第三章-化学纤维(3-5)分析

山羊绒
鳞片大多呈环状，边缘光 滑，间距较大，张角较小
多为较规则的圆形
兔毛
鳞片大多呈斜条状，有单 绒毛为非圆形，有一个中腔；
列或多列毛髓
粗毛为腰圆形，有多个中腔
桑蚕丝
平滑
不规则三角形
粘胶纤维
多根沟槽
锯齿形、有皮芯结构
醋酯纤维
1～2根沟槽
梅花形
腈纶
平滑或1～2根沟槽
圆形或哑玲形
涤纶、锦纶、 丙纶等
平滑
圆形
个别化纤的特殊性能： 氨纶：弹性非常大 粘胶: 干湿强差异大
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特点：是鉴别天然纤维与个别化纤品种的简便 方法之一，但其准确性较差。尤其是难以鉴别化 学纤维中的具体品种。
应用：用于呈散纤维状态的原料。
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二、燃烧法
原理：纤维的化学组成不同，燃烧特征也不同。 步骤：
①接近火焰，②火焰中，③离开火焰的燃烧特 征，④气味及燃烧后残留物的辨别。将常用纤维 分成三类，即纤维素纤维、蛋白质纤维及合成纤 维。 适用范围： ➢ 适用于单一成分的纤维、纱线和织物； ➢ 不适用于混合成分的纤维、纱线和织物，或经
液
液
柱
柱
高
高
度
度
液 柱 高 度
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混合液要求： 1. 按一定比例配制轻、重混合液 2. 两种混合液不发生化学反应 3. 混和液不与纤维发生化学反应 4. 粘度低 5. 不吸湿
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五、卷曲
1.加卷曲的目的 增加纤维抱合力，提高可纺性、改善服用性。
2.加卷曲的途径 ⑴永久卷曲：利用纤维结构的不对称性，进行
纤维品种 棉
观察内容
苎麻
羊毛
蚕丝
手感
柔软
粗硬
弹性好， 柔软、光滑， 有暖感 有冷感
长度(mm)
15～40， 离散大
60～250， 20～200， 离散大 离散大
很长
细度(μm) 10～25
20～80 10～40 10～30
含杂类型
碎 僵 等叶片、、硬软籽籽、麻 叶屑、枝
草屑、粪 尿、汗渍、 清洁、发亮 油脂等
色 不染色
黑褐
褐色 蓝灰 不染色
不染色
—
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六、熔点测定法
原理： 在化纤熔点仪或附有加热和测温装置
的偏光显微镜下观察纤维消光时的温度来 测定纤维的熔点。 注意事项：
因有些纤维的熔点比较接近，有的纤 维没有明显熔点，该法一般不单独使用， 而是在初步鉴别之后作为验证使用。
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常用纺织纤维的熔点
纤维名称 熔点范围，℃ 纤维名称 熔点范围，℃
熔融燃烧
继续燃烧
硬块
各种特殊气 味
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三、显微镜观察法
原理：根据各种纤维的纵、横向形态特征来鉴别 纤维。是最广泛采用的一种方法。如,
➢有天然转曲的是棉； ➢有鳞片的是毛； ➢有横节、纵向裂纹的是麻； ➢合成纤维一般纵向呈光滑棒状，有的还可见到 呈颗粒状无规分布的二氧化钛消光剂。
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优点：不限于纯纺（由一种纤维构成）、混纺 （由两种或多种纤维的构成）和交织（经纬纱用不同 的原料）产品的鉴别，能正确地将天然纤维和化 学纤维区分开； 缺点：不能确定合成纤维的具体品种。 注意事项：
复合纤维
一根纤维由两种高聚物组成，其截面呈皮芯形、双边形或海
岛形等
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棉纤维纵横向
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丝光棉纵横向
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苎麻纤维纵横向照片
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亚麻纤维纵横向
27
绵羊毛纤维纵横向照片
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桑蚕丝纤维纵横向照片
29
粘胶纤维纵横向
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中空纤维
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异形化纤
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四、化学溶解法 原理：不同的纤维在不同试剂中的溶解性能不同 应用：
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1、Lyocell（莱奥赛尔或绿赛）纤维 Lyocell纤维是ISO规定的人造纤维素纤维6大
新品（铜氨、粘胶、高强高湿模量、二醋酯、三 醋酯纤维及Lyocell）成员之一。
第三章 化学纤维
（chemical fiber）
第三节 化纤的形态尺寸与检验
一、长度和细度的选择 化纤分为短纤维和长丝,短纤维有棉型（等长）、
毛型（等长或异长）、中长型（等长或异长）。
尺寸
毛型 粗梳毛纺 精梳毛纺
长度（mm） 64-76 76-114
棉型 33-38
中长型 51-76
细度（tex） 0.33-0.55 0.33-0.55 0.13-0.18 0.22-0.33
1.等长纤维 中段切断称重法：采用切断称重法测定，指
标有平均长度、短纤维率、超长纤维率。 （P211） 2.不等长纤维
采用排图法或电容式长度测定仪测试。
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三、细度指标与检验
1. 细度指标 特、分特、直径、旦数。 复丝细度表示：“总特数/单丝根数”。如，
16.5tex/30f，即复丝总细度16.5tex，由30根单 丝组成。
指标换算： d 11 . 284 N dtex
d 11 . 894 N den
d 1128 . 4 1 N m
式中：d—纤维直径（μm）；γ—纤维密度（g/cm3）
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2.测量方法 ➢ 中段切断称重法 ➢ 气流仪 ➢ 显微镜投影法（圆形截面的化纤） ➢ 振动法
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振动法： 纤维两端夹持，由仪器在纤维上施加一横
➢ 鉴别各种纺织材料，包括染色纤维或混合成分 的纤维、纱线与织物。
➢ 分析混纺产品中各种纤维的含量。
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方法 ➢ 纯纺织物鉴别步骤： 抽取纱线和纤维→置入试管中→ 注入一定浓
度的溶剂 →观察溶解情况（溶解、部分溶解、微 溶、不溶），记录溶解温度（常温溶解、加热溶、 煮沸溶解） →对照溶解性能表，确定品种。
纤维含量和混合的均匀度，计算中空 纤维的中空度和复合纤维的复合度等。
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八、荧光法
荧光法是利用紫外线灯照射纤维，根 据各种纤维发光的性质不同，纤维的荧 光颜色也不同的特点来鉴别纤维。
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九、鉴别纤维的新技术
随着测试仪器的发展，可应用电镜技术、 X射线技术、差热分析技术、红外光谱技术进 行纤维鉴别或验证。现以红外光谱法为例。
各纤维的密度见P217表3-8（注意“干燥”两字） 熟记最轻、最重的纤维。
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密度测定：液体浮力法、比重瓶法、气体容积 法和密度梯度法等。密度梯度法应用广，原理：
由两种密度不同但能无限混溶的液体（如CCl4、二 甲苯）混和形成均匀的密度梯度液，平衡后，用标 准密度小球来标定深度，绘制密度梯度图。把所测 得纤维做成与标准小球大小一致的球投入到梯度液 里，平衡后测深度，可得纤维密度。
能不同来迅速鉴别纤维品种。
注意事项： ➢ 所鉴别材料为未染色的单一成分的纤维、 纱线和织物； ➢ 所鉴别材料未经整理剂处理。
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方法 常采用的着色剂有碘-碘化钾溶液和1号着色
剂。具体鉴别时可将试样放入微沸的着色溶液 中，沸染0.5-1min，时间从放入试样后染液微 沸开始计算。染完后倒去染液，冷水清洗、晾 干。对羊毛、丝和锦纶可采用沸染3s的方法， 扩大色相差异。染好后与标准样照对照，根据 色相确定纤维类别。
向振动，当纤维振幅最大时，有如下公式：
N
P 4l 2 f
2
式中，N－纤维线密度(g/cm)； P－张力（cN）；l－纤维长度(cm)；
f－共振频率（Hz）。 优点：速度快、不受纤维截面形状的影响。
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3.异形纤维异形度指标
圆系数 异形异纤形维纤截维面截外积 面接 ＝ 积圆 Ad2面
4
周长系 异数 形 异 ＝ 纤 形 维 纤 截 圆 维 面 之 截 ＝ 周 面 P A 2面 长 积 4P 2 A 积 组 4
热松弛而产生卷曲，如粘胶的皮芯结构、复合纤 维内部的不对称性。
⑵暂时卷曲：利用热塑性通过机械挤压而成， 如：丙纶、锦纶。
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第四节 纺织纤维的鉴别
一、手感目测法 二、燃烧法 三、显微镜观察法 四、药品着色法 五、化学溶解法 六、熔点测定法 七、密度梯度法 八、荧光法 九、鉴别纤维的新技术
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一、手感目测法
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➢ 混纺织物鉴别： 织物分解为纤维→ 放入凹面载玻片中→在显微
镜下观察两种纤维的溶解情况→确定纤维的成分。 注意：严格控制浓度、温度、作用时间等
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常用纤维溶解性能表
纤维种 类
棉 羊毛 蚕丝 麻 粘胶纤 维 醋酯纤 维 涤纶
盐酸 37%24
℃
I I S I S
S
I
硫酸 75% 24℃
S I S S S
综合前述几种纤维鉴别方法，根据各种纺织 纤维不同的燃烧状态、熔融情况、呈色反应、溶 解性能以及纤维的横截面、纵向纤维形态特征等， 加以系统分析、综合应用。其特别适用于一无所 知纤维。
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试验程序如下： ①先确定是天然纤维还是化学纤维。 ②如果是天然纤维，可采用燃烧法将纤维初步分 成纤维素纤维、蛋白质纤维，然后用显微镜观 察法进行鉴别； ③如果是化学纤维，检验是否是弹性纤维，如不 是用显微镜观察法结合采用溶解法。对聚丙烯、 聚氯乙烯、聚偏氯乙烯还可利用氯检测法和熔 点法来验证就可鉴别。
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几种纺织纤维的着色反应
纤维种 类
棉
麻（苎 麻）
羊毛
蚕丝
粘胶纤 维
铜氨纤 维
醋酯纤 维
1号着色 剂着色
灰 青莲
碘-碘化 钾溶液着
色
不染色
不染色
纤维种类
涤纶 锦纶
红莲 深紫
绿
淡黄 淡黄 黑蓝青
腈纶 维纶 氯纶
—
黑蓝青 丙纶
桔红
黄褐
氨纶
1号着色 剂着色
红玉 酱红
桃红 玫红
—
鹅黄
姜黄
碘-碘化 钾溶液着
表面系数异＝形纤维截面＝周 P 长 纤度（旦）D
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异形1度 4d A 2 ＝ 10% 0
中空度（空 截 ％腔 面 ）面 面 ＝ 1积 积 0% 0
实际生产和检验中主要测这两个指标。
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四、纤维密度的测定
密度是化纤物理性能的重要参数之一，纤维的 密度随分子结构或超分子结构的变化而变化。 用途:
研究纤维内部大分子的排列状况；纤维的结晶 情况；化纤制造工艺是否正常及对纤维结构的影 响；用于鉴别纤维和分析混纺产品的混纺比。
2
一般的纺纱工艺，化纤长度和细度之比可根 据经验公式：
长度（英寸） 细度（旦）
＝1
2
.54（ cm ） 1（ tex ）
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即细 长度 度tce（ （ mx） ）923
如：棉型涤纶，1.5D粗细的涤纶纤维切成 38mm长，即 1.5英寸/1.5旦=1 。常表示为，
1.5D×38mm
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二、长度指标与检验
过防火、防燃及其他整理的纤维和纺织品。
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三大类纤维燃烧特征
纤维类别 接近火焰 火焰中 离开火焰 残留物形态 气味
纤维素纤维 (棉、麻、粘 不熔不缩 迅速燃烧 继续燃烧 细腻灰白色 烧纸味
纤等)
蛋白质纤维 （丝、毛等）
收缩
渐渐燃烧 不易延烧 松脆黑灰 烧毛发臭味
合成纤维 (涤纶、锦纶
、丙纶)
收缩、熔 融
S
I
氢氧化 钠
5%煮 沸 I S S I I
P
I
甲酸 冰醋酸 间甲酚 二甲基甲
85%24 24℃ 24℃
酰胺
℃
24℃
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
S
S
S
S
I
I S（93℃）
I
二甲 苯 24℃
I I I I I
I
I
表中 S——溶解； SS——微溶； P——部分溶解； I——不溶36解。
五、药品着色法 原理：根据各种纤维对某种化学药品着色性
通过看（长短、色泽含杂等）、抓捏（弹性、 硬挺度、冷暖感等）、耳听（丝鸣等），来判 断天然纤维或化学纤维。
天然纤维与化学纤维手感目测比较
纤维类别 观察内容
天然纤维
化学纤维
长度、细度 差异很大
相同品种比较均匀
含杂
附有各种杂质 几乎没有
色泽
柔和但欠均一
近似雪白、均匀，有 的有金属般光泽
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各种天然纤维手感目测比较
二醋酯纤维 255~260
腈纶
不明显
三醋酯纤维 280~300
维纶
不明显
涤纶 锦纶6 锦纶66
255~260 215~220 250~260
丙纶 氯纶 氨纶
165~1Βιβλιοθήκη Baidu3 200~210
228~
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七、密度梯度法
原理：各种纤维具有不同的密度。 用途：
➢ 鉴别纤维 ➢ 定量分析二元混纺纱线与织物中某一
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1、有一块织物，现对其进行成分鉴别，具体该 怎样操作？ 2、已知丙纶的密度为0.91g/cm3，求1.6旦丙纶 的直径（μm）
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第五节 绿色环保纤维和其它纤维 一、绿色环保纤维
产品从原料的选择到生产、销售、使用和 废弃处理整个过程中，对环境和人的伤害影响 最小的纤维，即具有可回收，低污染、省资源 等特性的纤维。
➢ 考虑化纤中的异形纤维（如三角形截面）。 ➢ 显微镜初步鉴定后要进一步验证。
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应用： ➢ 初步鉴定纤维 ➢ 确定是纯纺织物还是混纺织物以及混纺织物 中的纤维种类或大类。
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常用纤维的纵横向形态特征
纤维种类
纵向形态
横截面形态
棉
天然转曲
腰圆形、有中腔
苎麻
横节竖纹
腰圆形，有中腔，胞壁有裂纹
绵羊毛
鳞片大多呈环状或瓦状 近似圆形或椭圆形，有的有毛髓
红外光谱吸收法是研究纤维内部结构的 方法。由于各种纤维的内部结构具有不同特 征，因而也可用来鉴别纤维。它能准确而快 速地对单一成分或混合成分的纤维、纱线和 纺织品进行成分和含量的分析，是较有效的 方法之一。
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纺织纤维的鉴别方法很多，但在实际鉴别时 一般不能使用单一方法，而须将几种方法综合运 用、综合分析才能得出正确结论。