常用纺织纤维的结构和性能授课讲座

常用纺织纤维的结构和 性能授课内容 形态结构 化学结构 聚集态结构 化学性质第 1节 纤维素纤维纤维素纤维分类 天然纤维素纤维 棉 麻 再生纤维素纤维 黏胶：普通黏胶、高湿模量黏胶 Loycell 醋酯纤维1. 棉纤维1.1 棉纤维形态结构 一端尖而封闭，另一端粗而敞口 扁平带状，不规则天然转曲，存在转曲反向 转曲数量与成熟度有关棉纤维截面形态 正常 成熟，截面呈肾形或豆形 成熟 度过 高，接近椭圆形 成熟度过低，呈 条形或 “ U”字形。 中腔干 扁截面面积约为纤维截面积的 1/10。 干涸前，约为 1/3 1/2棉纤维截面形态未成熟 纤维干扁前 纤维 成熟 纤维棉纤维微观形态结构 棉纤维的截面由外向内 初生 层、次生层和中 腔初生层 棉纤维微观形态结构 纤维表层是初生 细胞壁 的 外侧 表层：极 薄的蜡质与果胶层。 棉蜡 与表面 性质密切相关 具有润滑和防水 作用 脱脂棉 吸湿可达自重的 23 24倍 纺纱：良好的表面性能 染色：煮 炼破坏，保证渗透，染色均匀。初生层 棉纤维微观形态结构 初生胞壁：网状原纤结构 纤维素呈原纤螺旋状结构，与纤维轴呈 70 90倾角 形成对纤维整体形态的约束和保护，是纤维吸湿膨胀复圆后，直径或周长不变的主机制次生层 棉纤维微观形态结构 在初生胞壁的里侧 由纤维素沉积而成 棉纤维生长条件、成熟情况 质量约占纤维质量 90以上，构成纤维的主体 决定棉纤维主要物理 性质 化学物质附着的主要部分 成熟度差的纤维，白星日轮：日轮： 每日温差的影响，纤维素逐日淀积一层， 共有 2540层次生层结构 （ 1） S1层 厚度小于 0.1m 由平行排列，较为紧密的微原纤组成，微原纤螺旋角为 2035 （ 2） S2层 厚约 14m，棉纤维主体 原纤呈平行螺旋状相互堆砌而成，微原纤螺旋角约为 25，螺旋方向会周期性换向（可达 50次以上） 明显日轮结构 微原纤间形成空隙，使棉纤维具有多孔性。 （ 3） S3层：厚度小于 0.3m 相邻的 S1、 S2、 S3层间螺旋方向往往相反天然转曲中腔 棉纤维微观形态结构 棉纤维生长停止后遗留下来的内部 空隙：中腔内留有少量原生质和细胞核残余等。 对棉纤维颜色有影响 ：色素 最大空隙，染色和化学处理的重要通道1.2 棉纤维化学结构 正常成熟棉纤维纤维素含量 94%95% 棉、麻聚合度 1000015000 黏胶纤维聚合度 250500-D-葡萄糖糖剩基纤维素结构特点 中间葡萄糖剩基三个自由羟基 两 个仲羟基、一个伯羟基 醇羟基：酯化、醚化 分子间和分子内氢键：刚性 、 强度高棉纤维化学结构特点 末端葡萄糖剩基 四个自由羟基 三个自由羟基，一个半缩醛羟基 判断酸处理，聚合度变化情况 聚合度降低，还原性增加1.3 棉纤维聚集态结构 结晶度 棉 70%，麻 90%，丝光棉 50%，黏胶 40% 取向度（取向因子） 陆地棉 0.62，苎麻 0.97，普通黏胶 0.54缨状原纤结构模型分子结构对力学性能的影响 聚合度高，强力高 结晶度，强力高 麻 棉 黏胶 取向度高，强力高 顺应排列，次价键力增高 改善受力情况 棉和丝光棉 化学纤维纺丝过程中的拉伸结晶度对染色性能的影响 染液只能进入无定形区和晶区的边缘 高：染料平衡吸附量少，得色浅淡 低：染料平衡吸附量多，得色深浓 棉和丝光棉大家想一想哪个 颜 色深？1.4 纤维素纤维的化学性质 （ 1）碱（无氧） 苷键稳定，常温不起作用，沸煮仅一部分溶解 丝光效应（有张力， 氢 氧化钠 18%-25%） 碱缩（无张力） 棉针织物，皱缩，密度增加，弹性增加丝光显微图像天然 转曲： 80 14.5胞壁：横向膨化，变厚形状：腰圆 近椭圆形丝光效果 光泽 变化：呈现丝一般光泽。 内部结构：纤维素 I 纤维素 II 结晶度： 70% 5060% 强力 提高； 染色性和吸湿性增强 。 液氨也有同样的 作用（ 2）酸的作用 苷键水解催化 酸性愈强，水解愈快 浓度愈大，水解愈快 温度愈高，水解愈快 时间愈长，水解愈严重 结构愈疏松，水解愈快 中和：过剩的碱 加强漂白：含氯氧化剂 蝉翼纱、烂花织物（ 3）氧化剂的作用 一般不受还原剂的影响 氧化纤维素 伯羟基 醛基 羧基 仲羟基 酮基 开环的醛基和羧基 半缩醛基 羧基 碱性 条件下，大分子链断裂，聚合度 下降 漂白时严格控制工艺条件 氧在碱性条件下，氧化脆损，隔绝空气1.5 纤维素共生物 影响吸水、染色、白度等 果胶：烧碱，酯水解成羧基 钠盐 含氮物质：蛋白质和含氮无机盐 蜡状物质：脂肪酸（酯）类、高级醇、碳氢化合物 灰分：金属盐类、氧化铁、氧化铝，酸洗 天然色素：漂白剂 棉籽壳2. 麻纤维苎麻纤维形态特