纺织物理第3章
纺织材料学 (于伟东-中国纺织出版社) 课后答案
第一章纤维的分类及发展2、棉，麻，丝，毛纤维的主要特性是什么？试述理由及应该进行的评价。
棉纤维的主要特性：细长柔软，吸湿性好（多层状带中腔结构，有天然扭转），耐强碱，耐有机溶剂，耐漂白剂以及隔热耐热（带有果胶和蜡质，分布于表皮初生层）；弹性和弹性恢复性较差，不耐强无机酸，易发霉，易燃。
麻纤维的主要特性：麻纤维比棉纤维粗硬，吸湿性好，强度高，变形能力好，纤维以挺爽为特征，麻的细度和均匀性是其特性的主要指标。
（结构成分和棉相似单细胞物质。
）丝纤维的特性：具有高强伸度，纤维细而柔软，平滑有弹性，吸湿性好，织物有光泽，有独特“丝鸣”感，不耐酸碱（主要成分为蛋白质）毛纤维的特性：高弹性（有天然卷曲），吸湿性好，易染色，不易沾污，耐酸不耐碱（角蛋白分子侧基多样性），有毡化性（表面鳞片排列的方向性和纤维有高弹性）。
3、试述再生纤维与天然纤维和与合成纤维的区别，其在结构和性能上有何异同？在命名上如何区分？答：一、命名再生纤维：“原料名称+浆+纤维”或“原料名称+黏胶”。
天然纤维：直接根据纤维来源命名，丝纤维是根据“植物名+蚕丝”构成。
合成纤维：以化学组成为主，并形成学名及缩写代码，商用名为辅，形成商品名或俗称名。
二、区别再生纤维：已天然高聚物为原材料制成浆液，其化学组成基本不变并高纯净化后的纤维。
天然纤维：天然纤维是取自植物、动物、矿物中的纤维。
其中植物纤维主要组成物质为纤维素，并含有少量木质素、半纤维素等。
动物纤维主要组成物质为蛋白质，但蛋白质的化学组成由较大差异。
矿物纤维有SiO2 、Al2O3、Fe2O3、MgO。
合成纤维：以石油、煤、天然气及一些农副产品为原料制成单体，经化学合成为高聚物，纺制的纤维7、试述高性能纤维与功能纤维的区别依据及给出理由。
高性能纤维（HPF）主要指高强、高模、耐高温和耐化学作用纤维，是高承载能力和高耐久性的功能纤维。
功能纤维是满足某种特殊要求和用途的纤维，即纤维具有某特定的物理和化学性质。
《纺织物理讲义》word版
第一章纤维的结构概述1．纤维结构：纤维的固有特征和本质属性，决定纤维性质；涵盖微观到分子组成，宏观到纤维形貌；结构多样性与结构层次有多种划分。
2．结构层次的模糊，纤维的微细结构（fine structure）：可以追溯到19世纪。
但卓有成效的研究和结构理论的提出与验证是在20世纪的上半叶，近五十年又在许多纤维结构理论和分析方法上有新的突破。
3．纤维微细结构的研究，通常采用的研究方法有：※光学显微术（optical microscopy）和电子显微术（electron microscopy）：扫描电子显微镜SEM 和透射电子显微镜TEM※X 射线和电子衍射法（X－ray ＆Electron diffraction）※红外（infra-red）、紫外（ultraviolet）、荧光（fluorescence）和喇曼光谱法（Raman spectrum）※核磁共振法（nuclear magnetic resonance）※表面分析法（surface analysis）※原子力显微镜AFM（atomic force microscope）或扫描隧道显微镜STM（scanning tunneling microscope）等方法※热分析法（thermal analysis）※动态和断裂力学法※质谱分析法（mass spectrometry）4.纤维结构的研究和发展、问题、未知性和不确定：※基本形式：对纤维微细结构作文字或简单模型图来描述。
※基本原因：结构的复杂和多样性、表征方法的局限性、人们的认识。
第一节纤维结构理论一、缨状微胞理论1．历史Nägeli理论；Meyer和Mark的微胞学；Spearkman模型。
30年代的争论：※纤维素及其他聚合物分子的长度的问题。
※关于纤维究竟是由分离的晶体所组成，还是由连续的均匀的分子所组成的问题。
Meyer认为分子是相当短的，其聚合度约为200。
而Staudinger则认为，在天然纤维素中，聚合度在2000以上。
纺 织 物 理
。 4.
机织物的厚度与体积 分数
（1）含毛羽的厚度Tmax； （2）织物结构相厚度Ts；
（3）等支持面厚度T0；
（4）压缩形变厚度T；
第二节 织物的几何结构与表征
4. 机织物的厚度与体积分数
第二节 织物的几何结构与表征 织物中的纤维填充密度取决于纤维所占的体积，平纹织 物的体积分数V1可由上述单元几何模型求得：
二、针织物的几何结构 3. 针织物的厚度与体积分数
针织物厚度T与纱线直径之间关系T≥2d
考虑纱线变形直径为d‘（压扁系数），则其间差值e，得
第二节 织物的几何结构与表征
。
针织物体积分数：
第二节 织物的几何结构与表征
三、非织造布几何结构 1. 毛毡
传统毛毡是基于羊毛的差微摩擦效应和高弹性特征， 在热湿力作用下，定向穿插运动而纠缠成毡的结果。
第三节 织物的基本性能
一、织物的基本力学性能 2. 织物的弯曲与起拱
如图所示，在织物发生起拱变形之前，织物上的阻力大多 为纯压缩所致，这时织物的压缩力与变形曲线与弹性体相 近，当压缩力P达到临界值时，织物发生起拱屈曲，随之 其弯曲变形迅速增大，压缩阻力反而减小，即为弯曲变形 所致。
第三节 织物的基本性能
1.线圈长度与密度
基于Peirce模型推广，得到线圈长度l为：
C为横向圈距；W为纵向圈距（圈高）；d为纱线直径；
根据针织物的横密Pc和纵密Pw，得：
为未充满系数和其他参数关系如下：
第二节 织物的几何结构与表征
二、针织物的几何结构 2. Munden的几何模型
基于Peirce模型，r为针编弧线圈半径；
纺织物理
第十章 织物的结构与性能
第十章 织物的结构与性能
纺织纤维总论 纤维化学与物理
（三） 产业用纺织纤维及其纺织品
对性能和功能要求高： 加工方法与使用设备更加专业化：
专业特性更强：
使用寿命不同：
第二节 纺织纤维与纺织品
静电纺丝
第二节 纺织纤维与纺织品
熔喷纺丝
第二节 纺织纤维与纺织品
棉纤维接近腰圆形，木棉纤维为近圆形，丝纤维近 似三角形，麻纤维为椭圆形或多角形等。
化学纤维则可以根据要求进行异形喷丝，从而获得 异形截面纤维。非圆形截面的化学纤维称为异形纤 维。
第三节纺织纤维的物理性能
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；
中空
d2
复合
的延伸性和较好的弹性回复性能。 3.耐用功能：足够的强度、延伸性和柔软性等力学性能，经
受得起化学加工、洗涤、体液和日晒作用。 4.装饰、美观功能：一定的形状稳定性、悬垂性和免烫性。
第二节 纺织纤维与纺织品
（二） 装饰用纺织纤维及其纺织品
服用装饰：如领带、领结、头巾等。 室内装饰：如床上用品、地面装饰、墙面装饰、家具装饰等。
不需纺纱，可 直接用于织布。
纺 织
（长度可根据卷装长度而定）
纤
天然：棉、麻、毛，其中羊毛较长
维
棉型：仿棉纤维，长度30～40mm，
短纤维
线密度0.13～0.16特（1.2～1.5旦）
如人造棉、涤/棉织物中的涤纶纤维
化学 毛型：仿毛纤维，长度75mm， 线密度0.33～0.77特（3～7旦） 如人造毛、毛/涤中的涤纶纤维
R＝
G0－G
G
×100%
M＝
纺织新材料二(第三、四章)
1、 Modal纤维特性
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51
2、 Modal与棉混纺织物的开发
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（五）Tencel染色及后整理
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大豆蛋白纤维
▪ 大豆蛋白纤维的发展 ▪ 大豆蛋白纤维性能 ▪ 大豆蛋白纤维纺纱 ▪ 大豆蛋白纤维印染加工特点 ▪ 大豆蛋白纤维织物湿热舒适性能
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（二）Tencel纤维的物理性能
Tencel纤维由于聚合度高、结晶度高、纤维截面为 圆形，因此，与其他纤维素纤维及天然纤维相比，具 有高强度、高湿模量、干强湿强接近等特点。
40
1、Tencel纤维聚合度
41
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2、Tencel纤维的结晶度
Tencel纤维与其他纤维素纤维结晶度比较
纤维名称 Tencel纤维 普通粘胶纤维 波里诺西克纤维 高湿模量粘胶纤维
第二章 新型天然纤维
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2.1 改性羊毛
对羊毛进行变性处理的目的主要是解决羊毛 的轻薄化、防缩、机可洗及消除刺扎感等问题。
➢ 表面变性羊毛 ➢ 拉细羊毛 ➢ 超卷曲羊毛 ➢ 彩色羊毛
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（一）表面变性羊毛
▪ 羊毛变性处理主要是使羊毛纤维的直径能变细，手感变得 柔软、细腻，吸湿性、耐磨性、保温性、染色性等均有提 高，光泽变亮。这种羊毛又称丝光羊毛和防缩羊毛。
径为22m纤维减小3～
纺织学3
退绕点: 在管纱卷装表面上受到退绕过程影响的一段纱 线的终点。纱线开始运动的点 。 分离点: 纱线开始脱离卷装表面或纱管的裸露部分而进 入气圈的过渡点。 磨擦纱段: 处于退绕点和分离点之间的管纱上摩擦的纱段。 气圈高度：分离点至导纱器之距。 导纱距离：自管纱顶至导纱器。
纱线线密度大 ，纱线张力越大。
4．纱路曲折度对张力的影响：见下图
四、均匀络筒纱线张力的措施：
1．选择合理的导纱距离: 2．安装气圈破裂器：通过改变气圈形状，减小 磨擦纱段对管底纱层的磨擦包围角，因而达 到减小张力波动幅度，减少退绕张力及脱圈 断头。见下图
络筒张力要求范围：
棉纱：张力不超过其断裂强度的15-20%
毛纱：张力不超过其断裂强度的20%
麻纱：张力不超过其断裂强度的10-15%
天然丝的张力可以参考下列经验数据： 桑蚕丝： 2.64～4.4 CN/tex
涤纶长丝：0.88～1.0 CN/tex
二、络筒张力分析
络筒时构成纱线张力的因素： （1）纱线自管纱上退解进入导纱器之前的退绕力
倍积张力。
间接法：纱线绕过一个可转动的圆柱体的工作表面获得张力 纱线磨损少，毛羽增加少；纱线张力均值增加时， 张力不匀率下降，结构比较复杂。
三、影响络筒张力的因素：
1．导纱距离：见下图 2．络纱速度对纱线张力的影响： 络纱速度增加，络筒张力随之增加 。 3．纱线线密度对纱线张力的影响：
三、络筒工艺流程
自动络筒机工艺流程示意图
槽筒络筒机工艺流程示意图
第一节
络筒张力及张力装置
一、络筒时纱线张力的作用和要求：
络筒时为了使筒纱获得必要的卷绕密度和良好的
成形,纱线必须具有一定的张力；此外断头自仃装置也
纺织概论学
第一章织造工艺流程第一节织物的形成一、织物的形成织物是由纱线或者纤维制成的产品，主要包括机织物、针织物和非织造布。
由两组相互垂直的纱（线）在织机上交织而成的织物称为机织物，简称织物。
沿织物长度方向排列的纱线称为经纱。
沿织物宽度方向排列的纱线称为纬纱。
▲织物形成过程的五大运动⑴开口：按照经纬纱交织规律，把经纱分成上下两层，形成梭口的运动；⑵引纬：把纬纱引入梭口的运动；⑶打纬：把引入梭口的纬纱推向织口的运动；⑷卷取：把织物引离织物形成区的运动；⑸送经：把经纱从织轴上放出输入工作区的运动。
织物形成示意图（如图1-1）二、织机工作圆图图1-2为织机各主要机构的运动，都是在主轴回转一周的时间里循序完成的，各运动之间应有严格的时间协调关系，必须合理配合，才能使织机正常运转。
由于织机各主要机构的运动都是主轴传动的。
因此，各机构的作用时间，常以主轴回转角度来表示，即形成织机的工作圆图，并以此来分析和调整织机各运动的相互关系，达到各机构协调运动的目的。
三、织机的生产效率织机生产率的高低，常用以下几个指标来衡量：⑴理论产量：P L=6N/P W m/台h⑵实际产量：P实=P理η m/台h⑶入纬率： L=N×B m/min第二节织造的工艺流程工艺流程简图1、络筒：将容量小的管纱卷绕成密度适宜、成形良好的容量大得多的筒子纱，同时清除纱线上的疵点和杂质。
2、整经：根据工艺设计要求，把一定数量的筒子纱，按规定的长度、排列顺序、幅宽等均匀平行地卷绕在经轴或织轴上，供浆纱或穿经工序使用。
3、浆纱：浆纱工序的任务是在浆纱机上进行经纱上浆，并按整幅织物所需的总经纱根数，合并若干个经轴的经纱，把上浆后的经纱卷绕成织轴。
其目的是使纱线毛羽贴伏，提高纱线强力和耐磨性，尽量保持纱线的弹性伸长，改善经纱织造性能。
4、穿结经与纬纱准备：根据织物工艺设计的要求，把织轴上的全部经纱按一定的规律穿入停经片、综丝眼和筘齿，以便织造时形成梭口，织成所需要的织物，并在经纱断头时能及时停车而不致造成织疵。
纺织材料学第四章
Y131型梳片式长度分析仪 Y131型梳片式长度分析仪 第一台梳片仪） （第一台梳片仪）
中段切断称重法： 3、中段切断称重法： 利用纤维切断器切取一端排列整齐纤维束的中段， 利用纤维切断器切取一端排列整齐纤维束的中段，称取 中段和两端重量后，经计算求得纤维各项长度指标。 中段和两端重量后，经计算求得纤维各项长度指标。 纤维总质量，mg； W0 ：纤维总质量，mg；
2、纤维长度与成纱毛羽关系
成纱的毛羽是由伸出成纱表面的纤维端头， 成纱的毛羽是由伸出成纱表面的纤维端头， 纤维圈等形成。在其它条件相同情况下， 纤维圈等形成。在其它条件相同情况下，长度 较长的纤维成纱表面比较光滑，毛羽较少。 较长的纤维成纱表面比较光滑，毛羽较少。
nf = 2 ×103 Ty Tf ⋅ l f
Lg： （2）重量加权平均长度 Lg： 各组长度的重量加权平均数。 各组长度的重量加权平均数。
Lg
∑L g = ∑g
i i
i
其中： 为各组纤维代表长度， 为各组纤维的重量。 其中：Li为各组纤维代表长度，gi为各组纤维的重量。
3.品质长度（右半部平均长度）（L 3.品质长度（右半部平均长度）（Lp） ： 品质长度 ）（ 比主体长度长的那部分纤维的平均长度。 比主体长度长的那部分纤维的平均长度。
第三章 纤维的形态及表征
纤维的形态主要是指: 纤维的形态主要是指: 纤维的长度 细度、卷曲或转曲等 长度、 纤维的长度、细度、卷曲或转曲等 可纺性、成纱质量、手感、 与纤维的 可纺性、成纱质量、手感、 保暖 等关系密切. 性等关系密切.
第一节 纤维的长度及其分布
纤维长度：一般指伸直长度，即纤维伸直而未 纤维长度：一般指伸直长度， 伸长时两端的距离。 伸长时两端的距离。 另有自然长度（ 另有自然长度（自然长度：纤维在自然伸展状 态下的长度）：例毛丛长度 ）：例
纺织物理 第一章 思考题
第一章思考题
1.简述纤维结构的基本概念和主要内容。
2.纤维结构研究的主要方法及其所表征的基本内容。
3.何谓微细结构(fine structure)？其主要表达哪些结构内容？与高分子材料中的“多次
结构”存在何种联系？
4.试述片晶和球晶的结构特征以及相互间关系。
5.试述纤维弱节（weak-link）结构与常规结构的区别，并讨论弱节对纤维性质的影响
和纤维弱节表征的基本方法。
6.试推导依据密度得出的体积结晶度XV和质量结晶度XW表达式，并指出如何获得
式中的三种密度值。
7.了解取向度的表征方法和各自测量原理与一般区别。
8.讨论分子量Mz ≥Mw ≥Mη≥Mn的理论依据。
9.试述棉纤维和羊毛纤维微细结构的同异及结构层次特征。
10.试述人造纤维素纤维的类别及其各自的结构特征（Rayon, modal, polynosic, lyocell,
acetate fiber等）。
11.普通合成纤维（涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶）的结构特征及其与性质的
关系，并讨论其各自与相应差别化纤维的区别。
12.功能和智能纤维的一般特征与区别。
纺织物理学ppt
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1、燃烧法 2、极限氧指数法 3、表面燃烧实验法
第七节 防寒织物
1、种类和用途：天然填充料、合成纤维絮或网、制成毛 绒织物、涂金属膜织物、可充气膨胀的织物等。
2、防寒机理及织物构造：
（1）构造：防寒织物由内层绝热材料和外层材料两部分 构成。
（2）机理：内层绝热材料纤维间充满空气，对热的转移 有一定得阻挡作用，可有效地防止热量散失。外层材 料可有效地保护内层绝热材料的绝热性，使整体织物 具有优异的服用性能（防风、防水、透湿）。
一、工业毒物的种类及危害 1、工业毒物的种类：蒸气、雾、烟、粉尘等。 2、工业毒物对人的危害：直接中毒、间接中毒。 二、防毒纺织品类型及防毒机理 1、隔绝型防毒织物 2、吸附型防毒织物 3织品的燃烧过程
二、纺织品阻燃的机理
目前比较成熟的阻燃理论有四种：一是熔融覆盖论， 观点是阻燃剂与火源接触后，产生玻璃状粘着物质，把被 燃物覆盖起来，从而与氧气隔开，达到阻燃目的；二是气 体理论，认为固相受热分解后产生大量的氢和氧基游离基， 氢基游离基与阻燃剂遇热产生的游离基相结合，生产新的 物质，使可燃性气体中的游离基数量减少达到阻燃目的； 三是吸热反应论，认为阻燃剂在燃烧时产生分解而吸收热 能，阻止被燃物继续燃烧；四是化学理论，认为阻燃剂作 为一个组分参加化学反应，生产不燃或难燃物质，达到阻 燃目的。
纺织物理第3章
粘胶纤维 醋酯纤维 断裂点轨迹
增加取向度
伸 长 率 (% )
15
第一节 纤维的拉伸性质
• c．结晶度： 纤维的结晶度愈 高，纤维中分子排列愈规整， 缝隙孔洞较少且较小，分子间 结合力愈强，纤维的断裂强度、 屈服应力和初始模量表现得较 高，但其伸长率低，脆性可能 增加。
比 容 (cm 3/g )
2
屈 服 应( N力 /)c m 2
裂伸长率b(%)(或断裂应变b)，其表达式为：
•
b(%，)lb或l0l0 100
b
lb
l0 l0
• 式中：l0为拉伸前的试样长度(mm)，又称隔距或夹持距；lb为拉伸断 裂时的试样长度(mm)。
• 断裂伸长率或断裂应变表示纤维断裂时的伸长变形能力的大小。
• （2）初始模量
• 初始模量是指纤维拉伸曲线的起始部分直线段的应力与应变的比值，
20
第二节 纺织纤维的粘弹力学性质
• 3、动态力学行为
•
纤维的粘弹性还表现为一次拉伸性能中，断裂强力、初始模量为
拉伸速度的函数。
• 式中，F1为断裂时间为t1时的断裂负荷， F2为断裂时间为t2时的断裂 负荷，k为强度-时间的系数，通常在0.06~0.088.
21Leabharlann 第二节 纺织纤维的粘弹力学性质
2．纤维粘弹性力学模型
分，求出各等分对应的强力均值，然后连接各点。
• 3、曲线平均法： • 依据实际实验数据，将所有曲线求均值。
Y Axis Title
0.3
0.2
0.1
0.0 0
X Axis Title
C1 C4 C7 C10 C13 C16 C19 C22 C25 C28 C31 C34 C37 C40 C43 C46 C49 C52 C55 C58 C61
纺织物理第二章纤维的吸湿性质（讲稿）
第二章纤维的吸湿性质五要素：纤维；条件；吸湿；变化；表征纺织纤维一般都具有较好的吸湿性质，尤其是天然纤维、人造纤维素纤维和部分差别化纤维。
纤维的吸湿性质取决于纤维的结构、组成和所处的环境条件，并会使纤维的吸湿性能存在很大的差异。
这不仅发生在不同纤维间，而且可能发生在同一纤维间。
然而，纤维吸湿后其形状和性质均会发生变化，影响纤维的加工和使用性质。
这种影响可以是积极有利的，亦可能是消极不利的。
因此，纤维吸湿性的认识、描述、表征是极为重要的。
本章我们着重介绍：纤维吸湿发生的机制与现象，定性和定量地描述纤维吸湿的理论与结果，纤维吸湿对纤维性质的影响，以及纤维吸湿放湿过程和含湿量（回潮率）的表征方法。
本章分五节对纤维吸湿特征进行讨论：§1. 纤维的吸湿机理与理论§2. 纤维吸湿与大气条件§3. 纤维吸放湿过程与滞后性§4. 纤维吸湿对其性质的影响§5. 纤维吸湿量的表示与测量第一节纤维吸湿机理与理论一、吸湿机理与条件1．定义：纺织用纤维的吸湿本质是水分子在纤维上的吸附、逗留或存留、固着和传递或流动。
纤维材料的结构和组成不同是导致纤维吸湿性不同的内在原因。
2．吸湿的分类：1）按可吸收水分量（回潮率）的大小大致可分为三类强吸湿性材料，如棉、毛、丝、麻、粘胶、维纶，以及一些高吸湿性的改性纤维。
弱吸湿性纤维材料，如醋酸、锦纶、腈纶等纤维。
不吸湿纤维，如丙纶、乙纶、涤纶等常用纤维。
这些不吸湿纤维最多只是在表面吸附一些附着水。
2）按纤维的吸湿形式可分为三类为何纤维的吸湿性质有如此大的差异？人们对纤维材料的吸湿特征和机制进行的研究，给出了纤维吸湿的内在原因。
这一研究可以追溯到上世纪初，至今已有近百年的历史了。
众多研究结果认为纤维的吸湿形式可以为几种：a)固相吸湿：其是指纤维中分子基团对水分子的化学吸附，水汽分子进入纤维体内，或称纤维分子间后，与纤维大分子上的活性官能团发生化学键接作用，而形成的稳定的侧基的吸附。
纺织物理 第三章 纤维的力学性质
三、纤维结构对力学性能的影响
(1)聚合度（相对分子质量） • 聚合度↑（相对分子质量↑），分子链间总的次价键力↑，分子链间不易移 动，其抗拉强度、断裂伸长、冲击韧性等都随之增加，直到达到临界相对 分子质量，力学性能达到极限。 (2)分子链的刚柔性和极性基团的数量
• 分子链存在刚性基团（如涤纶中的苯环和纤维素纤维中的葡萄糖剩基）时， 纤维模量↑，刚性↑。分子链上极性基团↑时，分子链间的次价键力↑，纤维 会具有较ห้องสมุดไป่ตู้的模量和断裂强度。
影响纤维拉伸性能的因素
• • 纤维本身 1. 化学结构；2. 分子间的结构；3. 纤维本身的缺陷 测试条件 1. 温度； 2. 应变率（拉伸速度） 3. 隔距（弱环定律） 4. 拉伸方式(CRE/CRL/CRT)
① CRE：等速伸长，试样受拉伸时单位时间的变形率保持一定；
② CRL：等加负荷，试样受拉伸时负荷增加率基本保持一定； ③ CRT：等速牵引，试样受下钳口牵引时,上钳口按材料的应力－应 变特性同时有一不规则的位移。
• 假设长度l的试样其强力在[S,S+dS]的概率为φl（S）· dS,那么长度为nl时， 其强力在[S,S+dS]的概率应等于：将长度等分为n段，其中某一段强力在 [S,S+ds]，而其他n-1段强力均大于S+dS，那么整个长度nl的片段中，存 在一段长度为l强力在[S,S+dS]的概率为n·l（S）· φ dS,而其他片段强力都大 于[S,S+dS]的概率为[∫s∞ φl（S）· n-1, dS]
常用纺织纤维的拉伸曲线
比应力
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。
纺织物理知识点
纺织物理知识点1、毛纺织品产生静电的原因2、羊毛产生静电现象的原因3、羊毛打滚不会毡化和缩绒4、蚕丝为什么具有优雅的光泽？答案解析：1. 毛纺织品产生静电的原因（5点）（1）混入毛织物中的涤纶纤维比例越高，静电现象必然严重。
（2）纯毛纺织品的标准回潮率虽高达14%（20°C，相对湿度65%），但在相对湿度小于40%条件下也会有静电现象。
（3）纯毛纺织品在进行防毡缩整理，机可洗整理时，一般先进形氯化或氧化处理（俗称“减法”处理），接着为了改善手感及进一步改善毡缩性，需进行柔软光滑整理（俗称“加法”处理），如果采用有机硅类及聚氨酯类整理剂，就会产生静电现象。
（4）对毛线及毛针织品，以前大多采用土耳其红油进行柔软与蓬松处理。
由于土耳其红油带负电荷，不会产生静电问题。
然而，现企业大量的采用柔软效果更好的有机硅类整理剂进行处理，造成静电现象十分严重。
（5）浙江嘉兴地区羊毛衫市场上的纯羊毛衫大量使用有机硅类整理剂，其总用量甚至高达10%以上（对纤维重），造成了严重的静电现象。
2. 羊毛产生静电现象的原因（1）羊毛纤维内部是毛干，由20种α氨基酸所构成的蛋白质高分子组成，因亲水性好，是不会产生静电现象的。
（2）羊毛纤维的外部由鳞片层构成，其结构比较特殊。
由于鳞片层中胱氨酸含量高，其网状结构程度远远高于毛干部分，使得鳞片层的亲水性明显的变差。
（3）鳞片表层网状架构的稳定性比整个鳞片层网状结构的稳定性好的多，相应的鳞片表层的亲水性就更差些。
（4）鳞片表层的外层就是完全由脂肪长链构成的，称为类脂层，脂肪长链整齐地排列在外层中，相当于在羊毛纤维的外表涂上了一层油蜡，因此鳞片表层具有典型的疏水性。
（5）这一结构的特点正是羊毛纤维静电现象的结构基础和起因。
3. 羊毛打滚不会毡化和缩绒（1）鳞片在生长过程中，前缘向着纤维顶端，形成突出台阶。
脱离羊体的羊毛，在机械、水分、热、化学等的促进作用，会产生羊毛几何体的毡化现象，现在的羊毛是活羊毛。
最新《纺织物理与新型纤维》课程简介
《新型纺织纤维》的内容：
新型纺织纤维诞生及发展的背景； 新型纺织纤维制备的方法； 新型纺织纤维结构、性能的表征； 新型纺织纤维用途或潜在用途的分析及拓展；
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
1
《纺织物理》本身的创新与发展
1
（1）纺织材料特征性的发现 （2）软物质材料物理的表达； （3）新研究成果的引入，尤其是基本理论
（复合的问题、微、纳尺度问题）；
（4）物理的边缘化： ① 与化学、物理、生物、心理的综合； ② 与数学、物理数学、计算机技术的融合。
பைடு நூலகம்
《新型纺织纤维》的内容：
新型天然纤维素纤维 新型天然蛋白质纤维 新型再生纤维素、蛋白质纤维 新型合成纤维 新型半合成纤维 等等；
《纺织物理与新型纤维》课程简 介
《纺织物理》的内容
包括纤维、纱线、织物三部分
纤维：2/3，是高分子物理的基础，是弹性材料的基 础；是软材料的基础，是单个均匀体的基础，本身特征明 确。
纱线：剩下1/31/5，仅包括几何结构和力学性质。
织物：剩下1/32/5=1/5，较多的定性和经验描述，较少 精准理论与结果。
《纺织物理》的内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
纤维的结构 纤维的吸湿性质 纤维的力学性质 纤维的电学性质 纤维的光学和声学性质 纤维的热学性质
《纺织物理》的内容
第七章 纤维的表面性质 第八章 纱线的几何结构 第九章 纱线的力学性质 第十章 织物的结构与性能 第十一章 织物的风格 第十二章 织物的舒适性
纺纱学课件：第3章 梳理前准备
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• b．断裂比功Wv ：又称拉伸断裂比功，它有两个不同的定义，一是拉 断单位体积纤维所需作的功Wv，单位为N/mm2，即折合成同样截面 积，同样试样长度时的断裂功。
•
Wv
W Al
0
(5-102b )d
• 另一定义是重量断裂比功Ww，是指拉断单位线密度与单位长度纤维
裂伸长率b(%)(或断裂应变b)，其表达式为：
•
b
(%)
，lb或 l0 l0
100
b
lb
l0 l0
• 式中：l0为拉伸前的试样长度(mm)，又称隔距或夹持距；lb为拉伸断 裂时的试样长度(mm)。
• 断裂伸长率或断裂应变表示纤维断裂时的伸长变形能力的大小。
• （2）初始模量
• 初始模量是指纤维拉伸曲线的起始部分直线段的应力与应变的比值，
•
W (5l-P11d) l 0
第一节 纤维的拉伸性质
• 它可在强力机测得的拉伸曲线图上用求积仪求得，或以数值积分完成。 新型电子强力仪可直接显示或打印出断裂功的数值。断裂功的大小与 试样粗细和长度有关，同一种纤维，若粗细不同，试样长度不同，则 断裂功也不同。为了纤维间性能的相互比较，常用断裂比功表示纤维 材料抵抗外力作功的能力。
0
0.1
0.2 ε=应变
0
10
20 ε=应变率(%)
第一节 纤维的拉伸性质
• a．断裂强力Pb： 又称绝对强力，为指纤维承受的最大拉伸外力，或 纤维受外力拉伸到断裂时所需要的力，单位为牛顿(N)。纺织纤维的 线密度较细，其强力单位通常用厘牛顿或厘牛(cN)，1 N=100 cN 。
• b．断裂强度(相对强度) Pb：考虑纤维粗细不同，表示纤维抵抗外力 破坏能力的指标，可用于比较不同粗细纤维的拉伸断裂性质，简称比 强度或比应力，它是指每特(或每旦)纤维能承受的最大拉力，单位为 N/tex，常用cN/dtex（或cN/d）。
• 一、拉伸曲线及拉伸性质指标
•ห้องสมุดไป่ตู้
在比较不同纤维的拉伸性能时，通常采用从拉伸曲线上求特性指标，常
用的指标有强伸性、初始模量、屈服点和断裂功等四类指标。
• 1．拉伸曲线特征
第一节 纤维的拉伸性质
2. 拉伸阶段与性能指标
断裂强力
断裂强度(相对强度) ：应力，比应力
断裂长度 断裂伸长率 初始模量
Pb
600
《高等纺织材料学》
杜赵群
（东华大学纺织学院） 2013年-2014年第1学期
《高等纺织材料学》
第三章 纤维的力学性质
第一节 纤维的拉伸性质
•
纺织纤维的力学性质是纺织加工和纺织品使用的必要条件之一，也是纤
维制品其他物理性能充分发挥的必要基础，其中纤维受到的外力主要也是拉
伸作用，所以纤维拉伸性能是其力学性质中最为重要的。
•
•
b Lb(5-7) g
第一节 纤维的拉伸性质
• 目前，尚有许多强力机采用工程单位制，强力读数单位为克力(gf)或 公斤力(kgf)，当断裂比应力单位采用克力/特或克力/旦时，则断裂长 度和断裂强度间的换算式应为：
•
Lb或 ptex
Lb 9 pden
• f．断裂伸长率（应变）：纤维拉伸至断裂时的伸长率(或应变)称为断
• （3）屈服应力与屈服伸长率
•
在纤维的拉伸曲线上伸长变形突然变得较容易时的转折点称为屈
服点。对应屈服点处的应力和伸长率(或应变)就是屈服应力和屈服伸
长率(或应变)。
•
纤维材料的屈服点很不明显，往往表现为一段区域，通常用作图
法定出。如角平分线法，是在屈服点前后作拉伸曲线的切线1和2，再
作两切线1、2交角的角平分线，交拉伸曲线于Y点，Y即为屈服点；
• c．断裂应力σb：为单位截面积上纤维能承受的最大拉力，标准单位 为N/m2(即帕)常用N/mm2(即兆帕Mpa)表示。
• d．断裂长度Lb：以长度形式表示的相对强度指标，其物理意义是设 想将纤维连续地悬挂起来，直到其因自重而断裂时的长度，即纤维重 力等于其断裂强力时的纤维长度，单位为km。
• e．三类相对强度的表达式分别为： •
如果从两切线1、2的交点作横坐标的平行线交拉伸曲线于Yc点，Yc
即为屈服点，称考泊兰(Coplan)法；如果作坐标原点和断裂点连线ob
的平行线，且与拉伸曲线转折区域相切点Y点，Y即为屈服点，称曼
列叠斯(Meredith)法。
第一节 纤维的拉伸性质
第一节 纤维的拉伸性质
• （4） 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，即图5-1中P△l伸长曲线(ob)下的面积，是纤维材料抵抗外力破坏所具有的能量。 可表达为：
• 其间相互关系，可通过纤维质量表达式M＝ALγ，其中，M为纤维质 量(g)；L为纤维长度(m)；γ为纤维密度(g/cm3)来转换。
•
b ptex 103 或 (5b-4) pden 9103
•
ptex (59-5p)den
•
Lb
p t ex g
10 3(5-6p)gden
9 10 3
b
Pb A
•
p te x
Pb N tex
pden
Pb N den
•
第一节 纤维的拉伸性质
• •
Lb
Pb N (5g-3)
m
• 式中：σb为纤维的断裂应力(N/mm2或MPa)；Pb为纤维的断裂强力 (N)；A为纤维的横截面积(mm2)；ptex为特数制断裂比强度(N/tex)； pden为旦数制断裂比强度(N/den)；Lb为纤维断裂长度(km)；g为重力 加速度(9.80665m/s2)；Ntex、Nden和 Nm分别为纤维的特数、旦数和公 制支数。
0.4
0.12
强化区
应力 σ (N/mm2=MPa) 比应力 p (N/tex) 负荷 P(N)
屈服点
屈服区
断裂功
300
断裂比功 断裂功充满系数
0.2 Pa
0.06 a Y (y,y)
线性区
试样长度 20 mm 线密度 0.3 tex 纤维密度 1.5 g/cm3
0
0
0 Δla
2
4 Δl 伸长(mm)
•
即 - 曲线在起始段的斜率。
E0
Pa l0
la N tex
第一节 纤维的拉伸性质
• 式中，E0为初始模量(N/tex，N/mm2，MPa，或N/den)。
• 如果拉伸曲线上起始段的直线不明显，可取伸长率为1%左右的一点 来求初始模量，但纤维拉伸前，必须处于伸直状态，即有初张力。
• 初始模量的大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，纤维的初 始模量大，其制品较挺括；反之，初始模量小，制品较柔软。