接近熔点时收缩严重，纤维变黄。
锦纶6的T g为35～60℃，锦纶66的T g为40～60℃，2.吸湿性和染色性锦纶属于疏水性纤维，但锦纶大分子链中含有大量的弱亲水基—CONH—，分子两端还有亲水基—NH2-和—COOH，因此锦纶的吸湿性高于除维纶以外的所有合成纤维。
锦纶66中由于残留有低分子物，吸湿性略高于锦纶6。
在标准状态下，锦纶6和锦纶66的吸湿率分别是4.0%和4.2%。
锦纶的染色性不如天然纤维，但在合成纤维中又属容易染色的。
从锦纶分子结构上看，大分子上含有相当数量的—CH2—疏水链，因而锦纶可采用疏水性的分散染料染色。
3.化学性能锦纶的化学稳定性较好，特别是耐碱性更为突出。
在10%氢氧化钠溶液中，85℃处理10h，纤维强度只降低5%。
稀的无机酸在温度低、时间短时，对纤维破坏不明显，但浓度高、时间长，破坏很明显，如浓的硫酸、硝酸、盐酸在室温下就能破坏锦纶大分子，使纤维发生溶解。
有机酸对锦纶的作用较缓和，甲酸和醋酸对锦纶有膨化作用。
强氧化剂能够破坏锦纶，如漂白粉、次氯酸钠、过氧化氢等都能引起纤维分子链的断裂，使纤维强度降低，而且用这些氧化剂漂白后织物容易变黄，所以锦纶需要漂白时，一般用亚氯酸钠或还原型漂白剂。
（五）腈纶（PAN）的性能1.热性能腈纶的热稳定性不如涤纶和锦纶，由于它没有真正的结晶，所以对热处理比较敏感，具有较大的热塑性。
温度升高时，分子间力被严重削弱，通过分子链段的运动，在不受外力作用的条件下，收缩形变较大。
腈纶的耐热性能较好，在125℃热空气中，放置32天，强度不变，在150℃热空气中经20h，其强度下降不到5%。
随着第二、第三单体的加入，耐热性有所下降。
腈纶在空气中长时间受热会变黄。
腈纶不像涤纶、锦纶那样有明显的结晶和无定形结构，只有不同序态的区别，所以腈纶没有明显的熔融温度，软化温度范围也比较宽（190℃～240℃），更特殊的是它有两个玻璃化温度：T g1=70～80℃,T g2=140～150℃，分别代表低序态和高序态内分子链段开始转动的温度。
由于腈纶分子中引入了第二、第三单体，所以纤维序态降低，T g2降到80～100℃，在含有较多水分或膨化剂的情况下，将会降到75℃左右，了解这一温度对腈纶的染整加工有指导意义。
2.吸湿性和染色性腈纶的吸湿性是比较差的，在标准状态下，其回潮率为1.2%～2.0%在合成纤维中属中等。
聚丙烯腈均聚物纤维很难染色。
但在纤维的组成中引入了第二、第三单体后，不仅在一定程度上降低了纤维结构的规整性，并且引进了少量酸性或碱性基团，而能采用阳离子染料或酸性染料染色，使染色性能得到改善。
染料在纤维上的染色牢度与第三单体的种类密切相关。
3.化学性能聚丙烯腈属碳链高分子物，其大分子主链对酸、碱比较稳定，然而聚丙烯腈大分子的侧基———氰基在酸、碱的催化作用下会发生水解，先生成酰胺基，进一步水解生成羧基。
水解的结果使聚丙烯腈转变为可溶性的聚丙烯酸而溶解，造成纤维失重，强力降低，甚至完全溶解。
例如，在50g/L的氢氧化钠溶液中沸煮5h，纤维将全部溶解。
腈纶对常用的氧化性漂白剂稳定性良好，在适当的条件下，可使用亚氯酸钠、过氧化氢进行漂白。
对常用的还原剂，如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和保险粉也较稳定，所以与羊毛混纺时可用保险粉漂白。
（六）天丝（TENCEL）纤维的性能天丝（Tencel）是一种溶剂型纤维素纤维，是英国Acordis公司通过十年开发，直至上世纪九十年代才完成商业应用，是最典型的绿色环保纤维。
1、天丝的特性天丝兼具普通型粘胶纤维优良的吸湿性、柔滑飘逸性、舒适性等优点外，克服了普通粘胶纤维强力低，尤其是湿强低的缺陷，它的强力几乎与涤纶相近。
2、天丝物化性能：外观：白色、有光，纤维截面呈圆形天丝与其他纤维比较回潮率：11%，熔点：无，着火点：约400度3、天丝纤维的性能（1）具有高的干、湿强力，干湿强比85%。
（2）具有较高的溶胀性：干湿体积1：1.4（3）独特的原纤化特性,即天丝纤维在湿态中经过机械摩擦作用下,会沿纤维轴向分裂出原纤,通过处理后可获得独特桃皮绒风格。
（4）良好可纺性：可纯纺，也可与棉、毛、丝、麻、化纤、羊绒等纤维混纺交织。
适用纺制各类机、针织纱。
（七）莫代尔（Modal）纤维的性能莫代尔纤维是一种高湿模量再生纤维素纤维，该纤维的原料采用欧洲的榉木,先将其制成木浆,再通过专门的纺丝工艺加工成纤维.纤维的整个生产过程中没有任何污染。
它的干强接近于涤纶，湿强要比普通粘胶提高了许多、光泽、柔软性、吸湿性、染色性、染色牢度均优于纯棉产品；用它所做成的面料,展示了一种丝面光泽，具有宜人的柔软触摸感觉和悬垂感以及极好的耐穿性能莫代尔纤维特点：1.高干燥度和湿强度。
2.低干燥度和湿伸长度。
3.高湿度模量。
4.最佳纯度。
缩减膨胀。
5.缩减保水量。
6.提高碱的稳定性。
7.良好的染料亲和力。
8.非原纤维化/非原纤状结构。
莫代尔纤维与其他纤维的指标对比莫代尔纱线的应用Modal纤维可与多种纤维混纺、交织，发挥各自纤维的特点，达到更佳的服用效果。
1、Modal纤维面料手感柔软，悬垂性好，穿着舒适。