湖工院纺织材料学讲义第9章 纤维的鉴别与品质评定

PAGEPAGE12纤维的鉴别与品质评定第一节纤维的鉴别鉴别纤维就是根据纤维的外观形态、内在质量和基本性质的差异，采用物理或化学方法来区别。常用的有手感目测法、显微镜观察法、燃烧法、化学溶解法、着色法、红外光谱法等。一、手感目测法手感目测法主要是根据纤维的长短、粗细、卷曲、色泽及其不匀性，含杂与否及类型，纤维的刚柔性和弹性等，来区分棉、麻、毛、丝及化学纤维。表9-1三大类纤维的燃烧特征纤维类别纤维素纤维蛋白质纤维合成纤维*接近火焰不熔不缩收缩收缩、熔融在火焰中迅速燃烧渐渐燃烧熔融燃烧离开火焰后继续燃烧不易延烧继续燃烧残留物形态细腻灰白色松脆黑灰硬块气味烧纸味烧毛发臭味特殊气味二、显微镜观察法图9-1棉纤维纵横向照片图9-2丝光棉纵横向照图9-3苎麻纤维纵横向照片图9-4亚麻纤维纵横向照片图9-5黄麻纤维纵横向照片图9-6红麻纤维纵横向照片图9-7大麻纤维纵横向照片图9-8绵羊毛纤维纵横向照片图9-9山羊绒纤维纵横向照片图9-10丝光毛和细化毛图9-11牦牛毛和绒图9-12兔毛图9-13骆驼毛纤维纵横向照片图9-14桑蚕丝纤维纵横向照片图9-15柞蚕丝纤维纵横向照片图9-16粘胶纤维纤维纵横向照片图9-17醋酯纤维纵横向照片图9-18涤纶纤维纵横向照片图9-19腈纶纤维纵横向照片图9-20涤/锦复合纤维图9-21Lyocell纤维纵横向照片图9-22中空纤维图9-23异形化纤白合金碳素铜离子图9-24导电纤维三、化学方法1.化学溶解法表9-2常用纤维的纵横向形态特征纤维纵向形态横截面形态棉天然转曲腰圆形、有中腔苎麻横节竖纹腰圆形，有中腔，胞壁有裂纹亚麻横节竖纹多角形，中腔较小黄麻横节竖纹多角形，中腔较大大麻横节竖纹不规则圆形或多角形，内腔呈线形、椭圆形、扁平形绵羊毛鳞片大多呈环状或瓦状近似圆或椭圆形，有的有毛髓山羊绒鳞片大多呈环状，边缘光滑，间距较大，张角较小多为较规则的圆形兔毛鳞片大多呈斜条状，有单列或多列毛髓绒毛为非圆形，有一个中腔；粗毛为腰圆形，有多个中腔桑蚕丝平滑不规则三角形柞蚕丝平滑扁平不规则三角形，内部有毛细孔粘胶多根沟槽锯齿形、有皮芯结构醋酯1～2根沟槽梅花形腈纶平滑或1～2根沟槽圆形或哑玲形涤纶锦纶丙纶等平滑圆形氨纶平滑不规则圆或土豆形复合纤维一根纤维由两种高聚物组成，其截面呈皮芯形、双边形或海岛形等中空纤维根据需要可制成单孔、四孔、七孔或九孔等异形纤维可根据需要制成各种异形截面，如三角形、扁平形、哑铃形、L形等2.药品着色法表9-3纺织纤维的溶解性能溶剂36~38%盐酸15%盐酸70%硫酸5%氢氧化钠85%甲酸99%冰醋酸M－甲酚(间甲酚)99%N－二甲基酰胺二甲苯或间二甲苯温度纤维种类RBRBRBRBRBRBRBRBRB棉IPIPSSoIIIIIIIIIIII羊毛IIIIIISIIIIIIIIII蚕丝PSISSoISIIIIIIIIII麻IPIPSSoIIIIIIIIIIII粘胶纤维SSoIPSSoIIIIIIIIIIII二醋脂纤维SoSoISSoIPSoSoSoISoII三醋脂纤维PSIISoIISoSoSoPSoII聚酯纤维IIIIIIIIIIIIISoIPSII锦纶6SoSoSoIIISoSSoISII锦纶66SISSoSoIISoISoSSoIIII腈纶IIIIISIIIIIIISPSoII维纶SoISSSoIISSoIIIIPIIII聚丙烯纤维IIIII-IIIIIIIIIIIS聚乙烯纤维IIIII-IIIIIII-IIIS聚苯乙烯纤维IIIII-III-I-SSoIISo氨纶IIIISSIIISoISPSISoII聚砜酰胺纤维IIIIISIIIIIIIISoII聚氯乙稀IIIIIIIIIIIIPSoSoII聚偏氯乙烯IIIIIIIIIIIIIPISoIS注：So—立即溶解；S—溶解；P—部分溶解；I—不溶解。溶解时间：以常温（R）5分钟、煮沸(B)3分钟为准。表9-4几种纺织纤维的着色反应纤维种类碘-碘化钾溶液1号着色剂棉不染色灰麻（苎麻）不染色青莲竹纤维黑蓝青—羊毛淡黄红莲蚕丝淡黄深紫粘胶纤维黑蓝青绿Modal纤维黑蓝青—Lyocell黑蓝青—铜氨纤维黑蓝青—醋酯纤维黄褐桔红涤纶不染色红玉锦纶黑褐酱红腈纶褐色桃红维纶蓝灰玫红氯纶不染色—丙纶不染色鹅黄氨纶—姜黄注：①碘-碘化钾溶液是将20g碘溶解于100ml饱和碘化钾溶液中制得；②1号着色剂配方是：分散黄（SE-6GFL）3.0g，阳离子红（X-GFL）2.0g，直接耐晒蓝（B2RL）8.0g，蒸馏水1000g，使用时稀释5倍。四、物理方法1.熔点测定法表9-5常用纺织纤维的熔点纤维名称熔点℃二醋酯255~260三醋酯280~300涤纶255~260锦纶6215~220锦纶66250~260腈纶不明显维纶不明显丙纶165~173氯纶200~210氨纶228~2.荧光法表9-6纺织纤维的荧光颜色纤维种类荧光颜色棉淡黄色丝光棉淡红色黄麻（生）紫褐色黄麻淡蓝色羊毛淡黄色蚕丝（脱胶）淡蓝色普通粘胶白色紫阴影有光粘胶淡黄色紫阴影涤纶白色青光很亮锦纶淡蓝色维纶涤纶淡黄色紫阴影3.密度梯度法五、近代物理技术鉴别法表9-7主要纺织纤维的特征吸收谱带纤维种类制样方法主要吸收谱带及其特性频率,cm-1棉麻纤维压片法3450~3200,1640,1160,1064~980,893,671~667,610毛纤维压片法3450~3300,1658,1534,1163,1124,926丝纤维压片法3450~3300,1650,1520,1220,1163~1149,1064,993,970,550粘胶纤维压片法3450~3250,1650,1430~1370,1060~970,890醋酯纤维薄膜法1745,1376,1237,1075~1042,900,602涤纶热压成膜3040,2358,2208,2079,1957,1724,1242,1124,1090,870,725锦纶6甲酸成膜3300,3050,1639,1540,1475,1263,1200,687锦纶66甲酸成膜3300,1635,1535,1467,1237,1190,936,689腈纶压片法2242,1449,1250,1075维纶压片法3300,1449,1242,1149,1099,1020,848乙纶热压成膜2925,2868,1471,1460,730,719丙纶热压成膜1451,1475,1357,1166,997,972芳纶1313压片法3072,1642,1602,1528,1482,1239,856,818,779,718,684芳纶1414压片法3057,1647,1602,1545,1516,1399,1308,1111,893,865,824,786,726,664图9-25常用纤维红外光谱图六、其他鉴别及系统鉴别法1．其他鉴别2．系统识别与特征识别图9-26系统鉴别流程纤维的质量要素与评定一、纤维的质量要素基本概念质量要素对使用和加工的作用二、纤维的质量检验与评定1．原棉的品质检验与评定（1）细绒棉的质量要求我国国家标准GB1103-1999《棉花细绒棉》规定了细绒棉的质量要求，包括品级条件、长度、马克隆值、回潮率、含杂率及危害性杂物等。a．.品级条件和品级条件参考指标b．细绒棉的长度c．马克隆值d．回潮率与含杂率e．原棉中的危害性杂物（2）原棉的质量标识原棉质量标识按原棉类型、主体品级（含有相邻品级的一批原棉中，所占比例80%及以上的品级）、长度级、主体马克隆值级的顺序指示。六、七级原棉不标示马克隆值级。（3）可能变化的评价方法与体系2.麻纤维的品质检验与评定3.毛纤维的品质检验与评定（1）绵羊毛原毛（2）国产细羊毛及其改良毛洗净毛（3）国产细羊毛及其改良毛毛条（4）分梳山羊绒 （5）澳毛的检验与评价4.桑蚕丝（生丝）的品质检验与评定图9-28生丝的纇节表9-8清洁纇节的种类纇节名称形态特征主要疵点特大糙结长短大小超过次要疵点10倍以上次要疵点大糙丝条部分膨大粘附糙茧丝折转，粘附丝条部分变粗呈锥形大小结结端长或结法拙劣废丝丝条附着散乱丝团，形状较大而蓬松重螺旋茧丝缠绕成螺旋，直径超过丝条一倍普通疵点小糙丝条部分膨大长结结端较长螺旋茧丝缠绕于丝条周围，形成螺旋状环结茧丝成环形的圈裂丝丝条分裂表9-9洁净纇节的种类纇节名称形态特征雪糙丝条上附着的细小糙疵小圈、裂丝一根茧丝过长；形成丝条上微细的小圈发毛及微尘丝条上一部分茧丝竖起成羽毛状短结结端长轻螺旋丝条上呈轻微的螺旋性小粒丝条上附着的小粒形如看糠秕其它不属于清洁范围的各种小型糙疵5.化学纤维的品质检验与评定（1）化学短纤维表9-10不同类型短化纤的长度、细度规格规格类型粘胶短纤维涤纶短纤维名义线密度(dtex)名义线密度(dtex)棉型短纤维1.40~2.201.50~2.10中长型短纤维2.20~3.302.20~3.20毛型短纤维3.30~5.603.30~6.00卷曲毛型短纤维3.30~5.60（2）化纤长丝表9-11常用纺织纤维性能汇总表（仅为定性参考）纤维名称纤维性能棉苎麻绵羊毛家蚕丝木棉竹纤维Lyocell纤维干态断裂强度(cN/dtex)2.6～4.24.9~5.70.9～1.52.7~3.03.79~4.23湿态断裂强度(cN/dtex)2.9～5.65.1~6.80.67～1.431.3~1.53.44~3.79相对湿强度(%)102～110102～11076～967048~5090相对钩接强度(%)7080～858060～80相对打结强度(%)90～100－8580～85干态断裂伸长率(%)3~71.5～2.325～3520~2414~16湿态断裂伸长率(%)—2.0～2.425～5027~3116~18弹性恢复率(%)74(2%)45(5%)48(2%)99(2%)63(20%)54～55(8%)95初始模量(cN/dtex)60～82176～2208.5～2244～8840~48密度(g/cm3)1.541.54～1.551.321.33～1.450.291.38回潮率(%)，20oC65%R.H.7131610.7811.595%R.H.24～2722耐热性不软化,不熔融,在120℃下5小时发黄,150℃分解200℃分解100℃开始变黄,130℃分解235℃分解,270~465℃燃烧较强较好，在190℃30分钟，强度下降10%耐日光性强度稍有下降强度几乎不下降发黄,强度下降强度显著下降耐日光，抗紫外线耐酸性热稀酸、浓硫酸可使其分解,在冷稀酸中无影响在热硫酸中会分解，对其它强酸有抵抗性热硫酸会使其分解,对其它强酸抵抗性比羊毛稍差耐酸性好，,溶于30℃下75%的硫酸、100℃下65%的硝酸、部分溶解于100℃下35%的盐酸不耐酸，对无机酸的稳定性比粘胶纤维要差，耐碱性在苛性钠溶液中膨润(丝光化)但不损伤强度耐碱性好在强碱中会分解，弱酸对其有损伤丝胶在碱中易溶解,丝素受损伤,但比羊毛好在常温苛性碱溶液中无影响经5%碱处理后强度保持湿强度为2.3cN/dtex耐溶剂性不溶于一般溶剂不溶于一般溶剂不溶于一般溶剂不溶于一般溶剂溶于氯化铵等溶剂耐虫蛀、耐霉菌性耐虫蛀,不耐霉菌尚好耐霉菌,不耐虫蛀耐霉、不耐蛀良好良好耐磨性尚好一般一般一般较强好染色性可用直接、还原、碱性染料及各种硫化染料同棉可用酸性、媒染、还原及靛蓝染料可用直接、酸性,碱性染料及各种媒染染料较差染色和匀染性都较好可用与棉纤维和粘胶纤维相同的染料续表9-11纤维性能聚酰胺纤维聚酯纤维聚乙烯醇缩甲醛纤维聚丙烯腈纤维锦纶6锦纶66芳纶1313涤纶维纶腈纶短纤维长丝短纤维长丝长丝短纤维长丝短纤维长丝短纤维普通强力普通强力普通强力普通强力普通强力干态断裂强度(cN/dtex)3.8~6.24.2~5.65.6~8.43.1~6.32.6~5.35.2~8.43.5~4.74.2~6.73.8~5.35.5~7.94.0~5.76.0~7.52.6~3.55.3~7.92.5~4.0湿态断裂强度(cN/dtex)3.2~5.53.7~5.25.2~7.02.6~5.42.3~4.94.5~7.02.6~3.64.2~6.73.8~5.35.5~7.92.8~4.64.7~6.01.9~2.84.4~7.01.9~4.0相对湿强(%)83~9084~9284~9280~90-85~9585~9090~9510010010072~8578~8570~8075~9080~100相对勾结强度(%)65~8575~9570~9065~8575~9570~90～9575~9585~10075~904035~4088~9462~6560~75相对打结强度(%)—80~90-60~70—80~9060~7075—40~70~806565~708040~5075干态断裂伸长率(%)25~6028~4516~2516~6625~6516~2830~4035~5020~327~1712~2611~1717~229~2225~50湿态断裂伸长率(%)27~6335~5220~3018～6830~7018~3220~3035~5020~327~1712~2611~1717~2510~2625~60弹性恢复率(%)(3%伸长)95~10098~100100（4%伸长时）90~9690~9595~10070~8572~8570~9070~9090~95初始模量(cN/dtex)7.0~26.417.6~39.623.8~448.8~39.64.4~21.121.1~51.0123~13222~4479.2~14022~6222~6253~7962~15822~54.6密度(g/cm3)1.141.141.381.381.26~1.301.14~1.17回潮率(%)20oC,65%R.H.3.5~5.04.2~4.56.50.4~0.54.5~5.03.4~4.53.0~5.01.2~2.095%R.H.8.0~9.06.1~8.00.6~0.710~121.5~3.0耐热性软化点:180℃,熔点:215~220℃230℃发粘,250~260℃熔融,150℃稍发黄不熔,285℃时强度为室温下的50%,370℃分解软化点:238~240℃熔点:255~260℃软化点:220~230℃,熔点:不明显软化点:190~240℃,熔点:不明显耐日光性强度显著下降,纤维发黄强度显著下降,纤维发黄不耐日光,易老化强度几乎不降低强度稍有下降强度几乎不下降耐酸性16%以上的浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸可使其部分分解而溶解耐弱酸、溶于并部分分解于浓盐酸硝酸和硫酸中耐大部分酸,长期在盐酸、硝酸和硫酸中强度有些降低35%盐酸、75%硫酸、60%硝酸对其强度无影响;在96%硫酸中会分解浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸能使其膨润或分解,10%盐酸、30%硫酸对纤维强度无影响35%盐酸、65%硫酸、对其强度无影响耐碱性在50%苛性碱溶液、28%氨水里，强度几乎不下降在室温下耐碱性良好，但高于60℃时,碱对纤维有破坏作用耐碱性良好,但长期于浓氢氧化钠中强度略低在10%苛性碱溶液、28%氨水里，强度几乎不下降在50%苛性碱溶液中强度几乎不下降50%苛性碱溶液几乎不下降耐溶剂性不溶于一般溶剂,但溶于酚类、浓蚁酸中不溶于一般溶剂,但溶于某些酸类化合物和90%甲酸中不溶于一般溶剂不溶于一般溶剂，溶于热间甲酚、热二甲基甲酰胺不溶于一般溶剂,在酚、热吡啶、甲酸、浓蚁酸里膨润或溶解不溶于一般溶剂,溶于二甲基甲酰胺耐虫蛀、霉菌性有良好的抵抗性良好良好良好良好良好耐磨性优良优良优良优良(仅次于聚酰胺纤维)良好尚好染色性可用分散性染料、酸性染料、其它染料也可染色可用分散性染料、酸性染料、金属络合染料,其它染料也可染色结晶度较高,染色性较差可用分散性、色酚、还原,可溶性染料，高温高压染色可用直接、酸性、硫化、还原、可溶性、色酚和分散染料等可用分散性、阳离子、碱性及酸染色续表9-11纤维性能粘胶纤维聚丙烯纤维醋酯纤维聚氯乙烯纤维聚氨酯弹性纤维短纤维长丝高湿模量丙纶短纤维长丝三醋酯纤维氯纶氨纶短纤维长丝短纤维普通强力普通强力短纤维长丝短纤维长丝短纤维长丝普通强力干态断裂强度(cN/dtex)2.2~2.74.2~5.61.5~2.03.0~4.63.1~4.61.9~2.62.6~5.72.6~7.01.1~1.41.1~1.21.0~1.11.8~2.52.9~3.52.4~3.30.4~0.9湿态断裂强度(cN/dtex)1.2~1.82.4~2.90.7~1.12.2~3.62.3~3.71.1~1.72.6~5.72.6~7.00.7~0.90.6~0.80.7~0.91.8~2.52.9~3.52.4~3.30.4~0.9相对湿强(%)60~6570~7545~5570~8070~8050~7010061~6760~6462~7710080~100相对勾结强度(%)25~4035~4530~6540~7020~40—90~95—70~9580~90—87——相对打结强度(%)35~5045~6045~6040~6020~2535~7070~9060~8080~90—83——干态断裂伸长率(%)16~2219~2410~247~157~148~1220~8025~3535~4026~3570～9015~2320~25450~800湿态断裂伸长率(%)21~2921~2924~3520~308~159~1520~8035~5030~4530~4070～9015~2320~25—弹性恢复率(%)(伸长3%时)55~8860~8060~8555~8096~10070~9080~908870~8580~8580~9095~99（50%伸长）初始模量(cN/dtex)26~6244~7957~7596.8~14062~9753~8818~3516~3522~3526~4022~3513~2226~4426~40—密度(g/cm3)1.50~1.520.90~0.9