常用紡織纖維結構和性能

1、123第一章第一章 常用紡織纖維的結構和主要性能常用紡織纖維的結構和主要性能(Structure and properties of textile fibers)第一節(jié)第一節(jié) 纖維素纖維的結構和主要性能纖維素纖維的結構和主要性能一、天然纖維素纖維一、天然纖維素纖維(natural cellulosic fibers)（一）棉纖維（一）棉纖維(cotton)1、形態(tài)結構、形態(tài)結構橫向：腰圓形，有中腔 縱向：天然轉(zhuǎn)曲的扁平帶狀2、棉纖維主要成分、棉纖維主要成分(main component) 是棉纖維的外層,是在細胞延長階段形成的，它又分為兩層.1、角皮層(外層)：是棉纖維極薄的最外層 作用：保

2、護棉纖維 組成：蠟狀物質(zhì)和果膠物質(zhì) 形態(tài)：極薄的薄膜2、初生胞壁(內(nèi)層)：厚約0.1-0.2微米，也是較薄的一層 作用：內(nèi)裝原生質(zhì) 組成：主體是纖維素，但含較多雜質(zhì) 形態(tài)：管狀薄壁，取向度低 特性：溶脹小初生胞壁對印染的影響初生胞壁對印染的影響: : 果膠、蠟質(zhì)影響吸濕性，在精練、漂白過程中將被破壞或去除。果膠、蠟質(zhì)影響吸濕性，在精練、漂白過程中將被破壞或去除。 是棉纖維的主體部分，約占纖維部量的90%以上，是由纖維素在初生胞壁內(nèi)沉積而成的。 作用：棉纖維的主體，決定棉纖維主要性質(zhì) 組成：主要是纖維素 形態(tài)： 縱向：原纖網(wǎng)狀組織 橫向：日輪(2540層)形態(tài)：中空形態(tài)：中空組成：原生質(zhì)殘渣（沉

3、積在纖維內(nèi)壁上組成：原生質(zhì)殘渣（沉積在纖維內(nèi)壁上) )、 蛋白質(zhì)，礦物鹽，色素，蛋白質(zhì)，礦物鹽，色素，染色通道染色通道棉纖維主要成分棉纖維主要成分(main component)3、纖維素大分子的化學結構式、纖維素大分子的化學結構式(chemical structural formula)葡萄糖?；赃版I反轉(zhuǎn)相連而成的纖維素纖維素分子式： （C6H10O5)n葡萄糖剩基-羥基：能與金屬反應，發(fā)生氧化反應、與無機酸反應、 酯化、醚化反應，可形成氫鍵 -苷鍵：對堿穩(wěn)定性高，在酸中易水解4、超分子結構、超分子結構(supramolecular structure)結晶度 天然棉纖維70%，麻90%、

4、粘膠纖維30%-40%取向度 螺旋角越小，取向度越高。棉螺旋角為20o35o，麻為68o，粘膠為34o麻纖維：聚合度高，結晶度高，取向度高棉纖維：聚合度高，結晶度高，取向度較高粘膠纖維：聚合度低，結晶度低，取向度低5、化學性質(zhì)、化學性質(zhì)(chemical property)（1）吸濕和溶脹(absorption and swell)采用回潮率和含水率兩項指標測試（2）耐酸性耐酸性(acid-resistant)：遇強酸水解：遇強酸水解 應用應用：蟬翼紗，爛花布：蟬翼紗，爛花布爛花布：滌棉包芯紗織物通過爛花布：滌棉包芯紗織物通過與有花紋的酸滾筒接觸后制得的半透明織物與有花紋的酸滾筒接觸后制得的半

5、透明織物苷鍵水解（3）耐堿性）耐堿性(alkali-resistant)：遇堿膨化：遇堿膨化 應用應用(application)：絲光：絲光(mercerization) 堿縮堿縮NaOH無張力無張力( 松弛松弛) 有有 張力張力FF（4）纖維素的氧化：）纖維素的氧化：生成（含醛基、羰基、羧基）生成（含醛基、羰基、羧基）一系列氧化纖維素一系列氧化纖維素 氧化纖維素的特點：有潛在損傷氧化纖維素的特點：有潛在損傷潛在損傷：經(jīng)堿處理后纖維強力大幅下降潛在損傷：經(jīng)堿處理后纖維強力大幅下降纖維素在堿存在下易氧化脆損：纖維素在堿存在下易氧化脆損： 高溫堿煮時應盡量避免與空氣接觸高溫堿煮時應盡量避免與空氣接

6、觸 氧化劑漂白必須嚴格控制工藝條件氧化劑漂白必須嚴格控制工藝條件（5）酯化、醚化反應）酯化、醚化反應（二）麻纖維（二）麻纖維麻纖維的化學組成麻纖維的化學組成（苧麻為例）（苧麻為例） 纖維素：57-80% 半纖維素：12-17% 木質(zhì)素：苧麻08-1.5%，亞麻2.5-5%，黃麻10-13% 果膠：1-5.7% 蠟質(zhì)：0.3-1.8% 灰分：0.5-5%纖維素纖維68.64纖維素纖維68.64蠟狀物質(zhì)1.15蠟狀物質(zhì)1.15果膠物質(zhì)17.78果膠物質(zhì)17.78木質(zhì)素2.25木質(zhì)素2.25未測定部份10.18未測定部份10.18麻纖維特性麻纖維特性 吸濕、放濕速率快、縮水大 纖維較硬，回彈性較好，

7、織物易皺折 強力高、模量大，不耐磨不耐磨 結晶度、取向度高，染色性能差結晶度、取向度高，染色性能差麻纖維形態(tài)特征麻纖維形態(tài)特征：橫向腰圓形有中腔，縱向柱狀有橫節(jié)、豎紋橫向腰圓形有中腔，縱向柱狀有橫節(jié)、豎紋 （苧麻、亞麻圖片）（苧麻、亞麻圖片）其它纖維素纖維：木棉、椰子纖維其它纖維素纖維：木棉、椰子纖維二、再生纖維素纖維二、再生纖維素纖維(一）普通粘膠纖維一）普通粘膠纖維粘膠纖維形態(tài)結構粘膠纖維形態(tài)結構粘膠化學結構和超分子結構粘膠化學結構和超分子結構纖維 結晶度(%) 聚合度 普通粘膠 3035 250300 富強粘膠 4550 500左右 強力粘膠 5055 300350 Modal 4246

8、 350450 Tencel 4852 500550 漿粕 5565 600 纖維 取向因子 粘膠 低牽伸(普通粘膠) 0.54 高牽伸(強力粘膠) 0.88 銅氨粘膠 0.74 苧麻 0.97 海島棉 0.72 陸地棉 0.62 普通粘膠纖維的性能普通粘膠纖維的性能 濕態(tài)斷裂強力低 易變形 吸濕性大 能在濃燒堿作用下溶脹、溶解（不能進行絲光處理） 不需精煉、漂白處理 染色性能與棉相似銅氨纖維銅氨纖維1.原料：木材、甘蔗渣、蘆葦、棉短絨（主要）溶在氫氧化銅或堿性銅鹽的濃氨的濃氨溶液中2.結構與性能： 圓型截面、全皮層、不完全透明 柔軟（比粘膠好），光澤柔和（圓截面） 吸濕接近粘膠 染色好 濕強

9、高于粘膠 工藝復雜（比粘膠）（二）高濕模量粘膠纖維（二）高濕模量粘膠纖維1、富強纖維、富強纖維形態(tài)結構形態(tài)結構：接近圓形或全芯層結構化學結構和超分子結構化學結構和超分子結構 聚合度：聚合度：500-600 結晶度：結晶度：45-50% 晶粒大：導致耐磨性差晶粒大：導致耐磨性差 取向度高取向度高 有原纖化現(xiàn)象：易產(chǎn)生毛羽有原纖化現(xiàn)象：易產(chǎn)生毛羽性能性能 干、濕態(tài)斷裂強度高干、濕態(tài)斷裂強度高 尺寸穩(wěn)定性好尺寸穩(wěn)定性好 對堿穩(wěn)定性好，可進行絲光處理對堿穩(wěn)定性好，可進行絲光處理 耐磨性差耐磨性差2、Modal纖維纖維 干、濕強度比普通粘膠纖維高干、濕強度比普通粘膠纖維高25-30% 棉的柔軟、絲的光澤

10、、超強的滑爽感棉的柔軟、絲的光澤、超強的滑爽感 抗皺性差抗皺性差 環(huán)境污染小環(huán)境污染小 不會產(chǎn)生原纖化不會產(chǎn)生原纖化（三）天絲（三）天絲（Tencel, Lycell)皮芯結構皮芯結構干、濕強度大干、濕強度大尺寸穩(wěn)定性好尺寸穩(wěn)定性好有原纖化現(xiàn)象有原纖化現(xiàn)象生產(chǎn)過程對環(huán)境無公害生產(chǎn)過程對環(huán)境無公害吸濕透氣好吸濕透氣好染色好染色好, 具生物降解性具生物降解性懸垂性好懸垂性好彈性好彈性好縮水小縮水小目前世界上唯一集合成纖維和天然纖維優(yōu)點于一體的新型纖維目前世界上唯一集合成纖維和天然纖維優(yōu)點于一體的新型纖維（四）竹纖維（四）竹纖維 竹原纖維竹原纖維 竹漿纖維竹漿纖維竹原纖維形態(tài)結構、分子結構竹原纖維形

11、態(tài)結構、分子結構 橫截面：扁平形或三角形，有中腔橫截面：扁平形或三角形，有中腔 有橫節(jié)、溝槽、裂縫、空洞有橫節(jié)、溝槽、裂縫、空洞 結晶度結晶度71%竹漿纖維：竹漿纖維：與粘膠相似，皮芯結構不明顯，結晶度小于竹原纖維與粘膠相似，皮芯結構不明顯，結晶度小于竹原纖維竹原纖維性能竹原纖維性能 吸濕、透氣、快干性 抗菌、除臭 抗紫外第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)纖維的結構和主要性能蛋白質(zhì)纖維的結構和主要性能 羊毛羊毛 蠶絲蠶絲 大豆蛋白纖維大豆蛋白纖維蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)：基本組成單位：氨基酸基本組成單位：氨基酸 由大量氨基酸以一定順序首尾聯(lián)接形成的多肽由大量氨基酸以一定順序首尾聯(lián)接形成的多肽蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)：蛋白質(zhì)的

12、兩性性質(zhì)：分子末端含有氨基和羧基，側(cè)基上還含有許多酸性基團和堿性基團分子末端含有氨基和羧基，側(cè)基上還含有許多酸性基團和堿性基團等電點等電點：調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)pH，使蛋白質(zhì)分子上正、負離子數(shù)目相等，此時的，使蛋白質(zhì)分子上正、負離子數(shù)目相等，此時的pH 值為等電點。值為等電點。羊毛：羊毛：4.2-4.8蠶絲：蠶絲：3.5-5.2H2NCHRCOOH一、羊毛纖維的結構和主要性能一、羊毛纖維的結構和主要性能1、羊毛的組成：、羊毛的組成：角蛋白角蛋白羊脂羊脂羊汗羊汗沙土沙土植物性雜質(zhì)植物性雜質(zhì)羊毛的形態(tài)結構羊毛的形態(tài)結構縱向：天然卷曲的圓柱狀，表面有鱗片縱向：天然卷曲的圓柱狀，表面有鱗片橫向：近似圓形，可分為

13、鱗片層，皮質(zhì)層和髓質(zhì)層橫向：近似圓形，可分為鱗片層，皮質(zhì)層和髓質(zhì)層3、羊毛的性質(zhì)、羊毛的性質(zhì)1.保暖 2.吸濕透氣為天然纖維之最 ：纖維含親水基團, COOH-, -NH2 OH3.彈性好：表面有卷曲4.光澤柔和：每一根纖維表面鱗片有漫射現(xiàn)象5.縮水：熱水、堿性、機械外力強時縮水很大6.耐酸性：耐酸性：耐弱酸，不耐強酸7.耐堿性差：堿作用變黃耐堿性差：堿作用變黃羊毛的性質(zhì)羊毛的性質(zhì)9.對氧化劑較敏感：漂白（過氧化氫），防縮處理對氧化劑較敏感：漂白（過氧化氫），防縮處理（次氯酸鈉）（次氯酸鈉）10.耐熱性較差：干熱小于耐熱性較差：干熱小于70，大于，大于100，變，變脆、泛黃脆、泛黃11.水和蒸

14、汽作用：水水和蒸汽作用：水80-110 ，蒸汽，蒸汽100-115 以上，損傷明顯以上，損傷明顯其它動物毛其它動物毛 1.山羊絨：山羊絨：Cashmere “開士米開士米” 長度：長度：30-40mm 細度：細度：15-16m2.馬海毛：（馬海毛：（Mohair ）：土耳其的安哥拉產(chǎn)的山羊毛。）：土耳其的安哥拉產(chǎn)的山羊毛。長度長度120-150mm ，細度細度10-90m（1）光澤強，環(huán)狀鱗片幾乎貼在表面上）光澤強，環(huán)狀鱗片幾乎貼在表面上（2）無卷曲）無卷曲（3）不易縮水）不易縮水（4）強度高）強度高（5）彈性優(yōu)良）彈性優(yōu)良3.兔毛：細度：兔毛：細度：10-15m，長度，長度25-45mm（1

15、）軟、細、短，強力低）軟、細、短，強力低（2）平波卷曲、抱合力差、兔毛多掉毛）平波卷曲、抱合力差、兔毛多掉毛,一般與羊一般與羊毛混紡毛混紡（3）髓腔大，易脆斷）髓腔大，易脆斷山羊絨、馬海毛、兔毛山羊絨、馬海毛、兔毛二、蠶絲的結構和主要性能二、蠶絲的結構和主要性能1、組成：、組成： 絲素絲素 絲膠絲膠 色素色素 蠟質(zhì)蠟質(zhì) 無機物無機物分子結構和組成：分子結構和組成：由多種由多種氨基酸剩基以酰胺鍵聯(lián)結構成的長鏈大分子氨基酸剩基以酰胺鍵聯(lián)結構成的長鏈大分子蠶絲由絲素和絲膠兩種蛋白質(zhì)組成蠶絲由絲素和絲膠兩種蛋白質(zhì)組成絲素的性質(zhì)絲素的性質(zhì) 耐熱性：較好，耐熱性：較好，120，2h，強力無變化，強力無變化

16、 保暖性：好于棉、麻、毛保暖性：好于棉、麻、毛 溶脹、溶解性：在水中溶脹，不溶解溶脹、溶解性：在水中溶脹，不溶解 耐有機酸和弱無機酸，不耐強無機酸：單寧酸增重、酸縮耐有機酸和弱無機酸，不耐強無機酸：單寧酸增重、酸縮 耐堿性差：強堿損傷絲素，弱堿無損絲素耐堿性差：強堿損傷絲素，弱堿無損絲素 氧化劑和還原劑作用：含氯氧化劑損傷絲素，還原劑無明顯氧化劑和還原劑作用：含氯氧化劑損傷絲素，還原劑無明顯損傷，漂白損傷，漂白絲膠的性質(zhì)絲膠的性質(zhì) 吸濕性高于絲素：支化程度比絲素高，極性基團含量高吸濕性高于絲素：支化程度比絲素高，極性基團含量高 在水中溶脹、溶解在水中溶脹、溶解 弱堿脫膠弱堿脫膠第三節(jié)第三節(jié) 合

17、成纖維的結構和主要性能合成纖維的結構和主要性能一、滌綸的結構和主要性能一、滌綸的結構和主要性能化學組成：化學組成：聚對苯二甲酸乙二酯聚對苯二甲酸乙二酯不含親水性基團，只有極性很小的酯基不含親水性基團，只有極性很小的酯基酯基的存在使分子具有一定的化學反應能力酯基的存在使分子具有一定的化學反應能力形態(tài)結構形態(tài)結構普通PET：光滑圓柱形異形截面：十字花形、三角形、三葉形、凸形滌綸性能滌綸性能 洗可穿性好洗可穿性好 強力高強力高 熱穩(wěn)定性好熱穩(wěn)定性好 具有熱塑性，可做百褶裙具有熱塑性，可做百褶裙 抗熔性較差，遇煙灰、火星易形成孔洞抗熔性較差，遇煙灰、火星易形成孔洞 易起靜電、易起球易起靜電、易起球 不

18、耐堿不耐堿 耐酸、氧化劑、還原劑耐酸、氧化劑、還原劑 不發(fā)霉、不蟲蛀不發(fā)霉、不蟲蛀二、錦綸的結構和主要性能二、錦綸的結構和主要性能學名：聚酰胺纖維學名：聚酰胺纖維國際上稱國際上稱nylon品種：錦綸品種：錦綸6、錦綸、錦綸66、錦綸、錦綸11、錦綸、錦綸610錦綸化學組成：錦綸化學組成：錦綸錦綸6：聚己內(nèi)酰胺纖維，由己內(nèi)酰胺聚合而成：聚己內(nèi)酰胺纖維，由己內(nèi)酰胺聚合而成錦綸錦綸66：聚己二酰己二胺纖維，由己二酸和己二胺聚合而成：聚己二酰己二胺纖維，由己二酸和己二胺聚合而成共同特點：大分子主鏈上都有酰胺基共同特點：大分子主鏈上都有酰胺基N(CH2)6NOC(CH2)4COHHn NOCHn (CH

19、2)5錦綸形態(tài)結構：錦綸形態(tài)結構：縱向：光滑、無條痕縱向：光滑、無條痕 普通錦綸普通錦綸 異形錦綸異形錦綸錦綸性質(zhì)：錦綸性質(zhì)：耐磨性六大綸中最好耐磨性六大綸中最好耐日曬差：強力下降、變黃耐日曬差：強力下降、變黃耐熱性較差：耐熱性較差：100以上，強力損失嚴重；以上，強力損失嚴重；150，5h，變黃、收縮，變黃、收縮耐堿、耐還原劑耐堿、耐還原劑耐酸性和耐氧化劑性能較差：酸催化大分子降解，氧化劑漂白后易泛黃耐酸性和耐氧化劑性能較差：酸催化大分子降解，氧化劑漂白后易泛黃三、腈綸的結構和主要性能三、腈綸的結構和主要性能化學組成：化學組成：第一單體：丙烯腈（第一單體：丙烯腈（85%），對化學、物理、機械

20、性能起主要作用），對化學、物理、機械性能起主要作用第二單體：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯，改善手感、彈性第二單體：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯，改善手感、彈性第三單體：丙烯黃酸鈉，改善染色性能第三單體：丙烯黃酸鈉，改善染色性能腈綸形態(tài)結構：腈綸形態(tài)結構：啞鈴型截面、圓型截面啞鈴型截面、圓型截面腈綸性能：腈綸性能： 耐熱性較好耐熱性較好 耐日曬性最好耐日曬性最好 吸濕性較差，好于滌綸、錦綸吸濕性較差，好于滌綸、錦綸 氰基在酸、堿作用下會水解，強堿處理易發(fā)黃氰基在酸、堿作用下會水解，強堿處理易發(fā)黃 耐氧化劑、還原劑耐氧化劑、還原劑四、氨綸的結構和主要四、氨綸的結構和主要 性能（性能（spandex) 聚氨基甲酸酯彈性纖維聚氨基甲酸酯彈性纖維 最大伸長為原長的最大伸長為原