纺织材料学第三章课件

1、第三章纤维的形态及表征第三章纤维的形态及表征纤维的形态主要是指: 纤维的长度、细度、卷曲或转曲等以纤维轮廓为主特征与纤维的可纺性、成纱质量、手感、保暖性等关系密切.加工参数，纱线、织物性质有密切关系第一节 纤维的长度及其分布纤维长度直接影响纤维的加工性和使用价值反映纤维本身的品质与性能，故为纤维最重要指标之一是纺织加工中的必检参数。 第一节 纤维的长度及其分布纤维长度直接影响纤维的加工性和使用纤维长度：一般指伸直长度，即纤维伸直而未 伸长时两端的距离。 另有自然长度（自然长度：纤维在自然伸展状 态下，天然卷曲保留不变时的长度）：例毛丛长度 纤维长度：一般指伸直长度，即纤维伸直而未天然纤维长度随

2、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；长度差异很大（不同品种或同品种）蚕丝 ：长丝，一个茧子上的茧丝长度可达数百米至上千米。天然纤维长度随动物、植物的种类、品系与生长条件而不同。化学纤维人工制造，可根据需要而定。 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。 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 仿毛织物化学纤维人工制造，可根据需要而定。纤维长度分布示意图 分布

3、函数纤维长度分布示意图 分布函数一.纤维长度指标纤维长度的基本表达是纤维长度平均值（数学期望值）和离散值（长度变异系数）。因纤维长度平均值计算中的加权对象不同，分为纤维根数加权、纤维质量加权和纤维截面加权。纤维的长度指标有以下几种： 主体长度,平均长度,品质长度,短绒率，基数一.纤维长度指标纤维长度的基本表达是纤维长度平均值（数学期望1、主体长度LM：纤维中含量最多的纤维长度。（1）根数主体长度：纤维中根数最多的一部分纤维的长度。 （2）重量主体长度：纤维中重量最重的一部分纤维的长度 棉的手扯长度主体长度 细绒棉手扯长度以1mm为级距，分级如下： 25mm 25.9mm以下； 26mm 26.

4、0-26.9mm； 。 30mm 30.0-30.9mm； 31mm 31mm 以上 。 28mm为标准级 时的 l 值时的 l 值在长度频率分布中是频率值最大的那组纤维的长度 1、主体长度LM：纤维中含量最多的纤维长度。时的 l 值时的2、平均长度：是纤维长度的平均值。（1）根数加权平均长度Ln：各根纤维长度之和的平均数。 其中：l为各组纤维的长度，Nl为纤维频数分布函数（各组纤维的根数），N为纤维总根数。 若以n(l)表示纤维长度的频率密度函数，即 ，则 根数加权长度的变异系数 （%）为：纤维的逐根点数和测量是相当困难和繁杂，该法应用少。根数加权长度是最为直接准确地表达纤维长度及其分布特征

5、的长度。2、平均长度：是纤维长度的平均值。（2）重量加权平均长度 Lw：巴布长度B 各组长度的重量加权平均数。 其中：l为各组纤维代表长度，Wl为各组纤维的重量。巴布长度的离散指标CVB（变异系数）为： 对应各长度组纤维的称重是较为容易，该法应用多。重量的频率密度函数（2）重量加权平均长度 Lw：巴布长度B巴布长度的离散指根数加权长度与重量加权长度的关系设 为纤维的密度，S为单根纤维平均截面积，则：理论上可以证明求得： 巴布长度（重量加权长度）恒大于根数加权长度 根数加权长度与重量加权长度的关系设 为纤维的密度，S为单根（3）截面加权长度LS：豪特长度H 纤维的截面加权长度。由质量加权长度引出

6、的，由于假设对应某一长度l的纤维密度不变，纤维长度的加权值只与截面的频数函数或频率密度函数s(l)相关。 其中：l为各组纤维代表长度，Sl为各组纤维的截面积。豪特长度的变异系数为： 豪特长度原定义是根数加权长度，但测量都是以截面加权为基础的测量。若假设各单纤维的截面积Sl是一致的，截面加权长度就直接等于根数加权长度，故豪特长度最接近根数加权长度。 （3）截面加权长度LS：豪特长度H豪特长度的变异系数为：3.品质长度（右半部平均长度）（Lp） ： （是棉纺工艺中决定罗拉隔距的重要参数）比主体长度长的那部分纤维的重量加权平均长度。 3.品质长度（右半部平均长度）（Lp） ： 4.短绒率SFC：长度

7、在某一界限以下的纤维所占的百分率。 界限：细绒棉 16mm； 长绒棉 20mm； 毛 30mm， 苎麻 40mm短纤维多制成率低成本高，不宜纺细支纱（表示长度整齐度的指标，通常都以重量加权法测量 ）4.短绒率SFC：长度在某一界限以下的纤维所占的百分率。短绒纤维界限平均长度主体长度品质长度品质长度比主体长度长2.5-3.5mm短绒纤维界限平均长度主体长度品质长度品质长度比主体长度长2.其它指标5.基数S以主体长度为中心，前后5mm范围内的质量百分数之和。6.均匀度C=SLM其它指标5.基数S名词：长度界限纤维长度界限或称界限长度（mm）是在某特定纤维含量值C（）条件下的纤维长度LC，C（）是超

8、出此长度LC的纤维含量为C。如C=2.5，则长度界限为L2.5。主要用于长纤维的表达，是控制牵伸隔距的重要、甚至惟一的参数。 名词：二、纤维长度的测试手扯法 指标：手扯长度手扯长度一般用对扯法将纤维整理成两端齐整的纤维束，然后用直尺量出该纤维束中大多数纤维所具有的长度。 手扯长度接近原棉中大多数纤维的长度，即接近纤维的重量主体长度。是目前国内原棉检验中必测的长度值，在原棉的工商贸易中使用，人工操作。优点：快速，有代表性缺点：不能反映长度分布情况。二、纤维长度的测试手扯法仪器检测法 通过仪器测量得到纤维长度分布情况，根据统计理论计算得到相应的纤维长度指标。纤维长度分布的测量分类：纤维丛一端整齐制

9、样法（一端整齐法）逐根纤维长度测量法（逐根法）纤维须丛测量法（须丛法） 仪器检测法 1、罗拉法 （适用于棉纤维的长度测定） 2、梳片法 （适用于羊毛、苎麻、绢丝或不等长化纤 的长度测定） 3、拜氏图法 （适用于棉或不等长化纤、羊毛、苎麻、 绢丝等长度分布的测定） 4、ALMETER电容测量法 （适用于毛条、棉、麻纤维条子的长度测定） 5、中段切断称重法（适用于等长化纤的长度测定）一端整齐法常用的纤维长度方法有： 1、罗拉法 （适用于棉纤维的长度测定）一端整齐法常用的1、罗拉法：将纤维整理成伸直平行、一端平齐的纤维束后，利用罗拉的握持和输出，将纤维由短到长按一定组距（即罗拉每次输出的长度，2mm

10、）分组后称重，从而得到纤维长度重量分布，求出各指标。罗拉法测量原理 得到的长度指标：主体长度、品质长度、短纤维率、重量平均长度、长度均匀度、基数。 纤维运行方向1、罗拉法：罗拉法测量原理 得到的长度指标：纤维运行方向1盖子，2弹簧，3压板，4撑脚，5上罗拉，6偏心杠杆，7下罗拉，8蜗轮，9蜗杆，10手柄，11溜板12偏心盘，13二号夹子，14号夹子，15指针Y111型罗拉式纤维长度分析仪1盖子，2弹簧，3压板，4撑脚，5上罗拉，6偏心罗拉法的不足之处由于整理一端整齐纤维束时，会形成长纤维在下，短纤维在上的排列，有利于短纤维从罗拉对中取出。但会造成长纤维的反复作用而伸长或拔出。 制样时纤维易丢失

11、，真正符合本组长度的纤维不足本组重量的一半，计算误差大、精度低，测量慢，测量结果的一致性差。罗拉法的不足之处2、梳片法：将置于多排、等距（10mm）梳片内的纤维条，从头端以3mm的间距夹持取下，并转移至另一相同的梳片架上，排成一端整齐的纤维丛。然后将排齐的纤维从头端每10mm分组取下，称重，得纤维各长度组的重量数据和长度分布直方图。 梳片式长度测量原理图 得到的长度指标：主体长度、短纤维率、重量平均长度、基数。 2、梳片法：将置于多排、等距（10mm）梳片内的纤维条，从头 Y131型梳片式长度分析仪（第一台梳片仪） Y131型梳片式长度分析仪3.拜氏图法 用人工或借助梳片式长度分析机，将纤维经

12、过整理后，由长到短，一端平齐、密度均匀地排列在黑绒板上，从而得到纤维长度排列图。 拜氏图的意义及长度求法 纤维长度根数累积3.拜氏图法拜氏图的意义及长度求法 纤维长度根数累积（a）直接量取特征长度值最大长度OC切断超长、倍长纤维的典型值，如羊毛、切断化纤 交叉长度OL轮廓曲线LB与纵轴的交点所对应的长度，也是非切断法纤维的最大长度，如棉 （b）作图及计算的长度特征值 有效长度B4L4 （上4分位长度）取OL的中点A作水平线交轮廓线LB于L1，由L1作垂线交OB于B1，取B2（令OB2=OB/4）作垂线交轮廓LB于L2，再取L2B2的中点2作水平线交轮廓线LB于L3，由L3的垂线交OB轴得B3。

13、此时，取OB3的上4分位B4，即OB4=OB3/4。作垂直线交LB得L4B4 下4分位长度：为L5B5，即B5B3=OB3/4 短纤维率 长短差异率 =(B5L5/B4L4)*100 纤维长度的整齐度K（）（a）直接量取特征长度值4、电容式：ALMETER长短仪将一端整齐的纤维束从头端进入电场，因纤维量的增加使极板间介电系数改变，引起电容信号的变化。由于电容值与极板间的纤维质量（m=S(l)l (l)）成正比，假设纤维密度(l)不随纤维丛长度而变，而电容极板宽度l为常数，在长度l处的纤维含量只与纤维丛的截面积S(l)有关，便导出纤维截面加权的长度累积分布。 当纤维截面均匀，所得曲线接近根数加权

14、长度分布4、电容式：ALMETER长短仪将一端整齐的纤维束从头端进测得累积分布图F（l），与长度分布函数f(l)的关系为 :r(l)为须丛长度分布由长度分布函数提取纤维长度的各种特征值：豪特长度(H)及其变异系数（CVH）；巴布长度(B)及其变异系数(CVB)；豪特长度短纤维率H%30mm, 巴布长度短纤维率B%x长度的面积与总面积之比 跨距长度LS（Space Length） 为长度累积分布为频率密度函数的二次积分。 须从曲线的一次积分。 不同跨距长度意味着被拉断和浮游纤维量。 x值就跨距长度，是纤维须从钳口线到纤维相对根数为某一百分数处的梳夹移动的距离。在实际生产中就是两对罗拉的间距，是确

15、定罗拉隔距的关键或惟一的依据。 纤维被夹持的概率也等于质量加权累计分布中x长度的面积与总面零点即r(0)处的切线交横坐标轴，可得纤维的质量加权平均长度Lm 若取r(x)=0.5处与r(x)曲线的切线，则可得上半部平均长度L1/2 若已知主体长度LM以上的纤维的含量比C，则以r(x)=C处作r(x)曲线的切线交横坐标的长度即为品质长度LQ 根据跨距长度的概念取含量50%或2.5%或5%（毛纤维）分别得L50，L2.5或L5求得：整齐度指数（UI） UI=（Lm/L1/2）100 整齐度（UR） UR=（L50/L2.5）100 零点即r(0)处的切线交横坐标轴，可得纤维的质量加权平均长度三、长度

16、与成纱质量、纺纱工艺的关系 1、纤维长度与成纱强度的关系 在其他条件相同下，纤维越长，成纱强度越 大，在保证成纱具有一定强度的前提下，纤维 长度越长，纺出纱的极限细度越细（棉纤维）。三、长度与成纱质量、纺纱工艺的关系2、纤维长度与成纱毛羽关系 成纱的毛羽是由伸出成纱表面的纤维端头，纤维圈等形成。在其它条件相同情况下，长度较长的纤维成纱表面比较光滑，毛羽较少。式中：nf为每米成纱中纤维端头的平均数 Ty为单纱平均线密度（tex) Tf为纤维的平均线密度（tex) lf为纤维长度的平均值2、纤维长度与成纱毛羽关系3、纤维长度整齐度和短绒率与成纱强度、条干的关系 当纤维长度整齐度差，短绒率大时，成纱

17、条干变差，强度下降。 生产高档产品时，需经过精梳以去除短纤维。3、纤维长度整齐度和短绒率与成纱强度、条干的关系总结：纤维长度与成纱质量的关系与成纱强度的关系 纤维长度越长，成纱强度越高与成纱毛羽的关系 纤维长度长，毛羽少纤维长度及其整齐度与成纱条干的关系 纤维长度长、整齐度高，纱线条干好总结：纤维长度与成纱质量的关系与成纱强度的关系第二节 纤维的细度细度：指纤维的粗细程度（沿长度方向）。 细度是纤维重要的形态尺寸和质量指标之一，与纺纱工艺、成纱质量有密切关系，且直接影响织物风格。第二节 纤维的细度细度：指纤维的粗细程度（沿长度方向）。一、纤维细度的指标 直接法：用直径、投影宽度、截面积、 周长

18、、比表面积；几何粗细 (准确) 间接法：用长度与重量之间的关系表示。 狭义细度（平均值） 如: 特数Ntex ,分特Ndtex , 旦数Nden ,公制支数Nm一、纤维细度的指标1、直接法： 直径 直观，用于圆形截面的纤维。 如：羊毛。 投影宽度 用于非圆形截面的纤维； 截面积 测量困难； 比表面积 计算值。 废时废力，但具有发展前景 。1、直接法： 2、 间接指标 利用纤维长度与重量的关系间接地来表示纤维的细度。 测量方便 2、 间接指标 利用纤维长度与重量的关系间接地来表 （1） 特克斯 Ntex（tex）定长制 国际标准单位 在公定回潮率下，1000米长的纤维所具有重量的克数。 Gk 纤

19、维在公定回潮率下的重量，称为标 准重量（g） L纤维长度（m） （1） 特克斯 Ntex（tex）定长制 分特dtex：在公定回潮率下，10000米长的纤维所具有重量克数。 1tex10dtex 同品种纤维，Ntex，纤维越粗 。 分特dtex：在公定回潮率下，10000米长的纤维所 （2）旦数（旦尼尔数）Nden （den）定长制 绢丝，化纤常用指标 在公定回潮率下，9000米长的纤维所具有重量的克数。 Gk 纤维在公定回潮率下的重量，称为标 准重量（g） L纤维长度（m） 同品种纤维，Nden，纤维越粗。 （2）旦数（旦尼尔数）Nden （den）定长制 （3）公制支数 Nm 常用于棉纤维

20、 在公定回潮率下，单位重量（克）的纤维所具有的长度（米）： Gk 纤维在公定回潮率下的重量，称为标 准重量（g） L纤维长度（m） 同品种纤维，Nm，纤维越细。 （3）公制支数 Nm 间接细度指标间的换算关系： Ntex Nm = 1000 Nden Nm = 9000 Nden = 9 Ntex 间接细度指标间的换算关系： 直径细度指标（直径）与间接细度指标的换算：式中：d-纤维直径（m）；-纤维密度（g/cm3)若纤维截面近似圆形纤维细度值相同时，其的直径可能不同，即有纤维密度的影响。 直径细度指标（直径）与间接细度指标的换算：若纤维截面近似圆另有指标： 马克隆值M(用于棉）-本身无量纲，

21、相当于单位长度（英寸）的重量（微克）反映细度、成熟度的综合指标。MNm39.4106；Nt39400M；Nd394000M 品质支数（用于毛）-沿用下来的指标，表示各种细度的羊毛实际可能纺得的毛纱的(最大)支数。现表示直径在某一范围的羊毛细度。1英寸=0.0254米另有指标： 马克隆值M(用于棉）-本身无量纲，相当羊毛品质支数和平均直径的关系如下表：羊毛品质支数和平均直径的关系如下表：二、纤维细度的测定 1、中段切断称重法： -棉纤维或化纤的细度测定 该法只能测算纤维的间接平均细度指标，无法得到细度的离散性指标。二、纤维细度的测定 1、中段切断称重法： 将纤维排成平行伸直的棉束，无游离纤维A和

22、长度短于切断长度LC的纤维B，然后用纤维切断器在纤维中段切取一定长度（棉10mm）的纤维束，在扭力天平上称重，然后计数中段纤维的根数，计算Nm。 梳理 切断 称重 数根数 计算 其中：n是根数，Lc的单位是mm； G 是中段纤维重量（g）； g的单位是mg一般适用于伸直性较好的纤维,纤维根数必须n 1500根 一般棉Lc为10cm或20cm毛麻Lc为20cm或30cm 将纤维排成平行伸直的棉束，无游离纤维A和长度短于切断长度2、气流仪法；（棉，羊毛） 原理：依据气流通过纤维塞时，两端的压力差 ，或气流的流量Q与纤维塞的气阻R有关。2、气流仪法；（棉，羊毛） 原理：依据气流通过纤维塞时，两苛仁纳

23、公式： 其中Q：空气流量（测定时仪器的读数） A、L：试样筒内截面积、高度（固定值）P：试样筒两端压力差（定值） S0：纤维比表面积（单位体积纤维的表面积） u：空气粘滞系数（与环境温湿度有关可通过 温湿度修正使其保持一致） ：样筒内纤维的空隙率（即纤维集合体内的 空间体积与纤维集合体总体积之比） K：为常数，是一个纤维塞堆砌结构的因素，称结构系数。苛仁纳公式：根据苛仁钠公式和气阻R的表达式在纤维塞质量M和测量参数A、L、不变的情况下，有： 与纤维直径这一参数相关，与线密度指标成正比，所以可测量纤维的细度。若纤维塞中纤维是同种纤维，为常数；并随机均匀放置，则Qd2 Af ，可以测纤维的直径和粗

24、细指标。 根据苛仁钠公式和气阻R的表达式在纤维塞质量M和测量参数A、L如果使纤维塞的尺寸发生变化，因为成熟的棉和未成熟的棉变形不同，根据Q或P的差异，假设线密度Ndt不变，求得棉的成熟度系数MC，因为 如果使纤维塞的尺寸发生变化，因为成熟的棉和未成熟的棉变形不同马克隆气流仪(Micronaire)气流仪的一种棉纤维的马克隆值是纤维细度和成熟度的综合反映。马克隆值这一指标对棉纺工艺很有使用价值,试验速度快,仪器的稳定性很好。美国农业部在1966年把马克隆作为美国棉花的正式检验项目。是第一种进入棉花分级室,并在业务检验中得到实际应用的仪器。 马克隆值分为A、B、C三级，B级为标准级。A级取值范围为

25、3.74.2，品质最好；B级取值范围为3.53.6和4.34.9 ；C级取值范围为3.4及以下和5.0及以上，品质最差。 马克隆气流仪(Micronaire)气流仪的一种棉纤维的3、直径测量法常用于羊毛细度和截面为圆形纤维的纵向投影直径的测量。 投影放大倍数一般为500倍，用放大500倍的锲形卡尺测量纤维直径。 通常用分组计数法，计算出纤维的平均直径和直径变异系数。CCD摄像器和计算机相联的显微镜可以方便地在电脑屏幕上进行人工测量和计算。 显微镜投影法3、直径测量法常用于羊毛细度和截面为圆形纤维的纵向投影直OFDA法光学纤维直径分析仪OFDA（Optical Fiber Diameter An

26、alyser） 型号：OFDA 100；OFDA 2000；OFDA 4000； OFDA 5000型 原理：与光学显微镜测量一致，自动化程度提高。用途：测试原毛直径及原毛丛长度方向的直径分布。 特点：速度快，式样台可自动x，y方向顺序移动和快速复位，计算机配备专门软件、快速识别、分离和测量纤维直径 ，快速（min）、大样本（2000根）数据全面：能够分析毛丛的均匀性、长度和弱节，细度，刺痒因子 ，卷曲 OFDA法光学纤维直径分析仪OFDA（Optical Fi激光纤维直径测量法Sirolan-Laserscan 原理：分散的纤维段在液体的带动下，经过一毛细管时平行管轴移动，利用纤维段对激光的

27、遮挡量给出纤维的直径。测试指标：纤维直径、变异系数、卷曲率、粗纤维含量。 测试速度：2min内测量“有效纤维”根数4000根以上。 激光纤维直径测量法Sirolan-Laserscan 4、振动测量法适用于圆形，长度较长（30mm）的化学纤维及高卷曲纤维细度的测量。原理：通过拨动被测纤维这根弦，使其产生振动，其固有振动频率与弦（纤维）的线密度nt以及弦长L和弦的绷紧张力T符合下式关系：T为预加张力，T0为弹簧夹重量a为修正因子4、振动测量法适用于圆形，长度较长（30mm）的化学纤维及L（厘米级）r（微米级）；E为纤维的杨氏（或初始）模量，a可忽略 L（厘米级）r（微米级）；E为纤维的杨氏（或初

28、始）模量，三、纤维细度对纤维制品性质的影响对纤维本身直径d愈小 S0愈大可及的表面积愈多易于吸、放湿和吸附染料 直径d愈小 接触点的面积变小 接触变得更温和与柔性 材料柔软直径d愈小 更多的光散射 纤维乳白化 （不透明）直径d愈小 成形后的结构均匀性增大 纤维的力学性能提高 直径d愈大纤维变得刚硬 直径d愈大内外层的结构差异变大，造成纤维力学性质的不均匀 三、纤维细度对纤维制品性质的影响对纤维本身直径d愈小 S 对成纱质量与成纱强度的关系 在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱强度越高；与成纱条干的关系 在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱条干越均匀； 在保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的

29、纤维可纺较细的纱；与纺纱工艺的关系 纤维越细，加工过程中容易扭结、折断而产生棉结、短纤维。 对成纱质量与成纱强度的关系第三节 纤维的卷曲和转曲(1)卷曲 沿纤维纵向形成的规则和不规 则的弯曲。 它与纤维的可纺性、 成纱质量关系密切，对织物的 柔软性、蓬松性、弹性、冷暖 感等影响很大。第三节 纤维的卷曲和转曲(1)卷曲 沿纤维纵向形成的规一、纤维卷曲产生的原因及方法1.羊毛 自然卷曲。是由于内部结构中的正、偏皮质细胞呈双边结构或偏皮芯结构或不均匀的混杂结构所致。一、纤维卷曲产生的原因及方法 根据羊毛纤维卷曲的深浅（即波高），以及长短（即波宽）不同，卷曲形状可以分三类：弱卷曲 特点是卷曲的弧不到半

30、个圆周，沿纤维的长度方向比较平直，卷曲数较少。半细毛（25-37um）的卷曲属此类； 根据羊毛纤维卷曲的深浅（即波高），以及长短（即波宽）不正常卷曲 特点是卷曲的波形近似半圆形，卷曲对称于中心线，轴向投影基本为直线。细毛（18-27um）的卷曲属于此类，用于精梳毛纺，纺制有弹性和表面光洁的纱线和织物；正常卷曲高卷曲 特点是卷曲的波幅较高，卷曲数较多，每个卷曲的弧度都超过半圆，且有非平面的波动。细羊毛腹毛属于此类。用于粗梳毛纺，纺制表面毛绒丰满、手感好、富有弹性的呢绒。高卷曲2、化学纤维的卷取 化学纤维一般都要人为赋予卷曲以改善其可纺性和织物性能。 赋予化纤卷曲的方法：机械卷曲法 利用纤维热塑性

31、（暂时卷曲） 变形丝复合纺丝法 利用内部结构的不对称经热 处理（永久卷曲）填塞箱法复合纤维法假捻变形工艺编织解脱法2、化学纤维的卷取填塞箱法复合纤维法卷曲的不均匀及变化 纤维的卷曲是不均匀的，不仅仅表现在卷曲波长、波幅和曲率半径的变化，而且会在卷曲波形上发生变化。称为复合卷曲或混杂卷曲。混杂卷曲会造成纤维的纠缠与毡化。卷曲清晰度（Crimp definition）是指卷曲形态的一致程度，即占主导地位的卷曲波形占所有卷曲形态的百分比。天然纤维的卷曲，由结构决定，一般卷曲是稳定性，即具有“记忆性” ，人工变形纤维 “记忆性”差卷曲的不均匀及变化 纤维的卷曲是不均匀的，不仅仅表现在卷曲二、表示纤维卷

32、曲性能的指标1、卷曲数： 指每厘米长纤维内的卷曲个数，是反映卷曲多少的指标。 一般化学短纤维的卷曲数为1214个/25cm，羊毛的卷曲数随羊毛细度和生长部位而异。卷曲数（个/cm）L0单位mm二、表示纤维卷曲性能的指标 一般化学短纤维的卷曲数为12 卷曲率的大小与卷曲数及卷曲波幅形态有关。一般短纤维的卷曲率在1015为宜。2、卷曲率 指纤维单位伸直长度内，卷曲伸直长度所占的百分率（或表示卷曲后纤维的缩短程度）。 卷曲率的大小与卷曲数及卷曲波幅形态有关。一般短纤维的卷曲3、剩余卷曲率（卷曲回复率） 指纤维经加载卸载后卷曲的残留长度对卷曲伸直长度的百分率。 反映卷曲牢度的指标，数值越大，表示回缩后

33、剩余的波纹越深，即波纹不易消失，卷曲耐久。一般短纤维约为7080。3、剩余卷曲率（卷曲回复率）4、卷曲弹性率 指纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度对卷曲自身伸直长度的百分率。 反映卷曲牢度的指标。数值越大，表示卷曲容易恢复，卷曲弹性越好，卷曲耐久牢度越好。一般短纤维约为10。4、卷曲弹性率三、纤维卷曲的测量单纤维卷曲度测量纤维段弯曲曲率测量纤维丛（束）卷曲整齐度测量纤维集合体的膨松度的测量 三、纤维卷曲的测量单纤维卷曲度测量1.单纤维卷曲度测量力学拉伸曲线前段解析法纤维卷曲弹性仪法1.单纤维卷曲度测量力学拉伸曲线前段解析法力学拉伸曲线前段解析法由拉伸曲线直线段ab作拟合直线或最大斜率点e作切线交

34、伸长轴于c点，由点c作垂直线交拉伸曲线于d点，d点的高度即为力轴上的T0。T0就是确定纤维由带有卷曲的自然长度L0变为纤维伸直长度L1所需的初张力，或称卷曲张力。 纤维的卷曲度（或称卷曲率）为：LG为T=0+时的夹持隔距；L0为纤维的自然长度；克服纤维卷曲时所做的功WC为拉伸曲线中odabco的面积： 力学拉伸曲线前段解析法由拉伸曲线直线段ab作拟合直线或最大纤维卷曲弹性仪法可用W0使纤维由自然卷缩状态变为自然长度，W0很小，在力学测量中认为是T=0+；此时点数纤维L0长度上的卷曲数，为保证准确分两边记数n0；用W1（W1=T0）使纤维由L0L1；然后卸去W1，得回复自然长度L2，由此可得纤维

35、卷曲的各类指标。 卷曲波长（mm） 卷曲数（个/cm） 卷曲比 一个波长中纤维的长度纤维卷曲弹性仪法可用W0使纤维由自然卷缩状态变为自然长度，2.纤维段弯曲曲率测量对纤维段弯曲的图像处理估计纤维的卷曲特征指标 方法：在纤维弯曲段上任取三点（A，B，C）作连线，并作AB和BC段的垂直平分线交O点，得纤维弯曲段的半径r 曲率 纤维卷曲度 卷曲数Cn为卷曲比Clr为纤维段弯曲半径；为纤维段两弯曲拐点的切线夹角; l为弯曲段的长度;l0为两拐点间的直线距离；L0取25mm。2.纤维段弯曲曲率测量对纤维段弯曲的图像处理估计纤维的卷曲特3.纤维丛（束）卷曲整齐度测量源于毛丛卷曲清晰度的表达，即羊毛丛的卷曲

36、均匀、协同特征的表达.方法：对毛丛的纹理作图像分析得出条纹的频率及其均匀性，以及条纹的主频率或规则条纹面积占所有频率或面积的百分数来描述纤维卷曲的规整度。采用束纤维的拉伸 W0为完全不均匀卷曲所做的功；W为实际卷曲不匀所做的功3.纤维丛（束）卷曲整齐度测量源于毛丛卷曲清晰度的表达，即羊4.纤维集合体膨松性的测量 卷曲纤维间的空隙 纤维集合体积V Vf纤维集合体积V纤维卷曲膨松度 膨松系数 Af为单纤维截面积 V0和V1为纤维集合体的轻压和重压时的体积；m为纤维集合体的质量。 4.纤维集合体膨松性的测量 卷曲纤维间的空隙 纤维集四、纤维卷曲评价的意义 卷曲纤维集合体的膨松性弹性伸长纤维集合体的可

37、变形性纤维集合体的性能（隔绝、传导、透通性）改变 弯曲的均匀与规整加工中的纠缠与毡化 纤维的可加工性 纱线来说可使纤维断裂的不同时性 力学性能四、纤维卷曲评价的意义 卷曲纤维集合体的膨松性弹性伸长（二）纤维的转曲及表征纤维的“转曲”是扁平截面形状纤维轴向发生扭转的现象 可用显微镜观察方法进行表征。 表征：沿扭转带的边缘线展开，该线是在带宽为D的假象圆柱体上的螺旋线，每一转曲的高度h就是螺距。所以倾斜带缘线与中心轴的夹角为： （二）纤维的转曲及表征纤维的“转曲”是扁平截面形状纤维轴向发若转曲数 为单位长度上的纤维扭转个数（个/cm），故转曲高度为： 纤维通常不是完全弹性体，因此在扭转时，各段落的

38、扭转角是不同的，即存在扭转的非完全传递。 扭转传递系数或称加捻转移系数（twist transfer factor）为相对加捻主动端距离l处的扭转角(l)为，起始端扭转角为 (0)加捻转移系数主要取决于纤维的剪切弹性，也受扭转速度的影响，剪切弹性常数越大，扭转速度越慢，值越大。 若转曲数 为单位长度上的纤维扭转个数（个/cm），故转纤维转曲和扭转表达的意义 影响纤维的抱合作用或摩擦性 纤维在转曲和扭转中是不均匀的，因为纤维的粗细和结构在纤维轴向上不同转曲存在不完全转移 ，加捻转移系数越小，纤维的剪切形变越大，纤维越易疲劳破坏。 关注高性能纤维纤维转曲和扭转表达的意义 影响纤维的抱合作用或摩擦性

39、 第四节 纤维的截面形状及表征 (一) 截面异形的表征 1.截面的轮廓波动异形 异形系数（异形度）径向异形度 截面异形度 R0和Ri，A0和Ai分别为最多接触点的外接圆和内切圆半径，截面积，r为一可替换半径强调径向波动强调截面积波动第四节 纤维的截面形状及表征 (一) 截面异形的表征 径向异2.多叶形的异形 除上述异形度指标外，还应该补充叶数n的表达，称为造形系数 2.多叶形的异形 3.表面粗糙波动的表达关注表面积的增大 采用比表面积SS或周长系数的表示P和Af分别为纤维的实际周长和截面积 表面系数 L：单位质量纤维所具有的表面积3.表面粗糙波动的表达关注表面积的增大 P和Af分别为纤4.纤维截面存在长短轴差异的表达 椭圆比 D0和Di分别为外接圆和内切圆的直径。 也可将其视为“二叶”纤维进行截面异形度的表达 4.纤维截面存在长短轴差异的表达 D0和Di分别为外接圆和内5.