纺织材料学笔记.docx
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纺织材料学笔记
绪论
一﹑两个基本概念
◆纺织材料:
用以加工制成纺织品的纺织原料、纺织半成品以及成品的统称,包括各种纤维、条子、纱线、织物(--复合物)等。
◆纺织材料学:
是研究纺织纤维、纱线、织物及其复合物等纺织材料的一门学科。
二﹑研究对象:
纤维﹑纱线﹑织物
三﹑主要内容
◆纺织材料的种类、组成、结构和性能等。
◆纺织材料的组成结构与性能的内在联系与测试方法。
(包括测试仪器的工作原理、使用、测试指标、测试数据的分析等)。
◆影响纺织材料性能的因素及纺织材料的性能对纺织工艺加工和材料的应用产生的影响。
◆纺织纤维、纱线、织物等纺织材料间性能的相互关系。
◆纺织材料品质的评定。
四﹑重要性
◆纺织材料是纺织工业的基础;
◆《纺织材料学》的学习是进一步掌握有关纺织专业知识的准备;
◆学好《纺织材料学》将为今后在生产实践中合理使用材料、提高产品质量、开发新产品,进行科学研究提供理论和实践基础;
◆《纺织材料学》成为一门独立的学科;
第一章﹑纤维的分类及发展
第一节﹑纤维及其分类
一﹑纤维定义与要求
1.纤维--通常是指长宽比在103倍以上、粗细为几微米到上百微米的柔软细长体,有连续长丝和短纤之分。
2.纺织纤维--由于纤维大都用来制造纺织品,故又称纺织纤维。
/长度达到数十毫米以上具有一定的强度、一定的可挠曲性和一定的服用性能,可以生产纺织制品的纤维。
3.要求:
(P13)
◆总的要求:
作为纺织纤维必须具有一定的物理、化学和生理性质,以满足工艺加工和人类使用时的要求。
◆具体要求:
v有一定的长度和细度;
v有必要的强度及变形能力、弹性、耐磨性和柔性;
v有一定的吸湿性、导电性和化学稳定性等。
v对穿着用和家用纤维要有良好的染色性能应该是无害、无毒、无过敏的生理友好物质;
v对产业用纤维则还要求环境友好及特殊性能
二﹑纤维的分类与命名
纺织纤维种类很多,按来源和习惯分为天然纤维和化学纤维两大类
1.天然纤维
◆定义:
凡是自然界里原有的或从经人工种植的植物中、人工饲养的动物中直接获取的纤维统称为天然纤维。
◆分类:
根据纤维的物质来源属性将天然纤维分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维。
分类
定义
组成物质
纤维来源
植物纤维
取自于植物种子、茎、韧皮、叶或果实上获得的纤维
主要组成物质为纤维素,并含有少量木质素、半纤维素等,含量比随纤维的不同而不同
①种子纤维:
取自植物种子表面的单细胞纤维,如棉及彩色棉和转基因棉等纤维;②韧皮纤维:
取自植物韧皮中的纤维,如苎麻、亚麻、大麻、黄麻、红麻、罗布麻、苘麻等;③叶纤维:
取自植物叶子的纤维,如剑麻、蕉麻、菠萝叶纤维、香蕉茎纤维等;④果实纤维:
取自植物果实的纤维,如木棉、椰子纤维;⑤竹纤维:
取自竹类茎杆的纤维,如竹子纤维。
动物纤维
取自于动物的毛发或分泌液的纤维
主要组成物质为蛋白质,但蛋白质的化学组成有较大差异
①毛纤维:
取自动物的毛发,由角蛋白组成的多细胞结构的纤维,如绵羊毛、山羊毛、骆驼毛、驼羊毛、兔毛、牦牛毛、马海毛、羽绒、野生骆马毛、变性羊毛、细化羊毛等;②丝纤维:
指由昆虫的丝腺分泌物形成的纤维,如桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝、木署蚕丝、天蚕丝、樗蚕丝、柳蚕丝、蜘蛛丝等。
矿物纤维
从纤维状结构的矿物岩石获得的纤维
二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化镁等
各类石棉,如温石棉、青石棉、蛇纹石棉等
2.化学纤维
◆定义:
凡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统称为化学纤维。
◆主要的特征:
是在人工条件下完成溶液或熔体→纺丝→纤维的过程。
◆分类:
按原料、加工方法和组成成分的不同,又可分为再生纤维、合成纤维和无机纤维三类。
分类
定义
纤维
再生纤维
以天然高聚物为原料制成浆液其化学组成基本不变并高纯净化后制成的纤维
①再生纤维素纤推:
指用木材、棉短绒、蔗渣、麻、竹类、海藻等天然纤维素物质制成的纤维,如粘胶纤维、Modal纤维、铜氨纤维、竹浆纤维、醋酯纤维、Lyocell纤维、富强纤维等;②再生蛋白质纤维:
指用酪素、大豆、花生、毛发类、丝素、丝胶等天然蛋白质制成的,绝大部分组成仍为蛋白质的纤维,如酪素纤维、大豆纤维、花生纤维、再生角朊纤维、再生丝素纤维等;③再生淀粉纤维:
指用玉米、谷类淀粉物质制取的纤维,如聚乳酸纤维(PLA);④再生合成纤维:
指用废弃的合成纤维原料熔融或溶解再加工成的纤维。
合成纤维
以石油、煤、天燃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
①涤纶:
指大分子链中的各链节通过酯基相连的成纤聚合物纺制的合成纤维;②锦纶:
指其分子主链由酰胺键连接起来的一类合成纤维;③腈纶:
通常指含丙烯腈在85%以上的丙烯腈共聚物或均聚物纤维;④丙纶:
分子组成为聚丙烯的合成纤维;⑤维纶:
聚乙烯醇在后加工中经缩甲醛处理所得的纤维;⑥氯纶:
分子组成为聚氯乙烯的合成纤维;⑦其他的还有乙纶、氨纶、乙氯纶及混合高聚物纤维等。
无机纤维
以天然无机物或含碳高聚物纤维为原料,经人工抽丝或直接炭化制成的无机纤维
①玻璃纤维:
以玻璃为原料,拉丝成形的纤维;②金属纤维:
以金属物质制成的纤维,包括外涂塑料的金属纤维、外涂金属的高聚物纤维以及包覆金属的芯线;③陶瓷纤维:
以陶瓷类物质制得的纤维。
如氧化铝纤维,碳化硅纤维、多晶氧化物;④碳纤维:
是指以高聚物合成纤维为原料经碳化加工制取的,纤维化学组成中碳元素占总质量90%以上的纤维,是无机化的高聚物纤维。
纤维的分类因习惯叫法还可以按纤维的外观形态、性能或功能、加工方式、资源状态等进行分类。
第二节﹑各类常用纤维简介
一、天然纤维素纤维
1.棉
(1)棉纤维的形成
棉纤维生长的三个周期:
伸长期/加厚期/转曲期
几个概念:
◆天然转曲:
棉铃裂开后吐絮,棉纤维与空气接触,纤维内水份蒸发,胞壁发生扭转,形成不规则的螺旋形,称为天然转曲
◆短绒:
在开花第三天后从胚珠表面细胞层所发生的纤维初生细胞,往往不久即停止发育,最后成为附在种籽表面的短绒
◆不孕籽:
胚珠内的卵细胞没有受精,胚珠上的初生细胞就逐渐停止生长,胚珠死亡,成为“不孕籽”
(2)棉纤维的主要组成物质
棉纤维的主要组成物质是纤维素。
正常成熟的棉纤维纤维素含量约为94%。
此外还有少量的多缩戊糖、蜡质、蛋白质、脂肪、水溶性物质,灰分等伴生物。
(3)棉纤维的形状结构
a.棉纤维的截面形态结构
正常成熟的棉纤维,截面是不规则的腰圆形,内有中腔。
棉纤维的截面由外至内主要由初生层、次生层和中腔三个部分生成。
①初生层
初生层很簿,纤维素含量也不多。
纤维素在初生层中呈螺旋形网络状结构。
与棉纤维的表面性质密切相关。
②次生层
次生层是棉纤维在加厚期淀积而成的部分,几乎都是纤维素。
棉纤维的日轮:
由于每日温差的关系,大多数棉纤维逐日淀积一层纤维素,形成了棉纤维的日轮。
棉纤维具有天然转曲的原因:
纤维素在次生层中的淀积并不均匀,以束状小纤维的形态与纤维轴倾斜呈螺旋形(螺旋角约250~300),并沿纤维长度方向有转向。
次生层决定了棉纤维的主要物理性质。
③中腔
同一品种的棉纤维,外周长大致相等。
中腔对棉纤维的颜色有影响。
b.棉纤维的纵向形态
棉纤维具有天然转曲,它的纵面呈不规则的而且沿长度方向不断改变转向的螺旋形扭曲。
◆未成熟的棉纤维,截面形态极扁,中腔很大,过成熟的棉纤维,截面呈圆形,中腔极小。
◆成熟正常的棉纤维转曲最多,未成熟的棉纤维呈薄壁管状物,转曲少,过成熟的棉纤维呈棒状,转曲也少。
转曲数:
棉纤维单位长度中扭转半周即180度的个数称为转曲数。
一般长绒棉的转曲数多于细绒棉,细绒棉的转曲数约为39—65个/cm。
(4)棉纤维的特性
◆优点:
棉纤维细长柔软,吸湿性好、耐强碱、耐有机溶剂、耐漂白剂以及隔热耐热,是最大宗的天然纤维。
其不仅可以方便地进行各种染色和纺织加工,而且可进行丝光处理,或其他改性处理,以增加纤维的光泽、可染性及抗皱性等。
丝光:
棉纤维在一定浓度的氢氧化钠溶液或液氨中处理后,纤维横向膨化,从而截面变圆,天然转曲消失,使纤维呈现丝一般的光泽。
如果膨化的同时再给予拉伸,则在一定程度上可改变纤维内部结构,从而可提高纤维强力。
◆缺点:
弹性和弹性恢复性较差、不耐强无机酸、易发霉、易燃。
5)棉纤维的分类
a.按品种分:
细绒棉(陆地棉)/长绒棉(海岛棉)/粗绒棉(亚洲棉)/草棉(非洲棉);
三种棉纤维的比较
长度(mm)细度(tex)强度(km)
陆地棉(细绒棉)23~330.15~0.221~25
海岛棉(长绒棉)33~640.12~0.14>30
亚洲棉(粗绒棉)15~240.25~0.412
优点:
纤维细、长,单纤维强力好,是纺制细特纱的不可多得的原料。
缺点:
含糖偏高(70.3%),易产生“三缠”现象
b.按棉纤维的成熟度分:
成熟棉、未成熟棉、完全未成熟纤维(死纤维)和过成熟棉及完全成熟棉;
棉纤维的成熟度-----纤维胞壁的增厚的程度。
如随着成熟度的增加,棉纤维的强度和模量增加、色泽变好,抗弯和弹性增加、转曲由少变多且明显,然后又逐渐变得不明显并最后消失。
细绒棉的M在1.5~2.0为成熟纤维,一般纺纱用的M在1.7~1.8为最佳;未成熟的M<1.5,过成熟的M>2.0;死纤维M<0.7,完全不成熟纤维M=0,完全成熟纤维M=5.0。
长绒棉在1.7~2.5为成熟棉,理想的纺用M在2.0左右。
c.按棉花色泽分:
白棉、黄棉和灰棉。
d.按初加工方法分:
锯齿棉和皮辊棉。
锯齿棉
皮辊棉
对纤维作用
剧烈,纤维损伤较大
缓和,纤维损伤小
外观形态
松散
薄片状
主体长度及整齐度
主体长度短,整齐度较高
长,低、短绒没法去除
除杂设备
有排杂、排僵设备
无排杂设备
轧工疵点
多,如棉结、索丝等
少,有黄根
适宜加工
细绒棉
长绒棉
产量
高
低
(6)棉的其他品种
a.种类:
彩色棉、转基因棉。
b.彩色棉
定义:
是指天然生长的非白色棉花。
特点:
回避染色加工,减少环境污染和能源消耗;色调偏深、暗;产量低、衣分率低、非纤维素成分含量高、纤维长度偏短、强度偏低、可纺性差等。
在颜色上存在色谱不丰富、色泽不鲜艳、色泽稳定性差、色素遗传变异大等。
c.转基因棉
定义:
是借助转基因技术得到的棉花新品种。
特点:
在于提高棉花的产量、质量和抗病虫害能力。
(7)木棉
属果实纤维;
虽不适于单纤维纺纱,但可以混纺,尤其是作为絮填隔热吸声材料和浮力救生材料极佳。
2.麻纤维
(1)分类:
◆韧皮纤维(软质纤维):
苎麻,亚麻,黄麻,大麻,洋麻等
◆叶纤维(硬质纤维):
剑麻,蕉麻
(2)麻纤维的初步加工
目的:
从韧皮或叶子中取出纤维;包括剥制和脱胶。
脱胶的方法主要有:
微生物脱胶和化学脱胶。
工艺纤维:
又称束纤维。
亚麻、黄麻、洋麻等单纤维很短,不能采用单纤维纺纱,而是以许多植物单细胞藉胶质粘合集束作为纺纱用纤维,称为工艺纤维。
(3)麻纤维的基本组成
麻纤维的主要组成是纤维素,其含量视麻的品种而定,一般约占60%~80%。
其中苎麻,亚麻的纤维素含量略高。
黄麻、槿麻等则低些。
除纤维素外还有木质素、果胶、脂肪及蜡质、灰分和糖类物质等。
(4)麻纤维的特性
麻纤维的吸湿性好、强度高、变形能力小,纤维以挺爽为特征;
化学稳定性:
耐碱不耐酸;
(5)苎麻(中国草)
a.截面特征:
苎麻纤维截面为腰圆或跑道形,有中腔、腔壁有辐射状裂纹;纵向无明显扭转,表面有不规则的条纹、有横节。
b.纤维特性:
苎麻纤维素含量较高、木质素含量低,纤维弹性好、质地软。
苎麻单纤维较长,可单纤维纺纱。
苎麻纤维的细度直接影响可纺性和柔软性,纤维愈细,品质愈高,可纺支数愈高,成纱愈柔软。
(6)亚麻
a.截面特征:
亚麻截面呈圆形和扁圆形,纵向中段粗两头细,有横节竖纹。
b.纤维特性:
亚麻单纤维长度较短,用工艺纤维纺纱。
亚麻纤维存在于麻茎的韧皮组织中,经沤浸脱胶去除部分胶质,使粘连纤维束得到部分松散,再经压轧、打麻加工成“打成麻”,其截面中约有10~20根单纤维的工艺纤维。
由于吸湿性好、导湿快、细度相对较细,是夏季衣衫的主要纤维原料。
3.竹纤维
(1)制造:
竹纤维是利用机械方法来粉碎、分离,并配以物理化学方法剔除竹中的木质素、竹粉、果胶等物质,制取竹纤维,是原生纤维物质。
(2)作用:
竹纤维多用于建筑建材、汽车制造、污水处理等行业,但也有个别品种可用于纺织面料。
用于纺织面料的竹纤维仅限于某些竹(慈竹)品种,有严格的要求,目前以产于浙江的毛竹为主。
(3)基本特征:
竹纤维单细胞的细胞壁为多层结构,长度约1.3~3.1mm左右,宽度约10~19mm,纤维素含量约为50%,木质素30%左右,聚戊糖20%左右,灰分1.5%左右,果胶0.7%左右。
竹纤维在性能上与麻纤维接近,有较好的吸湿、导湿和防臭性能,这可能源于竹纤维本身的多孔微细结构。
竹纤维本身也主要为纤维素物质,因此可以制成竹浆粕,制造粘胶类纤维。
这同棉浆、木浆粘胶是一样的,已不再具有原天然纤维的结构特征,甚至某些组成成分特征。
二、天然蛋白质纤维
总分:
1.毛发类纤维
2.腺分泌类纤维
1.毛发类纤维
毛是指主体支撑的毛发,较长和粗硬;绒是簇生的纤维,较短和细软。
(1)绵羊毛-羊毛/毛
①羊毛的构成物质
------角蛋白物质/羊毛纤维的主要组成物质是—种不溶性蛋白质,称为角朊。
它由多种α-氨基酸缩合而成,组成元素除碳、氢、氧、氮外还有硫。
。
②羊毛纤维的形态
a.毛纤维的截面形态羊毛纤维的截面近似圆形或椭圆形,由外至内由鳞片层,皮质层,有时还有髓质层组成
作用:
鳞片层:
由片状细胞连续叠合构成,不仅鳞片对羊毛毛干形成保护,而且会影响羊毛的光泽、手感、天然卷曲和缩绒性等。
皮质层:
是羊毛的主要组成部分,也是决定羊毛物理化学性质的基本物质。
一般由正皮质和偏皮质两种皮质细胞组成,通常是双边分布,是羊毛卷曲的本质原因。
髓质层:
又称髓腔,结构松散,含有色素和较大的气孔,几乎无强度、弹性。
一般羊毛越粗,髓腔越易发生,比例也越大,羊毛的品质和纺用价值亦越低。
b.毛纤维的截面形态羊毛纤维具有天然卷曲,纵面呈鳞片状覆盖的圆柱体。
羊毛是纺织工业的重要原料,它具有许多优良特性,如弹性好、吸湿性强、保暖性好,不易沾污、光泽柔和。
这些性能使毛织物具有各种独特风格。
用羊毛可以织制各种高级衣用织物,如薄毛呢等,有手感滑糯,丰厚有身骨、弹性好,呢面洁净,光泽自然的春秋织物,如中厚花呢等;有质地丰厚,手感丰满,保暖性强的冬季织物,如各类大衣呢等。
羊毛也可以织制工业用呢绒、呢毡,毛毯、衬垫材料等。
此外,用羊毛织制的各种装饰品如壁毯、地毯,名贵华丽。
③结构与组成对其性能的影响
●羊毛的a螺旋分子和纤维的天然卷曲赋予羊毛高弹性特征;
●羊毛角蛋白分子侧基的多样性,是羊毛吸湿性好,易染色,不易沾污,耐酸不耐碱的原因;
●羊毛的表面鳞片排列的方向性和纤维的高弹性,使羊毛具有缩绒性,或称“毡化性”。
缩绒性:
羊毛纤维集合体在湿热条件及化学试剂作用下,受到机械外力的反复挤压揉搓,纤维相互穿插纠缠,并逐渐收缩紧密,交编毡化,这一特性称为羊毛的缩绒性。
④分类
a.按细度和长度:
可分为超细毛、细毛(18~27μm,长<12cm)、半细毛(25~37μm,长<15cm)、粗毛(20~70μm,为异质毛)和长毛(>36μm,长15~30cm);
b.按羊种品系:
可分为改良毛与土种毛两大类;
c.按羊毛的分级:
可分为支数毛和级数毛;
d.按羊毛质地均匀性:
分有同质毛和异质毛;
e.按颜色分为:
本色毛和彩色羊毛;
f.按名称:
有美利努为细毛羊、考力代为半细毛羊种、林肯为长毛羊种等。
⑤净毛率
将原毛经过净洗,除去油脂、植物杂质、土沙、灰分等杂质后所剩纯净毛重量占原毛重量的百分比称为净毛率。
对于洗净毛,规定允许含有一定的回潮率<即公定回潮率)、含脂率和植物性含杂率,在计算净毛率时,要加以修正。
(2)山羊绒
(3)马海毛
(4)兔毛
(5)骆驼绒
(6)绵羊绒
(7)牦牛绒与牦牛毛
(8)羊驼毛
(9)总结
由毛发类纤维的知识和利用经验来看,人们主要在解决两类问题。
其一是纤维直径变细的研究,其二是开发和升级利用特种毛发类纤维。
前者相对较多,因为毛发类纤维越细,其品质越高、经济和使用价值也越高,仅以羊毛为例,其细度越细,髓质发生率和量越低,纤维强度越高;纤维的卷曲综合特征越高,纤维弹性越高;纤维表面鳞片越完整,覆盖均匀,纤维的光泽也越柔软;纤维的弯曲刚度越低,越不易发生刺痒,穿着舒适。
甚至羊毛的分类都按羊毛的细度来分。
2.腺分泌类纤维(丝纤维)
(1)蚕丝:
桑蚕丝/柞蚕丝
①基本知识
◆蚕为完全变态的昆虫,一生经过卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。
幼虫即为蚕,由卵孵化而成,幼蚕食桑叶(桑蚕)、柞树叶(柞蚕)或其他树叶,而逐渐长大,一般经过四次脱皮后;蚕体成熟,开始吐丝结茧。
吐丝结束几天后即化为蛹,再由蛹化为蚕蛾并钻出茧壳,雌雄蛾交配后产卵,一生的演变过程即告完成。
家蚕蛹经过两周左右的时间化为蚕蛾,蚕蛾钻出茧外会破坏茧丝,所以家蚕结茧后要经过杀蛹,通常采用加热的方法。
柞蚕的春茧大多用作种茧,不需杀蛹,秋茧是缫丝用茧,由于以蛹越冬,到次年3月末以后才化蛾,在这段时间内不必杀蛹。
◆桑蚕茧由外向内分为茧衣、茧层和蛹衬三部分。
蚕吐丝时,开始吐出的丝缕比较凌乱,成为蚕茧的蓬松外廓,称为茧衣.茧衣的丝缕细,强度差,含丝胶多,不能缫丝。
茧衣里面是茧层,茧层的丝缕绕成丝圈,作有规则的排列,粗细均匀,形成10多层重叠密接的薄丝层,是蚕茧的主要部分,约占全部丝量的70%~80%。
吐丝将近终了时,丝缕变细,丝胶含量降低,叠合成疏松层,称为蛹衬,蛹衬也不能缫丝,用作绢纺原料。
其中茧层可用来做丝织原料,茧衣与蛹衬因细而脆弱,只能用做绢纺原料。
桑蚕丝主要用于织制各类丝织面料。
②蚕丝的组成
茧丝是两根单丝平行粘合而成,中心是丝素,外层为丝胶,它们都是蛋白质,主要组成元素有C、H、O、N;
丝素蛋白质呈纤维状,不溶于水,称为丝朊。
丝胶蛋白呈球形能溶于水中。
除此之外,还有少量色素、灰分、蜡质、碳水化合物,它们主要分布在丝胶中。
③蚕丝的形态结构④
(1)
a.截面形态:
桑蚕丝的单丝丝素丝截面呈三角形;柞蚕丝的横截面形状为锐三角形,更为扁平呈楔状。
b.纵向形态:
蚕丝的纵面比较平整光滑,没有除去丝胶的茧丝表面带有异状丝胶瘤节。
④描述工艺性质参数的几个概念
a.茧丝量---是指一粒茧所能缫得的丝量;
b.茧层率---为茧层占全茧的重量百分比;
c.缫丝率---为缫丝量占茧层的重量百分率;
d.缫折---为100公斤的生丝所需的干茧重量;
e.解舒长---为一粒茧平均缫得的丝长;
f.解舒率---为解舒长与茧丝长的百分比。
⑤蚕丝的特性
◆蚕丝的吸湿能力很强,且散湿速度快;
◆蚕丝的强度大于羊毛而接近棉。
/蚕丝的伸长率小于羊毛而大于棉。
/蚕丝的弹性恢复能力也小于羊毛而优于棉。
◆蚕丝耐酸不耐碱,但耐酸碱性均比羊毛弱。
柞蚕丝的耐酸碱性比桑蚕丝好。
◆桑蚕丝一般呈白色,除去丝胶后具有雅致悦目的光泽,这是由于丝素的三角形截面和层状结构所形成的。
柞蚕丝具有天然淡褐色,光泽柔和,但比桑蚕丝差。
◆蚕丝的耐光性较差。
◆丝鸣成为蚕丝独具的风格特征
干燥的蚕丝相互摩擦或揉搓时发出特有的清晰微弱的声音,称为丝鸣。
(2)蜘蛛丝
三、再生纤维
1.再生纤维素纤维
(1)普通粘胶纤维
粘胶纤维是再生纤维的一个主要品种,于1891年在英国研制成功,1905年投入工业化生产.
粘胶纤维的原料来源广泛,成本低廉,在纺织纤维中占有相当重要的位置。
a.结构特征
①主要组成物质是纤维素
②分子结构式与棉纤维相同,聚合度低于棉,一般为250~550。
③湿法纺丝制成
④其横截面边缘为不规则的锯齿形,有皮芯结构,纵向平直有不连续的条纹。
纤维外层的纤维素大分子受到较强拉伸,分子取向度较高,结晶粒度小,数量较多,结构比较均一;内层中的纤维素大分子受到的拉伸效果较小,取向度低,结晶粒度大,结构较为疏松,这种结构称为皮芯结构。
一般湿法纺丝的化学纤维均具有皮芯结构。
b.粘胶纤维的主要性能
①吸湿性和染色性
◆粘胶纤维的吸湿性是化学纤维中最好的,标准大气条件下(20C,相对湿度65%)的平衡回潮率为12%~15%,相对湿度95%时的回潮率约30%。
纤维在水中润湿后,截面积膨胀率可达到50%以上,最高可达到140%,所以一般的粘胶纤维织物沾水后会发硬。
◆粘胶纤维的染色性能良好,染色色谱全,色泽鲜艳,染色牢度也较好。
②机械性质
◆粘胶纤维的强度较低,一般在1.6~2.7dN/tex,断裂伸长率为16%~22%。
润湿后的粘胶纤维强力下降,其湿干强度比为40%~50%。
在剧烈的洗涤条件下,粘胶纤维织物易受损伤。
◆粘胶纤维在小负荷下容易变形,且变形后不易恢复,弹性差、织物容易起皱,耐磨性差。
③其他性质
◆粘胶纤维耐碱不耐酸。
◆耐热性较好,在180~200C时产生热分解。
(2)高湿模量和强力粘胶纤维
◆高湿强粘胶纤维:
以提高粘胶纤维的结晶度为主要方式,形成全芯层结构的粘胶纤维,其主要代表纤维有中国早期所称的富强纤维,日本的虎木棉或波里诺西克(Polynosic);强度高于普通粘胶纤维,湿态强度明显提高。
◆强力粘胶:
以提高分子的取向度和改善结晶颗粒尺寸与分布的方式,形成全皮层结构的粘胶纤维,如粘胶帘子线、强力粘胶和Tenasco等.是一种高强度、耐疲劳性能良好的粘胶纤维,强度可达棉的两倍以上,广泛用于工业生产,经加工制成的帘子布,供作汽车、拖拉机的轮胎,也可以制作运输带、胶管、帆布等。
(3)Lyocell纤维
◆加工:
Lyocell纤维是以N-甲基吗啉-N-氧化(NMMO)为溶剂,用干湿法纺制的再生纤维素纤维;
◆特点:
①生产过程清洁化;
②比强度高,为38cN/tex~42cN/tex,湿强损失低,小于15%;
③手感柔软、悬垂性好;
④Lyocell纤维有原纤化倾向,纤维表面易发生分裂小纤维绒,但此缺陷可以得到控制和消除。
也可利用此特征制造有桃皮绒感和柔软触感的纺织品。
4)铜氨纤维(P24)
◆加工:
◆特点:
◆应用:
(5)醋酯纤维(P24)
◆加工:
◆特点:
◆应用:
2.再生蛋白质纤维
四、普通合成纤维
普通的合成纤维主要是指传统的六大纶纤维,即涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶纤维。
其中前4位纤维确实在近半个世纪中发展成为大宗类纤维,以产量排序为涤纶>丙纶>锦纶>腈纶,以服用纺织原料为主。
其命名以化学组成为主,并形成学名及缩写代码;商用命名为辅,形成商品名或称俗名。
国内以“纶”的命名,属商品名,依据较混杂。
涤纶和维纶是国外商品名的谐音;锦纶是因中国最早生产地在锦州得名;腈纶、丙纶和氯纶均以其化学组成得名。
而腈纶的“腈(jīng)”本以为是“氰(qīng)”的谐音,结果给了个误发音“qíng”。
1.涤纶
(1)制造
●涤纶是聚酯纤维的中国商品名。
涤纶由对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇进行缩聚生成的聚对苯二甲酸乙二酯制得,是合成纤维的最大类属,其产量居所有化学纤维之首;
●涤纶采用熔体纺丝;