纤维结构测试重点

1.1纤维及其集合体的层次结构

高分子结构(纤维结构)

A 链结构（一级结构）分子内结构a近程结构组成构型b远程结构构象

B聚集态结构（二级结构）超分子结构分子间结构a晶态结构b非晶态结构c取向态结构d液晶态结构(abcd为三次结构) e织态结构(高次结构)

1.2纺织纤维应具备哪些特性？

a化学稳定性

b染色性（如改善PP、PE可染性）

c可纺性（（i）棉纤维卷曲：微原纤组成次生胞壁时，微原纤与纤维轴螺旋角为25º，螺旋方向围绕纤维轴周期性改变:在转折处形成卷曲。（ii）羊毛细化：二硫键破坏、α螺旋链转为β折叠链、伸长:制轻薄型织物）

1.3纤维的结构与电学性能间的关系

纤维中的导电物质：水分、杂质以及其他低分子

a相对分子量：一方面,分子量增加，纤维内部电子通道连续性增加、电子导电性增强；另一方面，分子量增加，自由端基数减少、离子导电性下降。

b结晶度/取向度：一方面，纤维结晶度/取向度增加，纤维内部结构紧密、直通通道等对电子导电有利；另一方面，随纤维结晶度/取向度增加，纤维内自由体积减少、离子导电性下降。

以离子导电性为主要导电机制，所以导电性随分子量增加、结晶度/取向度增加而降低。

2.1纤维形态结构主要指标：

（1）长度；（2）细度—常用“线密度”表征；定义：纤维单位长度的质量（3）化学纤维异形度。纤维异形度是纤维截面形态相对于圆形的差异程度（4）卷曲沿纤维纵向形成的规则或不规则的弯曲称为卷曲

2.2列出表征线密度的几个指标（常用单位）

特克斯：千米长度纤维具有的质量克数

旦数：九千米长度纤维具有的质量克数

支数：单位重量（mg）的纤维所具有的长度（mm）

2.3线密度测试方法

（a）间接法：重量法、气流仪法、弦振动法等；

（b）直接法：显微投影测量法、激光细度测量法；

中段切断称重法：Nm = L/Gf =10n/Gf

Gf为中段纤维质量（mg）；L为纤维长度（mm）；n为纤维根数

支数Nm：单位重量（mg）的纤维所具有的长度（mm）

气流仪法：原理：在一定压差下，测量通过纤维集合体的空气流量与纤维的比表面积间的关系，常用于间接测量棉纤维的细度、同质羊毛及化纤的细度只能得到平均细度指标

2.4纤维的力学性能拉伸曲线

（a）.断裂强力；纤维能够承受的最大拉伸外力

（b）.断裂强度；：每特（或每旦）纤维所能承受的最大拉力

（c）.断裂伸长率；纤维拉伸至断裂时的伸长率

（d）.指断裂应力纤维单位截面上能承受的最大拉力

（e）.初始模量；纤维负荷-伸长曲线上起始一段直线部分的斜率

（f）.断裂功。拉断纤维过程中外力所作的功

2.5测试条件如何影响纤维拉伸性能

a温度：温度高，大分子热运动能力强，分子间力弱，测得拉伸强度下降、断裂伸长率增大、拉伸初始模量下降。

b 湿度：湿度高，分子间力削弱，测得强力下降、伸长率增大、初始模量下降。

c应变速率：拉伸速率增加的效果同于温度降低。

d试样长度：试样越长薄弱环节越多，最薄弱环节被作为应力集中的机会越大，测得强度与伸长减小。

e 试样根数：试样根数越多，其中有些纤维存在薄弱环节，可能作为应力集中而断裂、导致其他纤维都断裂，测试结果比单根纤维强度的n倍小。因此要求有一定的根数。

2.6纤维的压缩弹性

恒定压力法：

对试样施加恒定的轻、重压力；保持一定时间t后分别测试样厚度为T0 、Tm

计算压缩率C=(T0 - Tm)/ T0

慢慢撤除压力至轻压力时，测试样厚度为Tr

计算压缩弹性率R=(Tr - Tm)/ （T0-Tm）

计算蓬松度B=0.1×(T0×A) / G A为试样面积，G为试样质量

压缩时纤维受力方向与张力（拉伸）方向相反

2.7纤维的卷曲特征

沿纤维纵向形成的规则或不规则的弯曲称为卷曲

测量指标I——反映卷曲程度：（i）卷取数；（ii）卷曲率

测量指标II——反映卷曲牢度：（iii）卷取弹性回复率；（iv）卷曲回复率

卷取数：单位自然长度内的卷曲数目（一般化纤为12~14个/25cm）Jn=25Ja/(2Lo)

卷曲率：单位伸直长度内，卷曲伸直的长度所占的百分率（一般化纤为10%~15%）J=(L1-Lo)/L1×100％

卷曲弹性率：纤维加载、卸载后，卷曲的残留长度对卷曲伸直长度的百分率（一般化纤为70%~80% ）Jd=(L1-L2)/(L1-Lo)×100％

卷曲回复率：纤维加载、卸载后，卷曲残留长度对伸直长度的百分率（一般短化纤为10% ）Jw=(L1-L2)/L1 ×100％

3.1体积比电阻，表面比电阻，质量比电阻

（1）体积比电阻：电流通过截面积为1cm2、长为1cm的材料内部时的电阻。

（2）表面比电阻：是描述电流通过纤维表面的电阻。计算公式：表面电阻×试样宽度/ 电极间距离数值上等于纤维表面的宽度和长度都为1cm时的电阻。

（3）因纤维断面面积或体积不易测试，多用质量比电阻数值上等于试样长1cm和质量为1g的纤维束两端间的电阻。

3.2双折射及测试

当一束与纤维轴成任意夹角的平面偏振光垂直射入纤维时，光线被分解为两条折射光，称“双折射”现象。

双折射”现象：两条折射光是偏振光，振动面相互垂直；一条振动面与光轴垂直，它遵守折射定律，叫垂直光（快光），折射率为n⊥；另一条振动面与光轴平行，叫平行光（慢光），不遵守折射定律，折射率随方向而变，折射率为n ∥

纤维的双折射能力以双折射率Δn（简称双折射）表示：Δn = n∥－n⊥（取向度高，Δn大）

原理：用偏光显微镜观察浸入液体中的纤维，如果液体与纤维折射率不同，由于入射光的折射和全反射，在纤维两侧边缘、纤维与液体的界面处将出现两条明亮光带——贝克线；