纺织材料7常用纤维的结构与性能要点
第一二章纤维的结构及主要化学性质纺织
气候性、耐化学稳定性
纤维品质与产品性能的关系
纺织纤维与纺织品的使用性能、审美特性和经济性密切相关。
细度
厚度、刚柔性、弹性、抗皱性、透气性、
• LOI值
＜21%，易燃纤维 21%~26%，难燃纤维 ＞21%，阻燃纤维
常见纤维的极限氧指数（%）
• 棉：20.1 羊毛：25.5 • 粘胶：19.7 锦纶：20.1 • 涤纶：20.6 腈纶：18.2 • 丙纶：18.6 维纶：19.7 • 聚四氟乙烯 95
纤维的热学性质(耐热性和保暖性)
染整概论
学分：1.5 教材：染整概论 东华大学出版社 主要内容: • 内容一 纺织纤维的结构和主要化学性能 • 内容二 纱线与织物的基本知识 • 内容三 前处理 • 内容四 染色 • 内容五 印花 • 内容六 整理
内容一 纺织纤维的结构和主要化学性能
一、概述
纺织品是人类一生都离不开的物品。 ◆纤维的定义：一般认为具有足够的细度（直径 <100μm）和足够的长径比（长度/直径>500），并 具有一定柔韧性的物质均可称为纤维。 ◆纺织纤维：一般长度在10mm以上，长度/直径 >1000。 ◆纺织纤维必须具备两个条件：可纺性和使用性。 ◆ 所有的纺织纤维都属于高分子化合物 （分子量、结构）
A. 特数：特克斯（tex）在公定回潮率下，1000m长 的纤维的重量（克数）。法定单位。
B. 旦数：在公定回潮率下，9000m长的纤维或纱线 具有的重量(g)。
C. 公制支数：在公定回潮率下，单位重量（g）的 纤维或纱线具有的长度称公支。同一 种纤维支数 越高表示纤维越细，可纺性也越好。
纺织纤维的形态及基本性质
LC
中段切断称重法示意图
• 一般棉LC=10或20m细度
2. 长纤维测试方法
• 采用周长1m在一定张力下绕取一定圈数（50圈或 100圈），达到吸湿平衡后称重计算。
3. 直径测量法
OFDA100测量仪
激光扫描纤维直径测量原理图
纤维的截面形状
一、异形化的方法
• 截面形状的非圆形化，包括轮廓波动的异形化和直径不对
称的异形化；
• 截面的中空和复合化；
中空 复 合 轮廓波动异形 粗 糙 粗 糙 多 角
d
2
复合 复 合 直径变异异形
异 形
复合 多 叶 跑 道 双 凹 单 凹
纤维截面变化的过程、类型及相互关系
纤维的截面形状
中空截面也是一种异形截面，即纤维内部空缺异 形，与前面轮廓空缺是对应的。
纤维的细度
2. 对纱线质量及纺纱工艺的影响
- 与成纱强度的关系
在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱强度越高； - 与成纱条干的关系 在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱条干越均匀； - 在保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤维可纺较
细的纱；
- 与纺纱工艺的关系 纤维越细，加工过程中容易扭结、折断而产生棉结、短 纤维。
纤维的截面形状
三、异形纤维的指标
径向异形度是异形纤维截面外接圆半径R与内切圆差 值对某一指定径向参数的百分数。
1. 相对径向异形度DR
DR R r 100 R
R r 100 R r
2
2. 平均径向异形度DM
DM
3. 理论径向异形度Dr
Dr
R r 100 r0
纤维的截面形状
常用纤维结构和主要性能
常用纤维结构和主要性能一、天然纤维1.棉纤维：棉纤维是植物的种子毛，主要以纯状存在。
具有良好的吸湿性，能迅速吸收人体的汗水，保持干燥舒适；透气性好，具有良好的透气性，使皮肤可以自由呼吸；柔软度高，纤维柔软，适合制作内衣等贴身衣物。
2.麻纤维：麻纤维是麻科植物的茎皮和木质部分离子化的细胞。
具有较高的强度和耐磨性，是一种具有良好耐磨性的纤维；透气性好，纤维间有许多气孔，透气性良好，不易产生异味；吸湿性强，纤维具有很强的吸湿性，可吸湿约20%的湿度。
3.羊毛纤维：羊毛纤维是由绵羊的外部绒毛的剪切获得的。
具有良好的弹性和弯曲性，纤维可以弯曲并恢复其原始形状；保暖性能好，具有很好的保温性能，适合制作冬季衣物；吸水性能好，可以吸收湿气并迅速释放。
二、合成纤维1.聚酯纤维：聚酯纤维是将聚合物化合物熔融并拉丝制得的纤维。
具有较高的强度和耐磨性，是一种具有良好耐磨性的纤维；抗皱性能好，不易起皱，易于熨烫；耐温性能好，可耐受较高的温度。
2.聚酰胺纤维：聚酰胺纤维是通过聚合酰胺单体制备的高分子化合物。
具有良好的强度和耐磨性，并且具有良好的弹性；优异的抗老化性能，不易受潮和腐蚀；抗紫外线性能好，能有效防护对人体有害的紫外线。
3.聚丙烯纤维：聚丙烯纤维是从丙烯基合成物中制备的纺织品。
具有较高的耐化学腐蚀性，纤维不容易受到化学物质的腐蚀；保温性能好，在低温下也具有很好的保温性能；具有良好的弹性和弯曲性。
总结起来，常用的纤维结构包括棉纤维、麻纤维、羊毛纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维等。
其主要性能包括强度高、耐磨性强、吸湿性好、透气性良好、保暖性能好、耐温性好、抗紫外线性能好、抗皱性好等。
这些性能使得不同的纤维适用于不同的纺织品领域，满足了人们对不同用途纺织品的需求。
常用纺织纤维及纺线的基本知识
第一章常用纺织纤维及纺线的基本知识一：纤维的分类及常用纤维的性质1、纤维的分类植物纤维（纤维素纤维）-----棉纤维、麻纤维天然纤维动物纤维（蛋白质纤维）丝纤维（桑蚕丝、咋蚕丝）普通黏胶纤维富强黏胶纤维（富纤）聚酯纤维（涤纶）化学纤维聚酰胺纤维（锦纶）聚丙烯腈纤维（腈纶）合成纤维聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）聚氯乙烯纤维（氯纶）聚丙烯纤维（丙纶）聚氨酯弹性纤维（氨纶）2、常用纤维的主要性质：1）棉：①耐碱性纤维，但在1.0NaOH、170℃时，它会受到强烈的水解作用。
②不耐酸，它遇浓酸后，常会表现出手感变硬、强度严重减低。
③耐还原剂不耐氧化剂，在高温碱煮时应尽量防止与空气接触。
在丝光时，要严格控制工艺条件，保证织物的强度。
④吸湿性好，在温度20℃，相对湿度65%时，吸湿率为7%。
2）黏胶①黏胶对酸碱氧化剂都比棉敏感，在浓碱下剧烈膨化以至溶解。
②吸湿性好，在温度20℃，相对湿度65%时，吸湿率为12%。
3）涤纶①与酸作用，耐酸性好。
②与碱作用，在碱中比酸中易水解，与NaOH会发生剥皮现象。
③与氨作用，不稳定，会发生水解和氨解，使强度减低，（当有机胺或氨作用于涤纶时，会被涤纶吸收，发生反应。
）④与其它化学药剂的作用，一般有机溶剂对涤纶无作用，还原剂对涤纶基本无损伤，对各种氧化剂也有较高的抵抗能力。
⑤在标准状态下，吸湿率很低，为0.4~0.5%。
4）锦纶①化学稳定性好，特别是耐碱性更为突出。
②耐酸性不好，酸和热对纤维起催化作用。
（稀无机酸在温度低，时间短时，破坏不显著；浓度搞时，时间长，破坏明显，在室温就能破坏锦纶大分子，发生溶解现象。
）③不耐氧化剂，氧化剂能破坏锦纶，使强度减低。
耐还原剂；所以漂白时，一般用亚氯酸钠或还原型漂白剂。
④是疏水性纤维，由于其含有亲水性基，起吸湿性高于维纶以为的所有合成香味，吸湿率可达4.2%。
5）腈纶①对酸、碱、氧化剂的稳定性都比较好。
（但在50g/LnaOH沸煮5小时，纤维全部溶解）②不溶于醇、醚、酯、酮及油类一般溶剂，可溶于二甲基亚砜、二甲基甲酰胺，热的饱和氯化锌中。
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
纺织材料知识点总结归纳
纺织材料知识点总结归纳纺织材料是指用于纺织品生产的原材料，包括纤维、纱线和面料。
纺织材料的种类繁多，具有不同的特性和用途。
本文将对纺织材料的种类、特性、用途等知识点进行总结归纳。
一、纤维1. 纤维的定义：纤维是指长度远大于直径的细长物质，可以天然存在，也可以人工造成。
纤维的长度一般在1mm以上，直径一般在10微米以下。
2. 纤维的分类：（1）天然纤维：包括植物纤维（如棉、麻、竹等）、动物纤维（如羊毛、丝绸等）和矿物纤维（如石棉等）。
（2）化学纤维：包括合成纤维（如涤纶、锦纶等）、半合成纤维（如莱卡等）和再生纤维（如人造棉、人造丝等）。
3. 纤维的特性：纤维具有柔软性、强度、吸湿性、透气性等特点。
不同纤维的特性有所差异，而天然纤维和化学纤维各有其优势和劣势。
4. 纤维的应用：纤维广泛用于纺织品、服装、家居用品、工业材料等领域。
不同纤维适用于不同领域，根据其特性来选择纤维材料。
二、纱线1. 纱线的定义：纱线是由纤维经过纺纱、捻合等工艺加工而成的连续细线，用于织造纺织品。
纱线可以分为粗纱、细纱、精纺纱等不同种类。
2. 纱线的分类：根据原料不同，纱线可分为棉纱、毛纱、涤纶纱等；根据工艺不同，纱线可分为纺纱、捻合纱、绞合纱等。
3. 纱线的特性：不同种类的纱线具有不同的拉伸强度、柔软度、弹性等特点。
纱线的细细度、对扭度、捻度等参数也会影响其性能。
4. 纱线的应用：纱线主要用于纺织品的织造和编织，也可以用于手工编织、机织面料等领域。
选择合适的纱线对于纺织品的质量和外观具有重要影响。
三、面料1. 面料的定义：面料是指由纱线经过织造、印染等加工而成的布料，用于制作衣服、服装、家居饰品等。
面料有各种不同的纹理、色彩和手感，适用于不同的用途。
2. 面料的分类：根据原料不同，面料可分为棉布、涤纶布、羊毛布等；根据纹理不同，面料可分为机织布、针织布、非织造布等。
3. 面料的特性：面料具有透气性、耐磨性、抗皱性、色牢度等特点，不同的面料根据纺织结构和加工工艺会有所差异。
纤维材料的结构与性能研究
纤维材料的结构与性能研究纤维材料是一种具有高强度和高模量的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和纺织等领域。
纤维材料的独特性能源于其特殊的结构。
一、纤维材料的基本结构纤维材料由许多纤维组成，每根纤维都是由纤维素、蛋白质或金属等构成的。
纤维细长而柔软，并具有很高的比表面积。
纤维材料通常有两种基本结构：中空和实心。
中空结构的纤维材料由一个中心空腔和一层外壳构成，外壳可以是均匀的，也可以是由许多碎片组成的。
实心结构的纤维材料由一个均匀的实心组成，内部可以包含气体或液体。
二、纤维材料的性能1. 强度：纤维材料的强度是指其抗拉、抗压或抗弯能力。
纤维材料的强度与其结构有关，中空结构的纤维材料常常比实心结构的纤维材料强度更高。
2. 刚度：纤维材料的刚度是指其对应力的响应程度，即变形程度。
刚度越高，纤维材料越难变形。
纤维材料的刚度与其模量有关，模量越高，纤维材料的刚度越大。
3. 韧性：纤维材料的韧性是指其在破坏前能够吸收的能量。
纤维材料的韧性与其强度和延伸性有关，强度越高，纤维材料的韧性越大。
延伸性指材料在受力时能够拉长的程度，延伸性越大，纤维材料的韧性越大。
三、纤维材料的调控与改善纤维材料的结构和性能可以通过调控生产工艺、纤维配方、添加剂等进行改善。
1. 生产工艺：纤维材料的生产工艺可以通过改变纤维的拉伸速度、温度、环境湿度等调控纤维的结构和性能。
高拉伸速度和低湿度条件下制备的纤维材料通常具有更高的强度。
2. 纤维配方：纤维材料的配方是指纤维中各种组分的比例和种类。
不同的纤维配方可以得到不同性能的纤维材料。
例如，添加填充材料可以提高纤维材料的刚度和强度。
3. 添加剂：添加剂是指向纤维材料中添加的其他物质。
添加剂可以改变纤维的结构和性能。
例如，添加阻燃剂可以使纤维材料具有更好的阻燃性能。
四、纤维材料的应用由于纤维材料具有高强度、高刚度和轻质的特点，它在许多领域有着广泛的应用。
1. 航空航天：纤维材料可以用于制造飞机、火箭和航天器的结构部件，如机翼、机身和舱壁。
完整版常用纺织纤维的结构和主要性能
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第一章 常用纺织纤维的结构和主要性能
第一节 纤维素纤维的结构和主要性能 一、天然纤维素纤维 （一）棉纤维 1、形态结构 横向：腰圆形，有中腔 纵向：天然转曲的扁平带状
2、棉纤维主要成分
初生胞壁
是棉纤维的外层,是在细胞延长阶段形成的，它又分为两层.
1、角皮层(外层)：是棉纤维极薄的最外层 作用：保护棉纤维 组成：蜡状物质和果胶物质 形态：极薄的薄膜
取向因子 0.54 0.88 0.74 0.97 0.72 0.62
普通粘胶纤维的性能
? 湿态断裂强力低 ? 易变形 ? 吸湿性大 ? 能在浓烧碱作用下溶胀、溶解 （不能进行丝光处理） ? 不需精炼、漂白处理 ? 染色性能与棉相似
铜氨纤维
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 的浓氨溶液中
作用：棉纤维的主体，决定棉纤维主要性质 组成：主要是纤维素 形态： 纵向：原纤网状组织
横向：日轮 (25～40层)
胞腔
形态：中空 组成：原生质残渣（沉积在纤维内壁上 ) 、
蛋白质，矿物盐，色素，… 染色通道
棉纤维主要成分
纤维素94% 果胶物质0.9% 蜡状物质0.8% 含氮物质1.3% 灰分1.2% 色素0.8% 其它1.0%
2.结构与性能： ? 圆型截面、全皮层、不完全透明 ? 柔软（比粘胶好），光泽柔和（圆截面） ? 吸湿接近粘胶 ? 染色好 ? 湿强高于粘胶 ? 工艺复杂（比粘胶）
（二）高湿模量粘胶纤维
1、富强纤维 形态结构 ：接近圆形或全芯层结构
化学结构和超分子结构
? 聚合度：500-600 ? 结晶度：45-50% ? 晶粒大：导致耐磨性差 ? 取向度高 ? 有原纤化现象：易产生毛羽
常用纺织纤维的结构和主要性能
常用纺织纤维的结构和主要性能常用的天然纤维包括棉花、麻、蚕丝和羊毛等，而常用的化学纤维则包括涤纶、尼龙和丙纶等。
接下来，我将介绍一些常用纺织纤维的结构和主要性能。
1.棉花：棉花是纤维素纤维，主要由纤维素和微纤维素组成。
它的主要优点是柔软、透气、吸湿性好且易于染色。
然而，棉花的劣势在于容易起皱并且不耐磨损。
2.麻：麻纤维具有天然的光泽和牢度，并且结实耐磨。
它的优点包括耐高温、透气性好以及吸湿性强。
然而，麻的劣势在于易于皱缩和不易染色。
3.蚕丝：蚕丝是由蚕茧中解丝得到的纤维。
它具有良好的光泽和柔软度，并且质地轻盈。
蚕丝的优点包括吸湿性强，透气性好以及舒适性好。
然而，蚕丝的劣势在于容易破损且不耐久。
4.羊毛：羊毛是从绵羊身上剪下的纤维。
它具有很好的保暖性和弹性，并且耐磨损和吸湿性好。
羊毛的优点还包括具有良好的弹性回复性和易于染色。
然而，羊毛的劣势在于易缩水和较高的维护要求。
5.涤纶：涤纶是一种合成纤维，主要由聚酯脂合成。
它具有耐磨损、耐皱纹和易护理的优点。
此外，涤纶也有很好的弹性、强度和耐腐蚀性。
然而，涤纶的劣势在于不透气、易起静电以及对热敏感。
6.尼龙：尼龙是一种合成纤维，主要由聚酰胺合成。
它具有优秀的强度和弹性，并且具有较高的耐磨损性。
尼龙的优点还包括染色性良好、抗皱和轻盈。
然而，尼龙的劣势在于容易静电、易吸湿和不耐高温。
7.丙纶：丙纶是一种合成纤维，主要由聚丙烯合成。
它具有良好的弹性和耐磨损性，并且具有较高的阻燃性能。
丙纶的优点还包括不起皱、透气和易护理。
然而，丙纶的劣势在于易融化和容易毛玻璃化。
总的来说，不同的纺织纤维具有不同的结构和性能，在选择适合的纤维材料时，需要根据所需纺织品的特定要求来进行选择。
重要的是要权衡各种优点和劣势，以便选择最适合的纺织纤维。
推荐-常用纺织纤维的结构与性能 精品
常用纺织纤维的结构与性能纺织纤维属于高分子化合物（高聚物）由分子量很大的大分子组成由比较简单的原子团（基本链节或单基），以主价键的形式相互重复联结而成。
有一定的结晶度和取向度所谓纺织纤维，指的是长度远大于直径（一般长度与直径之比大于1000），并且具有一定柔韧性的物质。
纺织纤维都是高分子化合物。
分子量在1000以上。
平均分子量一般在104～107之间。
一、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、麻。
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（利用天然原料经过一定的加工如溶解或熔融而纺制成的纤维）如：粘胶纤维、醋酯纤维。
B 合成纤维（是一类以水、空气、石油或煤为原料，通过化学合成的方法制得的高分子化合物，再经纺丝制得的纤维）如：锦纶、涤纶、腈纶、氨纶、维纶、丙纶等。
C 无机纤维如：玻璃纤维、金属纤维等。
第一节纤维素纤维的结构和主要化学性质纤维素纤维天然纤维素纤维（棉、麻）再生纤维素纤维（粘胶纤维、醋酯纤维等）一、天然纤维素纤维1. 棉纤维外形：纵向呈扁平带状，并有天然扭曲，横截面呈腰子形或耳形，中间干瘪空腔。
棉纤维从外到内分成三层：初生胞壁：纤维素含量低，纤维素共生物特别是果胶物质、蜡状物质的含量较高。
初生胞壁决定棉纤维的表面性质，具有拒水性阻碍化学品向纤维内部扩散，织物渗透性差。
可分为三层：外层是由果胶物质和蜡状物质组成的皮层，二、三层纤维素成网状结构，对纤维溶胀起束缚作用。
次生胞壁：由纤维素组成，为棉纤维的主体，质量约占整个纤维的90％以上。
胞腔：含有蛋白质及色素，决定棉纤维颜色。
为纤维内最大的空隙，是化学品的主要通道。
纤维素结构特点中间葡萄糖剩基三个自由羟基两个仲羟基、一个伯羟基醇羟基：酯化、醚化分子间和分子内氢键：刚性、强度高棉纤维聚集态结构结晶度棉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0.542. 麻纤维主要化学组成和棉纤维一样是纤维素，但含量低。
常用纤维的性能特征
常用纤维的性能特征一、天然纤维（一）棉1、棉纤维的形成棉纤维是由胚珠（即将来的棉籽）表皮壁上的细胞伸长加厚而成。
一个细胞就长成一根纤维，它的一端着生于棉籽表面，另一端呈封闭状。
棉籽上长满了纤维，这就称为籽棉。
除掉棉籽的叫皮棉。
用来纺纱的叫原棉。
用作棉衣和被褥的叫絮棉。
棉纤维的生长可分为伸长期、加厚期和转曲期三个时期。
2、棉纤维的分类（1）按棉花的品种分陆地棉：又称为细绒棉，因最早在美洲大陆种植而得名，其纤维细度的长度中等，手扯长度为23--33mm，细度为143--222mtex 左右，一般可纺粗于10tex的棉纱。
海岛棉：又称长绒棉，原产美洲西印度群岛，后传入北美洲东南沿海岛屿种植，故名。
长绒棉纤维细长，手扯长度在33mm以上，一般为33--45mm，细度细于143mtex，一般为111--143mtex左右。
它品质优良，是高档棉纺产品的原料。
亚洲棉：又称粗绒棉，原产于印度，在中国种植已有二千多年，故又称中棉。
由于纤维粗短，只能适应个别纺织品种的需要，近年大部为陆地棉所取代。
非洲棉：又称草棉，原产于非洲，品质与亚洲棉接近，因纤维粗短，已逐渐淘汰。
（2）按棉花的初加工分棉花的初加工过程是指将籽棉上的纤维与棉籽分离的过程，称为轧棉又称轧花。
籽棉经轧花后得到的棉制品称为皮棉。
皮棉重量占原来籽棉重量的百分率称为衣分率。
根据籽棉加工采用的轧棉机不同，得到的皮棉有锯齿棉和皮辊棉两种。
皮辊轧花机加工的皮棉称为皮辊棉；用锯齿式轧花机加工的皮棉称为锯齿棉。
（3）按原棉的色泽分白棉正常成熟，正常吐絮的棉花，不管原棉的色泽呈洁白、乳白或淡黄色，都称为白棉。
棉纺厂使用的原棉，绝大部分为白棉。
黄棉棉花生长晚期，棉铃经霜冻伤后枯死，铃壳上的色素染到纤维上，使原棉颜色发黄。
黄棉一般都属低级棉，棉纺厂仅有少量使用。
灰棉棉花在多雨地区生长时，棉纤维在生长发育过程中或吐絮后，由于雨量多，日照少，温度低，使纤维成熟受到影响，原棉颜色呈现灰白，这种原棉称为灰棉。
纺织材料学 常用纤维的结构与性质
1.结构
准结晶结构
2.性质
强度较低，伸长较大；
初始模量：E锦纶<E腈纶<E涤纶； 弹性：比棉、麻、粘胶好，但比羊毛、涤纶、 锦纶差；
染色性较好；没有明显的熔点，不会产生熔孔 现象；
W=4.5%，比涤纶好
（3）热学性质 耐热性差； 安 全 使 用 温 度 ： 低 于 93°C （ 锦 纶 6 ） ， 低 于 130°C（锦纶66）； 熔点：215°C（锦纶6），250°C（锦纶66）
（4）耐光性差 （5）耐碱不耐酸 （6）密度较小：1.14 g/cm3
三、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、
羊毛在湿热及化学试剂作用下，经机械 外力反复挤压，纤维集合体逐渐收缩紧 密，并相互穿插，纠缠，交编毡化。这 一性能称之。
利：缩绒使毛织物有独特的风格；
弊：缩绒使毛织物的尺寸稳定性变差（洗 涤后易收缩，变形）影响穿着的舒适性 与美观（起毛起球）
第三节 化学纤维
一、涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯） 1．结构
3. 形态结构： 羊毛——鳞片层、皮质层、髓质层
1)鳞片层：
作用如下：
①保护纤维，使羊毛内层组织不受外界的 生物、 化学、机械等作用；
②由于鳞片具有方向性，形成差微摩擦效 应。
鳞片形状： 环状、瓦状、龟裂状
2)皮质层：羊毛纤维的主体，占90%左右。
皮质细胞：正皮质——结构疏松； 偏皮质（副皮质）——结构紧密；
2.性质
机械性质：强度较低，伸长率大（450800%）， 初始模量低，弹性特别好
常见七种化学纤维
七、丙纶（质轻保暖） 聚丙烯纤维
地位：丙纶于1957年正式开始工业化生产， 是合成纤维中的后起之秀。由于丙纶具有生 产工艺简单，产品价廉，强度高，相对密度 轻等优点，所以丙纶发展得很快。目前丙纶 已是合成纤维的第四大品种， 是常见化学纤 维中最轻的纤维。 密度：丙纶最大的优点是质地轻，其密度仅 为0.91g/cm3是常见化学纤维中密度最轻的品 种
耐酸耐碱性 丙纶有较好的耐化学腐蚀性，除 了浓硝酸，浓的苛性钠外，丙纶对酸和碱抵 抗性能良好，所以适于用作过滤材料和包装 材料。 耐光性等 丙纶耐光性较差，热稳定性也较差， 易老化，不耐熨烫。但可以通过在纺丝时加 入防老化剂，来提高其抗老化性能。此外， 丙纶的电绝缘性良好，但加工时易产生静电。 由于丙纶的导热系数较小，保暖性好。
强度高、耐冲击性好，耐热，耐腐，耐蛀 （无微生物作用），耐酸不耐碱（耐酸性优 于耐碱性），耐光性很好（仅次于腈纶和醋 酯纤维），曝晒1000小时，强力保持6070% 。 起毛起球现象：涤纶最大缺点之一是织物表 面易起毛起球。 用途：轮胎帘子布，高中降落伞，军用织品， 渔网，绝缘材料，日常衣着用品。
时弹性回复率为90%以上，形变回复率也比 聚酰胺弹力高。还有良好的耐挠曲、耐磨性 能。 特征：耐热，软化温度为200摄氏度。 弹性最好，强度最差，吸湿差，有较好的耐光、 耐酸、耐碱、耐磨性。
四.腈纶（聚丙烯腈系纤维 ） （膨松耐晒 ）
地位：实现工业化以来，因其性能优良。原 料充足，而发展很快。 特征：该纤维柔软，保暖性好，密度比羊毛 小（腈纶密度为1.17g/cm³,羊毛密度为 1.32g/cm³），可代替羊毛制成膨体绒线（有 很好的热弹性）、腈纶毛毯、腈纶地毯，有 “合成羊毛”之称。 特点：特点：耐日光性与耐气候性很好（居 第一位），吸湿差，染色难。
纺织材料学第七章(07)讲解
• 影响纤维导热系数的因素 • (1) 纤维的结晶与取向
纤维本身的导热系数由于纤维结构的原因也呈 现各向异性。
//
• (2) 纤维集合体密度 对于纤维集合体，也是纤维、空气、水分三者 的综合值。导热系数与集合体的体积重量的关 系呈对号规律。
11
两端压差大
导热系数λ
两端无压差 静止空气
68
38
10
亚麻 100
70
41
24
12
苎麻
100
62
26
12
6
蚕丝
100
73
39
—
—
粘胶 100
90
62
44
32
锦纶
100
82
43
21
13
涤纶 100 100
96
95
75
腈纶
100
100
100
91
55
玻璃纤维 100
100
100
100
100
33
热收缩 （1）定义：合成纤维受热后发生不可逆的收缩
现象称之为热收缩。 （2）指标：
17
• （一）熔点Tm（软化点） • 熔点是纤维的重要热性质之一，也是一个结构
参数。我们知道低分子结晶体的熔化是一个相 的转变过程，由结晶态（晶相）变成熔融态 （液相），而且相的转变在很窄的温度范围内 进行，所以叫熔点。对纤维材料，结晶是由高 聚物形成的，它的熔化过程有一个较宽的温度 区间——熔程，由于该熔程比较宽，通常把开 始熔化的温度叫起熔点，把晶区完全熔化时的 温度叫溶点Tm。 若材料的结晶度高，晶体比较完整，则熔程变 窄，熔点也随之而提高，同样结晶度条件下， 晶粒大，Tm升高。
常用纤维结构和主要性能
第一章、常用纺织纤维的结构和主要性能
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第一： 骆驼有双峰和单峰之分，单峰驼绒无纺织价值 ， 驼绒是骆驼身上的细毛，直径在5-40µm之间， 特点： 保暖性好 ，不易毡缩，强度与羊毛接近， 是织造 高级粗纺织物，毛毯等的高档原料。 但驼绒上有天然色，不 能染其它彩色， 限制了产品花色。
02
棉麻丝毛四种天然纤维的主要性能。
根据纤维的形态结构和超分子结构来分析一下
01
作业
七、改性羊毛 ：
（1）拉伸细化绵羊毛：
采用物理拉伸改性的方法获得的细绵羊毛， 其可提高可纺纱支数
拉伸使鳞片受损，皮质层受破坏，染色易 产生色花。
（2）超卷曲羊毛:
线密度降低，可纺性提高。
又称膨化羊毛，粗羊毛卷曲少，成纱手蓬松 度低。
粗羊毛经拉伸、加热松弛后收缩，外观 卷曲，
丝光羊毛和防缩羊毛：
01
02
03
两者皆通过化学处理将羊毛的鳞片进行剥蚀， 产品都具有防缩绒、可机洗效果。
丝光羊毛有丝一般的光泽，手感更滑糯，被誉为纺羊绒的羊毛。
补充：涤纶吸湿性和染色性能很差
腈纶的主要性能。
根据纤维的化学结构来分析一下涤纶、锦纶、
纺织原料—纺织纤维及其分类
（2）麻纤维的弹性较差，用纯麻织物制成的衣服极易皱。 （3）麻纤维是主要天然纤维中拉伸强度最大的纤维，且湿强大于干
强。但是麻纤维手拉伸后的伸长能力却是主要天然纤维中最小的。
（4）麻纤维的吸湿和散湿速度快。 （5）麻纤维的柔软性较差，纤维不易弯曲，织物易出折痕，手感
锯齿棉
皮辊棉
外观形态
疵点 杂质 长度 整齐度 短绒率
纤维松散，蓬松均匀，污染 分散，颜色较均匀，重点污 染不易辨清 棉结、索丝较多，并有少量 带纤维籽屑 叶片、籽屑、不孕籽较多
较短
较好
较低
纤维平顺，厚薄不均，成 条块状
黄根较显，有粗纤维、籽 屑、破籽 棉籽、籽棉、籽屑、叶片 等较多
较长
较差
较高
• 2、棉纤维的质量指标
羊毛通常指绵羊毛，由于其弹性好、吸湿 性强、保暖性好、不易粘污、光泽柔和，是重 要的纺织原料，可用于各季服装面料。
世界绵羊毛产量较大的国家有澳大利亚、 前苏联、新西兰、阿根廷、中国等。
（1）长度：以伸直长度来表示。细毛的长度为6-
12cm，半细毛的长度为7-18cm，粗毛的长度为640cm。
（2）线密度：羊毛的直径变化很大，最细的只有7微米，
目前已淘汰。
主要棉花品种的品质
品种
细绒棉 （陆地棉）
长绒棉 （海岛棉）
粗绒棉 （亚洲棉）
长度 （mm） 23~33
线密度 （dtex） 1.54~2
适合纺纱细度 （tex）
10~100
33以上 13~25
1.18~1.4 3
2.5~4
10以下 28
（2）按棉花的初加工分类：皮辊轧棉和锯齿轧棉
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1)鳞片层： 作用如下： ①保护纤维，使羊毛内层组织不受外界 的生物、 化学、机械等作用； ②由于鳞片具有方向性，形成差微摩擦效 应。 鳞片形状： 环状、瓦状、龟裂状
2)皮质层：羊毛纤维的主体，占90%左右。 皮质细胞：正皮质——结构疏松； 偏皮质（副皮质）——结构紧密； 双边结构：细羊毛的正副皮质细胞（结构 与性能不同）分布于纤维的两侧，并在长 度方向上不断转换位置，正皮质一般在纤 维卷曲处的外侧，而副皮质处于卷曲的内 侧，使羊毛具有天然卷曲。这种结构成之。
（3）热学性质 耐热性差； 安全使用温度：低于 93°C （锦纶 6 ），低于 130°C（锦纶66）； 熔点：215°C（锦纶6），250°C（锦纶66） （4）耐光性差 （5）耐碱不耐酸 （6）密度较小：1.14 g/cm3Fra bibliotek三、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 。
第二节 天然蛋白质纤维
一. 结构 1. 大分子结构 （1）化学组成 羊毛：蛋白质角朊；C、H、O、N、S元素组 成。 丝 ：蛋白质丝素（ 70-80% ），少量丝胶 （20-30%）； C、H、O、N元素组成。 柞蚕丝：丝素85%
（2）单基
R侧基—羊毛：多、复杂，约25种氨基酸； 蚕丝：少、简单，约18种氨基酸。
好
好（15%） 较差 耐霉不耐蛀
较差
较好（11%）
耐酸不耐碱（蚕丝比羊毛稍差） 1.32 1.33~1.45
特性
缩绒性
光泽、悬垂性、丝鸣
缩绒性—— 羊毛在湿热及化学试剂作用下，经机械 外力反复挤压，纤维集合体逐渐收缩紧 密，并相互穿插，纠缠，交编毡化。这 一性能称之。 利：缩绒使毛织物有独特的风格； 弊：缩绒使毛织物的尺寸稳定性变差（洗 涤后易收缩，变形）影响穿着的舒适性 与美观（起毛起球）
二. 性质 1.机械性质
棉 强度（ g/d ） 3-4.9 湿强/干强 伸长率 初始模量 >1 3-7% 较大 麻 更高 >1 较小 最大 粘纤 2.5-3.1 g/d 40-50% 16-22% 较小
2.吸湿染色性
20℃, 65% 20℃, 100% 公定W
棉
7-8%
23-27%
11.1%( 纱 线 8.5%)
2. 超分子结构
大分子间作用力：强大的氢键力，还有范 德华力。 结 晶 度 ： 棉 -60-70% 左 右 ； 麻 >70% ； 粘 胶-30-40% 取向度：棉-20-30°；麻-7-8°； 粘胶-看抽伸倍数，可人为控制，普通粘纤 30°左右。。 缝隙空洞：棉-较小；粘纤-较大
3. 形态结构 棉 ：腰圆形，有中腔，扁平带状，有 天然转曲。 苎麻：腰圆形，有中腔裂缝。 粘胶：纵向有构槽，截面呈锯齿形，有 皮芯层。
第三节
化学纤维
一、涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯） 1．结构 大分子结构：
特征基团：苯环——具有刚性和惰性； 酯基-COO- ——弱极性基团； 脂肪基——柔性基团。 大分子无卷曲，基本上带曲折状的直链； 超分子结构： 大分子间主要是靠范德华力；结晶度较 大，取向度也较高。
2．性质
（1）机械性质 断裂强度较高，伸长率大；初始模量高； 弹性回复性好； 织物挺括，耐磨性较好，尺寸稳定性较好。 （2）吸湿染色差 W=0.4%；不能采用常温染色。 易起静电，耐污性差
锦纶6 OH 锦纶
特征基团：有极性集团 -CONH- ； -NH2 ； -COOH ； 单基较长，无支链，属柔性基团 锦纶是柔曲大分子，空间呈平面锯齿形。 有范德华力、氢键力；结晶度比涤纶略低
2、性质 （1）机械性质 断裂强度、屈曲强度较高，伸长大； 初始模量较低，断裂功大； 弹性好，耐磨性好，织物的保形性和挺 括性较差。 （2）吸湿染色性 W=4.5%，比涤纶好
苎麻
7-8%
12-14%
粘纤
13-15%
29-35%
13%
3.耐酸碱性 与酸作用—氧桥断裂，氧化裂解； 与碱作用—碱纤维素。 4.其它 易燃烧，150℃分解； 棉、麻易霉；
5. 丝光棉 丝光——通常是指棉织品（纱、布）在 紧张状态下经浓碱液 (NaOH 或液氨 ) 处理， 以获得持久的光泽，并提高对染料吸附 能力的加工过程。 结构变化：天然转曲消失成为棒状； 无 定形区有所增加，结晶区有所下降； 取 向度视张力变化而定。 性能变化：光泽、染色性改善；强力增 大，延伸度下降；化学性能活泼。
（3）空间形态： 羊毛的稳定 结构是α型， α型加外力变 为β型，β型 去外力变为α 型；蚕丝的稳 定结构是β型。
2. 超分子结构 分子间力—— 羊毛：范德华力、盐式键、氢键、硫键力； 蚕丝：范德华力、盐式键、氢键 结晶、取向—— 羊毛的结晶度、取向度低，而蚕丝的较大。
3. 形态结构： 羊毛——鳞片层、皮质层、髓质层
3)髓质层 存在于粗羊毛中；羊毛越粗，中腔髓质 层的比例越大，羊毛品质越低。
蚕丝：丝素外包有丝胶； 纵向平滑，截面为不规则三角形。
2. 性质
羊毛 强度 伸长 初始模量 小 较大（25~-35%） 小 蚕丝 较大 较小（15~25%） 较大
弹性
吸湿性 耐热性 耐微生物性 化学性质 比重（g/cm3）
第七章 常用纤维的结构与性质
第一节
纤维素纤维（棉、麻、粘胶）
一、结构 1.大分子结构 （1）化学组成 纤维素 （C、H、O组成） 伴生物-棉：蜡质、糖份、果胶、灰分，占5%左右 麻：比棉含量要高（各种麻不同） 粘胶：无
（2）单基 特征基团：氧六环；6个-OH；氧桥-O单基连接方式： 1-4 甙键连接，在空间转 180°,因为大分子内有氢键。 （3）空间形态：椅式结构 单基上的21个原子不在一个平面上。 1、3、5在下平面， 2、4、6在上平面； 两平面平行。
（3）热学性质 熔点高 255-265°C ；耐热性和热稳定性 好 （4）光学性质 耐光性好，仅次于腈纶 （5）耐酸不耐强碱，不霉不蛀 （6）密度： 1.38 g/cm3
二、锦纶 1、结构 分子式： H [ NH（CH2）5CO]
66
OH H [ NH（CH2）6NHCO（CH2）4 CO]
n
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