纺织材料学第二章_植物纤维
纺织材料学(中纺版)教学课件：第二章第二节麻纤维
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一、麻纤维的种类
麻纤维是从各类麻植物取得的纤维的统称。 1、韧皮纤维（软质纤维）：苎麻（中国草）、 亚麻、黄麻、大麻、洋麻等。
2、叶纤维（硬质纤维）：剑麻、蕉麻。
苎麻和亚麻的品质较好，可用于高档纺织品。
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（二）初加工
1. 初加工 目的：从韧皮或叶子中取出纤维,包括剥制、脱胶 脱胶方法：微生物脱胶、化学脱胶。
苎麻横向形态
8பைடு நூலகம்
（2）纵向形态 圆筒形或扁平形，没有转曲，有的有明显 的条纹。
苎麻纵向形态
苎麻纤维结晶度达70％。取向度比棉大。
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2.苎麻纤维的主要性能 （1）纤维规格 20-250mm，最长600mm。宽度20-80µm， 线密度平均5dtex。纤维越长越粗。 （2）强度和伸长 强度天然纤维中最高，伸长较低（常见天然 纤维中最低）。平均强度6.73cN/dtex。伸长率
（2） 细度 亚麻工艺纤维截面约 10-20 根单纤维。越细强 度越高，断头率越低。
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亚麻工艺纤维
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（3）强度 断裂比强度4.4cN/dtex（小于苎麻）。 （4）色泽 好：银白淡黄、灰色；差：暗褐、赤色。 （5）吸湿性 较好。织物4.5h可阴干。 （6）抗菌性 较好。
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思考题
一、名词解释 1、丝光 2、皮辊棉 3、马克隆值 4、品质 长度 二、问答题 １、试述棉纤维的截面和纵面形态，并说明天然 转曲的工艺意义。 ２、棉纤维和麻纤维织物风格如何？主要性能如 何？ ３、什么是工艺纤维，举例说明哪些麻纤维采用 工艺纤维纺纱，哪些采用单纤维纺纱？
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要点： 1. 原棉分级的依据 2. 业务检验项目、唛头标识 3. 长度、细度、强力、成熟度、天然转曲的有 关概念及其与成纱质量的关系 4. 回潮率和含水率的计算 5. 特克斯和公制支数的计算和相互换算 6. 断裂长度 7. 工艺纤维
植物纤维
亚麻工艺纤维
亚麻织物
亚麻织物
（三）黄麻
Jute
产地：生长于亚热及热带，有圆果种、长果种 形态：长1~2.5mm，宽10~20um 多边形截面，有中腔 公定回潮率: 14%
黄麻绳索
黄麻产品
（四）汉麻（工业用大麻） 形态：长16~20mm, 宽18um，纵向有裂 纹和微孔与中腔相连 性能：抗菌、抗静电、
主链价键: 1,4 甙键 官能团: 三个羟基， 甙键 空间构型: 椅式结构
2. 形态结构:
外皮 由蜡质、脂肪和果胶组成 初生层 棉纤维横截面 次生层 中腔 初生胞壁 S1 S2 S3 由网状原纤组成
棉纤维横、纵向
截面结构
双边结构: 棉纤维干涸后，次生胞壁的各个部位在 断面结构上有显著不同的现象.
3)按原棉色泽分
白棉: 正常成长、吐絮的棉花
主要纺织原料，洁白、乳白或淡黄色
白色棉 黄棉: 受霜冻的棉
灰棉: 产自多雨地区
彩色棉：棕、绿、红、黄、蓝、紫、灰
彩棉
纯棉织物 Cotton fabric
(二)棉纤维的形态及结构
1.化学组成
纤维素(94%), 多缩糖(0.9%),蛋白质(1%),脂肪与脂腊质 (0.6%),水溶性物质(3.3%) 灰分(1%) 纤维素单基: β－葡萄糖剩基,
剑麻 Sisal
剑 麻
剑 麻
剑麻产品
二
蕉麻
马尼拉麻、菲律宾麻 产于热带、亚热带， 工艺纤维长1~3米 工艺纤维: 半脱胶的束状 纤维，经梳理加工制成的 适合于纺纱工艺要求的麻 纤维
三 菠萝叶纤维 （凤梨麻） Pineapple
凤梨麻工艺品
椰子纤维
实验
纤维细度测试 天然纤维: 白棉、彩棉、羊毛 化学纤维：粘胶、涤纶、腈纶、氯纶 两人一组，天然纤维任选一种，化学纤维任选一种， 报给课代表。 纺织纤维鉴别 棉、羊毛、麻、涤纶、腈纶、锦纶
纺织材料学第二章_植物纤维
（1）品级 细绒棉——1-7级，3级为标准级，1-5级为纺用棉，
7级以下为级外棉。 长绒棉——1-5级 品级评定依据： 成熟度、色泽特征、轧工质量
评定方法：实物标准结合文字标准（品级条件）
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实物标准 (每年更新)
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文字标准
皮辊棉
锯齿棉
品级
籽棉
成熟程度 色泽特征 轧工质量 成熟程度 色泽特征 轧工质量
一级
早、中期优质 白棉，棉瓣肥 大，有少量一 般白棉和带 淡…
二级
早、中期好白 棉，棉瓣大， 有少量轻雨锈 棉和个别半僵 棉瓣，杂质少
. . .
成熟好
色洁白或 乳白，丝 光好，稍 有淡黄染
成熟正常
色洁白或 乳白，有 丝光，有 少量淡黄 染
黄根、杂 质很少
成熟好
色洁白或 乳白，丝 光好，微 有淡黄染
索丝、棉 结、杂质 很少
单丝光：用纯棉纱织成布后，将布进行丝光后 处理。
双丝光：纱线经丝光后织成布，再将布进行丝
光处理。
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（3）酸的作用：不耐酸（遇强酸水解或发生酯化反 应）,利用该性质可生产涤棉烂花布。
涤棉烂花布：涤棉包芯纱（涤棉混纺纱）织物通 过与有花纹的酸滚筒接后制得的半透明织物。
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（4）氧化剂的作用：氧化剂会使纤维素发生降解 破坏，特别在碱性条件下更严重。（氧化性漂白的 条件控制） （5）微生物的作用：不耐霉菌，霉变后强力下降。 （6）染色性：染色性好，可用多种染料进行染色。 （7）耐热性：150度以上，纤维素热分解会导致强 力下降。
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1.长度 （1）长度分布
随机取出一束纤维试样，其中各根纤维的长度 都是不相等的、长短不齐的。可用棉纤维的自然长 度排列图和长度-重量分布曲线直观地表达。
纺织材料学课件第二章_植物纤维(棉)
（3） 截面结构 棉纤维的截面由外至内主要由表皮层、初生
层、次生层和中腔四个部分组成。
棉纤维结构示意图
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表皮层：影响表面性质
（1）棉蜡、果胶和脂肪组成。
（2）具有防水和润滑作用，使棉 纤维具有良好的适宜于纺纱的表 面性能，但棉腊会影响染整加工， 应在染整加工前将其去除。
初生层：约束和保护作用
（3）转曲期：棉纤维干涸后，胞壁产生扭转， 形成不规则的螺旋形，称为天然转曲。
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“天然转曲”的成因：纤维素以螺旋状原纤形 态一层一层沉积，螺旋方向有左也有右，在纤维 的长度方向反复改变，当纤维干涸后，胞壁产生 扭转，形成“天然转曲”。
天然转曲使棉纤维具有一定的抱合力，有利 于纺纱工艺的进行和成纱质量的提高。
称。（有时亦做为棉植物、棉植物开的花的名称） 剥桃棉——从非自然开裂的棉铃中剥取的棉花。
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（一）棉纤维的分类
1.按品种分类
（1） 细绒棉（陆地棉）：原产于美洲大陆。种植量占98% 以上，产量高。长度：23-32mm；细度：0.14-0.22tex；强 度：2.94-4.4cN/根。(1N=100cN) 纺厂主要原料 （2） 长绒棉（海岛棉）：原产于美洲西印度群岛，又细又 长又结实的棉花，我国新疆盛产长绒棉。长度：33-75mm； 细度：0.09-0.14tex；强度：3.9-4.9cN/根。高档棉产品原料。 （3）粗绒棉（亚洲棉）：原产于印度，纤维粗短只能纺粗 特纱，产量低，纺织价值低，已趋淘汰。长度：15-24mm； 细度：0.25-0.4tex；强度：4.4-6.9cN/根。 （4）草棉（非洲棉）：纤维粗短，停止种植。
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（4）氧化剂的作用：氧化剂会使纤维素发生降解 破坏，特别在碱性条件下更严重。（需注意氧化性 漂白的条件） （5）微生物的作用：不耐霉菌，霉变后强力下降。 （6）染色性：染色性好，可用多种染料进行染色。
东华大学纺织材料学2
主链上原子链弹性好，链节易绕主轴旋转， ∴柔曲性↑； 侧链较少，链节易绕主轴旋转，∴柔曲性↑ 主链四周侧基分布对称，链节易绕主轴旋 转，∴柔曲性↑； 侧基间（大分子间）作用力较少，链节易 绕主轴旋转，∴柔曲性↑； 温度↑，内旋转加剧，大分子链柔曲性↑。
盐式键
能量1.3～10.2千卡/克分子距离2.3～3.2A 与温度有关
大分子侧基（或部分主链上）极性基团之间的静电吸引力（如－NH， －COOH，－OH，－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。
重量结晶度：纤维内结晶区的重量占纤维总重量的百分率。 体积结晶度：纤维内结晶区的体积占纤维总体积的百分率。
晶区特点
1)大分子链段排列规整 2)结构紧密，缝隙，孔洞较少 3)相互间结合力强，互相接近的基团结合力饱和 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↓。
1)定义：指大分子或链段等各种不同结构单元 包括微晶体沿纤维轴规则排列程度。 Highly oriented: large proportion of polymer chains are aligned with the fiber axis 结晶与取向是两个概念，结晶度大不一定取向度高，取向应包括微晶体的取向。除了卷绕丝，一般说来，结晶度高，取向度也高。
1、结晶 Crystallinity （1）结晶区：纤维大分子有规律地整齐排列的区域。 （2）结晶态：纤维大分子有规律地整齐排列的状态。 （3）结晶度：纤维内部结晶区占整个纤维的百分率。 （4）非晶态：纤维大分子无规律地乱排列的状态。 （5）非晶区：纤维大分子无规律地乱排列的区域。 Crystalline regions: adjacent polymers are packed with spatial order Amorphous regions: no spatial order
纺织材料学-植物纤维
国家标准GB 1103-2007 《棉花 细绒棉》
原棉标志：为了交接和使用上的方便，每批原 棉在品级和手扯长度确定后，要把 他们以代号的形式刷在棉包上，称 为原棉标志。
长绒棉纤维自然长度排列图（拜式图）
N ; W ; S
n(l); w(l); s(l) dl
连续函数 n(l); w(l); s(l)
分组直方图
N ; W ; S
纤维自然长度排列图(拜式图)
l
纤维长度分布示意图
纤维长度分布示意图
棉纤维长度对成纱质量的影响：
纤维长度越长，成纱强度越大。 在保证成纱强度的前提下，纤维长度越 长，成纱的极限细度越细。 纤维长度越长，长度整齐度越好，细纱 条干均匀度越好，成纱表面越光洁。
长绒棉（又称海岛棉）
原产于南美和北美东南沿海岛上。
长度：33 ~ 75 mm 细度：6500 ~ 8500 公支 中段线密度：0.9 ~ 1.4 dtex（13~15μm） 单纤维强度：3.3 ~ 5.5 cN/dtex （Lp：33~40 km） 可纺纱细度：10tex 以下
毛条（纤维条） 梳片
· · · 第2次 第1次
第i次
10mm
10mm 3mm <5mm
梳片式长度测量原理图
N ; W ; S
n(l); w(l); s(l) dl
连续函数 n(l); w(l); s(l)
分组直方图
N ; W ; S
纺织材料学(中纺版)教学课件：第二章第二节麻纤维
麻纤维是一种重要的天然纤维，具有独特的特点和广泛的应用领域。本节课 将介绍麻纤维的来源、分类、结构与性质，以及纺制加工和发展趋势。
麻纤维概述
来源
麻纤维主要来自亚麻、苎 麻和黄麻等植物的茎皮。
分类
根据麻纤维的纤维形态和 性质，可以分为亚麻、苎 麻和黄麻等不同品种。
2 发展趋势
随着环保意识的增强和技术的进步，麻纤维的发展前景越来越广阔。
3 未来发展方向
麻纤维的未来发展方向是提高纺纱技术和改进纺织工艺，开发出更多高附加值的应用产 品。
纺纱技术
麻纤维可通过湿法纺纱和干 法纺纱等技术进行加工，用 于制作纺织品。
织造技术
麻纤维适合采用平纹、斜纹 和块格等织造方法，可制作 服装、家纺和工艺品。
应用领域
麻纤维广泛应用于服装、家 居用品、工业品和纺织工艺 等领域。
麻纤维的发展与前景
1 国内外市场现状
麻纤维在国内外市场上受到广泛关注，具有较大的发展潜力。
特点
麻纤维具有高强度、耐热 性好、吸湿透气等特点， 是一种理想的纺织原料。
麻纤维的结构与性质
1
物理性能
2
麻纤维具有高度的吸湿性和透气性，
能迅速散发人体热量和汗液。
3
化学成分
麻纤维的主要化学成分是纤维素，含 有少量的韧皮质和木质素。
力学性能
麻纤维的强度高，抗拉强度和耐磨性 良好，但柔软度较差。
麻纤维的纺制加工与应用
纺织材料学 (于伟东-中国纺织出版社) 纤维
1.纤维：指长宽比在103数量级以上，粗细为几微米到上百微米的柔软细长体，有连续长丝和短纤维之分。
2.纺织纤维分类：天然纤维和化学纤维天然纤维：由自然界直接取得的纤维（植物纤维，动物纤维，矿物纤维）化学纤维：用天然的或合成的高聚物以及无机物为原料，经过人工加工制成的纤维状物体，通称为化学纤维（再生纤维：黏胶纤维合成纤维）棉纤维3.棉纤维生长分为三期：伸长期，、加厚期，转曲期横截面：腰圆形，有空腔纵向：呈不规则的沿长度方向不断改变的螺旋形转曲。
成熟度：纤维胞壁的加厚程度，用成熟度系数M表示4.棉纤维的主要组成物质及化学性质纤维素占93-95（%）化学结构式：（C6H10O5）n，n=6000~11000化学性质：耐碱不耐酸二、棉纤维的分类一）按棉花种类分长绒棉（海岛棉）：长度：33~45mm，细度小于1.43 dtex细绒棉（陆地棉）：长度：23~33mm，细度1.43~2.22 dtex粗绒棉：纤维粗短，品质较差。
（二）按棉花初加工分：1、锯齿棉：采用锯齿轧棉机轧得的原棉。
特点：含杂、含短绒少2、皮辊棉：采用皮辊轧棉机轧得的原棉。
特点：含杂、含短绒多；麻纤维纤维分类：苎麻、亚麻、大麻、黄麻、二、纤维形态纵向形态：纵向平直，有竖纹横节。
横向截面：苎麻：扁圆形，有中腔，胞壁上辐射状条纹。
亚麻：多角形。
主要组成物质纤维素耐碱不耐酸三、性能：吸湿性很好（W K=12-13%）；强度高（是棉的两倍），湿强大于干强毛纤维一、1.羊毛的形态结构：同质毛：导向毛细，与簇生毛细度、长度差异小。
质量好。
异质毛：导向毛与簇生毛细度、长度差异大，质量差。
截面形态：由表皮层、皮质层和髓质层组成。
纵向形态：表面覆盖有鳞片层2.羊毛的性质羊毛纤维大分子由20多种氨基酸组成，分子结构中以—CONH---基团为主价键。
羊毛化学性质：耐酸不耐碱羊毛的特有性质：摩擦性能和缩绒性缩绒性：当羊毛在热湿条件及化学试剂作用下，经外力揉搓，挤压，纤维发生相互间滑移，纠缠，咬合，使织物收缩形成紧密的毡片，这种现象称为缩绒。
纺织材料学(于伟东-中国纺织出版社)课后答案
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。
纺织材料学课件第二章_植物纤维(麻)
二、各种韧皮纤维的性质 （一）苎麻
最早利用苎麻的是4700年前的中国人，所以 苎麻又称中国草，我国产量占世界90％以上。
6
1.苎麻纤维的形态结构 纤维细长，两端封闭，有胞腔。
（1）横截面形态 椭圆形或腰圆形，有中腔，胞壁上有裂纹。
苎麻横向形态
7
（2）纵向形态 圆筒形或扁平形，没有转曲，有的有明显
单纤维长度(mm) 20 ~250
断裂强度(cN/tex) 60 ~70
断裂伸长率(%)
2~4
（3）初始模量 初始模量大，刚硬，抱合力小，纱线毛羽多。
（4）弹性 弹性差，织物易起皱且褶皱不易恢复; 强度大但
伸长低，故断裂功小，因而耐磨性较差。
（5）光泽 苎麻是麻纤维中品质最好的，脱胶后色白
且有真丝般的光泽。
苎麻原麻
脱胶后的苎麻纤维 （称精干麻）
（6）吸湿性
吸、放湿性能非常好。润湿的苎麻织物3.5 小时即可阴干（棉织物需6小时）。 （7）耐酸碱性
的条纹。
苎麻纵向形态
苎麻纤维结晶度达70％。取向度比棉大。
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2.苎麻纤维的主要性能
（1）纤维规格 20-250mm，最长600mm。宽度20-80µm，线
密度平均5dtex。越长的纤维越粗。 （2）强度和伸长
强度在天然纤维中最高，伸长较低（常见天然纤
维中最低）。平均强度6.73cN/dtex。伸长率3.77%。 湿强高于干强20% -30%。
麻原茎、选茎、脱胶、干燥、入库养生、碎茎、 打麻、打成麻。
入库养生：指制麻前，对含水率过低的干茎、 采取人工增加湿度的方法，使之达到标准的回潮 率，并保持一定的时间。 碎茎：打麻前把经过养生的干茎压碎，使麻 茎的木质部勺韧皮纤维赂呈分离状态。 打麻：经过碎茎的干茎，用机械弹打方法，把 纤维中麻屑及夹杂物质打净，提取可供纺织利用 的亚麻纤维。所得的亚麻纤维一般称打成麻。
东华大学2010纺织材料学_真题名词解释_答案
20101.分子的内旋转与分子构象：分子的内旋转：大分子链中的单键在能绕着它相邻的键按一定键角旋转。
分子构象：分子链由于围绕单键内旋转而产生的原子在空间的不同排列形式。
（？）2.相对湿度和预调湿：相对湿度：指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。
预调湿：对纤维材料进行（45±2）℃的预烘，此烘干过程称为预调湿。
3.差微摩擦效应与毡缩性：差微摩擦效应：羊毛纤维特有的现象即顺鳞片摩擦的摩擦系数小于逆鳞片摩擦系数，△μ=μ逆-μ顺＞0，用δ表示：δ=2x（μ逆-μ顺）/（μ逆+μ顺）= △μ/。
毡缩性：羊毛纤维在湿热或化学试剂作用下，经机械外力反复作用，纤维集合体逐渐收缩紧密并相互穿插纠缠，交编毡化的特性。
4.浸润的滞后性与平衡态浸润：浸润滞后性：指固体表面第一次浸润和第二次浸润间存在的差异，且第一次浸润角恒大于第二次浸润角。
平衡态浸润：纤维的浸润是指纤维与液体发生接触时的相互作用过程，这一过程中达到平衡不变的液体形状的浸润，称为平衡态浸润。
5.复合纺：利用两种或两种以上不同性状的单纱或长丝束加工成一根纱线。
6.织物结构相和织物组织：织物结构相：织物中经纬纱线相互交织呈屈曲状态的构相，一般由经纱屈曲波高与纬纱屈曲波高的比值来决定。
织物组织：机织物中经纬纱线相互交织的规律和形式。
7.织物的耐热性及热稳定性：在热作用下，织物形态稳定，无过大的变形或软化，强度和模量无明显下降，化学性能稳定，无明显分解和挥发；在低温环境下不脆化，不龟裂损伤，柔软可用。
附：纺织材料学------纺织基础知识第一章绪论第二章天然纤维素纤维第三章天然蛋白质纤维第四章化学纤维第五章纺织材料的吸湿性第六章纤维材料的机械性质第七章纤维材料的光学、电学性质第八章纱线结构与性能第九章织物的基本结构参数、基本性质第一章绪论1.1 特点 1.2 研究内容1.3纺织纤维的分类（普通纤维）1.4 纱线的分类 1.5 织物分类 1.6 纺织材料的发展内容提要：本课程的地位、性质、特点、基本内容，纺织材料的概念及简要分类。
第二章 天然纤维素纤维
天然纤维素纤维1 原棉2 麻纤维内容提要：天然纤维素纤维（棉、麻）的分类；形态结构特征；主要性能的概念、指标，检验方法。
重点难点：重点的形态结构和指标。
指标体系及表述是难点。
解决方法：建立清晰的概念，讲课速度放慢一些，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。
——天然生成，以纤维素为主要组织物质的纤维。
——也叫植物纤维，本章主要介绍棉、麻两大类。
第一节原棉原棉——供纺织厂作纺纱原料等用的皮棉。
皮棉——籽棉经轧棉机加工，除去棉籽所得的纤维。
籽棉——从棉铃中拾取的带籽的棉瓣。
衣分（率）——皮棉重量占籽棉重量的百分率。
剥桃棉——从非自然开裂的棉铃中剥取的棉花。
棉花——棉植物种子上的纤维，籽棉和皮棉的统称。
（有时亦做为棉植物，棉植物开的花的名称）一、原棉的种类棉花在植物学上为：被子植物门，双子叶植物纲，锦葵目，锦葵科，棉属。
棉属植物很多，但在纺织上有经济价值的裁培种目前只有四种。
是一年生草本植物，多年生木本植物的木棉，目前主要用作纺织填料，救生圈、衣类的浮力材料。
（一）按棉花的品种分1、亚洲棉（亦叫中棉）：是中国利用较早的天然纤维之一，已有2000多年，因纤维粗而短，又称粗绒棉，为一年生草本植物。
种植面积很少，基本作为种子源保留。
2、非洲棉（草棉）：也是粗绒棉，主体长度16~25mm，平均宽度20~25mm，细度0.25~0.4tex。
3、陆地棉：纤维长而细，又称细绒棉，它产量较高，纤维长，品质好，是世界上的主要裁培种，我国的种植量占棉田总面积的95%。
主体长度23~33mm，平均宽度18~20μm，细度0.15~0.2tex。
4、海岛棉：纤维特别细长，又称长绒棉。
是棉纤维中品质最好的，可纺很细的纱，生产高档织物或特种工业用纱。
为世界次要裁培种，主体长度30~60mm，平均宽度14~17μm，细度0.12~0.14tex。
（二）按棉花的初步加工分1、皮辊棉：用皮辊式轧棉机加工的皮棉。
--纺织概论-第二章纺织材料
细毛、半细毛：50-100 粗毛、半粗毛：50-200
（2） 化学纤维的长度 人工制造，可根据需要而定。
长丝：可无限长； 短纤维：等长或不等长。
棉型化纤：30-40 mm 用棉纺设备纺纱 纯纺或混纺 毛型化纤：70-150 mm 用毛纺设备纺纱 纯纺或混纺 中长纤维：51-65 mm 用棉纺或化纤专纺设备纺纱 仿毛织物
三、纺织纤维的基本结构
纤维结构——
❖ 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 ❖ 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
纤维的内部结构层次
大分子 基原纤
<10 Å 10 -30Å
Gk ——纤维或纱线在公定回潮率下 的重量，称为标准重量（g） L ——纤维或纱线长度（m）
（3）公制支数 Nm ——常用于棉纤维 在公定回潮率下，重量1克的纤维或纱线所具有的长度米
数。
Gk ——纤维或纱线在公定回潮率下 的重量，称为标准重量（g） L ——纤维或纱线长度（m）
英制支数Ne——在公定回潮率9.89％时，一磅重的棉纱线所具 有的长度的840码的倍数。
3. 纤维的长度
纤维长度：一般指伸直长度，即纤维伸直而未伸长时两端的距 离。
纤维长度与成纱强度、可纺纱的细度、纺纱工艺参数及 生产效率、纱线的均匀度都有密切关系。纤维越长，成纱 强度越高，可纺纱支越细，毛羽少，纱线条干好。 自然长度：纤维在自然伸展状 态下的长度。
（例：毛丛长度）
（1） 天然纤维的长度 随动物植物的种类、品系及生长条件而不同。
0.4~0.5 3.5~0.5 4.2~4.5 1.2~2.0 4.5~5.0
《纺织材料学》应知应会
《纺织材料学》应知应会第1章绪论1.1纺织材料的概念。
纺织材料的分类，包括纤维、纱线和织物三个方面。
（熟练掌握）1.2 纺织纤维的结构概述（了解）第2章植物纤维2.1 我国棉花品种及分类、棉纤维生长发育、棉纤维形态结构。
（熟练掌握）2.2 棉纤维性质----长度（巴布长度、豪特长度）、细度、集中性指标和离散性指标、成熟度、强力、天然转曲。
（熟练掌握）棉纤维性质对成纱质量的影响（掌握）2.3 麻纤维的种类。
麻纤维形态结构。
简介苎麻、亚麻和汉麻纤维的性能（工艺纤维）。
（理解）第3章动物纤维3.1 绵羊毛的品种和质量概况。
毛纤维形态结构及其类型（熟练掌握）。
3.2 毛纤维性质----长度（巴布长度、豪特长度）、细度（含直径与tex换算）、卷曲（双侧结构）、摩擦和缩绒。
（熟练掌握）3.3 蚕丝品种。
蚕丝形成过程及其形态结构。
简述蚕丝纤维的性质（丝的抱合性，绢纺原料）。
（掌握）第4章化学纤维4.1 化学纤维的分类和命名（差别化纤维，功能性纤维，无机纤维）。
（熟练掌握）4.2 成纤高聚物特征（选）和化学纤维制造概述（通过加工过程介绍引入相关概念：消光、有色、纳米、抗静电、复合、异形、中空、变形、切断等名词）。
化学纤维性质----长度、细度、强力、卷曲等。
（掌握）4.3 几种常用化学纤维的特性----粘胶纤维、涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶和氨纶等。
（掌握）第5章纺织材料的吸湿性5.1 吸湿指标及常用术语:回潮率、含水率、公定重量、公定回潮率、混纺纱公定回潮率、湿重混纺比计算、调湿、预调湿。
（熟练掌握）5.2 纤维吸湿现象和吸湿机理。
纤维内部分子结构、纤维的比表面积、纤维表面伴生物含量及性质与吸湿的关系。
（熟练掌握）5.3 吸湿平衡与吸湿平衡回潮率、吸湿等温线、吸湿等湿线、吸湿滞后性。
（熟练掌握）5.4 纤维吸湿对纺织材料性能的影响----重量、形态尺寸、强伸度、密度、热学性质、电学性质与光学性质等的变化规律。
纺织材料学 于伟东版 2植物纤维
C级
C1 C2
B A
LC
LC
中段切断称重法示意图
基本原理：切取棉纤维中间一段（L=10cm）并称重， 再计数纤维的根数后，计算获得纤维的细度值。
正常成熟的棉纤维： 强力大 转曲多 有丝光、光泽好 细度适中 除杂效果好 成纱强力高、质量好 染色性能好等
成熟度系数M ------指棉纤维中段截面积恢复成圆形后， 相应于双层壁厚与外径之比的标定值。
一般：成熟度系数M为1.7~1.8时为最好
M为1.5~2.0时为正常
原棉的杂质 ------指原棉中夹杂的非纤维性物质。 包括：泥沙、枝叶、铃壳、棉籽、 虫浆、虫屎等。
原棉的疵点 ------指原棉中存在的有害于纺纱的纤维性物质。 包括：索丝、棉结、软籽表皮、黄根、带纤维 籽屑等 。
HVI High volume instrument 的缩写，即大容量棉花纤维测 试仪。 由美国Spinlab生产的纤维照影仪。 是对棉花性质进行综合评定及分等分级检验的仪器。可以 检测棉纤维长度、长度整齐度、短纤维指数、强力、伸长 率、马克隆值、色泽等级、杂质，以及成熟度等，目前在 棉花生产、贸易及纺织工业领域里广为应用。 使用HVI在棉花产地进行仪器化公证检验替代传统的人工检 验，也是我国棉花质量检验体制改革的一项内容 。截止 2009年全国纤维检验系统已建成80余家实验室，基本覆盖 了我国长江、华北、西北棉产区。
I0 输入 光强
I 输出 光强 扇形 透镜
钳口线 上透镜 钳口线 3.81mm
3.81mm
光电管
试样
I0 I I0
植物的纤维与纺织材料研究
植物的纤维与纺织材料研究近年来，随着环境保护与可持续发展的需求日益增长，人们对于植物纤维与纺织材料的研究越发重视。
植物纤维作为一种天然、环保的材料，具有许多独特的特性和应用潜力。
本文将对植物纤维与纺织材料的研究进行探讨，介绍其种类、特性以及潜在的应用。
一、植物纤维的种类植物纤维根据来源的不同，可以分为种子纤维、茎纤维和叶纤维。
种子纤维主要指的是棉花，其纤维呈细长形状，具有柔软、吸湿性好等特点，广泛用于纺织业。
茎纤维包括亚麻、大麻和剑麻等，这些纤维的长度较长，具有高强度、耐磨性以及抗菌性等优点，被广泛用于纺织品和复合材料的生产。
叶纤维包括丝兰、菠萝等，这些纤维通常使用在手工艺品和纺织品上。
二、植物纤维的特性植物纤维具有许多优良的特性，使其成为纺织材料的理想选择。
首先，植物纤维来源广泛，生产成本相对较低，可以满足大规模生产的需求。
其次，植物纤维具有良好的生物降解性和可再生性，对环境的影响较小。
此外，植物纤维具有良好的抗静电性能、吸湿性和透气性，使得纺织品更加舒适并具有良好的保温性能。
最重要的是，植物纤维可以通过化学处理和改性来改善其性能，扩大其应用领域。
三、植物纤维的应用植物纤维广泛应用于纺织品、地毯、造纸、建筑材料以及生物医药等领域。
在纺织品方面，种子纤维的代表——棉花，以其柔软、透气的特性，成为了制作T恤、床上用品等各种日常用品的首选材料。
茎纤维如亚麻和大麻则常用来制作衬衫、裙子等高档面料，因其具有良好的透气性和吸湿性。
植物纤维还可用于制作地毯，其耐磨性和抗菌性能使得地毯在使用过程中更加耐用和卫生。
此外，在建筑材料领域，植物纤维也被应用于制作墙板、屋顶和隔热材料等，以其优异的性能为建筑提供了更多的选择。
四、植物纤维的研究进展植物纤维的研究一直处于不断发展的阶段。
目前，学者们正致力于改善植物纤维的加工性能、增加其附加值以及探索新的应用领域。
例如，通过纳米技术的应用，可以改善植物纤维的柔软度和抗菌性能。
纺织材料学(于伟东-中国纺织出版社)课后问题详解
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。
纺织材料学植物纤维
纺织材料学植物纤维引言纺织材料学是研究纤维材料的性能及其在纺织品制造中的应用的学科。
而植物纤维则是一类重要的纤维材料，广泛应用于纺织品、纸张、建筑材料等领域。
本文将介绍植物纤维的基本概念、分类、特性以及常见的应用。
植物纤维的分类植物纤维主要可分为天然植物纤维和人造植物纤维两大类。
天然植物纤维天然植物纤维是指从植物中提取的原生纤维，常见的包括棉花、麻类、大麻、披肩、毛巾、葛根等。
其中，棉花是世界上应用最广泛的天然纤维之一，具有柔软、吸湿性好、透气性好等特点。
麻类纤维则以亚麻纤维最为常见，其具有强度高、耐热性好、不易变形等特点。
人造植物纤维人造植物纤维是指通过化学处理将天然植物纤维转化为纺织原料的纤维。
常见的人造植物纤维包括人造棉纤维、人造麻纤维、人造葛根纤维等。
人造植物纤维通过改良原始纤维的特性，可以扩大其应用领域及功能。
植物纤维的特性植物纤维具有以下特性：1.强度高：植物纤维通常具有较高的强度，使其在纺织品制造中能够承受一定的拉力。
2.吸湿性好：植物纤维具有良好的吸湿性，可以吸收人体的汗液，保持舒适的穿着感。
3.透气性好：植物纤维纺织品具有良好的透气性，可以使空气循环，保持皮肤的透气性。
4.舒适性好：植物纤维纺织品质地柔软，触感舒适，适合直接接触皮肤。
5.环保性好：植物纤维来源于自然界的植物，对环境友好，不会产生过多的污染。
植物纤维的应用植物纤维广泛应用于纺织品、纸张、建筑材料等领域。
纺织品植物纤维在纺织品领域中有着重要的地位。
例如，棉纤维可用于制作T恤、床上用品、牛仔裤等。
而亚麻纤维则常用于制作夏季服装、餐巾等。
纸张植物纤维通常也是制作纸张的重要原料之一。
例如，木质纤维可用于制作书籍、报纸、纸巾等。
建筑材料植物纤维也被广泛应用于建筑材料领域。
例如，竹子常用于制作家具、地板、桥梁等。
结论植物纤维是一类非常重要的纤维材料，具有较高的强度、良好的吸湿性、透气性和舒适性。
它们广泛应用于纺织品、纸张、建筑材料等领域，对于人们的生活起着重要作用。
纺织材料学课件第二章_植物纤维(麻)
（五）罗布麻 罗布麻又名野麻、泽漆麻。因在新疆的罗布
平原生长极盛而得名。几乎只分布在新疆的塔 里木河和孔雀河沿岸。
罗布麻是一种野 生植物，资源极为丰 富，它的根和叶有药 用价值，而且其纤维 织物具有保健作用， 除医药品外开发其产 业用纺织品前景广阔。
22
部分麻纤维的物理性能
物理性能
苎麻
单纤维细度（µm） 30 ~ 40
标价：19860元。 “这是什么面料做的?看上去如此高贵典雅，手感这般滑爽！价格定得这 么高……”参观者议论。它是什么面料做的？周国泰说：“这是一种新的面料， 它是用大麻纤维做成的，大麻纤维至少在95%以上，可称纯麻产品。” 自古以来，大麻，都是用来搓麻线纳鞋底、织麻袋、做麻绳的，能做成这 样柔软的面料？凭手感，细度、强力、柔软度，不亚于棉、丝绸、羊绒啊！真 是大麻做的吗？不可思议。 就连日本、德国等长期从事大麻开发的几位专家也不大相信，把产品带回 国去用DNA技术检测后，才心服口服。 面对人们疑问的目光，周国泰作出肯定的回答。他说：“大麻纤维，经棉 型化技术处理，各项品质指标都能达到棉花纤维的性能，可以做成服装面料， 还可以与棉、毛、丝、羊绒、化纤等纤维进行混纺，在保留了大麻纤维纺织品 挺括、凉爽、吸湿散湿快等优点的同时，手感外观可以保持麻型风格、也可以 实现滑、挺、爽的夏季面料风格、还可以实现滑糯柔软类似羊绒面料的风格， 而且染色性能很好，不掉色。”
耐碱不耐酸（但耐酸碱性比棉强些），耐 海水侵蚀，抗霉和防蛀性好。
（8）耐热性 耐热性好于棉，200度时纤维开始分解。
（9）染色性 容易染色。容易得到比亚麻丰富的颜色。
3.苎麻的应用 夏季服装面料（纯纺或混纺）、工艺品、袜子等。
（二）亚麻 亚麻分纤维用、油用和油纤兼用三类。 我国产量居世界第二位。
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维扯下来，通过一片固定的刀片来分离纤维与棉籽。 ）
6
锯齿棉和皮辊棉的特点：
特点
锯齿棉
皮辊棉
外观形态
松散
薄片状
长度 杂质、疵点 加工效率
主体长度较短， 主体长度较长， 短绒含量较低 短绒含量较高
含杂低，棉结束 含杂高，黄根多
丝多
加工效率高
加工效率低
适宜加工品种 细绒棉
剥桃棉——从非自然开裂的棉铃中剥取的棉花。
4
（一）棉纤维的分类
1.按品种分类
（1） 细绒棉（陆地棉）：原产于美洲大陆，占总种植面积 98%以上，产量高。长度：23-32mm；细度：0.15-0.2tex； 单纤强度：2.94-4.4cN/根。(1N=100cN) 纺厂的主要原料 （2） 长绒棉（海岛棉）：原产于美洲西印度群岛，又细又 长又结实的棉花，我国新疆盛产长绒棉。长度：33-75mm； 细度：0.12-0.14tex；强度：3.9-4.9cN/根。是高档棉纺产品 的原料。 （3）粗绒棉（亚洲棉）：原产于印度，纤维粗短只能纺粗特 纱，产量低，纺织价值低，以趋淘汰。长度：15-24mm；细 度：0.25-0.4tex；强度：4.4-6.9cN/根。 （4）草棉（非洲棉）：纤维粗短，停止种植。
约95%。
纤维素的化学结构：
纤维素分子式：
n：6000-15000
伴生物：蜡质、糖份、果胶、灰分，占5%左右
20
2. 化学性质
棉纤维密度为1.53g/cm3； 弹性棉纤维的弹性较差，伸长3％时 的回复率为64％ 。因此棉织物容易皱。
21
（1）吸湿性 棉纤维不溶于水，但会膨胀。纵向:1%-2%； 横向：40%-45%（织物变厚导致缩水）。 可用以含水率或回潮率表示(多用回潮率)。
（2）加厚期：细胞壁由外向里逐日螺旋淀积纤维素，最 后留有中腔，与成熟度有关。（35-55天）
（3）转曲期：棉纤维干涸后，胞壁产生扭转，形成不规 则的螺旋形，称为天然转曲。
一定条件下形成“短绒”、“不孕籽”。
影响棉纤维长度的因素： 品种、生长条件、后加工。
9
2.棉纤维的形状特征 （1） 纵向形态：
（2）具有防水和润滑作用，使棉 纤维具有良好的适宜于纺纱的表 面性能，但棉腊会影响染整加工， 应在染整加工前将其去除。
初生层：约束和保护作用
纤维的初生细胞壁，由 网状原纤组成。对棉纤维 整体起约束和保护作用。
16
次生层：纤维主体，决定主要的物理机械性质 （1）棉纤维在加厚期淀积而成的部 分，几乎都是纤维素。
第二章 植物纤维 －－天然纤维素纤维
第一节 棉纤维 第二节 麻纤维
内容提要： 棉纤维的分类；形态特征及其主要性能特点； 各类麻纤维的形态特征及主要性能特点； 主要性能指标及检验方法；
2
第一节 棉纤维 (cotton fiber)
棉纤维来自于棉花的种子，属于种子纤维，其 生长及获取过程如下:
开花 （白→淡黄→红→褐）
11
（2） 横向形态： 腰圆形有中腔。
正常成熟
棉纤维的横向形态
12
未成熟的棉： 截面形态及扁、中腔较大
过成熟的棉： 截面呈圆形、中腔很小的
13
（3） 截面结构 棉纤维的截面由外至内主要由表皮层、初生
层、次生层和中腔四个部分组成。
棉纤维结（1）棉蜡、果胶和脂肪组成。
含水率M －－纺织材料中所含的水分重量对纺织
材料湿重的百分比。
M Ga G0 100(%) Ga
Ga——纺织材料湿重；G0——纺织材料干重。
22
回潮率W －－纺织材料中所含的水分重量对纺织
长绒棉、低级棉、 留种棉
7
3. 按色泽分
（1）白色棉：有白棉（纺织原料，正常成熟）、 黄棉（霜冻影响）、灰棉（雨水、气温影响）。 （2）彩色棉：天然生长的非白色棉花，有称有 色棉。产品不用染色，无污染。
8
（二）棉纤维的生长发育与形态特征
1、棉纤维的生长发育
整个棉纤维的形成过程可分为三个时期:伸长期、加 厚期、转曲期。 （1）伸长期：主要增长长度而胞壁极薄，形成有中腔的 细长薄壁管状物。（16-25天）
（2）纤维素逐日淀积一层形成了棉 纤维的日轮。
（3）与棉纤维的成熟度、天然转曲 有关。（纤维素以束状小纤维的形态
与纤维轴倾斜呈螺旋形,在纤维长度方 向上有左有右，使得棉纤维有天然转 曲。）
日轮
中腔：影响颜色、保暖性等 （1）纤维停止生长后，胞壁内遗留下来的空隙。
同一品种的棉纤维，外周长大致相等，次生层 厚时中腔就小，次生层薄时中腔就大。 （2）含有少量原生质和细胞核残余，对棉纤维的 颜色有影响。
具有天然转曲的扁平带状。
纵向形态（正常成熟）
10 10
成熟度低的棉: 薄带状、没有或很少转曲
过成熟的棉: 呈棒状，转曲少见
“天然转曲”的成因：纤维素以螺旋状原纤形 态一层一层沉积，螺旋方向有左也有右，在纤维的 长度方向反复改变，当纤维干涸后，胞壁产生扭转， 形成“天然转曲”。
天然转曲使棉纤维具有一定的抱合力，有利于 纺纱工艺的进行和成纱质量的提高。
棉铃或棉桃
吐絮
采摘
籽棉
原棉（皮棉）
3
几个基本概念 籽棉——从棉铃中拾取的带籽的棉瓣。
原棉——亦称皮棉，纺纱原料。籽棉经轧棉机加 工，除去棉籽所得的纤维。
棉花——棉植物种子上的纤维，籽棉和皮棉的统 称。（有时亦做为棉植物、棉植物开的花的名称）
衣分（率）——皮棉重量占籽棉重量的百分率 （30%~40%）。
5
2. 按初加工方法分
初加工：将籽棉上的纤维与棉籽分离的过程， 亦称轧棉（yà mián）。 （1）籽棉：带有棉籽的棉花。 （2）皮棉（原棉）：去除棉籽所得到的棉纤维。
皮棉重量占籽棉重量的百分数，称为衣分率 （30％～40％）。
（3）锯齿棉：用锯齿轧花机加工的皮棉（利用高速旋转 纺纱 的圆盘锯片通过肋条间隙钩拉棉花纤维，使之与棉子分离的机械。） 用棉多为锯齿棉。
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（三） 棉纤维的双边结构
棉纤维干涸后压扁扭转成为转曲，截面呈腰圆 形，次生胞壁的各个部位在断面结构上有显著不 同，这种现象称为棉纤维的双边结构。
主要表现为堆砌密度的差异，如下图所示。
A区最密，B区比C区密
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（四）棉纤维的组成及化学性质
1. 组成
主要成份：纤维素（葡萄糖剩基以苷键反转180°相连），