[工学]第一章 纺织纤维的基础知识.ppt

第一章 纺织纤维的基本知识,第一节 纺织纤维定义、要求与分类,一、纤维的定义与要求 二、纤维的分类,一、纤维的定义与要求,1.纤维：直径一般为几微米到几十微米，而长度比直径大百倍、千倍以上的细长物质，如棉花、肌肉、毛发等。 2.纺织纤维：纤维长度达到数十毫米以上，具有一定的强度、一定的可挠曲性和互相纠缠抱合性能和其它服用性能而可以用来制造纺织制品（如纱、线、绳带、机织物、针织物、非织造布等）的纤维。,一、纤维的定义与要求,3.纺织纤维应具备的基本性能 具有适当的长度和细度 具有一定的强伸度 具有一定的柔软性和弹性 具有一定的吸湿性和染色性 具有一定的保暖性 具有一定的化学稳定性,二、纤维的分类,1.按纤维来源 2.按纤维长度,种子纤维：棉,韧皮(叶子)纤维：麻,植物纤维 (天然纤维素纤维),动物纤维 (天然蛋白质纤维),动物毛发：羊毛、羊绒,分泌物：蚕丝、蜘蛛丝,化学纤维,天然纤维,再生纤维：粘胶,合成纤维：七大纶,纤维,矿物纤维 (无机纤维),自然界物质,人工制造,以天然高聚物为原料,以石油等中所提取的小分子为原料,1.按纤维来源,无机纤维：玻璃纤维、碳纤维,果实纤维：木棉、椰子纤维,茎秆纤维：竹纤维,石棉,二、纤维的分类,纤维来源,天然纤维：自然界里原有的或从人工种植的植物中、人工饲养的动物的毛发和分泌液中直接获取的纤维。 化学纤维：以天然的或合成的高聚物以及无机物为原料，经过人工加工的纤维。,天然纤维,植物纤维：取自于植物种子、韧皮、叶子、果实或茎秆的纤维。（纤维素纤维） 动物纤维：取自于动物的毛发或分泌液的纤维。（蛋白质纤维） 矿物纤维：从纤维状结构的矿物岩石中获得的纤维。（无机纤维）,化学纤维,再生纤维：以天然高聚物为原料，制成浆液的化学组成基本不变并高纯净后制成的纤维。 合成纤维：以煤、石油、天然气、农副产品等低分子化合物为原料，先制成单体，再经过化学合成为高聚物，纺制的纤维。 半合成纤维：以天然高聚物为骨架，通过与其他化学物质反应，改变组成成分，再生成天然高分子的衍生物而制成的纤维。 无机纤维：以天然无机物或含碳高聚物纤维为原料，经人工抽丝或直接碳化制成的纤维。,2、按纤维长度 (1) 长丝：长度达几十米或上百米 天然长丝 化纤长丝 (2) 短纤维 ：长度较短的纤维 (1) 天然短纤维 棉：40mm 毛：50-75mm 苎麻：120-250mm 亚麻：25-30mm (2) 化纤短纤维 棉型化纤： 33-51 mm 毛型化纤 ：64-114 mm 中长型化纤 ：51-76 mm,二、纤维的分类,化纤长丝 化学纤维加工中不经切断的纤维称为长丝。 化纤短纤维 化学纤维在纺丝后加工中，可以切断成各种长度规格的短纤维，有棉型、毛型和中长型三种类型。,课后作业（二）,1、纺织纤维的定义及其具备的性质？ 2、名词解释：天然纤维、化学纤维、再生纤维、合成纤维？ 3、列表简述纤维的分类？,（一）定义 是指构成纤维的长链分子的组成以及它们在空间的排列位置和纤维的宏观形状。 （二）分类 1.大分子结构 2.超分子结构（凝聚态结构） 3.形态结构,1.纤维的大分子结构,（1） 链原子的类型与排列 A. 均链大分子 主链都是靠相同的碳原子以共价键形式相联结的（C-C) 可塑性比较好，服用纤维有一定缺点 B. 杂链大分子 主链是由两种或两种以上的原子所构成的（C-O、C-N、N-S） 可塑性和服用性能都较好 C. 元素有机高分子 主链上含有磷、硼、硅、铝、钛等元素，侧链上含有有机基团 有机物的弹性和韧性，无机物的高耐热性,1.纤维的大分子结构,（2）单基（链节） 构成纤维大分子的基本化学结构单元 影响：耐酸、耐碱、耐光、吸湿性、染色性 （3）聚合度 （DP) 构成纤维大分子的单基的数目，或一个大分子中的单基重复的次数。 影响：强度,1.纤维的大分子结构,（4） 侧基 分布在大分子主链两侧并通过化学键与主链连接的化学基团 影响：热学性质、力学性质和耐化学性质 （5）端基 大分子两端的结构单元 影响：纤维的光、热稳定性,1.纤维的大分子结构,（6） 大分子链的柔曲性 A. 定义：指纤维大分子在一定条件下，通过内旋转或振动而形成各种形状的难易程度的特性。 B. 因素 a. 温度 b. 纤维大分子结构 主链上原子价键的旋转性 侧基的大小和极性 c. 影响：弹性,2.纤维的超分子结构,-在分子间作用力下，纤维内大分子之间的排列和堆砌结构称为纤维的凝聚态结构也称超分子结构。 （1） 大分子间的作用力 A. 原因及类型 范德华力 氢键 盐式键 化学键 B. 影响：强度,2、纤维的超分子结构,（2） 聚集态结构（结晶态和非晶态） A. 结晶态和结晶区 大分子链段排列规整； 结构紧密，缝隙孔洞较少； 相互间结合力强，互相接近的基团结合力互相饱和。 B. 非晶态和非晶区 大分子链段排列混乱，无规律； 结构松散，有较多的缝隙、孔洞； 相互间结合力小，互相接近的基团结合力没饱和。 C. 大小表征：结晶度 D. 影响：吸湿性和染色性,2、 纤维的超分子结构,（3）取向结构 A. 定义：指大分子排列方向与纤维轴向符合的程度 B. 表征 角度 取向度f C. 影响 强度 各向异性,2、 纤维的超分子结构,（4）纤维的原纤结构 A. 基原纤 B. 微原纤 C. 原纤 D. 巨原纤 E. 细胞,不同种类的纺织纤维，其结构层次并不相同，有的纤维可能经历以上各个层次，有的纤维可能不经历某个层次。一般来说，经历层次越多的纤维，其结构较为疏松，而经历层次越少的纤维，其结构较为紧密。,3