纤维的结构演示幻灯片.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,*,纺织物理,Textile Physics,1,第一章 纤维的结构Chapter 1 the structure of fiber,2,概 述,1纤维结构：,纤维的结构是纤维的,固有特征和本质属性,，决定纤维的,物理和化学性质,，进而决定纤维的,使用特性,；,涵盖,微观,到分子组成，,宏观,到纤维形貌；,结构多样性（表层、内部结构）与结构层次有多种划分。,2结构层次的模糊，纤维的,微细结构,(fine structure)：,主要讨论纤维中,长链分子,在,结晶区,和,非结晶区,中的,组合和排列形式,以及这些,结构块的形态,和,相互堆砌形式,。,19世纪：,微细结构,的提出；,20世纪的上半叶，卓有成效的研究和,结构理论,的提出与验证；,近五十年又在许多纤维,结构理论和分析方法,上有新的突破。,3,3纤维微细结构常用的,研究方法,有：,基于观察的方法：光学/电子显微术(optical/electron microscopy)：扫描电镜SEM(scanning electron microscope)和透射电镜TEM(transmission electron microscope)，X射线和电子衍射法（X-ray&Electron diffraction），红外（infra-red）、紫外（ultraviolet）、荧光（fluorescence）和拉曼光谱法（Raman spectrum），核磁共振法（nuclear magnetic resonance），表面分析法（surface analysis），原子力显微镜AFM（atomic force microscope）或扫描隧道显微镜STM（scanning tunneling microscope）等方法。,基于纤维的物理化学性质：热分析法（thermal analysis），动态和断裂力学法，质谱分析法（mass spectrometry）。,4纤维结构研究的发展、问题、未知性和不确定：,基本形式：对纤维微细结构作文字或简单模型图来描述（定性）。,基本原因：结构的复杂和多样性、表征方法的局限性、人们的认识。,4,第一节 纤维结构理论,一、缨状微胞理论,1历史:,Ngeli理论（淀粉、植物细胞膜）；Meyer和Mark的微胞学（苎麻、粘胶纤维）；Spearkman模型（羊毛纤维）。,早期微胞说,：大分子存在于完整的晶胞，,晶胞间彼此分离,。,Standinger(德1953诺贝尔奖)认为，若低相对分子质量聚合物可各自产生结晶，则高相对分子质量聚合物必然由,连续但不完善的结晶,构成。无定形高聚物存在不均匀分子链构成的连续网络。,Ngeli(微胞+间质),Meyer(大分子规整排列),Standinger模型,5,争论的焦点：,（1）纤维素及其他高聚物分子的长度？,Meyer认为分子是相当短，聚合度约200。Standinger认为，天然纤维素，聚合度2000以上。,（2）纤维是由分离的晶体，还是由连续、均匀的分子所组成？,Meyer等认为纤维是分离的晶体组成；而Standinger等认为，存在连续的、一定程度上均匀分布的分子。,“缨状微胞”,学说的产生,“缨状微胞”,：分子通过若干个微胞，微胞间为非结晶区，由连续的分子网络将微胞结合在一起。长链分子间的规整排列构成,结晶微胞,。而伸出的无规则排列的分子成为,缨状须从,。,6,缨状微胞理论以长链分子连续地通过晶区及非晶区的新观点，,初步统一了关于微胞及连续结构之间的矛盾,。,但是，缨状微胞理论，存在两种观点（两相、有过渡）：,两相结构（结晶区和无定形区，界限明确）；,结晶区由规整排列的分子链构成；无定形区由无规则排列的分子链构成；,两种取向和无序排列的缨状微胞结构,a.两相,b.有过渡,7,单相不均匀（结晶到无定形逐渐过渡，界限不明确）；,结晶区到无定形区存在高序区到低序区的逐步转化。有序度：表征物体内部结构质点在空间分布是否具有周期规律性。,在临界温度以上，晶体结构中的质点（原子或离子等）都随机地分布于某些位置上，相互间排布没有一定规律性，即无序态。,在临界温度以下，这些不同的质点可以各自有选择地分占位置，相互间作有规则的排列，即有序态。,2缨状微胞理论的作用:适合,纤维素纤维,和,一些化纤,的结构解释。,X射线衍射结果和SEM结果吻合；,纤维,吸湿,和,染色性,：非晶区易被其他分子渗透；,纤维,密度,不同：结晶区与非结晶区的比例不同;,纤维分子,取向度,：结晶区及非结晶区中分子排列的整齐度不同;,纤维,各向异性,：纤维分子取向排列及微胞取向排列;,纤维的力、热、电、光学特征，可用缨状微胞说来解释。,8,二、缨状原纤理论,1理由与理论,SEM对纤维,更微细组织（原纤）,的观察，提出了原纤理论。,1）原纤内的缨状微胞组织的说法；,2）原纤即结晶区解释；,3）原纤是晶区与非晶区的交替形式；,4）原纤是高度有序排列的无定形结构。,Hearle1958)提出了,缨状原纤理论,(fringed-frbril theory)，其目的是将明确的,两相结构和单相结构理论结合,起来。,2缨状原纤理论的特点,放弃了,晶区是微胞的假设，,结晶区是连续的缨状原纤,，许多长链分子组成。分子沿着长度方向，在原纤的不同位置上分裂，部分进入无定形区，部分重新进入其他原纤，并可能产生晶格的缺陷和混乱。,9,结构特点：结晶区和非结晶区均连续。,化纤成形过程：当熔体离开喷丝板后，分子将形成晶核，即作为后续结晶源。当分子的定向流动和外界牵伸作用时，晶核会发展而形成原纤化结晶。,缨状微胞理论可以作为缨状原纤理论的特殊情况，即尺寸的区别。,Hearle缨状原纤结构,缨状原纤形成过程,10,三、折叠链片晶理论,片晶存在的事实（图1-9、图1-10，链段垂直片状表面来回折叠）,产生：高分子熔体或溶液中的分子，大部处于无规纠缠状态。经喷丝孔喷出和导向牵伸后，分子的某些链段可能处于伸展或折叠状态，而折叠状的分子链段极易形成规整的晶体。,几种模型：,折叠链片晶,，插线板模型，缚结分子（tie macromolecule）。这种,折叠链片晶,与,缨状微胞说，,产生出缨状折叠链片晶理论(fringed-micelle with chain-folding)，简称,缨状片晶,理论。,折,叠,链,片,晶,11,成形：折叠链片晶在,普通牵伸,中,能发生取向和部分晶体破裂、滑移，形成较小、均匀、有取向的,折叠链片晶,（图1-13a）。随牵伸倍数的增大，形成混杂的结构。在,超大牵伸,条件下形成类似于缨状原纤状的,伸展链片晶,结构（图1-13b）。,折叠链片晶和伸展链片晶,牵伸过程折叠链片晶取向及变化,12,Kellel（1957）等用TEM观察发现：,PE,高分子单晶薄片的厚度约为,12nm,，厚度与分子量无关，并测得分子链垂直于晶片平面，提出了著名的,折叠链片晶,结构假说，线形高分子链长可达几百到几千纳米，具有很大的表面能，极易在一定条件下自发地折叠，形成片晶。,片晶就如同缨状微胞结构中的微胞；伸出的分子就像缨状分子，再进入其它片晶的为,“缚结分子”,，是纤维产生强度的主要因素。缨状折叠链片晶模型也是典型的两相结构模型。,取向和非取向缨状片晶模型,缚结分子,折叠链可解释：纤维实际强力远小于理论计算强力。,13,四、纤维结构的其他理论,1.准结晶状态结构（图1-14，晶区+非晶区、折叠链+伸直链的综合结构）,Hosemann(1967)认为，纤维存在准结晶(Paracrystalline)状态。晶格参数在一定程度上受到随机性的干扰，不可能有长片段的良好结晶，会存在少量的无序区和一维或二维有序结构。,2.无定型结构,用统计热力学观点导出的无规线团(random coil)模型图（图1-15），在理论上说明了非晶态高聚物中，是无规缠结的线团模型，分子链间有一定的相互作用。这种结构不否定纤维分子的部分取向排列，甚至有序定向排列。,3.缺陷结晶结构,从金属结构出发，认为纤维结构的无序区，由结晶区中的缺陷所形成。,4.串晶结构(Shish-kebab fibrillar crystals，图1-16),以伸展链构成的原纤晶体与折叠链形成的片晶组合形成的结晶形式。,14,五、纤维的弱节结构特征,1弱节的定义与内涵,由Peirce最早提出。力学性质上的弱点，与该部位的结构状态有关，故又称“,结构弱节,”或“,形态弱节,”。,结构弱节,：纤维内部结构中和外观形态上存在的明显结构不均匀性和缺陷。,形态弱节,：纤维明显的几何细颈部位。,例如：羊毛纤维弱节可分为三类：内部结构弱节；形态细节或细颈；自然侵蚀和人为损伤的结构缺陷。,2纤维弱节的特征(SEM、XRD观察),(1)纤维的细节(图1-17)：纤维均匀地由粗变细，再由细变粗。,(2)天然生长的形态缺陷(图1-18)：风蚀、鳞片鼓胀、畸形。,(3)人为加工中的损伤(图1-19)：弯曲、压扁、锐器挤压。,(4)内部结构缺陷(图1-20)：多以断面观察进行定性描述，如无定形区、无缚结分子区、裂纹、孔洞。,15,六、小结,纤维微细结构理论大致分三类：单相结构，过渡态结构，两相结构理论。,（1）单相结构：无定形略有序；准晶；缺陷结晶,（2）过渡态：微原纤集合体；串晶,（3）两相结构：缨状微胞及改进；缨状原纤及改进；缨状折叠链片晶,由于人造纤维、天然纤维、合成纤维之间，在结构上有许多差别，故用单一模型解释均不合适。,缨状微胞模型：适合于人造丝结构；,缨状原纤模型：适合于棉、麻、丝、毛部分结构及部分合成纤维；,缨状片晶：适合聚乙烯纤维、粘胶纤维和部分合成纤维的结构。,16,第二节 纺织纤维的结构特征与表征,1、纤维结构表征方法-XRD,X,射线（伦琴射线，波长,0.01nm-10nm,，介于紫外和,射线之间，可透过许多可见光下不透明的物质）的发现，特别是,1912,年晶体,X,射线衍射效应的发现是分子结构测定发展进程中重要的里程碑。,X,射线衍射（,X-ray diffraction,，,XRD,）是利用晶体形成的,X,射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。,X,射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子发生散射，散射的,X,射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。,XRD,用途：鉴定晶系，晶胞类型，晶体的对称性，测定晶胞的大小和形状，晶胞中原子的分布，原子的坐标参数，电子密度分布以及键长和键角等，为晶体结构和分子结构的主体构型提供了全面的结构信息。,XRD,是测定分子结构立体构型的准确而有效的方法。,17,2、纤维结构表征方法-分子光谱,利用分子光谱能够得到比较丰富的分子结构信息。,紫外、可见光谱,：由价电子跃迁而引起的光谱，可以判断有机化合物的共轭性及其取代的大致情况。,红外光谱,：由分子的振动能级之间跃迁产生，它与分子结构有极其密切的关系，例如从谱带的数目可以研究分子的对称性、旋转异构、互变异构等；从谱带的特征振动频率可对原子基团和化学键类型进行定性分析；从谱带强度可进行化合物的定量分析；从谱带轮廓与温度、聚集态和溶剂的关系可研究各种分子间相互作用、平衡常数、缔合、电离等性质。,拉曼光谱,：由光与物质分子的非弹性碰撞散射所产生的光谱。适合测定高聚物碳链骨架结构以及生物大分子如蛋白质，叶绿素等物质的结构。利用多原子分子的转动光谱也可以得到分子的键长，键角等数据。,18,3、纤维结构表征方法-磁共振谱,磁共振谱：,研究分子结构的重要手段之一，最常用的是,质子核磁共振谱,和,电子自旋共振谱,。,质子核磁共振谱：可推测质子的种类和基团，各类质子的数目比以及相互作用情况，综合这些信息，可鉴定分子结构。,电子自旋共振：研究含有未成对电子的体系。适合鉴定自由基的存在并测定其浓度。以及鉴定过渡金属并判断其周围环境的结构。,4、纤维结构表征方法-质谱,质谱,：电磁场中将气体离子按其质荷比(质量和电荷之比)的不同分开来记录所得到的图谱，具有灵敏度高，速度快的特点。可得到精确的分子量，分子式或元素组成以及根据碎片离子信息来判断分子结构。,质谱、核磁共振谱，红外光谱、紫外光谱，是有机物结构分析与鉴定的四大谱。,19,5、纤维结构表征方法-SEM/TEM,SEM/TEM试样制备与观察流程示意图,20,一、纺织纤维的结构特征,基本特征要求,：宏观形态上要求；在微观分子排列上的要求。,（1）分子链要具有一定的长度，即具有一定的聚合度(DP)，使纤维具有必要的强度；,（2）分子应该是线型长链分子，支链要短，侧基要小，以保证分子具有一定的柔性和运动自由度，使纤维柔软；,（3）分子间要具有相互作用，使纤维形态稳定和必要的吸附性；,（4）分子排列要有一定取向和结晶，但又有一定空隙或空间使纤维既保持基本的物理性能，又具有吸湿可染特性。,（5）其他要求：如阻燃、耐高温、导电、显色、变温、抗菌、高强、高模，以及智能等纤维，须具备其他特殊条件21,二、纤维结构的表征,对纤维结构的描述可以从8个指标上考察：,1、聚合度（Degree of Polymerization,）,2、链段长度（Chain Length）,3、结晶度（Degree of Crystallization）,4、结晶区分布（Distribution of Crystallinity）,5、取向度（Degree of Orientation）,6、取向度分布（Distribution of Orientation）,7、微细结构尺寸（Size of Fine Structure）,8、孔隙形态和大小（Shape and Size of Porous）,22,1聚合度,（,Degree of Polymerization,）,大分子由单基构成的个数，与纤维相对分子质量(molecular weight)有关，直接影响分子链长度及纤维强度。聚合度可由纤维相对分子量与单基相对分子量比值确定，聚合度是一个分布。,相对分子质量的均值计算方法有：数均分子量Mn、重均分子量Mw、粘均分子量M,、Z均分子量Mz。,（1）数均分子量Mn：每种分子的分子量按摩尔分数加权求均值；,（2）重均分子量Mw：每种分子的分子量按质量分数加权求均值；,（3）粘均分子量M,：根据特定的聚合物-溶剂体系，利用光学散射法测量粘度，计算分子量均值；,（4）Z均分子量Mz：根据Z函数加权求均值。,23,假定某聚合物总质量m，总物质的量（摩尔数）n，其中分子量为Mi的质量和摩尔数分别为mi和ni，则有：,各种分子量均值大小满足以下关系：,M,z,M,w,M M,n,(1.1),与聚合物-溶剂体系有关的常数（0.5-0.9）,24,2.链段长度,（,Chain Length,）,链段,：分子可以运动的最小独立单元，是一个热力学统计值，并不等于单个链节的长度,L,。链段长度,L,p,直接影响纤维分子的,构象数,，或称分子的柔顺性。,构象,(conformation)：单键的内旋转（C-C绕轴）产生的分子中原子在空间置上的变化。,高分子链的分子结构、取代基的大小、极性，及内旋转位垒不同，其柔顺性不同。如主链结构为C-C单键(PE、PP等)柔顺性较好，芳杂环结构(PPO聚苯醚)则柔顺性较差；如侧基极性强，分子间作用力大不易内旋转，柔顺性：聚丙烯腈PAN聚氯乙烯PVC聚丙烯PP；侧基体积大，空间位阻大不易内旋转，柔顺性：聚苯乙烯PSPPL，当E0时，有LpL，此时为最柔顺链。,单键内旋转位垒,波尔兹曼常数,温度（K）,链段,链节,25,与分子柔顺性相关的还有大分子的自由键数,n,，以及均方末端距,h,2,值，,（,1,）自由键个数,n=2DP-1,，例如以,PE,为例：,-CH,2,-CH,2,5,-,：,-CH,2,-,CH,2,-,CH,2,-,CH,2,-,CH,2,-CH,2,-,CH,2,-,CH,2,-,CH,2,-,CH,2,-,（,2,）高分子末端距：线性高分子一端到另一端的距离。,按照高分子链的旋转方式，基于几何算法分为（以,C-C,为例）：,A,、自由连接链：键长,L,固定（,0.154nm,），键角不固定，内旋转自由；,B,、自由旋转链：键长,L,固定，键角固定（,109.5,），内旋转自由；,C,、等效自由连接链：将具有,n,个键长,L,，键角,固定，旋转不自由的键组成的链，视为一个含义,z,个长度,b,的链段组成的自由连接链。,26,自由连接链：完全伸直时，均方末端距最大。实际上末端距为各链节的矢量和，其均方末端距小于完全伸直状态。,自由键均方长度,自由键数量,27,自由旋转链（如,PE,平面锯齿状，键角固定）：,矢量积关系推导：,l,3,等价于,l,2,基础上旋转,这里=180-键角,28,根据无穷等比数列（0|x|85%的聚丙烯和第二、三单体共聚物。,PAN纤维的聚集态结构复杂，准晶结构。,原因：在PAN分子结构本身引入的第二（,丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯，,改善手感、弹性）、第三单体（,丙烯磺酸钠，,改善染色性），也有认为是极性氰基(-CN)的作用。分子链的螺旋构型，同丙纶分子。强极性氰基作用，分子取向难以表征。,纯PAN大分子的主要空间构型是螺旋棒状结构堆砌排列，螺旋周期为3个链节，直径约为6。强极性氰基，使其以等角度120转动，以形成最稳态的排列。晶格为六角晶系或正交晶系。,PAN纤维结构中几乎很难有与分子轴向垂直的层面，故PAN聚集态结构为侧向有序，轴向无序的准晶结构。,腈纶分子堆砌与单元晶格结构,58,6.聚乙烯醇纤维,PVA，聚乙烯醇缩甲醛纤维，简称维纶。羟基（-OH）的极性，使维纶具有优良吸湿性。而缩醛化又使维纶具有耐水和稳定的部分。,维纶长链分子上-OH在空间的排布有：等规I-PVA，间规S-PVA和无规A-PVA。立构形式影响-OH形成氢键的难易程度。S-PVA最易形成氢键，该立构度的增加其耐水性提高。,PVA的晶胞属单斜晶系，晶胞含两个单元链节。常规维纶的结晶度约为30。晶格密度为1.345gcm,3,，结晶度越高，耐水溶性越好。,维纶纤维皮芯结构，皮层取向高，结构致密，芯层结晶度略高，结构较疏松，截面形状为腰圆形。皮芯结构差异导致染色不匀。其微细结构中有原纤和微孔，增加原纤化结构是提高该纤维性质的有效途径。,高性能维纶，如高强高模PVA；功能性PVA，如水溶性PVA，离子交换型生物医药用PVA和卫生医用PVA；以及共混类PVA，在结构上力求合理化，性能上趋于功能化。,59,7.聚氯乙烯纤维,PVC，简称氯纶，作为单一成分的纤维较少，常与腈纶，维纶共混加工。如果纯PVC纤维的立构规整性好，构型单一性强，结晶度可达90。一般PVC结晶度较低。氯纶的晶格形式属正交晶系，每个晶胞含4个单元链节，结晶区密度为1.44gcm,3,，非结晶区的密度为1.3891.3908 gcm,3,。,五、弹性纤维结构,主要指聚氨酯类纤维，特征是很大的弹性变形(400800)。其分子是由软链段和交联组成。,聚氨酯纤维根据链结构中软链段，可分为聚酯型和聚醚型。美国橡胶公司的Vyrene是聚酯型，美国Dupont的Lycra是聚醚型。,60,第四节特种纤维结构一般概述,特种,纤维：与普通三大类纤维（天然、人造和合成纤维）有别的，具有特殊使用价值，或特殊性能个功能的纤维。,高性能,纤维：高强、高模、耐高温特性；,功能性,纤维：在某一方面具有自引发功能，其发展为智能纤维；,差别化,纤维：在某些性质上优于普通纤维，更利于使用或加工，更接近天然化更舒适。,61,一、聚合物共混体纤维结构,又称,混合聚合物纤维,，或“聚合物合金”纤维。,物理混合与化学共混,从纤维广义聚集态角度，共混聚合物纤维可分三种。,均相共混,聚合物：不同组分以分子水平互相混合，结构讨论中主要关心分子间的相容性，即混合的自由能F。,非均相共混,聚合物（图1-61）：不同组分不能达到分子水平混合(F0)，各成一相，可连续或分散，其一般以亚微观结构为特征。,62,双组份复合,聚合物（图1-62、1-63）：直接以两种聚合物在宏观结构上的混合形成，又称双成分、双组分纤维、或复合纤维。,63,二、聚四氟乙烯纤维结构,PTFE，俗称“塑料王”，商品Teflon，一种高度对称，整体不带极性且不含任何支链的线型高聚物，原因：作用力极强的C-F键是很难打开。,氟原子的作用半径较大7.2，故分子链的稳定构型是螺旋状结构。,链结构的高度对称性和规律性，使PTFE具有良好的结晶性(结晶度60)和高密度特征。结晶密度为2.35.06gcm,3,，非晶区密度为2.000.04gcm,3,。,PTFE纤维的结晶形式有两种，可相互转换。当温度19时，晶胞开始转变为六方晶系，晶胞参数为a=5.61，b=5.61，c=16.8,64,三、碳纤维的结构,1碳纤维的结晶与取向结构,碳纤维是高强、高模、耐高温纤维，属高性能纤维。主要由腈纶(PAN)纤维粘胶纤维或沥青纤维经预氧化、碳化和石墨化加工而成。碳纤维分子结构主要是六环稳定网状结构。碳层与石墨结构不同。,2碳纤维的微细组织结构,1)原纤特征（图1-66）：Fordeaux等人用XRD和电子显微镜观察提出的结构模型。,2)层状特征（图1-67、1-68）：纤维横截面电子显微镜观察表明，碳纤维原纤径向结构是层状分布。,3)皮芯特征（图1-69）：偏光显微镜对碳纤维皮层和内芯层的分析，表明碳纤维内外层结构存在不均匀性。,4)微结构的不均一性：纤维中的无机杂质，及原丝加工中的牵伸作用导致。,65,四、液晶及芳纶高聚物的结构,液晶：具有液态流动，又有晶体的有序和光学各向异性特征的物质。,有小分子液晶和大分子液晶。,1.溶致液晶高聚物,芳纶纤维，尤其是Kevlar纤维，其在15的硫酸液或N-甲基吡啶溶液中，于70形成液晶。经干喷或湿纺得到高强模芳纶纤维。聚对苯并噻唑（PBT），其分子刚硬。,2.热致液晶聚合物,图1-72 主链和侧链液晶聚合物分子结构模型图,3.液晶聚合物结构条件,应具有形成液晶态的基本分子结构单元，促使大分子链形成棒状或板状的构像，并具有一定的长径比(即长度与直径之比)，分子链要具有一定的伸展度和刚性。,66,4.液晶纺丝结构,处于溶液状的大分子有四种状态。,(a)典型的普通大分子为无规线团；,(b)刚性大分子，在没有良好的侧向作用和导向情况下的状态；,(c)无规的棒状液晶；,(d)向列型液晶。,5.液晶纤维的微细结构,芳纶Kevlar的分子因液晶纺丝，而高度取向和伸展。,芳族中的Nomex是耐高温高强纤维，其晶格为三斜晶系。,67,五、功能化及差别化纤维,1.高吸水性纤维：,具备多微孔和空隙，造成毛细作用；表层分子的高亲水性和吸附能；分子的溶胀性，以保持和蓄存最大量的水分。,2.水溶性纤维：,具有可水解的分子间作用和分子链段，较低的结晶度和结晶熔化温度。,3.光、热敏感性纤维：,在光或热作用下的变色或显色的变色纤维，由于分子构型和晶格形式的变化而致。在光或热作用下，发生晶晶，晶液，液晶等转换，而产生吸放热过程的变温、变色纤维，以及在光、热作用下，蓄放热量，和光热相互转换的纤维。,4.膜分离中空纤维（图1-78）：,存在典型的层状密度、孔隙梯度分布结构，集微过滤，分子吸附及传递为一体，完成气、液混合体的分离与纯化。膜分离中空纤维具有极强的,选择性过滤,。,68,5.过滤纤维：,具有超细化形态，高表面吸附能性质，甚至具有,选择性吸附,，如活性碳纤维等。其集合体微孔的大小及孔径分布，决定了过滤的效果；其表面积和表面张力的大小，决定其吸附作用。,6.光导纤维：,纤维母材为结构均一，透明度高的单一均相性材料。纤维表面的涂覆材料一般为反光性极好，且吸光率几乎为零。表皮和芯层材料的折射率差越大越好，并要求其界面平整。,7.导电纤维：,纤维分子或基体中的电子导电机制增大，导电成分的连续性好，尤其在电流方向上。通常为掺杂高聚物材料或复合纤维。,8.抗辐射、屏蔽纤维：,其分子构成和集合态结构要有很好辐射热转换、吸收机制，即具有相应的分子共振吸收形式和表层反射阻挡作用。,69,第一章 思考题,简述纤维结构的基本概念和主要内容。,纤维结构研究的主要方法及其所表征的基本内容。,何谓微细结构,(fine structure),？其主要表达哪些结构内容？与高分子材料中的“多次结构”存在何种联系？,试述片晶和球晶的结构特征以及相互间关系。,试述纤维弱节（,weak-link,）结构与常规结构的区别，并讨论弱节对纤维性质的影响和纤维弱节表征的基本方法。,试推导依据密度得出的体积结晶度,XV,和质量结晶度,XW,表达式，并指出如何获得式中的三种密度值。,了解取向度的表征方法和各自测量原理与一般区别。,讨论分子量,Mz,Mw,M,Mn,的理论依据。,试述棉纤维和羊毛纤维微细结构的同异及结构层次特征。,试述人造纤维素纤维的类别及其各自的结构特征（,Rayon,modal,polynosic,lyocell,acetate fiber,等）。,普通合成纤维（涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶）的结构特征及其与性质的关系，并讨论其各自与相应差别化纤维的区别。,功能和智能纤维的一般特征与区别,70,