,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,*,*,第二章纺织纤维的形态及根本性质,第一节 纤维的细度 第四节 纤维的卷曲与转曲,第二节 纤维的截面形状 第五节 纤维的吸湿性,第三节 纤维的长度 第六节 纤维的拉伸强度,2024/11/15,1,纤维形态结构可以分为纤维说明形态结构和纤维内部形态结构。外表形态结构是基于宏观尺度的研究，而内部形态结构是基于分子或原子尺度的微观研究。本章主要介绍纤维外表形态结构。,纺织纤维的外表形态是以纤维轮廓为主的特征，其主要包括纤维的长短、粗细、截面形状与结构、卷曲和转曲等几何外观形态。,纤维形态结构不仅与纤维的物理性能、纺织工艺性能有着密切关系，而且对纺织制品的使用性能有直接影响。,第二章 纺织纤维的形态及根本性质,2024/11/15,2,第一节 纤维的细度,纤维细度,是指以纤维的直径或截面面积的大小来表达的纤维粗细程度。分直接指标和间接指标。,一、纤维的细度指标,一直接指标,当纤维的几面接近圆形时，纤维的细度可以用直径、截面积和周长等指标表示。通过光学显微镜或电子显微镜观测直径d和截面积A，常用于羊毛及其他动物毛，圆形化学纤维的细度表达。,截面积计算可近似采用下式。,2024/11/15,3,第一节 纤维的细度,二间接指标,1、线密度特克斯,线密度特克斯是指在公定回潮率时，1000m长的纤维或纱线所具有的质量克数。纤密度表达式为：,-公定回潮率时的纱线重量，g；,-纱线长度，m,特克斯为定长制，同种纤维或纱线的特数越大，那么纤维越粗。,线密度是我国法定的纤维或纱线细度计量单位。,2024/11/15,4,第一节 纤维的细度,2、纤度旦尼尔简称旦：9000m长的纺织材料在公定回潮率时的重量g。,纤度为定长制，如果同一种纤维的旦数越大，那么纤维越粗。,长丝的粗细习惯用旦尼尔表示。,3、公制支数：指在公定回潮率时1g纤维或纱线所具有的长度米(m)数。,公制支数为定重制，如果同一种纤维的公制支数越大，那么纤维越细,毛纱线及毛型化纤纱线的粗细习惯用公制支数表示。,2024/11/15,5,第一节 纤维的细度,二、纤维的细度不匀及其指标,纤维的细度不匀内容包括两方面，一是纤维之间的粗细不匀，二是单根纤维沿长度方向上的粗细不匀。,一各类纤维的细度不匀,对天然纤维：,同一棉包的棉纤维，因胞壁厚度、生长部位的不同而粗细不同；同一根棉纤维还两端细、中段粗并截面形态变化。,同一毛包的毛纤维，不仅纤维间因在羊体上的生长部位不同而粗细不同变异系数达2035%，而且单纤维因生长季节和营养的影响也会有明显的粗细差异粗细差异可达310微米，并且有截面形态的变化。,蚕丝本身粗细差异在总长度上较为明显，茧外层和内层的丝较细，中间主茧层的丝相比较粗，由于缫丝的合并，均匀性较好。,麻纤维的粗细差异更大，不仅单纤维的粗细差异大变异系数达3040%，而且工艺纤维因别离的随机性粗细差异更大。,对化学纤维：细度均匀性总体来说较天然纤维好。,2024/11/15,6,第一节 纤维的细度,二细度不匀指标及分布,1、不匀率指标,对细度不匀较为合理的表达应为纤维直径或线密度的差异。也就是说通过纤维的平均直径及其离散指标或平均线密度及其离散指标来表示纤维的细度不匀是最有效的，相关的离散指标主要包括直径或线密度的标准差 及其变异系数CV值。,2、纤维间细度不匀的分布,在纤维分组测量的根底上，将纤维直径的测试结果用直方图表示，不但可以反映出该批羊毛纤维细度的分布状况，还可以计算出纤维细度的离散系数。,图,2-4,纤维直径分布直方图及分布曲线,2024/11/15,7,第一节 纤维的细度,三、纺织纤维细度测量方法,纤维细度测量的方法很多，由于有湿涨、干缩的变化，因此细度测量规定必须在标准温湿度环境20，相对湿度65%中平衡后进行。,细度线密度、纤度、公制支数测量方法根本上是侧长称重法。短纤维整理成束，一端排齐或者中段切取后，称重、数根数，或按长度分组、称重、数根数，多份式样测试后计算算数平均数、标准差和变异系数；长纤维采用周长1m在一定张力下绕取一定圈数如50圈或100圈，即50m或100m，到达吸湿平衡后称得重量计算。,圆形截面的纤维可以测平均直径及变异系数。,其它测试方法：震动测量法、气流仪测量法、声租仪测量法。,2024/11/15,8,第一节 纤维的细度,四、纤维细度对纤维、纱线及织物的影响,纤维细度及其离散程度不仅与纤维强度、伸长度、刚性、弹性和形变的均一性有管，而且极大的影响织物的手感、风格以及纱线和织物的加工过程,一对纤维本身的影响,纤维的粗细将以你轩昂纤维的比外表积，进而影响纤维的吸附及染色性能，纤维越细，其比外表积越大，纤维的染色性也会提高，纤维间的细度不匀会导致纤维力学性质的差异，最终导致纤维集合体的不匀，此外，纤维内的细度差异，会直接导致纤维的力学弱节，不但影响外观和品质，最终影响产品的使用。,二对纱线质量及纺纱工艺的影响,从纱线可纺性的经验可知，纤维长度越长、纤维细度越细、纱线截面中纤维根数越多，纤维自身的细度不匀越小，成纱强力越高，可纺性越好。,2024/11/15,9,第一节 纤维的细度,三对织物的影响,不同细度的纤维会极大的影响织物的手感、通透性，舒适性，如内衣织物要求柔然、舒适，可采用较细纤维；外衣织物要求硬挺，一般可用较粗纤维。具体见下表。,纤维细度与功能的关系,纤维细度种类,线密度（,dtex,）,直径（微米）,功能特征,细线密度（丝型）,1.1-2.8,4-10,柔软、滑爽、轻薄,棉、丝型纤维,0.89-1.33,8.41-13.7,柔软、均匀、轻薄,毛、麻型纤维,2.0-3.5,13.7-17.7,柔软、均匀、轻薄,超细纤维,0.11-0.89,0.4-4,柔软、细腻、吸湿、导湿,合成革（特细）,0.11,0.4,透气、防水、细密、麂皮特征,极细纤维,0.0001-0.1,0.09-0.12,吸附、超滤,纳米纤维,10,-8,-10,-4,0.001-0.1,特殊功能,2024/11/15,10,第二节 纤维的截面形状,截面形状影响纤维的卷曲状态、比外表积、抗弯刚度、密度、摩擦性能等，并与纤维的手感风格及性能密切相关，进而会影响到最终织物产品的品质。,天然纤维中毛纤维大局部为圆形，棉纤维接近腰圆形，木棉纤维为近圆形，丝纤维近似三角形，麻纤维为椭圆形或多角形等。,化学纤维可以根据人们的意愿设计出不同的异性截面，可以控制喷丝孔的形状来控制纤维的截面。,一、纤维异形化,非圆形截面的化学纤维称为异形纤维。纤维截面的变化也称为异形化，是物理改性的一种重要手段，主要以两类形式，一是截面形状的非圆形化，下又分为轮廓波动的异形化和直径不对称的异形化；一是截面的中空和复合化。,纤维异形化的开展过程是逐渐从单一改变纤维直径、单孔、单组份到纤维截面轮廓的波动、多孔、多组分，使纤维制品及其性能趋向于多样化、功能化和舒适化。,2024/11/15,11,第二节 纤维的截面形状,纤维截面变化的过程、类型及相互关系,2024/11/15,12,第二节 纤维的截面形状,二、异形纤维的特征与指标,异性纤维与一般圆截面的纤维相比具有以下特征。,1.具有优良的光学性能；2.能增加纤维的覆盖能力，提高抗起球能力；3.能增加纤维间的抱合力，使纤维的蓬松性、透气性及保暖性均有提高；4.可减少合成纤维的蜡状感，使织物具有丝绸感，并能增加染色的鲜艳度；5.外表沟槽起到导汗、透湿作用。,纤维异性度是纤维截面形态相对于圆形的差异程度，也是表示异性纤维符合异性规格程度的指标。,径向异形度、截面面积异形度及其变异系数主要用于对纤维截面的轮廓波动异形的表达。,中空纤维在壁厚较小时易被压扁，这样会使腔缩小，实际有效空腔截面积占有效外周界内截面积的半分熟为截面中空度，她的表示符号为C0。,2024/11/15,13,第三节 纤维的长度,纤维长度：一般指伸直长度，即纤维伸直而未伸长时两端的距离。是纤维外部形态的主要特征之一。,各种纺织加工用纤维中，天然纤维的长度根据其种类的不同，具有各自的长度分布，化学纤维通常是根据所模仿的天然纤维的平均长度进行等长切断或异长度牵切，而化纤长丝那么不进行切断。一般说来，能满足纺织加工使用性能要求的纤维，其长度与纤维直径之比称为长径比，一般在102105内，具体见下表,常规纤维长径比数值范围,纤维,棉,麻,(,工艺纤维,),羊毛,蚕丝,化纤短纤维,化纤长丝,长径比,210,3,10,5,410,3,10,8,310,3,10,8,2024/11/15,14,第三节 纤维的长度,天然纤维随动物、植物的种类、品系与生长条件而不同。,棉、麻、毛：短纤维，纤维长度一般25250mm；,蚕丝：属长丝，一个茧子上的茧丝长度可达数百米至上千米。,天然纤维长度mm范围,棉纤维：25-45 亚麻单纤维：15-20,亚麻工艺纤维：500-750 黄麻单纤维：2-4,黄麻工艺纤维：2000-3000 大麻单纤维：10-15,大麻工艺纤维：700-1500 细毛、半细毛：50-100,粗毛、半粗毛：50-200,化学纤维人工制造，可根据需要而定。,化学纤维分类:长丝：可无限长；短纤维：等长或不等长。,长度离散性小，但超长纤维和倍长纤维对纺纱工艺危害较大。,短纤维分类：,棉型化纤：30-40 mm 用棉纺设备纺纱 纯纺或混纺,毛型化纤：70-150 mm 用毛纺设备纺纱 纯纺或混纺,中长纤维：51-65 mm 用棉纺或化纤专纺设备纺纱 仿毛织物,2024/11/15,15,第三节 纤维的长度,一、纤维长度分布与指标,纤维自然长度与纤维伸直长度之比，称为纤维的伸直度。,根据纤维长度指标的共性表达意义，可归纳为纤维长度集中性指标表示纤维长度的平均性质和离散性指标两类表示纤维长度不匀情况。长度分布图有三种形式，即长度频率分布、长度一次累积频率分布和长度二次累积频率分布，三者之间存在有一定的数学关系。频率分布又分为两大类，一类一根数为单位计量，另一类以重量为单位进行计量。相应的的长度指标为计数平均长度、计数长度变异系数和集中平均长度、计重长度变异系数。,一纤维长度,短纤维的纤维长度都按照一定规律分布，各种长度分布 的频率密度函数为fl，如图2-3见教材36页所示，可用此曲线来表征纤维长度分布情况，其中l0为最短纤维长度，lmax为最长纤维长度。,常规手排法纤维长度实验是在黑绒板上将纤维试样整理成一端平齐、密度均匀并有长到短顺次排列的纤维束。,2024/11/15,16,第三节 纤维的长度,二纤维长度的集中性指标,1.纤维加权平均长度,是指一束纤维试样中长度的平均值。根据测试方法不同，可分为计数加权平均长度如图2-5纤维长度分布示意图，见教材36页、计重加权平均长度和调和平均长度等。主要用于个有毛、麻、绢和化学短纤维。由于短纤维同样根数的种类小于长纤维同样根数的重量，所以计重平均长度恒大于计数平均长度；二短纤维的比例，计数分布恒大于计重分布。,2.主体长度,常用纤维指标之一，是指一束纤维试样中根数最多或重量最重的一组纤维的长度。,3.品质长度,是用来确定纺纱工艺参数的纺织纤维长度指标，又称又半部平均长度或上半部平均长度。,4.跨距长度,是指采用梳子随机夹持取样纤维须丛，纤维有夹持点伸出的长度。也是重要的长度指标。,2024/11/15,17,第三节 纤维的长度,5.手扯长度,在手感目测的检验方法中，用手扯尺量法测得的棉纤维长度称为手扯长度。测定时用手扯的方法整理纤维，并除去丝团、杂质是成为伸直平行、一端平齐的纤维束，在黑绒板上量取平齐端到另一端不露黑绒板处长度即为手扯长度。,6.交叉长度,三纤维长度的离散性指标,1.纤维长度的均方差和变异系数,2.短绒率,计数和计重纤维长度分布曲线中短于一定界限长度的纤维量与总量的百分数称为短绒率，分别称计数短绒率和计重短绒率。,3.超长纤维与倍长纤维,切断化学短纤维中因设备故障夹入的切断不完全的纤维，长度超过切断长度的纤维成为超长纤维。长度为其名义长度两倍及以上的化学纤维称为倍长纤维