纺织材料学基础知识课件1-5章节上.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,纺织材料基础知识课件,1-5,章节上,第一章天然纤维素纤维,第二章化学纤维,第三章天然蛋白质纤维,第四章 纤维的形态及表征,第五章 纤维的吸湿性,第一章天然纤维素纤维,第一节,棉纤维,第二节,麻纤维,第一节棉纤维,棉纤维的分类,棉纤维的生长发育与形态结构,棉纤维的化学组成与化学性质,棉花品质评定,原棉的常规检验,棉花的初加工,棉花的初加工也叫轧棉或轧花,初加工的目的,是使棉纤维和棉籽分离,除去棉籽和部分杂质。,几个定义：,棉花,棉植物种子上的纤维，籽棉和皮棉的统称。（有时亦做为棉植物，棉植物开的花的名称）,籽棉,从棉铃中拾取的带籽的棉瓣。,皮棉,籽棉经轧棉机加工，除去棉籽所得的纤维。（轧花厂的称呼）,原棉,供纺织厂作纺纱原料等用的皮棉。（纺纱厂的称呼）,衣分（率）,皮棉重量占籽棉重量的百分率。,剥桃棉,从非自然开裂的棉铃中剥取的棉花。,棉纤维的分类,-1,按棉种分类（长度和细度）,长度,(mm),细度,(,tex,),强度,(km),陆地棉,(,细绒棉,)2333 0.150.2 2125,海岛棉,(,长绒棉,)3364 0.120.14 30,亚洲棉,(,粗绒棉,)1625 0.250.4 12,长绒棉,优点,:,纤维细、长，单纤维强力好,缺点：含糖偏高,易产生“三缠”现象,措施：预处理,细绒棉,数量最多,占世界总产量,85%,以上，占我国总产量,98%,以上,三类棉纤维的截面形态,棉纤维的分类,-2,按棉花的初加工分类,皮辊棉,锯齿棉,皮辊棉和锯齿棉的比较,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,主体长度长，整齐度低、,短绒无法去除,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,棉纤维的分类,-3,按纤维色泽分类,1,、,白棉,正常成熟，正常吐絮的棉花，不管原棉的色泽呈洁白、乳白或淡黄色，都称为白棉。棉纺厂使用的原棉，绝大部分为白棉。,2,、,黄棉,棉花生长晚期，棉铃经霜冻伤后枯死，铃壳上的色素染到纤维上，使原棉颜色发黄。黄棉一般都属低级棉，棉纺厂仅有少量使用。,3,、,灰棉,棉花在多雨地区生长时，棉纤维在生长发育过程中或吐絮后，由于雨量多，日照少，温度低，使纤维成熟受到影响，原棉颜色呈现灰白，这种原棉称为灰棉。灰棉强力低、质量差，棉纺厂很少使用。,4,、,天然彩色棉,天然彩色棉是生物学家利用生物遗传方法，在棉花的植株上置入产生某种颜色的基因，让这种基因使棉株具有活性，从而使棉桃内的纤维变成相应的颜色而取得。,天然彩色棉的特点与应用,由于天然彩色棉自身的缺陷，如产量低、纤维短、品质差、颜色单调等，随着染色、染料工业的发展，彩色棉逐渐被白棉取代。直到上世纪,70,年代，工业污染严重威胁到人类自身，人们才意识到环保的重要性，加上转基因工程的出现，科学家开始重新审视有利于环保的天然彩色棉的栽培和育种。经国外科学家近四十年的杂交、转基因的选育栽培，已成功地培育出棕、绿、蓝、黄、红等多种颜色的彩色棉；国内科学家也培育出了棕、绿、黄、红、灰、紫等品系，其中以棕色系和绿色系为主。纤维的长度、细度、成熟度等已符合现代纺织生产的技术要求；产量和颜色稳定性也已符合规模播种要求，并且已经形成一定的种植生产能力。,主要产棉,区,主要产棉国：美国、中国、俄罗斯、印度、巴基斯坦、巴西、埃及、苏丹等。,我国主要产地是：,黄河流域,（最大），,长江流域,（其次），,北部特早熟棉区,（辽河流域），,西北内陆棉区,（以新疆为主），,华南棉区,江苏、湖北、河北、山东、河南等省，新疆长绒棉。,棉纤维的生长发育,棉纤维是由胚珠,(,即将来的棉籽,),表皮壁上的细胞伸长加厚而成的。,一个细胞长成一根纤维。,Cotton:seed hair obtained from the boll of the cotton plant,4000 fibers/seed,max 20,000 fibers/seed,250,000 fibers/boll,棉纤维正常生长发育分三个阶段,伸长期,加厚期 转曲期（干涸期）,伸长期：纤维加长，形成胞壁,加厚期：长度基本长足，主要是胞壁加厚,转曲期：失去水分、胞壁扭转，沿纤维纵向形成,天然转曲,。,棉纤维的生长发育,棉纤维的形态结构,正常生长的棉纤维形态结构,截面：腰圆形，有中腔,(kidney-bean shaped with a lumen),纵向：天然转曲（,the twists reverse in direction along the length,）,棉纤维的断面结构,初生层,:,蜡质与果胶,次生层：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,。纤维素在次生层中以束状小纤维的形态与纤维轴倾斜呈螺旋形，并沿纤维长度方向有转向。这是使棉纤维具有天然转曲的原因。,中腔：少数原生质和细胞核残余,棉纤维化学组成与性质,组成物质：主要组成为纤维素,化学性质：,水的作用：,不溶于水，但会膨胀，纵：,1,2%,，横,40-45%,酸的作用：,不耐酸,碱的作用：,耐碱，可在碱液中进行丝光处理,氧化剂的作用：,氧化剂会使纤维素发生降解破坏,微生物的作用：,在潮湿条件下，易霉变,有机溶剂的作用：,不溶于一般溶剂,棉纤维的品质评定,(1),抽样,抽样应具有代表性,抽样分籽棉抽样和,成包皮棉,抽样,成包皮棉抽样分按批检验抽样和逐包检验抽样,。,抽样数量：按批检验抽样，,按,10%,抽样，即每,10,包抽一包，不足,10,包的部分按,10,包计。,抽样方法,棉纤维的品质评定,(2),品级,品级,是原棉品质优劣的一个综合性指标，反映棉纤维的内在质量。,品级评定主要依据,成熟程度、色泽特征、轧工质量,分级情况：,分七级，一级至七级，无级外棉，其中,三级为标准级，,一级至五级为纺用棉,品级标准分为,文字标准和实物标准,棉花评级时，规定在室内北窗射入的正常光线下或符合规定的人工光线下，手持棉样在实物标准前面与之对照，以实物标准结合品级条件决定棉样品级,。,棉纤维的品质评定,(3),长度,采用手扯尺量法和,HVI,检验，以,HVI,为准,分级情况：,25mm,包括,25.9mm,及以下,26mm,包括,26.026.9mm,27mm,包括,27.027.9mm,28mm,包括,28.028.9mm,29mm,包括,29.029.9mm,30mm,包括,30.030.9mm,31mm,包括,31.031.9mm,32mm,32.0mm,及以上,（三）手扯长度检验,手扯长度,是用手扯尺量的方法所测得的原棉中根数最多的纤维长度。国家标准规定，手扯长度以,1mm,为间距，分为七档，见下表。其中,27mm,为标准长度，五级棉花长于,27mm,，,按,27mm,计算；六、七级均按,25mm,计算。,手扯尺量法,是取有代表性棉样,10g,左右，双手平分，抽取纤维束，靠手反复整理成没有疵点和游离纤维的、一端齐或两头齐的平直棉束，放在黑绒板上，观察棉束两头对黑绒板的覆盖情况，尺量两头不露黑绒板位置线间的距离即得手扯长度。,棉纤维的品质评定,(4),马克隆值,分级情况：三级,五档,，其中,B,级为标准级,棉纤维的品质评定,(5),异性纤维,新标准将危害性杂物分为硬杂物和软杂物。异性纤维为软杂物。,异性纤维是指混入棉花中的非棉纤维和非本色棉纤维，如化学纤维、毛发、丝、麻、塑料膜、塑料绳、染色线（绳、布块）等。,成包皮棉异性纤维含量是指从样品中挑拣出的异性纤维的重量与被挑拣样品重量之比，用克,/,吨（,g/t,）表示。,棉纤维的品质评定,(6),断裂比强度,断裂比强度：是束纤维拉伸至断裂负荷最大时所对应的强度，以未受应变试样每单位线密度所受的力表示，单位为,cNtex,-1,。断裂比强度是重要的棉花质量指标，与纱线的成纱强力有很好的相关性。,断裂比强度为,3.2mm,隔距，,HVICC,校准水平,断裂比强度范围，,cN/tex,分档,24.0,很差,24.0,25.9,差,26.0,28.9,中等,29.0,30.9,强,31.0,很强,棉纤维的品质评定,(7),长度整齐度指数,长度整齐度指数：棉花平均长度和上半部平均长度的比值，以百分数来表示。,棉花长度整齐度指数分档见下表。,长度整齐度指数范围，,分档,77.0,很低,77.0,79.9,低,80.0,82.9,中等,83.0,85.9,高,86.0,很高,棉纤维的品质评定,(8),反射率、黄色深度和色特征级,反射率和黄色深度用于反映棉花的色特征。反射率是表示棉花样品反射光的明暗程度，以,Rd,表示。黄色深度是表示棉花黄色色调的深浅程度，以,+b,表示。,棉花按色特征分为白棉、淡黄染棉、黄染棉,3,种类型，共,13,个色特征级。色特征级用两位数字表示，第一位是级别，第二位是类型。白棉分,6,个色特征级，代号分别为：,11,、,21,、,31,、,41,、,51,、,61,；淡黄染棉分,4,个色特征级，代号分别为：,12,、,22,、,32,、,42,；黄染棉分,3,个色特征级，代号分别为：,13,、,23,、,33,。,31,为色特征级标准级。,色特征图,棉纤维的重量检验,(1),含杂率,杂质,夹杂的非纤维性物质，如：泥纱，枝叶，棉籽，破籽，虫屎等。,疵点,原棉中含有的有害纺纱的纤维性物质，如，索丝，棉结，软籽表皮，带纤维籽屑，黄根等。,棉花标准含杂率，皮辊棉为,3.0%,，锯齿棉为,2.5%,。,检验：杂质（原棉杂质分析机）,疵点（手拣法）,棉纤维的重量检验,(2),回潮率,回潮率：,公定，标准，实际,棉花公定回潮率为,8.5%,，棉花回潮率最高限度为,10.0%,。,表示水分多少的指标除了回潮率之外还有含水率,棉纤维的重量检验,(3),公量计算,准重：按棉花实际含杂率折算成标准含杂率后的重量。,公定重量：准重按棉花实际回潮率折算成公定回潮率后的重量。,计算,一批锯齿棉花净重,5000kg,，测得其实际回潮率为,7.2%,，含杂率,2.9%,，试计算其公定重量。,棉花质量标识,按批检验的成包皮棉应标示棉花质量标识。,棉花质量标识按,棉花类型、主体品级、长度级，主体马克隆值级,顺序标识。,黄棉以字母“,Y”,标示，灰棉以字母“,G”,标示，白棉不作标示；,品级代号：一级至七级，用“,1”,“7”,标示；,长度级代号：,25,毫米至,32,毫米，用“,25”,“32”,标示；,马克隆值级代号：,A,、,B,、,C,级分别用,A,、,B,、,C,标示；,皮辊棉、锯齿棉代号：皮辊棉在质量标示符号下方加横线“,”,表示；锯齿棉不作标志。,相关规定,举例,二级锯齿白棉，长度,29,毫米，主体马克隆值级,A,级，质量标识为：,四级锯齿黄棉，长度,27,毫米，主体马克隆值级,B,级，质量标识为：,四级皮辊白棉，长度,30,毫米，主体马克隆值级,B,级，质量标识为：,五级锯齿白棉，长度,29,毫米，主体马克隆值级,C,级，质量标识为：,五级皮辊灰棉，长度,28,毫米，主体马克隆值级,C,级，质量标识为：,六级锯齿灰棉，长度,27,毫米，主体马克隆值级,C,级，质量标识为：,229A,Y427B,430B,529C,G528C,G625C,棉纤维的常规检验,(1),长度,长度的不均一性,:,任何一批原棉，从中随机取出一束纤维试样，其中各根纤维的长度都是不相等的、长短不齐的，这叫棉纤维长度的,不均一性,。它可以用棉纤维的自然长度排列图和长度,-,重量分布曲线直观地表达出来。,将一束试样从长到短逐根排列，并使各根纤维的一端在一条直线上，就可得到棉纤维的自然长度排列图。如图,影响长度的因素：,棉花的种类与品种（决定因素）、生长条件、初加工、气候、土壤等,长度与成纱质量和纺纱工艺的关系,强度、细度、条干、毛羽,长度检验,1,、罗拉式分组测试法,根据棉纤维长度分布特性，利用罗拉钳口控制纤维由短到长进行等距分组称重，求得长度分布等各项指标。,2,、,梳片式分组测定法,采用,Y121,型梳片式长度仪。它利用一组钢针梳片将试样整理成一端平齐的棉束，然后由长到短地将棉束的纤维按长度分成若干组，分别称其重量，计算求得各项长度分布指标，包括上四分位长度（自最长纤维至试样总重的,1/4,处的长度）、主体长度、平均长度、整齐度及短纤维率等。,3,、,光电式不分组测定法,具有代表性的是美国思彬莱（,Spinlab,）公司（现已被瑞士乌斯特公司购买）生产的,530,型纤维照影仪。它是利用特制的梳夹在取样器上随机抓取纤维，经过梳理制成一个纤维平行伸直、均匀分布的试验须丛。然后从距离梳夹根部,3.8mm,处开始，以光线向须丛梢部进行光电扫描来测定纤维长度的。测定的结果是以跨距长度来表示。,跨距长度,（,S.L,）：是指光电扫描梳夹外面的纤维须丛时，以距离梳夹根部,3.8mm,处（即光电扫描处）的纤维根数作为百分之百，如果扫描到相对于此处纤维根数某一百分数时，光电扫描线到梳夹根部的距离。例如：,2.5%S.L.,、,50%S.L.,分别为相对根数是,2.5%,和,50%,处离梳夹的距离。,2.5%,处的跨距长度与主体长度比较接近，,50%,处的跨距长度与,2.5%,的跨距长度之比称之为棉纤维长度整齐度。通过仪器还可以获得照影机曲线，如图。,棉纤维的常规检验,(2),细度,纤维细度是指纤维粗细的程度,细度指标：,T,t,（法定单位）,，,N,m,影响纤维细度的因素：棉花品种，生长条件，成熟度,纤维细度与成纱质量的关系,细度的检验：,中段称重法：用,Y171,纤维切断器在一束棉纤维中部切取定长（,10mm,）的一段，称其重量，记数其根数，然后计算出棉纤维细度的平均值。,气流仪法：适用于同品种的棉纤维。,中段长度,Lc,=10,，中段重量,Gc,=3.24,，两端纤维重量,Gf,=6.54,，中段根数,n=1965,根。,计算：（,1,）公制支数，（,2,）每毫克纤维根数，（,3,）特克斯。,棉纤维的常规检验,(3),成熟度,定义,纤维细胞壁的增厚程度，,胞壁越厚，成熟度越好,为什么说成熟度是棉纤维的特征性质？,棉纤维的各项性能几乎都与成熟度有关。正常成熟的棉纤维，截面粗、强度高、弹性好、有丝光，并有较多的天然转曲，可产生较大的抱合力，成纱强度高。如果成熟度过高或过低，由于纤维偏粗或偏细，反而成纱强度不高。因此可以断言，成熟度是反映棉纤维质量的一项重要的综合指标。,影响因素：棉花的种类与品种、,生长条件,(,决定因素,),检验：,中腔胞壁对比法，,NaOH,膨胀法,，偏振光,指标：,成熟系数,K,、成熟度比,M,、成熟纤维百分率,P,成熟度系数,是根据棉纤维腔宽与壁厚比值的大小（与纤维形态有关，见图）所定出的相应数值，,即将棉纤维成熟程度分为,18,组后所规定的,18,个数值，最不成熟的棉纤维成熟度系数定为零，最成熟的棉纤维成熟度系数定为,5,，用以表示棉纤维成熟度的高低。棉纤维成熟度系数与腔宽壁厚比值间的对应关系见下表。,成熟度比,是指棉纤维细胞壁的实际增厚度（指棉纤维细胞壁的实际横截面积对相同周长的圆面积之比）与选定为,0.577,的标准增厚度之比。成熟度比越大，说明纤维越成熟。成熟度比低于,0.8,的纤维为未成熟纤维。,成熟纤维百分率,是指在一个试验试样中，成熟纤维根数占纤维总根数的百分率。,成熟纤维,是指发育良好而胞壁厚的纤维，经氢氧化钠溶液膨胀后纤维呈无转曲状。,不成熟纤维,是指发育不良而胞壁薄的纤维，经氢氧化钠溶液膨胀后纤维呈螺旋状或扁平状，纤维胞壁薄且透明。,成熟度系数与腔宽壁厚比值对照表,棉纤维的常规检验,(4),马克隆值,什么是马克隆值,（,Micronaire,）,？,国家标准（,GB/T6498,）对马克隆值作了确切的定义，,马克隆值是一定量棉纤维在规定条件下透气性的量度，以马克隆刻度表示。,马克隆值是同时反映棉纤维的,细度,和,成熟度,的综合性指标。对同品种的棉纤维，马克隆值的大小既反映纤维成熟度的高低，也反映纤维细度的粗细。,马克隆刻度是建立在已由国际协议确定了其马克隆值的成套,“,国际校准棉花标准,”,基础之上的。将马克隆刻度标在气流仪上即可测试棉纤维的马克隆值。这里，马克隆值没有计量单位，称为马克隆值单位。,根据马克隆值的测定原理，棉纤维的透气性和纤维比表面积有关。,马克隆值的检验 气流仪（如图,Y145C,型）,USTER,MICRONAIRE-775,型,Y145C,型,棉纤维的常规检验,(5),强度,强度指标：断裂强力，断裂比强度，断裂长度,强度与成纱质量的关系,影响因素：棉花的种类、品种，生长环境，成熟度,测量：束纤维，单纤维,棉纤维的常规检验,(6),疵点,疵点及其危害,是由于生长发育不良和轧工不良而形成的对纺纱有害的物质。一般在纺纱工艺中有害疵点不易清除，或包卷在纱条中或附着在纱条上，使成纱条干恶化，断头增加，外观变差，直接危害纺纱生产和纺织最终产品的质量。,种类：棉结索丝、带纤维籽屑和软籽表皮、不孕籽、僵片、黄根,检验：手拣法,得到的指标（每种疵点）：粒数,/100g,，重量百分率,棉纤维的常规检验,(7),糖分,糖分的危害：粘性，三缠现象,糖分的检验：贝氏试剂,棉纤维的常规检验,(8),天然转曲,一根成熟的棉纤维在显微镜中观察时，可以看到象扁平的带子上有着许多螺旋形的扭曲，这种扭曲是棉纤维在生长过程中自然形成的，因此称之为“天然转曲”。,天然转曲一般以单位长度（,1cm,）中扭转,180,度的个数表示，细绒棉的,转曲数,约为,39-65,次,/cm,原棉综合检验,目的：掌握原棉的性能、质量，为纺纱以及原棉交易提供依据,原棉检验的方法：,手感目测法,仪器检测法,单唛试纺法,手感目测法,包括：纤维长度整齐度、原棉的卷曲与压缩弹性、纤维强度、抱和力、柔软性、杂质疵点含量等；,优点：取样多、速度快、代表性强；,缺点：对检验人员要求较高、人为误差。,仪器检验,包括：长度、细度、强度、成熟度、含水、含杂等；,优点：数据比较可靠稳定；,缺点：试验数量少、花费时间长。,单唛试纺,单一批量的原棉在小型纺纱机台或车间大机上进行纺纱试验；从纺纱细度、成纱强度、条干、结杂以及纺纱过程中产生的问题来最后评定该批原棉的纺纱性能；,优点：可以测定单项指标检验无法包括的纤维性能；,缺点：比较费时,。,棉纤维的其他检验方法,试纺,单唛试纺,成份试纺,一条龙试纺,总结,原棉的形态和,结构,原棉的,品质评定,（品质检验及公量计算）,原棉的,常规检验,（基本定义，各种指标，和成纱关系，计算）,返回,第二节麻纤维,分类,化学组成,麻纤维的形态结构,麻纤维的主要性能,常见麻纤维介绍,麻纤维分类,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,麻纤维化学组成,麻纤维的形态结构,截面：腰圆形，有中腔，有裂纹,纵向：有横节、竖纹,截面：多角形，有中腔,纵向：有横节、竖纹,麻纤维的初加工,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,化学脱胶,根据脱胶程度不同，分为,全脱胶：胶质全部脱去，纤维呈单根状态，如苎麻,半脱胶：仅脱去部分胶质，束状纤维，如亚麻、黄麻等,工艺纤维,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而成的束纤维作为纺纱用纤维，称为工艺纤维。,苎麻单纤维：,20-250mm,亚麻：,15-20mm,大麻：,10-15mm,黄麻：,2-4mm,麻纤维的主要性能,长度细度（麻的细化）,强伸性能：苎麻纤维强力高，,天然纤维中强力和初始模量居首位，断裂伸长率在常见天然纤维中最小（,2-3%,）,吸湿散湿好（舒适性好）,Wk=12%,刚性大（织物硬挺，有刺痒感）,弹性差（织物易起皱）,常见麻纤维,苎麻,China grass,主要产于我国的长江流域，以湖北，湖南，江西居多，印度尼西亚，巴西，菲律宾等国也有种植。,苎麻纤维品质优良，单纤维长，主要用于夏季服装面料，装饰用布等。,苎麻可每年收割三次。,亚麻,黄麻,罗布麻,大麻,大麻纤维中空，富含氧气，使厌氧细菌无法生存，所以大麻纤维具抗霉杀菌的功效,经高频等离子发射光谱仪分析测定，大麻纤维中还含有十多种对人体十分有益的微量元素,大麻作物在种植和生长过程中不施用任何化学农药即可免遭病虫害的侵扰,穿着大麻布做的鞋垫不长脚气，并可有效的避免脚臭,作业,（,1,）名词解释：马克隆值、主体长度、品质长度、,2.5,跨距长度、特克斯、公制支数、成熟度、断裂长度、工艺纤维,（,2,）棉纤维按初加工方式分为哪几类？它们的特点如何？,（,3,）简述棉纤维的形态结构、化学组成与化学性质。,（,4,）简述棉花品级检验的依据和检验方法。,（,5,）中段切断称重法测原棉细度，已知中段长度,10mm,，中段重量,3.24mg,，两端纤维重量,6.54mg,，中段根数,1965,根，分别计算公制支数、每毫克纤维根数和特克斯。,第二章化学纤维,第一节 化纤概述,第二节 常见化纤性能简述,第三节 化学纤维性能与检验,第四节 纺织纤维的鉴别,世界各古文明纤维使用的历史,埃及,尼罗河流域,亚麻,中国,黄河长江流域,苎麻与丝,印度,印度河流域,棉花,小亚细亚,两河流域,羊毛,化学纤维,1884,年，制造出世界上第一种化学纤维,硝酸纤维,1905,年，第一种工业化生产的化学纤维,粘胶纤维,1939,年，美国杜邦公司开发出第一种合成纤维,尼龙,66,（,nylon 66,）,我国化学纤维从,50,年代开始发展迅速,化学纤维的分类,1,按来源,再生纤维：再生纤维素，再生蛋白质,合成纤维,无机纤维,化学纤维的分类,2,按化学组成,聚酯纤维,(PET):,涤纶,聚酰胺纤维,(PA):,锦纶,聚丙烯腈纤维,(PAN):,腈纶,聚乙烯醇缩甲醛纤维,(PVA):,维纶,聚丙烯纤维,(PP):,丙纶,聚氯乙烯纤维,(PVC):,氯纶,聚氨酯纤维,(PU):,氨纶,长丝,：化学纤维加工得到的连续丝条，不经过切断工序的称为长丝。又分为单丝、复丝、捻丝、复捻丝与变形丝。,短纤维,：化纤在后加工中切断成为各种长度规格的短纤维。分为棉型,(30-40mm),、中长型,(51-65mm),和毛型,(70-150mm),。,化学纤维的分类,3,按形态结构,化学纤维的分类,4,按性能差别,差别化纤维：,经过化学或物理变化从而不同于常规纤维的化学纤维。,异形纤维,：喷丝孔截面非圆形。,图,复合纤维,超细纤维：单丝线密度在,0.33dtex,以下,阻燃纤维,功能纤维：在某一或某些性能上表现突出的纤维。如导电纤维、光导纤维、离子交换纤维、调温保温纤维、防辐射纤维等。,高性能纤维：用特殊工艺加工的、具有特殊或特别优异性能的纤维。如高模量纤维、耐高温纤维等。,化学纤维的制造,四个主要过程,：,成纤高聚物的提纯或聚合,纺丝流体的制备,纺丝,后加工,化学纤维的制造,第一步,成纤高聚物的提纯或聚合,再生纤维,：将天然高聚物原料（棉短绒、木材等）进行提纯，去杂质，制成浆粕,合成纤维,：将石油、天然气中的小分子化合物进行人工聚合形成液态（溶液或熔体）或固态（切片）高聚物,纺丝流体的制备,熔体法,熔融温度分解温度,如：涤纶、锦纶、丙纶。,溶液法,熔融温度分解温度,如：粘胶纤维、腈纶、氯纶。,加入消光剂，色素、香料、抗菌、导电,化学纤维的制造,第二步,纺丝,熔体纺丝,溶液纺丝,化学纤维的制造,第三步,熔体纺丝,熔体纺丝,：,将高聚物加热至熔点以上的适当温度以制备熔体，熔体经螺杆挤压机由计量泵压出喷丝孔，使成细流状射入空气中，经冷凝而成为细条。,过程简单、纺丝快、孔数少、截面多为圆形。,涤纶、锦纶、丙纶采用熔体纺丝,。,溶液纺丝,溶液纺丝,：湿法纺丝、干法纺丝,湿法纺丝：,将纺丝溶液从喷丝孔中压出、在液体凝固剂中固化成丝。,纺丝速度慢、孔数多，有明显的皮芯结构。,腈纶、维纶、氯纶、,粘胶,。,干法纺丝：,将纺丝液从喷丝孔中压出，在热空气中使溶剂挥发固化成丝。,工艺较复杂、成本高,醋酯纤维、氨纶,等,后加工,纺丝熔体或纺丝液用计量泵定量供料通过喷丝孔后凝固成丝条的过程称为纺丝。喷丝孔喷出的丝条称为,初生纤维,。,初生纤维的内部结构不稳定，强度很低，伸长很大，沸水收缩率很高，没有实用价值。必须进行一系列后加工，使纤维具有一定物理机械性能,化学纤维的制造,第四步,后加工,短纤维：,集束,拉伸,(,水洗,),上油,切断,打包,热定形,卷曲,第二节 常见化纤特性简述,一、粘胶纤维,粘胶纤维于,1891,年在英国研制成功，,1905,年投入工业化生产。其原料来源广泛，成本低廉，地位重要。,(,一,),粘胶纤维的结构特征,粘胶纤维的主要组成物质是纤维素，与棉相同，聚合度低于棉，一般为,250,550,。粘胶纤维由湿法纺丝制成。,形态结构：,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。,(,二,),粘胶纤维的主要性能,吸湿性和染色性,粘胶纤维的吸湿性是,化学纤维中,最好的，标准回潮率约为,13,。纤维吸湿后膨胀，截面积可增加,50,以上，最高可达到,140,，所以粘胶织物下水后手感发硬、收缩率大。粘胶纤维的染色性良好，色谱全，色泽鲜艳，染色牢度较好。,机械性能,粘胶纤维的强度较低，一般在,1.6,2.7CN,dtex,，断裂伸长率为,16,22,。湿强下降多，约为干强的,40,50,。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。,其他性能,粘胶纤维耐碱不耐酸。耐热性较好。,(,三,),粘胶纤维的种类和用途,普通粘胶,普通粘胶纤维有长丝和短纤维之分，粘胶短纤维有棉型、毛型和中长型，可与棉、毛等天然纤维混纺，也可与涤纶、腈纶等合成纤维混纺，还可纯纺，用于织制各种服装面料和家庭装饰织物及产业用纺织品。其特点是成本低，吸湿性好，抗静电性能优良。长丝可以纯织，也可与蚕丝、棉纱、合成纤维长丝等交织，用于制作服装面料、床上用品及装饰品等。,高湿模量粘胶纤维（富强纤维、,Modal,）,通过改变普通粘胶纤维的纺丝工艺条件而开发的，其横截面近似圆形，结构近乎,全芯层,，强度高于普通粘胶纤维，湿态强度明显提高。,强力粘胶丝,强力粘胶丝结构为,全皮层,，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，可做汽车轮胎帘子布，也可以制作运输带、胶管、帆布等。,新溶剂法粘胶纤维（,Tencel,、,Lyocell,）,粘胶纤维有致命的弱点：湿强极低、易皱、缩水率高，且生产流程长，环境污染严重。英国,Courtaulds,公司以溶剂法纺丝制造出来的纤维素纤维,Tencel,（译名天丝），除了具有粘胶纤维的优点外，还具有合成纤维的强伸性，加工制造是纯物理方法，无环境污染，被誉为“二十一世纪的绿色纤维”。,组成成分,主要是纤维素。,吸湿性和染色性,Tencel,纤维吸湿性强，标准回潮率达,11%,，略低于粘胶，染色性能好而持久。,机械性能,Tencel,的强力与合成纤维相近，干强为,4.2CN/dtex,，接近涤纶纤维，湿强仅下降,15%,。尺寸稳定性好，织物缩水率低。,其他性能,Tencel,纤维在湿状态下，受机械力作用，纤维表面被拉出细小原纤，能改变织物性能，若通过酶处理，去掉较长原纤，可得到桃皮绒效果。,用途,Tencel,纤维由于具有棉的吸湿性能，丝的手感和光泽、化纤的强力、毛的挺爽等优良性能，可用来开发高附加值的机织和针织产品。,二、竹浆纤维,竹浆纤维是以竹子为原料的再生纤维素纤维，是一种我国自行研制并成功投入生产的纺织纤维。这种纤维强力好，耐磨性、吸湿性、悬垂性好，有丝质感觉，手感柔和光滑。,（一）竹浆纤维的形态结构,竹浆纤维纵向具有光滑、均一的特征，纵向表面有多条较浅的沟槽，横截面接近圆形，边缘为不规则锯齿形。这种表面结构使得纤维的表面具有一定的摩擦系数，纤维具有较好的抱合力，有利于纤维的成纱。,（二）竹浆纤维的主要特性,吸湿性和染色性,竹浆纤维在标准状态下的回潮率可达,12%,，与普通粘胶纤维的回潮率相接近。相同条件下的其他纤维的回潮率和吸湿速度都不及竹浆纤维。因此竹浆纤维比其他纤维更具有吸湿快干性能。竹浆纤维染色性好且不易褪色。,竹浆纤维的天然抗菌性能,竹浆纤维具有抗菌性，在加工过程中，可采用高新技术处理，使竹浆纤维的天然抗菌性能得以保持，即使经过洗涤、日晒也不会失去抗菌作用。,三、醋酯纤维,醋酯纤维俗称醋酸纤维，它是以纤维素与醋酯酐等为原料，经一系列化学加工而制成的，是第二类再生纤维（半合成纤维）。由于它是以纤维素为骨架，具备纤维素纤维的基本特征，但它的性能与再生纤维素纤维（如粘胶）有所不同，又具有合成纤维的一些特性。,(,一,),醋酯纤维的结构特征,醋酯纤维有二醋酯纤维和三醋酯纤维。醋酯纤维无皮芯结构，横截面形状为多瓣形叶状或耳状，二醋酯纤维的聚合度为,180,200,，密度为,1.32g,cm,3,左右；三醋酯纤维的聚合度为,280,300,。密度为,1.30g,cm,3,左右。,(,二,),醋酯纤维的主要性能与用途,吸湿性与染色性,吸湿性比粘胶纤维低得多。染色性能较差，必须用分散染料染色。,机械性能,醋酯纤维强度较低，二醋酯纤维的干强仅为,1.1,1.2CN,dtex,，湿强约为干强的,67,77,。易变形，也容易恢复，不易起皱，柔软，具有蚕丝的风格。,热学性能,醋酯纤维具有良好的热塑性能。,其他性能,耐酸碱性都比较差。,用途,醋酯纤维表面平滑，手感柔软滑爽，有弹性，有丝一般的光泽，适合于制作衬衣、领带、睡衣、高级女士服装、裙子。,四、大豆纤维,大豆蛋白纤维是一种再生植物蛋白纤维，是从豆渣中提取球蛋白、辅之以特殊添加剂制成，是人造纤维史上第一种由中国自主开发并投入工业化生产、应用的纤维。,（一）大豆纤维的性能,吸湿染色性,大豆纤维吸湿性好。它可用酸性染料、活性染料染色。尤其是活性染料染色，颜色鲜艳而有光泽，同时耐日晒，汗渍牢度好。,机械性能,大豆纤维物理机械性能好，单纤断裂强力为,3.0CN/dtex,，高于棉、毛。同时沸水收缩率低，尺寸稳定性好，常规洗涤下不收缩，抗皱性好，易洗快干。,其他性能,因为大豆纤维和人体皮肤亲和性好，且含有多种人体所必须的氨基酸。在大豆纤维纺丝过程中加入一定量的杀菌消炎作用的中草药与蛋白质侧链以化学键相结合，药效显著而持久。,（二）大豆纤维的用途,其细度细、比重小、强伸度高的特点，使它织成的面料具有羊绒般的手感，蚕丝般的光泽，羊毛般的保暖、吸湿透气，悬垂感好，可做高档衬衫、内衣。,五、牛奶纤维,牛奶蛋白纤维是以牛奶为原料，经分离、提纯出来的蛋白质与丙烯腈接枝共聚而成的新型化学纤维，属再生蛋白质纤维。,纤维具有良好的吸湿性和透气性。,牛奶丝酸碱度,PH,值为,6.80,，呈微酸性，与皮肤保持一致。,牛奶蛋白纤维含有多种氨基酸。以牛奶丝织布制衣，贴身穿着有润肤养肤的功效。其面料有质地轻盈、柔软、穿着透气，导湿、爽身的特性，是制作儿童服饰和女士内衣的理想面料。,六、涤纶,涤纶为我国的商品名称，学名为聚对苯二甲酸乙二酯纤维。它是聚酯纤维的一种，由熔体纺丝法制得。有长丝和短纤；长丝又有普通长丝,(,包括帘子线,),和变形丝；短纤又可分棉型、毛型和中长型等。涤纶产量居所有化学纤维之首。,形态结构,普通涤纶截面为圆形，纵向光滑平直。,吸湿性及染色性,涤纶吸湿性差，在一般大气条件下，回潮率只有,0.4,左右,穿着有闷热感，易洗快干，具有“洗可穿”的美称。一般染料难以染色,现多采用分散性染料高温、高压染色。阳离子染料可染性涤纶的染色性得到了显著的改善。,机械性质,涤纶的断裂强度和断裂伸长率均大于棉纤维，但因品种和牵伸倍数而异。一般长丝较短纤强度高，牵伸倍数高的强度高、伸长小。涤纶的模量较高，仅次于麻纤维,弹性优良,所以织物挺括，尺寸稳定，保形性好。涤纶的耐磨性优良，仅次于锦纶,但易起毛起球，且毛球不易脱落。,化学稳定性,涤纶对酸较稳定，但涤纶只能耐弱碱，常温下与浓碱或高温下与稀碱作用会使纤维破坏。对一般的有机溶剂、氧化剂、微生物的抵抗能力较强。,热学性质,涤纶的耐热性优良，热稳定性较好。涤纶织物遇火种易熔成小孔，重则灼伤人体。,电学性质,优良的绝缘材料，易生静电，吸附灰尘。,光学性质,涤纶的耐光性较好，仅次于腈纶。,密度,密度小于棉大于羊毛，为,1.39g,cm3,左右。,短纤可与棉、毛、丝、麻或其他化纤混纺，用于衣着、装饰等。,长丝，特别是变形丝用于针织、机织制成各种仿真型内外衣。长丝也因其良好的物理化学性能，广泛用于轮胎帘子线、工业绳索、传动带、滤布、绝缘材料、船帆、篷帐等工业制品。,对涤纶进行改性制得了抗静电、抗起毛起球、阳离子可染等涤纶。,七、腈纶,腈纶主要由聚丙烯腈组成，它是用,85,以上的丙烯腈和不超过,15,的第二、第三单体共聚而成，经湿法或干法纺丝制成短纤或长丝。,形态结构,截面一般为圆形或哑铃形，纵向平滑或有,1,2,根沟槽，其内部存在空穴结构。,吸湿性及染色性,吸湿性优于涤纶但比锦纶差，在一般大气条件下，回潮率为,2.0,左右，由于空穴结构的存在和第二、第三单体的引入，染色性较好。,机械性质,强度比涤纶、锦纶低，断裂伸长率与涤纶、锦纶相似。在合成纤维中，耐磨性较差。,光学性质,耐光性是常见纤维中最好的,，所以适合作篷帐、炮衣、窗帘等户外用织物。,热学性质,腈纶具有热弹性，将普通腈纶拉伸后聚冷，得到的纤维，如果在松弛状态下受到高温处理，会发生大幅度的回缩，将这种高伸腈纶与普通腈纶混在一起纺成纱，经高温处理即成膨松性好、毛型感强的膨体纱。,化学稳定性,化学稳定性较好，但在浓硫酸、浓硝酸、浓磷酸中会溶解。,密度,腈纶的密度较小，约为,1.14,1.17g,cm,3,。,其许多性能如膨松、柔软与羊毛相似，有人造羊毛之称，故常制成短纤维与羊毛、棉或其他化纤混纺，织制毛型织物或纺成绒线，还可以制成毛毯、人造毛皮、絮制品等。,八、锦纶,锦纶是聚酰胺纤维的商品名。品种多，目前主要有锦纶,6,和锦纶,66,。锦纶纤维以长丝为主，少量短纤维主要用于和棉、毛或其它化纤混纺。,形态结构,与涤纶相似，为熔体纺丝法制得。,吸湿性和染色性,锦纶的吸湿能力是合成纤维中较好的。在一般大气条件下，回潮率可达,4.5,左右。锦纶的染色性在合成纤维中是较易染色的一种纤维。,机械性质,锦纶的强度高、伸长能力强，且弹性优良。伸长率为,3,6,时，弹性回复率接近,100,，,锦纶的耐磨性是常用纤维中最好的。,锦纶在小负荷下容易变形，,其初始模量在常见纤维中是最低的，,因此，手感柔软，但织物的保形性和硬挺性不及涤纶。,热学性质,耐热性差，随温度的升高使强力下降，收缩率增大。一般安全使用温度，锦纶,6,仅为,93,以下，锦纶,66,为,130,以下。遇火种易熔成小孔甚至灼伤人体。,光学性质,耐光性差。光的长期照射会发黄发脆，强力下降。,化学稳定性,锦纶的耐碱性优良，耐酸性较差，特别是对无机酸的抵抗能力很差。在,95,下用,10%,的,NaOH,溶液处理,16,小时后的强度损失可忽略不计，但遇酸酰胺基易酸解，导致酰胺键断裂，使聚合度下降。,密度,密度较小，为,1.14g,cm3,左右。,锦纶是合成纤维中工业化生产最早的品种。近年来，虽然涤纶的发展超过了它，但仍是合成纤维中的主要品种之一。锦纶生产以长丝为主，用于民用可织制袜子、围巾、衣料及用做牙刷鬃丝等，还可以织制地毯；用于工业可制造轮胎帘子线、绳索、渔网等；国防工业中用于织制降落伞等。锦纶短纤维可与棉、毛和粘胶纤维混纺，其混纺织物具有良好的耐磨性和强度。,九、丙纶,丙纶是由聚丙烯经熔体纺丝制得的，产品主要有短纤维、长丝和膜裂纤维等。其截面与纵面形态与涤纶、锦纶等相似。,丙纶的主要特性为,丙纶几乎不吸湿，但有独特的芯吸作用，可制成运动服或过滤织物。染色性较差，不易上染，可采用纺前染色法解决丙纶的染色问题，但染色色谱不全。,丙纶的强伸性、弹性、耐磨性均较高，与涤纶相近；并可根据需要，制造出较柔软或较硬挺的纤维。,丙纶的化学稳定性优良，耐酸碱的抵抗能力均较强，并有良好的耐腐蚀