纺织材料化学纤维课件

纺织材料纺织材料1纺织材料学简介

纺织材料是指纺织工业所使用的纤维原料（纺织纤维）及其加工制造的半成品（条子、粗纱等）、制品（纱线、织物包括机织物或梭织物、针织物、编结物、毡品、非织造物等）这些材料统称为纺织纤维材料，简称纺织材料。纤维原料--棉花半成品--条卷、粗纱制品--纱线、织物

纺织材料学是研究纤维、纱线、织物及其半成品的结构、性能，结构与性能的关系，及其与纺织加工工艺的关系等方面知识、规律和技能的一门科学。

纺织材料学研究的主要内容是：纺织纤维、纱线、织物的基本结构；纺织纤维、纱线、织物的物理性质，它们的工艺意义、指标、测试方法、试验仪器的工作原理和使用，以及影响这些性质的因素；纤维、纱线、织物的基本结构与物理性质的内在联系；纤维、纱线、织物三者性质间的相互联系。

纺织材料是指纺织工业所使用的纤维原料（纺织纤维）及其加工制造的半成品（条子、粗纱等）、制品（纱线、织物包括机织物或梭织物、针织物、编结物、毡品、非织造物等）这些材料统称为纺织纤维材料，简称纺织材料。纺织材料学简介纺织材料是指纺织工业所2

一、什么是纺织纤维？

细度很细，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称为纤维，如棉花、叶络、肌肉、毛发等。可以用来制造纺织品的纤维称为纺织纤维。

纺织纤维有以下特性：

一定的长度和细度一定的机械性能（强力、变形、弹性、耐磨、柔软性等）一定的吸湿性、导电性和热学性质化学稳定性和良好的染色性能特种工业用纺织纤维有特殊要求。

纺织纤维及其分类一、什么是纺织纤维？纺织纤维及其分类3

二、纺织纤维的分类纺织纤维的种类很多，习惯上按它的来源分为天然纤维和化学纤维两大类。天然纤维指自然界原有的，或从经人工培植的植物中、人工饲养的动物中获得的纺织纤维。根据它的生物属性又可分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维。

种子纤维：棉

植物纤维

韧皮纤维：苎麻、黄麻等

叶纤维：剑麻等天然纤维

果纤维：椰子纤维

动物纤维

毛发：羊毛、兔毛等

分泌液：蚕丝

矿物纤维

石棉

二、纺织纤维的分类4

化学纤维是用天然的或合成的高聚物为原料，主要经过化学方法加工制造出来的纺织纤维。按原料、加工方法和组成成分的不同，又分为再生纤维、醋酯纤维、合成纤维和无机纤维四类。

再生纤维

醋酯纤维

化学纤维

合成纤维

无机纤维二醋酯纤维三醋酯纤维粘胶纤维铜氨纤维涤、锦、腈、维、氯、丙、氨纶玻璃纤维、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维再生纤维素纤维再生蛋白质纤维特种纤维化学纤维是用天然的或合成的高聚物为原料，主要经过化学5化学纤维

一、化学纤维的分类二、化学纤维制造概述三、常见化纤的特性简介（一）粘胶纤维（二）铜氨纤维（三）醋酯纤维（四）涤纶（五）锦纶（六）腈纶（七）维纶（八）丙纶（九）氯纶（十）氨纶（十一）芳纶（十二）乙纶四、差别化纤维和功能纤维总目录化学纤维一、化学纤维的分类二、化学纤维制造概述三6

化学纤维

化学纤维是指用天然的或合成的高聚物为原料，以过化学方法和机械加工制成的纤维。

一、化学纤维的分类（一）按原料的来源分

1、再生纤维是以天然的高聚物为原料，经过化学处理和机械加工纺丝而成。包括再生纤维素纤维（如粘胶纤维和铜氨纤维）和再生蛋白质纤维。

2、合成纤维是以天然的低分子化合物为原料，通过有机合成制得的高聚物，再经过机械加工制得的纺织纤维。

（二）按化学组成分

按照化学纤维的化学组成分，可将化学纤维分为许多种，几种常见化学纤维名称、组成单体、分子结构、国内外商品名称、纤维代号见下表。化学纤维7纺织材料化学纤维课件8（三）按形态结构分

1、长丝化纤长丝为长度很长的单根或多根连续化纤丝条。化纤长丝又可分为单丝、复丝与变形丝。

2、短纤维化学纤维的长度和线密度可以根据纺纱工艺加工的要求，将其制成棉型、毛型和中长型。

二、化学纤维制造概述化学纤维的制造必须经过高聚物的聚合或提纯、纺丝液的制备、纺丝和后加工四个步骤。（一）高聚物的聚合或提纯再生纤维的原料是天然高聚物，需经提纯除去杂质。合成纤维则是以煤、石油、天然气及一些农副产品等低分子物为原料制成单体后，经过化学聚合或缩聚成高聚物，然后再制成纤维。（二）纺丝流体的制备纺丝流体的制备主要有熔体纺丝法和溶液纺丝法两种方法。凡高聚物的熔点低于其分解温度的，采用熔体纺丝法；对于熔点高于分解温度的采用溶液纺丝法。（三）按形态结构分9（三）纺丝

将纺丝流体从喷丝头的喷丝孔中压出，呈细流状，再在适当的介质中固化成为细丝，这一过程称为纺丝。常用的纺丝方法有熔体纺丝法和溶液纺丝法两大类。

1、熔体纺丝是将熔融的成纤高聚熔体从喷丝头的喷丝孔中压出，在周围空气（或水）中冷却凝固成丝的方法。此方法优点是流程短、纺丝速度高、成本低。合成纤维中的涤纶、锦纶、丙纶等都条用此法纺丝。

2、溶液纺丝根据凝固方法的不同分为湿法纺丝和干法纺丝（1）湿法纺丝：将高聚物溶解所制得的纺丝液和喷丝纪中压出，在凝固液中固化成丝的方法。湿法纺丝的纺丝速度较慢，但喷丝孔数较多。所纺的丝截面大多不呈圆形，且有较明显的皮芯结构。腈纶、维纶、氯纶、粘胶纤维采用湿法纺丝。（2）干法纺丝：将用溶液法所制得的纺丝液从喷丝孔中压出，形成细流，在空气中党课迅速挥发而凝固成丝的方法。干法纺丝质量好，喷丝孔数少，但成本较高，对环境的污染较为严重。醋酯纤维、腈纶、氯纶、维纶等采用干法纺丝。（三）纺丝103、其他纺丝方法为了改善纤维的某些性能和纺制出具有某些特殊性质的新品种纤维，在上述纺丝法的基础上，又有一些新的纺丝方法。（1）复合纤维纺丝法此法是将两种（或两种以上）不同化学组成或不同浓度的纺丝流体分别由同一喷丝头中压出，在喷丝孔的适当部位相遇后，形成具有两种（或两种以上）不同组分的复合纤维。（2）异形纤维纺丝法用非圆形喷丝孔纺丝，根据喷丝孔的开头可纺得各种不同截面的纤维，如三角形，Y形，星形和中空纤维等。（见图）（3）着色纤维纺丝法此方法是在化学纤维生产过程中掺入适当的颜料或染料，直接制成有色纤维。（4）超细纤维纺丝法此法是在熔体纺丝或干法纺丝的成形时，用高速气流喷吹，并进行高倍拉伸，从而纺得直径细达5μm以下的超细纤维。3、其他纺丝方法11三、常见化纤的特性简介（一）粘胶纤维1、纤维的主要特征（1）普通粘胶纤维的截面为锯齿且有皮芯结构，纵向平直有沟槽（见图）三、常见化纤的特性简介12

（2）强度小于棉，断裂伸长率大于棉。吸湿后强度明显下降，湿强只有干强的50%左右。（3）耐磨性较差，吸湿后耐磨性更差。（4）小负荷下容易变形，尺寸稳定性较差。（5）吸湿能力优于棉，在一般大气条件下回潮率可达13%左右。（6）耐热性和热稳定性较好。（7）染色性能良好，染色色谱全，能染出鲜艳的颜色。（8）较耐碱而不耐酸。2、主要用途及使用性能粘胶纤维因其吸湿性好，穿着舒适，可纺性好，与棉、毛及其它合成纤维混纺、交织，用于各类服装及装饰用品。粘胶长丝用于织制丝绸类织物，高强力粘胶可用作轮胎帘子线、运输带等工业用品。（2）强度小于棉，断裂伸长率大于棉。吸湿后强度明显13（二）铜氨纤维铜氨纤维也是再生纤维素纤维，它是将棉短绒等天然纤维素高聚物溶解在氢氧化铜溶液中，或碱性铜盐的浓氨溶液内，制成纺丝液，再进行湿法纺丝和后加工制成铜氨纤维。

1、铜氨纤维的基本特征（1）纤维截面为圆形，且有皮芯结构，纵向平直光滑。（2）铜氨纤维干强与粘胶纤维相近，湿强为干强的50%左右。（3）吸湿能力与粘胶纤维相近，在通常大气条件下回潮率为12%-13%左右。（4）染色性很好，色谱全。（5）较耐碱而不耐酸。（6）耐热性和热稳定性较好。

2、主要用途及使用性能铜氨纤维柔软纤细，光泽柔和，常用作高档丝织或针织物。由于原料的限制，工艺较为复杂，产量较低。（二）铜氨纤维14（三）醋酯纤维

1、纤维的主要特征（1）醋酯纤维截面为多瓣形、片状或耳状，无皮芯结构（见图）。（三）醋酯纤维15

（2）二醋酯纤维的强度比粘胶纤维小，湿强约为干强的60%左右；三醋酯纤维湿强与干强相接近。（3）吸湿能力比粘胶纤维差，在一般大气条件下，二醋酯纤维回潮率为6.5%左右，三醋酯纤维为4.5%左右。（4）染色性能较粘胶纤维差，通常采用分散性染料和特种染料染色。（5）醋酯纤维对稀碱和稀酸具有一定的抵抗能力，但对于浓碱会使纤维皂化分解。（6）醋酯纤维的耐热性和热稳定性较好，具有持久的压烫整理性能。

2、主要用途及使用性能。

醋酯纤维吸湿较低，不易污染，洗涤容易，且手感柔软，弹性好，不易起皱，故较适合于制作妇女的服装面料、衬里料、贴身女衣裤等。也可与其它纤维交织生产各种绸缎制品。（2）二醋酯纤维的强度比粘胶纤维小，湿强约为干强的60%16（四）涤纶涤纶为聚酯类纤维中用途最广，产量最高的一种。

1、涤纶纤维的基本特征（1）涤纶为深体纺丝，故常见纤维的截面为圆形，纵向为圆棒状（见图）。（四）涤纶17

（2）涤纶的拉伸断裂强力和拉伸断裂伸长率都较高，普通型涤纶强度为35.2-52.8CN/tex，伸长率在30%~40%，但因纤维在加工过程中的拉伸倍数不可，可将纤维分为高强低伸型、中强中伸型和低强高伸型。（3）涤纶在小负荷下不易变形，即初始模量高，在常见纤维中仅次于麻纤维。涤纶的弹性优良。因此织物的尺寸稳定性好，挺括抗皱。（4）吸湿性差，在一般大气条件下回潮率只有0.4%左右。（5）染色性较差，多采用分散染料进行高温高压染色。（6）有很好的耐热性和热稳定性。但涤纶织物遇火种易产生熔孔。

2、主要用途及使用性能涤纶纤维在服装、装饰、工业中的应用都十分广泛。其短纤维可与天然纤维以及其它化纤混纺，加工不同性能的纺织制品，用于服装、装饰及各种不同领域。涤纶长丝，特别是变形丝可用于针织、机织制成各种不同的仿真型内外衣。长丝还可以用于轮胎帘子线、工业绳索、传动带等工业制品。（2）涤纶的拉伸断裂强力和拉伸断裂伸长率都较高，普通型涤18（五）锦纶

锦纶是合成纤维中工业化生产最早的品种，其品种很多，常用的主要有锦纶6和锦纶66。

1、锦纶的主要特征：（1）为熔体纺丝纤维。截面、纵面形态与涤纶相似。（2）吸湿能力是常见合成纤维中较好的，在一般大气条件下回潮率可达4.5%左右，有些品种如锦纶4可达7%。（3）耐磨性是常见纺织纤维中最好的。（4）小负荷下容易变形，所以织物保形性和硬挺性不及涤纶织物。（5）耐热、耐晒性较差，晒后发黄发脆。遇火种会熔成小孔。（6）染色性能好，色谱较全。

2、主要用途及使用性能。

锦纶的产量仅次于涤纶，其产品以长丝为主，主要用于做民用的袜子、围巾、长丝织物及刷子的丝，还可用于织制地毯等。用于工业的可制造轮胎帘子线、绳索、渔网等；国防上主要用于织制降落伞等。锦纶外形（五）锦纶锦纶外形19（六）腈纶

1、腈纶纤维的主要特征（1）为湿法纺丝纤维。截面为圆形或哑铃形，纵面平滑或有1-2根沟槽（见图）。

（2）吸湿能力比涤纶好，比锦纶差，在一般大气条件下回潮率为2%左右。（3）强度比涤纶、锦纶低，断裂伸长率则与涤纶、锦纶相似，弹性较差些。（4）耐磨性是合成纤维中最差的。（5）耐日晒性特别优良，在常见纺织纤维中居首位。（6）具有特殊的热收缩性，可将普通腈纶再一次热位伸后骤冷，得到的纤维如果在松弛状态下受到高温处理会发生大幅度回缩。

2、主要用途及使用性能

腈纶蓬松柔软且外观酷似羊毛，从而有合成羊毛之称，故常制成短纤维与羊毛、棉或其它化纤混纺，织制毛型织物或纺成绒线。粗旦腈纶可织制毛毯或人造毛皮。利用腈纶特殊的热收缩性，可纺成膨松性好、毛型感强的膨体纱。（六）腈纶（2）吸湿能力比涤纶好，比锦纶差，在一般大气条20（七）维纶

1、维纶纤维的主要特征：（1）为湿法纺丝纤维。截面为腰圆形，纵面平直，有1-2根沟槽（见图）。（2）吸湿能力是常见合成纤维中最好的，在一般大气条件下回潮率可达5%左右。（3）强度大于棉，断裂伸长率和弹性大于棉而差于其他常见合成纤维。（4）耐热水性差，所以须经缩醛化处理，否则耐热水性很差，在热水中收缩大，并会溶解于热水。（5）染色性能较差，染色色谱不全。

2、主要用途及使用性能维纶的性质接近于棉，有合成棉花之称。维纶织物的坚牢度优于棉织物，但缺少毛型感。维纶主要以短纤维为主，常与棉纤维混纺。由于纤维性能的限制。一般只制作低档的民用织物。由于维纶与橡胶有很好的粘合性能，被大量用于工业制品，如绳索、水龙带、渔网、帆布帐篷等。（七）维纶（2）吸湿能力是常见合成纤维中最好的，在一般大气条21（八）丙纶

1、丙纶的主要特征：（1）为熔体纺丝纤维，截面、纵面形态与涤纶相似。（2）密度小，是常见纺织纤维中最轻的。（3）具有较稳定的化学性质，对酸碱的抵抗能力较强，有良好的耐腐蚀性。（4）几乎不吸湿，但有芯吸作用。（5）强伸性较好，可与中强中伸型涤纶比美。耐磨性、弹性较好，仅次于锦纶。（6）耐晒性差，易老化，因而制造时常添加防老化剂。（7）染色性较差，色谱不全。

2、主要用途及使用性能

丙纶短纤维可以纯纺或与棉纤维、粘胶纤维混纺，织制服装面料、地毯等。在工业上可用作土工布、滤布、人造草坪等。裂膜纤维则大量用于包装材料、绳索等。（八）丙纶22（九）氯纶

1、氯纶的主要特性为：（1）可用湿法或干法纺丝。截面接近圆形，纵面平滑或有1-2根沟槽。（2）耐酸碱性都很好。（3）吸湿能力极小，几乎不吸湿。（4）强度接近于棉而大于羊毛。断裂伸长率大于棉。弹性比棉好，比羊毛差，是合成纤维中较差者。（5）耐日晒性较好，但耐热性差。（6）具有难燃性。（7）电绝缘性强，易积聚静电，产生的阴离子有助于关节炎的治疗。（8）染色性能较差。

2、主要用途及使用性能。氯纶主要用于制作各种针织内衣、绒线、毯子、絮制品等；还可制成鬃丝，用来编织窗纱、筛网、绳子等；此外还可用于工业滤布、工作服、绝缘布等。（九）氯纶23（十）氨纶氨纶是一种与其他高聚物嵌段共聚时，至少含有85%的氨基甲酸酯的链节单元组成的线型大分子构成的弹性纤维。它有聚酯型弹性纤维和聚醚型弹性纤维两类。

1、主要特性：

（1）聚酯型弹性纤维截面呈蚕豆状，聚醚型弹性纤维截面呈三角形。（2）吸湿性较差，在一般大气条件下回潮率为0.8%-1%左右（3）强度比橡胶丝高2-3倍，但与纺织纤维相比，则强度很低，是常见纺织纤维中强度最低的。（4）具有高伸长，高弹性。其断裂伸长率可达480%-700%，且在断裂伸长以内的弹性恢复率在95%-98%。（5）有较好的耐酸、耐碱、耐光、耐磨等性质。

2、主要用途及使用性能。氯纶主要用于纺制有弹性的织物，作紧身衣、袜子等。除了织造针织罗口外，很少直接使用氨纶裸丝。一般将氨纶丝与其它纤维的纱线一起做成包芯纱或加捻后使用。（十）氨纶24（十一）芳纶

芳纶是一种新型的合成纤维，在构成纤维的高聚物长链分子中含有酰胺基，属于聚酰胺纤维，其构成纤维的大分子长链中，连接酰胺基之间的是芳香环或芳香环的衍生物，所以把这类纤维统称为芳香族聚酰胺纤维，简称芳纶。芳纶的代表产品有聚间苯二甲酰间苯二甲胺纤维，即芳纶1313；聚对苯二甲酰对苯二甲胺纤维，即芳纶1414；聚对氨基苯甲酰纤维，即芳纶14等。1、芳纶1313耐高湿纤维的性能特征及用途。（1）强度较高，在通常条件下，强度为48.4CN/tex，断裂伸长率为17%。（2）具有良好的耐热性、耐腐蚀性和防燃性。如在260℃的高温下连续使用100h，其强度仍能保持原强度的65%，在300℃下使用一周仍保持原强度的50%。（3）主要用途主要用于航空飞行服、宇宙航行服、原子能工业的防护服以及绝缘服、消防服装等；另外它也用于制作防火帘、防燃手套、高温下的化工过滤布和气体滤袋、高温运输带、机电高温绝缘材料以及民航机中的装饰织物等。（十一）芳纶1、芳纶1313耐高湿纤维的性能特征及用途252、芳纶1414高强耐高湿纤维的性能特征及用途（1）机械性质：芳纶1414是目前使用的纤维中强度最高的纤维，其强度为193.6CN/tex，断裂伸长为4%，初始模量远远高于其它品种的强力纤维，初始模量为4400CN/tex，为聚酰胺纤维的11倍左右，为涤纶的4倍左右。（2）热学性质：纤维的热稳定性远高于其它纤维，在150℃下收缩率为0，在较高的温度下仍能保持很高，熔点为600℃，最高使用温度为232℃。（3）主要用途它是一种为航空工业和宇宙航行等特种用途而研究、制造的高性能纤维。目前它主要用于制造宇宙飞船、火箭和飞机等结构材料的增强塑料或层压制品的组成物，用于代替比它昂贵得多的氮化纤维的石墨纤维。2、芳纶1414高强耐高湿纤维的性能特征及用途26（十二）乙纶乙纶的化学名称为聚乙烯纤维。

1、纤维性能（1）纤维强度和伸长与丙纶相接近（2）吸湿能力与丙纶相似，在通常大气条件下回潮率为0。（3）具有较稳定的化学性质，有良好的耐化学药品性和耐腐蚀性。（4）耐热性较差，但耐湿热性能较好，其熔点为110-120℃，较其它纤维低，抗熔孔性很差。（5）有良好的电绝缘性。耐光性较差，在光的照射下易老化。

2、主要用途及使用性能乙纶的服用性能较差，但其价格较低，适合于制作鬃丝、扁丝或膜裂纤维，用来制造绳索、过滤布、包装布等。（十二）乙纶27

四、差别化纤维和功能纤维（一）差别化纤维

差别化纤维是指不同于常规品种的化学纤维，即经过化学改性、物理变形和特殊工艺加工而得到的具有某些特性的化学纤维。差别化纤维包括：超有光型、超高收缩型、异染易染速染型、抗静电型、抗起毛起球型、防霉、防菌、防污、防臭型、吸湿吸汗防水型、光变色型、复合、中空、异型、细旦、超细旦、三维卷曲、交络、混洛、毛圈喷气变形等各种纤维。四、差别化纤维和功能纤维281、着色纤维在化学纤维生产过程中，加入染料、颜料或荧光剂等进行原液染色的纤维称为着色纤维，亦自然数为有色纤维。着色纤维色泽牢度好，可解决合成纤维不易染色的缺点。

2、异型纤维

异形纤维是指经一定的几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的具有特殊截面开头的化学纤维。不同类型的异形纤维具有不同的性能。异形纤维可以产生多种效应，例如三角形截面的纤维有闪光效应，五角形截面的纤维有显著的毛型感，具有良好的抗起球性。根据纤维的品种和截面开头的不同，异型纤维可用于缎纹、皱型、丝绸型、毛型及麻型织物。还可用于羽绒型制品和类似羚羊毛、兔毛、马海毛及其它特种动物纤维制品等。几种异形纤维的截面形态见下图。3、细特纤维细特纤维通常指单丝线密度较小的纤维，又称微细纤维。其中线密度值在0.44--1.11dtex的称为细特纤维。线密度在0.01--0.04dtex的称为超细特纤维。而今，纤维细度仅0.011dtex--0.0011dtex的超细涤纶纤维已经问世。超细纤维可用于制造仿真丝绸织物、仿麂皮织物等。1、着色纤维在化学纤维生产过程中，加入染料、颜料或荧光剂等进行原液染色的纤维称为着色纤维，亦自然数为有色纤维。着色纤维色泽牢度好，可解决合成纤维不易染色的缺点。

2、异型纤维

异形纤维是指经一定的几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的具有特殊截面开头的化学纤维。不同类型的异形纤维具有不同的性能。异形纤维可以产生多种效应，例如三角形截面的纤维有闪光效应，五角形截面的纤维有显著的毛型感，具有良好的抗起球性。根据纤维的品种和截面开头的不同，异型纤维可用于缎纹、皱型、丝绸型、毛型及麻型织物。还可用于羽绒型制品和类似羚羊毛、兔毛、马海毛及其它特种动物纤维制品等。几种异形纤维的截面形态见下图。1、着色纤维在化学纤维生产过程中，加入染料、颜料294、复合纤维截面具有两种或两种以上不同化学组分的纤维，称为复合纤维。复合纤维如为两种不同组分者称为双组分纤维。根据不同组分在纤维中配置形式的不同，可分为并列型、皮芯型和海岛型。（见图）5、阻燃纤维阻燃纤维又称耐燃、难燃或防燃纤维。阻燃纤维的品种很多，日本和美国是研究阻燃纤维较多的国家。日本东洋纺是最早制造阻燃纤维的公司，其开发的阻燃纤维商品名为Heim，有长丝和短纤维，用于窗帘、家具织物和床上用品，已作为“新干线”座椅织物。阻燃纤维主要用于纺制儿童和老年人的服装、床上用品、装饰织物、防火工作服及用作航空航天和其它工业用途。

6、抗静电纤维和导电纤维抗静电纤维是指易于使积累的静电电荷逸散的化学纤维。抗静电纤维在温度为20℃±2℃、相对湿度50%±5%的条件下，未上油的纤维比电阻小于108Ω·m。导电纤维是指在聚合体中混有导电介质所纺制成的化学纤维，其比电阻什小于104Ω·m。抗静电纤维主要用于制成无尘无菌服、防爆工作服、地毯、口罩等纺织品。导电纤维可制成特种工作服和防尘刷等。4、复合纤维截面具有两种或两种以上不同化学组分的307、抗起球纤维利用化学改性和物理方法处理后，制成的纤维及其织物在使用过程中可以防止或减少纤维的相互摩擦、缠结聚集成小球的化学纤维，称为抗起球纤维。抗起球纤维制成的织物，其起球效果达到三级以上。抗起球纤维一般与其它短纤维混纺生产毛型织物、针织物等。

8、抗菌纤维在纤维生产中加入抗菌剂，制成的纤维及其织物在使用中能抑制细菌和真菌的滋生。抗菌纤维可以和大多数的短纤进行混纺生产机织和针织物，广泛用于内衣、儿童服装、床上用品等。7、抗起球纤维利用化学改性和物理方法处理后，制成31（二）功能纤维所谓功能纤维，就是指具有某种特殊功能的特种纤维。特殊功能指的是反渗透、分离混合气体、透析、超滤、吸附、吸油、离子交换、高效过滤、导光和导电等。功能纤维以其各自的特殊功能，在工业上分别得到相应的应用。大致可分三类：

1、微孔结构的中空纤维中空纤维膜的微孔直径在1-10埃之间，具有反渗透作用，可制成反渗透作用，可制成反渗透器，用以分离粒径十分微小的金属离子和低分子量物质，特别适用于海水脱盐。微孔在10埃-3μm的中空纤维膜便有超滤和透析特性，可用来对某些高分子涂料、胶乳等溶液进行浓缩、回收或精制，在医学或电子工业方面可用作超纯水的滤材、人工肾脏的透析膜

2、超细纤维毡和无纺织布选择静电性大的过氯乙烯或聚氯乙烯，经高压静电纺或静电—高速气流喷射，即形成超细纤维毡，可用以过滤放射性尘埃等，过滤效率达99.999%以上，也可用作无尘或无菌室的滤材。超细纤维无纺织布可用作各种微型电池膈膜。（二）功能纤维323、活性炭纤维具有多微孔结构，表面有很强的吸附性，可用于某些气体液体的吸附、回收、脱臭、脱色、精制、分离的滤材和人工内脏器材等，也可用作某些化学反应触媒的载体。

4、离子交换纤维在大分子中引入某些活性基团，如磺酸基、羧基、胺基、磷酸酯基或硫基等，纤维就具有对离子交换或捕捉重金属离子的功能。可用于水处理污物和放射性同位素或重金属的回收方面。

5、光导纤维用折射率不同的两种透明材料通过特殊复合技术制成的芯鞘型复合纤维，称为光导纤维。这种纤维具有导光性能，使光在芯部沿其界面折射传导，用作光通信、数据传递、各种光照明和数字显示等。3、活性炭纤维具有多微孔结构，表面有很强的吸附性33谢谢！谢谢！34纺织材料纺织材料35纺织材料学简介

纺织材料是指纺织工业所使用的纤维原料（纺织纤维）及其加工制造的半成品（条子、粗纱等）、制品（纱线、织物包括机织物或梭织物、针织物、编结物、毡品、非织造物等）这些材料统称为纺织纤维材料，简称纺织材料。纤维原料--棉花半成品--条卷、粗纱制品--纱线、织物

纺织材料学是研究纤维、纱线、织物及其半成品的结构、性能，结构与性能的关系，及其与纺织加工工艺的关系等方面知识、规律和技能的一门科学。

纺织材料学研究的主要内容是：纺织纤维、纱线、织物的基本结构；纺织纤维、纱线、织物的物理性质，它们的工艺意义、指标、测试方法、试验仪器的工作原理和使用，以及影响这些性质的因素；纤维、纱线、织物的基本结构与物理性质的内在联系；纤维、纱线、织物三者性质间的相互联系。

纺织材料是指纺织工业所使用的纤维原料（纺织纤维）及其加工制造的半成品（条子、粗纱等）、制品（纱线、织物包括机织物或梭织物、针织物、编结物、毡品、非织造物等）这些材料统称为纺织纤维材料，简称纺织材料。纺织材料学简介纺织材料是指纺织工业所36

一、什么是纺织纤维？

细度很细，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称为纤维，如棉花、叶络、肌肉、毛发等。可以用来制造纺织品的纤维称为纺织纤维。

纺织纤维有以下特性：

一定的长度和细度一定的机械性能（强力、变形、弹性、耐磨、柔软性等）一定的吸湿性、导电性和热学性质化学稳定性和良好的染色性能特种工业用纺织纤维有特殊要求。

纺织纤维及其分类一、什么是纺织纤维？纺织纤维及其分类37

二、纺织纤维的分类纺织纤维的种类很多，习惯上按它的来源分为天然纤维和化学纤维两大类。天然纤维指自然界原有的，或从经人工培植的植物中、人工饲养的动物中获得的纺织纤维。根据它的生物属性又可分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维。

种子纤维：棉

植物纤维

韧皮纤维：苎麻、黄麻等

叶纤维：剑麻等天然纤维

果纤维：椰子纤维

动物纤维

毛发：羊毛、兔毛等

分泌液：蚕丝

矿物纤维

石棉

二、纺织纤维的分类38

化学纤维是用天然的或合成的高聚物为原料，主要经过化学方法加工制造出来的纺织纤维。按原料、加工方法和组成成分的不同，又分为再生纤维、醋酯纤维、合成纤维和无机纤维四类。

再生纤维

醋酯纤维

化学纤维

合成纤维

无机纤维二醋酯纤维三醋酯纤维粘胶纤维铜氨纤维涤、锦、腈、维、氯、丙、氨纶玻璃纤维、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维再生纤维素纤维再生蛋白质纤维特种纤维化学纤维是用天然的或合成的高聚物为原料，主要经过化学39化学纤维

一、化学纤维的分类二、化学纤维制造概述三、常见化纤的特性简介（一）粘胶纤维（二）铜氨纤维（三）醋酯纤维（四）涤纶（五）锦纶（六）腈纶（七）维纶（八）丙纶（九）氯纶（十）氨纶（十一）芳纶（十二）乙纶四、差别化纤维和功能纤维总目录化学纤维一、化学纤维的分类二、化学纤维制造概述三40

化学纤维

化学纤维是指用天然的或合成的高聚物为原料，以过化学方法和机械加工制成的纤维。

一、化学纤维的分类（一）按原料的来源分

1、再生纤维是以天然的高聚物为原料，经过化学处理和机械加工纺丝而成。包括再生纤维素纤维（如粘胶纤维和铜氨纤维）和再生蛋白质纤维。

2、合成纤维是以天然的低分子化合物为原料，通过有机合成制得的高聚物，再经过机械加工制得的纺织纤维。

（二）按化学组成分

按照化学纤维的化学组成分，可将化学纤维分为许多种，几种常见化学纤维名称、组成单体、分子结构、国内外商品名称、纤维代号见下表。化学纤维41纺织材料化学纤维课件42（三）按形态结构分

1、长丝化纤长丝为长度很长的单根或多根连续化纤丝条。化纤长丝又可分为单丝、复丝与变形丝。

2、短纤维化学纤维的长度和线密度可以根据纺纱工艺加工的要求，将其制成棉型、毛型和中长型。

二、化学纤维制造概述化学纤维的制造必须经过高聚物的聚合或提纯、纺丝液的制备、纺丝和后加工四个步骤。（一）高聚物的聚合或提纯再生纤维的原料是天然高聚物，需经提纯除去杂质。合成纤维则是以煤、石油、天然气及一些农副产品等低分子物为原料制成单体后，经过化学聚合或缩聚成高聚物，然后再制成纤维。（二）纺丝流体的制备纺丝流体的制备主要有熔体纺丝法和溶液纺丝法两种方法。凡高聚物的熔点低于其分解温度的，采用熔体纺丝法；对于熔点高于分解温度的采用溶液纺丝法。（三）按形态结构分43（三）纺丝

将纺丝流体从喷丝头的喷丝孔中压出，呈细流状，再在适当的介质中固化成为细丝，这一过程称为纺丝。常用的纺丝方法有熔体纺丝法和溶液纺丝法两大类。

1、熔体纺丝是将熔融的成纤高聚熔体从喷丝头的喷丝孔中压出，在周围空气（或水）中冷却凝固成丝的方法。此方法优点是流程短、纺丝速度高、成本低。合成纤维中的涤纶、锦纶、丙纶等都条用此法纺丝。

2、溶液纺丝根据凝固方法的不同分为湿法纺丝和干法纺丝（1）湿法纺丝：将高聚物溶解所制得的纺丝液和喷丝纪中压出，在凝固液中固化成丝的方法。湿法纺丝的纺丝速度较慢，但喷丝孔数较多。所纺的丝截面大多不呈圆形，且有较明显的皮芯结构。腈纶、维纶、氯纶、粘胶纤维采用湿法纺丝。（2）干法纺丝：将用溶液法所制得的纺丝液从喷丝孔中压出，形成细流，在空气中党课迅速挥发而凝固成丝的方法。干法纺丝质量好，喷丝孔数少，但成本较高，对环境的污染较为严重。醋酯纤维、腈纶、氯纶、维纶等采用干法纺丝。（三）纺丝443、其他纺丝方法为了改善纤维的某些性能和纺制出具有某些特殊性质的新品种纤维，在上述纺丝法的基础上，又有一些新的纺丝方法。（1）复合纤维纺丝法此法是将两种（或两种以上）不同化学组成或不同浓度的纺丝流体分别由同一喷丝头中压出，在喷丝孔的适当部位相遇后，形成具有两种（或两种以上）不同组分的复合纤维。（2）异形纤维纺丝法用非圆形喷丝孔纺丝，根据喷丝孔的开头可纺得各种不同截面的纤维，如三角形，Y形，星形和中空纤维等。（见图）（3）着色纤维纺丝法此方法是在化学纤维生产过程中掺入适当的颜料或染料，直接制成有色纤维。（4）超细纤维纺丝法此法是在熔体纺丝或干法纺丝的成形时，用高速气流喷吹，并进行高倍拉伸，从而纺得直径细达5μm以下的超细纤维。3、其他纺丝方法45三、常见化纤的特性简介（一）粘胶纤维1、纤维的主要特征（1）普通粘胶纤维的截面为锯齿且有皮芯结构，纵向平直有沟槽（见图）三、常见化纤的特性简介46

（2）强度小于棉，断裂伸长率大于棉。吸湿后强度明显下降，湿强只有干强的50%左右。（3）耐磨性较差，吸湿后耐磨性更差。（4）小负荷下容易变形，尺寸稳定性较差。（5）吸湿能力优于棉，在一般大气条件下回潮率可达13%左右。（6）耐热性和热稳定性较好。（7）染色性能良好，染色色谱全，能染出鲜艳的颜色。（8）较耐碱而不耐酸。2、主要用途及使用性能粘胶纤维因其吸湿性好，穿着舒适，可纺性好，与棉、毛及其它合成纤维混纺、交织，用于各类服装及装饰用品。粘胶长丝用于织制丝绸类织物，高强力粘胶可用作轮胎帘子线、运输带等工业用品。（2）强度小于棉，断裂伸长率大于棉。吸湿后强度明显47（二）铜氨纤维铜氨纤维也是再生纤维素纤维，它是将棉短绒等天然纤维素高聚物溶解在氢氧化铜溶液中，或碱性铜盐的浓氨溶液内，制成纺丝液，再进行湿法纺丝和后加工制成铜氨纤维。

1、铜氨纤维的基本特征（1）纤维截面为圆形，且有皮芯结构，纵向平直光滑。（2）铜氨纤维干强与粘胶纤维相近，湿强为干强的50%左右。（3）吸湿能力与粘胶纤维相近，在通常大气条件下回潮率为12%-13%左右。（4）染色性很好，色谱全。（5）较耐碱而不耐酸。（6）耐热性和热稳定性较好。

2、主要用途及使用性能铜氨纤维柔软纤细，光泽柔和，常用作高档丝织或针织物。由于原料的限制，工艺较为复杂，产量较低。（二）铜氨纤维48（三）醋酯纤维

1、纤维的主要特征（1）醋酯纤维截面为多瓣形、片状或耳状，无皮芯结构（见图）。（三）醋酯纤维49

（2）二醋酯纤维的强度比粘胶纤维小，湿强约为干强的60%左右；三醋酯纤维湿强与干强相接近。（3）吸湿能力比粘胶纤维差，在一般大气条件下，二醋酯纤维回潮率为6.5%左右，三醋酯纤维为4.5%左右。（4）染色性能较粘胶纤维差，通常采用分散性染料和特种染料染色。（5）醋酯纤维对稀碱和稀酸具有一定的抵抗能力，但对于浓碱会使纤维皂化分解。（6）醋酯纤维的耐热性和热稳定性较好，具有持久的压烫整理性能。

2、主要用途及使用性能。

醋酯纤维吸湿较低，不易污染，洗涤容易，且手感柔软，弹性好，不易起皱，故较适合于制作妇女的服装面料、衬里料、贴身女衣裤等。也可与其它纤维交织生产各种绸缎制品。（2）二醋酯纤维的强度比粘胶纤维小，湿强约为干强的60%50（四）涤纶涤纶为聚酯类纤维中用途最广，产量最高的一种。

1、涤纶纤维的基本特征（1）涤纶为深体纺丝，故常见纤维的截面为圆形，纵向为圆棒状（见图）。（四）涤纶51

（2）涤纶的拉伸断裂强力和拉伸断裂伸长率都较高，普通型涤纶强度为35.2-52.8CN/tex，伸长率在30%~40%，但因纤维在加工过程中的拉伸倍数不可，可将纤维分为高强低伸型、中强中伸型和低强高伸型。（3）涤纶在小负荷下不易变形，即初始模量高，在常见纤维中仅次于麻纤维。涤纶的弹性优良。因此织物的尺寸稳定性好，挺括抗皱。（4）吸湿性差，在一般大气条件下回潮率只有0.4%左右。（5）染色性较差，多采用分散染料进行高温高压染色。（6）有很好的耐热性和热稳定性。但涤纶织物遇火种易产生熔孔。

2、主要用途及使用性能涤纶纤维在服装、装饰、工业中的应用都十分广泛。其短纤维可与天然纤维以及其它化纤混纺，加工不同性能的纺织制品，用于服装、装饰及各种不同领域。涤纶长丝，特别是变形丝可用于针织、机织制成各种不同的仿真型内外衣。长丝还可以用于轮胎帘子线、工业绳索、传动带等工业制品。（2）涤纶的拉伸断裂强力和拉伸断裂伸长率都较高，普通型涤52（五）锦纶

锦纶是合成纤维中工业化生产最早的品种，其品种很多，常用的主要有锦纶6和锦纶66。

1、锦纶的主要特征：（1）为熔体纺丝纤维。截面、纵面形态与涤纶相似。（2）吸湿能力是常见合成纤维中较好的，在一般大气条件下回潮率可达4.5%左右，有些品种如锦纶4可达7%。（3）耐磨性是常见纺织纤维中最好的。（4）小负荷下容易变形，所以织物保形性和硬挺性不及涤纶织物。（5）耐热、耐晒性较差，晒后发黄发脆。遇火种会熔成小孔。（6）染色性能好，色谱较全。

2、主要用途及使用性能。

锦纶的产量仅次于涤纶，其产品以长丝为主，主要用于做民用的袜子、围巾、长丝织物及刷子的丝，还可用于织制地毯等。用于工业的可制造轮胎帘子线、绳索、渔网等；国防上主要用于织制降落伞等。锦纶外形（五）锦纶锦纶外形53（六）腈纶

1、腈纶纤维的主要特征（1）为湿法纺丝纤维。截面为圆形或哑铃形，纵面平滑或有1-2根沟槽（见图）。

（2）吸湿能力比涤纶好，比锦纶差，在一般大气条件下回潮率为2%左右。（3）强度比涤纶、锦纶低，断裂伸长率则与涤纶、锦纶相似，弹性较差些。（4）耐磨性是合成纤维中最差的。（5）耐日晒性特别优良，在常见纺织纤维中居首位。（6）具有特殊的热收缩性，可将普通腈纶再一次热位伸后骤冷，得到的纤维如果在松弛状态下受到高温处理会发生大幅度回缩。

2、主要用途及使用性能

腈纶蓬松柔软且外观酷似羊毛，从而有合成羊毛之称，故常制成短纤维与羊毛、棉或其它化纤混纺，织制毛型织物或纺成绒线。粗旦腈纶可织制毛毯或人造毛皮。利用腈纶特殊的热收缩性，可纺成膨松性好、毛型感强的膨体纱。（六）腈纶（2）吸湿能力比涤纶好，比锦纶差，在一般大气条54（七）维纶

1、维纶纤维的主要特征：（1）为湿法纺丝纤维。截面为腰圆形，纵面平直，有1-2根沟槽（见图）。（2）吸湿能力是常见合成纤维中最好的，在一般大气条件下回潮率可达5%左右。（3）强度大于棉，断裂伸长率和弹性大于棉而差于其他常见合成纤维。（4）耐热水性差，所以须经缩醛化处理，否则耐热水性很差，在热水中收缩大，并会溶解于热水。（5）染色性能较差，染色色谱不全。

2、主要用途及使用性能维纶的性质接近于棉，有合成棉花之称。维纶织物的坚牢度优于棉织物，但缺少毛型感。维纶主要以短纤维为主，常与棉纤维混纺。由于纤维性能的限制。一般只制作低档的民用织物。由于维纶与橡胶有很好的粘合性能，被大量用于工业制品，如绳索、水龙带、渔网、帆布帐篷等。（七）维纶（2）吸湿能力是常见合成纤维中最好的，在一般大气条55（八）丙纶

1、丙纶的主要特征：（1）为熔体纺丝纤维，截面、纵面形态与涤纶相似。（2）密度小，是常见纺织纤维中最轻的。（3）具有较稳定的化学性质，对酸碱的抵抗能力较强，有良好的耐腐蚀性。（4）几乎不吸湿，但有芯吸作用。（5）强伸性较好，可与中强中伸型涤纶比美。耐磨性、弹性较好，仅次于锦纶。（6）耐晒性差，易老化，因而制造时常添加防老化剂。（7）染色性较差，色谱不全。

2、主要用途及使用性能

丙纶短纤维可以纯纺或与棉纤维、粘胶纤维混纺，织制服装面料、地毯等。在工业上可用作土工布、滤布、人造草坪等。裂膜纤维则大量用于包装材料、绳索等。（八）丙纶56（九）氯纶

1、氯纶的主要特性为：（1）可用湿法或干法纺丝。截面接近圆形，纵面平滑或有1-2根沟槽。（2）耐酸碱性都很好。（3）吸湿能力极小，几乎不吸湿。（4）强度接近于棉而大于羊毛。断裂伸长率大于棉。弹性比棉好，比羊毛差，是合成纤维中较差者。（5）耐日晒性较好，但耐热性差。（6）具有难燃性。（7）电绝缘性强，易积聚静电，产生的阴离子有助于关节炎的治疗。（8）染色性能较差。

2、主要用途及使用性能。氯纶主要用于制作各种针织内衣、绒线、毯子、絮制品等；还可制成鬃丝，用来编织窗纱、筛网、绳子等；此外还可用于工业滤布、工作服、绝缘布等。（九）氯纶57（十）氨纶氨纶是一种与其他高聚物嵌段共聚时，至少含有85%的氨基甲酸酯的链节单元组成的线型大分子构成的弹性纤维。它有聚酯型弹性纤维和聚醚型弹性纤维两类。

1、主要特性：

（1）聚酯型弹性纤维截面呈蚕豆状，聚醚型弹性纤维截面呈三角形。（2）吸湿性较差，在一般大气条件下回潮率为0.8%-1%左右（3）强度比橡胶丝高2-3倍，但与纺织纤维相比，则强度很低，是常见纺织纤维中强度最低的。（4）具有高伸长，高弹性。其断裂伸长率可达480%-700%，且在断裂伸长以内的弹性恢复率在95%-98%。（5）有较好的耐酸、耐碱、耐光、耐磨等性质。

2、主要用途及使用性能。氯纶主要用于纺制有弹性的织物，作紧身衣、袜子等。除了织造针织罗口外，很少直接使用氨纶裸丝。一般将氨纶丝与其它纤维的纱线一起做成包芯纱或加捻后使用。（十）氨纶58（十一）芳纶

芳纶是一种新型的合成纤维，在构成纤维的高聚物长链分子中含有酰胺基，属于聚酰胺纤维，其构成纤维的大分子长链中，连接酰胺基之间的是芳香环或芳香环的衍生物，所以把这类纤维统称为芳香族聚酰胺纤维，简称芳纶。芳纶的代表产品有聚间苯二甲酰间苯二甲胺纤维，即芳纶1313；聚对苯二甲酰对苯二甲胺纤维，即芳纶1414；聚对氨基苯甲酰纤维，即芳纶14等。1、芳纶1313耐高湿纤维的性能特征及用途。（1）强度较高，在通常条件下，强度为48.4CN/tex，断裂伸长率为17%。（2）具有良好的耐热性、耐腐蚀性和防燃性。如在260℃的高温下连续使用100h，其强度仍能保持原强度的65%，在300℃下使用一周仍保持原强度的50%。（3）主要用途主要用于航空飞行服、宇宙航行服、原子能工业的防护服以及绝缘服、消防服装等；另外它也用于制作防火帘、防燃手套、高温下的化工过滤布和气体滤袋、高温运输带、机电高温绝缘材料以及民航机中的装饰织物等。（十一）芳纶1、芳纶1313耐高湿纤维的性能特征及用途592、芳纶1414高强耐高湿纤维的性能特征及用途（1）机械性质：芳纶1414是目前使用的纤维中强度最高的纤维，其强度为193.6CN/tex，断裂伸长为4%，初始模量远远高于其它品种的强力纤维，初始模量为4400CN/tex，为聚酰胺纤维的11倍左右，为涤纶的4倍左右。（2）热学性质：纤维的热稳定性远高于其它纤维，在150℃下收缩率为0，在较高的温度下仍能保持很高，熔点为600℃，最高使用温度为232℃。（3）主要用途它是一种为航空工业和宇宙航行等特种用途而研究、制造的高性能纤维。目前它主要用于制造宇宙飞船、火箭和飞机等结构材料的增强塑料或层压制品的组成物，用于代替比它昂贵得多的氮化纤维的石墨纤维。2、芳纶1414高强耐高湿纤维的性能特征及用途60（十二）乙纶乙纶的化学名称为聚乙烯纤维。

1、纤维性能（1）纤维强度和伸长与丙纶相接近（2）吸湿能力与丙纶相似，在通常大气条件下回潮率为0。（3）具有较稳定的化学性质，有良好的耐化学药品性和耐腐蚀性。（4）耐热性较差，但耐湿热性能较好，其熔点为110-120℃，较其它纤维低，抗熔孔性很差。（5）有良好的电绝缘性。耐光性较差，在光的照射下易老化。

2、主要用途及使用性能乙纶的服用性能较差，但其价格较低，适合于制作鬃丝、扁丝或膜裂纤维，用来制造绳索、过滤布、包装布等。（十二）乙纶61

四、差别化纤维和功能纤维（一）差别化纤维

差别化纤维是指不同于常规品种的化学纤维，即经过化学改性、物理变形和特殊工艺加工而得到的具有某些特性的化学纤维。差别化纤维包括：超有光型、超高收缩型、异染易染速染型、抗静电型、抗起毛起球型、防霉、防菌、防污、防臭型、吸湿吸汗防水型、光变色型、复合、中空、异型、细旦、超细旦、三维卷曲、交络、混洛、毛圈喷气变形等各种纤维。四、差别化纤维和功能纤维621、着色纤维在化学纤维生产过程中，加入染料、颜料或荧光剂等进行原液染色的纤维称为着色纤维，亦自然数为有色纤维。着色纤维色泽牢度好，可解决合成纤维不易染色的缺点。

2、异型纤维

异形纤维是指经一定的几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的