纤维的光学性质

三、耐光性
• 1、概念：耐光性是纤维抵抗日光破坏的能力。它 是耐气候性的一个方面。日光中的紫外线对纤维 损伤厉害，而红外线起辅助破坏作用。
表8-16 各种主要纤维的日晒时间与强度损失
日晒时间 （小时） 940 1120 强 度 损 失（％） 50 50
纤 棉 羊 毛
维
亚麻、大麻 粘胶纤维 腈 纶 蚕 丝 锦 纶 涤 纶
紫外荧光
• 纤维在受到紫外线的照射时，会发出在可见光范 围内的光，称之为紫外荧光。各种纺织纤维具有 不同颜色的荧光，可用来鉴别纤维，产品开发。
蚕丝的光泽特点
整个反射光比较强，正反射光比较多，所以光 泽感强； 内部反射光的比例高，并具有一定的色散和衍 射反射效应，故光泽绚丽柔和； 透过光有可能形成全反射，因此有闪灿的光速 效果； 沿纤维表面反射光强度的分布比较整齐，故光 泽均匀。
天然丝丝的光泽
棉、丝光泽比较
Sea Island cotton Upland cotton
蚕丝的形态结构特点
截面大多数具有接近于三角形的外貌特征； 是一种具有典型原纤型构造的长丝纤维，从纤维 中平行排列的原纤直到长丝中平行排列的纤维， 无不具有层状排列的构造； 纤维中的原纤相互交络成一种网目状的构造，原 纤间的网孔尺寸大致和可见光的波长相近； 特有的丝胶-丝素的双组分结构，在纤维中大致 平行的层状排列，并提供两种不同的折射率。
双折射率
• 常用纤维的双折射率为-0.005~0.062。可 利用纤维的双折射率进行取向度、棉纤维 成熟度等性能的测试。
表8-13 纺织纤维的折射率
折 纤 棉 苎麻 亚麻 粘胶纤维 二醋酯纤维 三醋酯纤维 羊毛 桑蚕生丝 桑蚕精炼丝 锦纶6 锦纶66 涤纶 腈纶 维纶 维 n // 1.573～1.581 1.595～1.599 1.594 1.539～1.550 1.476～1.478 1.474 1.553～1.556 1.5778 1.5848 1.568 1.570～1.580 1.725 1.500～1.510 1.547 射 率 n⊥ 1.524～1.534 1.527～1.540 1.532 1.514～1.523 1.470～1.473 1.479 1.542～1.547 1.5376 1.5374 1.515 1.520～1.530 1.537 1.500～1.510 1.522 n // - n⊥ 0.041～0.051 0.057～0.058 0.062 0.018～0.036 0.005～0.006 -0.005 0.009～0.012 0.0402 0.0474 0.053 0.040～0.060 0.188 0.000～-0.005 0.025
双折射
• 光线投射到纺织纤维上时，除了在界面上 产生反射光反射外，进入纤维的光线被分 解成两条折射光。纺织纤维的这种光学性 质称做双折射。偏振光振动方向平行于纤 维轴向的偏振光的折射率与垂直方向的折 射率之差叫双折射率。 Δ＝d(n//-n⊥)
式中：Δ――光程差 （μm）； d――纤维的厚度（μm）； n//-n⊥――纤维的双折射 率。
1100 900 900 200 200 600
50 50
16～25 50 36 60
２、纺织纤维的耐光性
• 常见纤维的耐光Βιβλιοθήκη Baidu比较
腈纶>羊毛>麻>棉>粘胶纤维>涤纶>锦纶>蚕丝
四、光致发光
• 定义：纺织纤维在受到紫外线照射时，材料 的分子受到激发，会辐射出一定光谱的光， 从而产生不同的颜色，这种现象称为光致发 光。 • 应用：用紫外线照射纤维，利用纤维的荧光 颜色来鉴别纤维
反射与光泽
反射：
全反射 全反射
反射与光泽
反射：
层状反射
层状反射
反射与光泽
反射：
漫反射
漫反射
二、折射与双折射
• 折射的概念：
– 光从一种光密媒质进入另一种光密媒质时要改变光的传播方向。 – 构成纤维的大分子都是很长的，若不形成取向排列，则它们只会 有折射，但大多数纤维都是有取向的，当一束光射到纤维上时 （非光轴入射）会形成两条折射率不同的光线，发生双折。
二向色性
• 概念：指纤维对平行和垂直于纤维轴 向的偏振光具有不同的吸收性能。
– 纤维束、蚕丝等纤维用某种染料染色， 并于纤维中沉淀金、铜、银等金属之后， 则当偏振光通过时，偏振光的振动面与 纤维轴平行或垂直时，就呈现不同的颜 色，这种现象称为二向色性。测定二向 色性，可以定量地求得纤维的取向度， 也可以明了染料的配置状态。
第二节 光学性质
主要教学内容
• • • • •
纺织纤维的色泽 纤维的双折射 纺织纤维的耐光性 光致发光 二向色性
一、颜色与光泽
• 纺织材料的颜色与光泽：
– 颜色：纺织材料对不吸 收光的反射在人体视网 膜上的感应。 – 光泽：纺织材料对入射 光的反射强度。：
影响色泽的因素主要有：
• ①纤维的表面状况（粗毛比细毛光泽强）； • ②纤维的截面形状，不同的形状会产生不同 的光泽效果。
– 如表面平滑——平行反射（镜面反射），光最强； – 表面粗糙——漫射，光柔和（反射光强一致）或 产生闪光效应（有峰值漫射）；
影响色泽的主要因素
• ③纤维结构与含杂：层状结构（蚕丝）相 当于多个反射层，反射—折射的多次反复， 形成了蚕丝的特殊光泽。水分使光泽下降， 颜色浓度上升，表面上的油、蜡等其它成 分也会使光泽发生变化，所以化纤可通过 渗杂（二氧化钛）获得有光、半光、无光 纤维。 ④纤维彼此排列的平顺程度。