关于常用纺织纤维结构和性能课件
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• 葡萄糖剩基以甙键反转１８０°相连而成的纤维素
• 纤维素分子式： （C6H10O5)n • 葡萄糖剩基----羟基：能与金属反应，发生氧化反应、与无机酸反应、
酯化、醚化反应，可形成氢键 ----苷键：对碱稳定性高，在酸中易水解
4、超分子结构(supramolecular structure)
• 结晶度
（1）吸湿和溶胀(absorption and swell)
采用回潮率和含水率两项指标测试
（2）耐酸性(acid-resistant)：遇强酸水解
应用：蝉翼纱，烂花布 烂花布：涤棉包芯纱织物通过 与有花纹的酸滚筒接触后制得的半透明织物
苷键水解
（3）耐碱性(alkali-resistant)：遇碱膨化
初生胞壁对印染的影响: 果胶、蜡质影响吸湿性，在精练、漂白过程中将被破坏或去除。
次生胞壁
是棉纤维的主体部分，约占纤维部量的90% 以上，是由纤维素在初生胞壁内沉积而成的。
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
(lumen)
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
性能
• 干、湿态断裂强度高 • 尺寸稳定性好 • 对碱稳定性好，可进行丝光处理 • 耐磨性差
2、Modal纤维
• 干、湿强度比普通粘胶纤维高25-30% • 棉的柔软、丝的光泽、超强的滑爽感 • 抗皱性差 • 环境污染小 • 不会产生原纤化
– 天然棉纤维70%，麻90%、粘胶纤维30%-40%
• 取向度
– 螺旋角越小，取向度越高。棉螺旋角为20o~35o，麻为6~8o，粘胶为 34o
• 麻纤维：聚合度高，结晶度高，取向度高 • 棉纤维：聚合度高，结晶度高，取向度较高 • 粘胶纤维：聚合度低，结晶度低，取向度低
5、化学性质(chemical property)
纤 维
取 向 因 子
粘 胶低 牵 伸 (普 通 粘 胶 ) 0.54
高 牵 伸 (强 力 粘 胶 ) 0.88
铜 氨 粘 胶
0.74
苧 麻
0.97
海 岛 棉
0.72
陆 地 棉
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
关于常用纺织纤维 结构和性能
第一章 常用纺织纤维的结构和主要性能
(Structure and properties of textile fibers)
第一节 纤维素纤维的结构和主要性能
一、天然纤维素纤维(natural cellulosic fibers)
（一）棉纤维(cotton)
1、形态结构 横向：腰圆形，有中腔
（三）天丝（Tencel, Lycell)
• 皮芯结构 • 干、湿强度大 • 尺寸稳定性好 • 有原纤化现象 • 生产过程对环境无公害 • 吸湿透气好 • 染色好, 具生物降解性 • 悬垂性好 • 弹性好 • 缩水小
目前世界上唯一集合成纤维和天然纤维优点于一体的新型纤维
（四）竹纤维
• 竹原纤维 • 竹浆纤维
木质素2.25
未测定部份10.18
麻纤维特性
• 吸湿、放湿速率快、缩水大 • 纤维较硬，回弹性较好，织物易皱折 • 强力高、模量大，不耐磨 • 结晶度、取向度高，染色性能差
麻纤维形态特征：横向腰圆形有中腔，纵向柱状有横节、竖纹
（苎麻、亚麻图片）
其它纤维素纤维：木棉、椰子纤维
二、再生纤维素纤维
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(main component)
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%
3、纤维素大分子的化学结构式 (chemical structural formula)
(一）普通粘胶纤维
粘胶纤维形态结构
粘胶化学结构和超分子结构
纤 维 结 晶 度 (% ) 聚 合 度 普 通 粘 胶30～ 35 250～ 300 富 强 粘 胶45～ 50 500左 右 强 力 粘 胶50～ 55 300～ 350 M odal 42～ 46 350～ 450 Tencel® 48～ 52 500～ 550 浆 粕 55～ 65 >600
应用(application)：丝光(mercerization) 碱缩
NaOH
无张力( 松弛) 有 张力 F
碱缩 丝光
F
（4）纤维素的氧化：生成（含醛基、羰基、羧基）
一系列氧化纤维素
氧化纤维素的特点：有潜在损伤
潜在损伤：经碱处理后纤维强力大幅下降
纤维素在碱存在下易氧化脆损： • 高温碱煮时应尽量避免与空气接触 • 氧化剂漂白必须严格控制工艺条件
（5）酯化、醚化反应
（二）麻纤维
麻纤维的化学组成
（苎麻为例）
• 纤维素：57-80%
• 半纤维素：12-17%
• 木质素：苎麻08-1.5%，亚麻2.5-5%，黄麻10-13%
• 果胶：1-5.7%
• 蜡质：0.3-1.8%
• 灰分：0.5-5%
纤维素纤维68.64
ຫໍສະໝຸດ Baidu蜡状物质1.15
果胶物质17.78
纵向：天然转曲的扁平带状
2、棉纤维主要成分(main component)
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
2、初生胞壁(内层)：厚约0.1-0.2微米，也是较薄的一层 作用：内装原生质 组成：主体是纤维素，但含较多杂质 形态：管状薄壁，取向度低 特性：溶胀小
竹原纤维形态结构、分子结构
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
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
• 纤维素分子式： （C6H10O5)n • 葡萄糖剩基----羟基：能与金属反应，发生氧化反应、与无机酸反应、
酯化、醚化反应，可形成氢键 ----苷键：对碱稳定性高，在酸中易水解
4、超分子结构(supramolecular structure)
• 结晶度
（1）吸湿和溶胀(absorption and swell)
采用回潮率和含水率两项指标测试
（2）耐酸性(acid-resistant)：遇强酸水解
应用：蝉翼纱，烂花布 烂花布：涤棉包芯纱织物通过 与有花纹的酸滚筒接触后制得的半透明织物
苷键水解
（3）耐碱性(alkali-resistant)：遇碱膨化
初生胞壁对印染的影响: 果胶、蜡质影响吸湿性，在精练、漂白过程中将被破坏或去除。
次生胞壁
是棉纤维的主体部分，约占纤维部量的90% 以上，是由纤维素在初生胞壁内沉积而成的。
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
(lumen)
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
性能
• 干、湿态断裂强度高 • 尺寸稳定性好 • 对碱稳定性好，可进行丝光处理 • 耐磨性差
2、Modal纤维
• 干、湿强度比普通粘胶纤维高25-30% • 棉的柔软、丝的光泽、超强的滑爽感 • 抗皱性差 • 环境污染小 • 不会产生原纤化
– 天然棉纤维70%，麻90%、粘胶纤维30%-40%
• 取向度
– 螺旋角越小，取向度越高。棉螺旋角为20o~35o，麻为6~8o，粘胶为 34o
• 麻纤维：聚合度高，结晶度高，取向度高 • 棉纤维：聚合度高，结晶度高，取向度较高 • 粘胶纤维：聚合度低，结晶度低，取向度低
5、化学性质(chemical property)
纤 维
取 向 因 子
粘 胶低 牵 伸 (普 通 粘 胶 ) 0.54
高 牵 伸 (强 力 粘 胶 ) 0.88
铜 氨 粘 胶
0.74
苧 麻
0.97
海 岛 棉
0.72
陆 地 棉
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
关于常用纺织纤维 结构和性能
第一章 常用纺织纤维的结构和主要性能
(Structure and properties of textile fibers)
第一节 纤维素纤维的结构和主要性能
一、天然纤维素纤维(natural cellulosic fibers)
（一）棉纤维(cotton)
1、形态结构 横向：腰圆形，有中腔
（三）天丝（Tencel, Lycell)
• 皮芯结构 • 干、湿强度大 • 尺寸稳定性好 • 有原纤化现象 • 生产过程对环境无公害 • 吸湿透气好 • 染色好, 具生物降解性 • 悬垂性好 • 弹性好 • 缩水小
目前世界上唯一集合成纤维和天然纤维优点于一体的新型纤维
（四）竹纤维
• 竹原纤维 • 竹浆纤维
木质素2.25
未测定部份10.18
麻纤维特性
• 吸湿、放湿速率快、缩水大 • 纤维较硬，回弹性较好，织物易皱折 • 强力高、模量大，不耐磨 • 结晶度、取向度高，染色性能差
麻纤维形态特征：横向腰圆形有中腔，纵向柱状有横节、竖纹
（苎麻、亚麻图片）
其它纤维素纤维：木棉、椰子纤维
二、再生纤维素纤维
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(main component)
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%
3、纤维素大分子的化学结构式 (chemical structural formula)
(一）普通粘胶纤维
粘胶纤维形态结构
粘胶化学结构和超分子结构
纤 维 结 晶 度 (% ) 聚 合 度 普 通 粘 胶30～ 35 250～ 300 富 强 粘 胶45～ 50 500左 右 强 力 粘 胶50～ 55 300～ 350 M odal 42～ 46 350～ 450 Tencel® 48～ 52 500～ 550 浆 粕 55～ 65 >600
应用(application)：丝光(mercerization) 碱缩
NaOH
无张力( 松弛) 有 张力 F
碱缩 丝光
F
（4）纤维素的氧化：生成（含醛基、羰基、羧基）
一系列氧化纤维素
氧化纤维素的特点：有潜在损伤
潜在损伤：经碱处理后纤维强力大幅下降
纤维素在碱存在下易氧化脆损： • 高温碱煮时应尽量避免与空气接触 • 氧化剂漂白必须严格控制工艺条件
（5）酯化、醚化反应
（二）麻纤维
麻纤维的化学组成
（苎麻为例）
• 纤维素：57-80%
• 半纤维素：12-17%
• 木质素：苎麻08-1.5%，亚麻2.5-5%，黄麻10-13%
• 果胶：1-5.7%
• 蜡质：0.3-1.8%
• 灰分：0.5-5%
纤维素纤维68.64
ຫໍສະໝຸດ Baidu蜡状物质1.15
果胶物质17.78
纵向：天然转曲的扁平带状
2、棉纤维主要成分(main component)
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
2、初生胞壁(内层)：厚约0.1-0.2微米，也是较薄的一层 作用：内装原生质 组成：主体是纤维素，但含较多杂质 形态：管状薄壁，取向度低 特性：溶胀小
竹原纤维形态结构、分子结构
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
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