闽江学院服装材料学课件04纤维和纱线的物理性能

服装材料学上节回顾1.纱线结构①纱线捻度②纱线捻向③纱线结构对纱线性质的影响2.纱线的规格表示与品质评定3.混纺纱4.花式纱线5.毛线根据毛线代号的组成说明以下几组数字的含义：216，1365，3028216——纯外毛的全毛精纺细绒线，单股毛纱为16公支。

1365—外毛与粘胶纤维混纺的粗纺绒线,单股毛纱为6.5公支。3028——粗纺针织绒线,由山羊绒或山羊绒与其他纤维混纺而成,单股毛纱为28公支。第七节缝纫线一、缝纫线的种类按所用材料分为：天然纤维缝纫线，合成纤维缝纫线，天然纤维与合成纤维混合缝纫线。

天然纤维缝纫线

棉线

蚕丝线

无光缝纫线蜡光缝纫线丝光缝纫线

合成纤维

缝纫线

涤纶

缝纫线

锦纶

缝纫线

腈纶与维纶

缝纫线

涤纶长丝

缝纫线

涤纶短纤维

缝纫线

涤纶长丝

弹力缝纫线

天然纤维与合成纤维混合缝纫线涤棉混纺缝纫线包芯缝纫线为了适应不同用途要求，把缝纫线做成不同的卷装形式，包括：1、木芯线2、纸芯线3、宝塔线4、梯形-面坡宝塔管三、缝纫线的选用二、缝纫线的卷装形式第四章

纤维和纱线的物理性能第四章纤维和纱线的物理性能纤维的吸湿性1纤维的热学性能2纤维电学性能与光学性能3纤维和纱线的力学性能4教学目的（Objective）：通过对纤维以及纱线的吸湿、热学、电学、光学、力学性能诸方面的分析介绍，掌握和了解纤维和纱线的物理性能，为服装材料实用性的学习奠定基础。教学重点（Keypoints）：纤维以及纱线的吸湿、热学、电学、光学、力学性能及其相关指标。教学难点（Difficultpoints）：吸湿理论、热力学三态、断裂机理、蠕变和松弛等。第一节纤维的吸湿性一、吸湿机理（一）吸湿理论

1、水分子在纤维内部存在的形式和亲水基团的作用（1）水分子在纤维内部存在形式（2）直接吸收水分原理：亲水基团（3）间接吸收水分原理：水分子具有极性

2、纤维内部结构的影响（1）纤维的吸湿主要发生在无定型区，结晶区不易渗透（2）无定形区的大分子结合度

3、表面吸附（1）表面能、比表面积（2）表面吸附影响因素

4、纤维内伴生物的性质与含量（二）吸湿平衡1、吸湿平衡

2、吸湿平衡的特点3、纤维的吸湿滞后性二、吸湿指标及测试方法（一）吸湿指标

1、回潮率

g-g。

W=-------×100%

g。

2、实际回潮率

3、标准回潮率

4、公定回潮率

5、公定重量（公量）（二）测试方法

1、烘箱法

2、红外线辐射法3、干燥法三、吸湿对纤维性能的影响（一）纤维吸湿对重量的影响（二）纤维吸湿对长度横截面积的影响（三）纤维吸湿对密度的影响（四）纤维吸湿对力学性能的影响（五）纤维吸湿对热学性能的影响（六）纤维吸湿对电学性质的影响（七）纤维吸湿与湿热舒适性第二节纤维的热学性能

纤维的导热性与保暖性

1纤维的热力学三态2纤维的耐热性与收缩性3热定型4纤维的燃烧性与熔孔性5一、纤维的导热性与保暖性（一）纤维的比热容与导热

1、比热容（SpecificHeatCapacity）:质量为１g的纤维材料，温度变化１度时吸收或放出的热量，叫纤维材料的比热容同等质量的纤维，比热容越大的，在吸收或放出同等热量的情况下，温度变化越小

2、导热（ThermalConductivity）：纤维材料的导热性用导热系数λ衡量。

λ的定义：当材料厚度为1米及表面之间温差为1℃时，1小时内通过1m2的材料传导的热量。

λ越小表示材料的绝热性越低，它的热绝缘性或保暖性越高。

★导热系数回潮率

纤维集合体单位体积重量

纤维排列情况

热阻大纤维制品的保暖性

热绝缘性强二、纤维的热力学三态（一）纤维的“二温”

玻璃化温度Tց（GlassTransition

）

流动温度Tf（Flow）（二）纤维的“三态”

玻璃态（GlassyState）高弹态（RubberyState）粘流态（ViscousState）三、纤维的耐热性与收缩性（一）耐热性(HeatResistance)

纺织材料在高温下保持自己的物理机械性能的能力，叫耐热性纺织材料受热的作用后，强度会下降。下降的程度，随温度、时间及纤维的耐热性不同而不同（二）收缩性

1、热收缩（HeatShrinkage）：合成纤维受热而收缩的现象叫热收缩。拉伸————受热————收缩

2、热收缩率（HeatShrinkageRatio）沸水收缩率、热空气收缩率、饱和蒸汽收缩率热收缩率大的合成纤维会影响织物尺寸的稳定性。约束力减小应力玻璃态约束四、热定型(HeatSet)1、热定型定义：

将合成材料加热到一定温度（合成纤维须在玻璃化温度以上）并施以一定的外力，纤维内部链段开始自由转动，变形能力增大，再冷却并解除外力作用，纤维就可以在新的分子排列状态下稳定下来.这种加工称为热定型，纤维的这一性质称为热塑性。2、影响因素

温度（Temperature）温度太低，达不到热定型的目的温度太高，会使纤维手感发硬，色泽发黄，服用性能下降。时间（Time）加热时间：充分冷却时间：急速

适当的温度、足够的加热时间和急速冷却能使织物尺寸稳定性、弹性、抗皱性等都有很大改善。五、纤维的燃烧性与熔孔性（一）纤维材料的燃烧性能

1、纤维的可燃性分类：易燃纤维可燃纤维难燃纤维不燃纤维

2、纤维燃烧性能的衡量指标：氧指数（OxygenIndex）

★极限氧指数（LimitingOxygenIndex）

3、减少纤维制品燃烧的对策（二）纺织材料的熔孔性

1、定义

2、常见纤维熔孔性能

第四章纤维和纱线的物理性能

ChapterFour

PhysicalPropertiesofFiberandYarn纤维的吸湿性MoistureAbsorptionofFiber

纤维的热学性能ThermalProperties

ofFiber

纤维的电学与光学性能ElectricalandopticalPropertiesofFiber纤维和纱线的力学性能MechanicalPropertiesofFiberandYarn

上节回顾：1.纤维的吸湿理论2.吸湿平衡3.吸湿指标4.吸湿对纤维性能的影响纤维的吸湿性MoistureAbsorptionofFiber

1.纤维制品保暖相关因素2.纤维的热力学三态3.纤维的耐热性与热收缩4.热定型5.纤维的燃烧性与熔孔性纤维的热学性能ThermalProperties

ofFiber

教学目的（Objective）：通过对纤维以及纱线的电学、光学、力学性能诸方面的分析介绍，掌握和了解纤维和纱线的物理性能，为服装材料实用性的学习奠定基础。教学重点（Keypoints）：纤维以及纱线的电学、光学、力学性能及其相关指标。教学难点（Difficultpoints）：断裂机理、蠕变和松弛等。第三节纤维电学性能与光学性能一.纤维的导电性二.纤维的静电三.纤维的光泽与双折射性四.纤维的耐光性

纤维和纱线的电学性能一、纤维的导电性（一）纤维材料导电性的表示

1、介电系数ε

2、比电阻（二）影响纺织材料导电性的因素

1、★吸湿回潮:回潮越大，导电性越好

2、温度：温度越高，导电性越好

3、附着物：附着物越多（蜡脂、油剂）导电性能越好

4、纤维内部结构：聚合度、极性、结晶度等二、纤维的静电（一）静电现象（二）抗静电性能的评价（三）影响纤维静电的因素摩擦次数与速度——正比纤维在静电电位序列表中的位置纤维吸湿量，纤维污染度——反比

纤维和纱线的电学性能（四）改善静电现象的措施

表面处理：采用表面抗静电剂耐久性处理：

纺丝时加入亲水聚合物或导电性高分子化合物复合纺丝，混纺等方法。纤维和纱线的电学性能三、纤维的光泽与双折射（一）光泽影响光泽的主要因素：

1、纤维的表面性能

2、纤维的截面形态纤维和纱线的光学性能纤维的光泽取决于三类反射：镜面反射（mirroreflection）：平行光射向界面为平面的物体，反射出来的仍将是平行光，这种反射称为～，表现出很强的光泽。漫反射（diffusionreflection）：如果平行光射向界面粗燥的物体，反射出来的光均匀地射向各个方向，这种反射称为～，表现出均匀而柔和的光泽。散射光（scattering）：因光子的多次碰撞从纤维表层散射出的光线，其与入射光的角度无关，与入射光能量和纤维表层结构与组成有关。纤维纵向形态对光泽的影响如纤维纵向表面平滑一致，则漫反射少，纤维表现出较强的光泽。化学纤维：若无卷曲，镜面反射较多→光泽较强。丝光棉光泽较强←纤维膨胀使天然转曲消失，纵向表面变得较为平滑。粗羊毛：鳞片较稀疏，紧贴于毛干上，表面较为平滑，光泽较强。细羊毛：鳞片稠密，在毛干上贴紧程度较差，光泽则较柔和若鳞片受损伤，羊毛的光泽会变暗淡。制造半无光或消光化纤的常用方法纺丝液或纺丝熔体中加入二氧化钛(TiO2)消光剂横向截面形状圆形截面纤维：纤维外观较明亮。平行光束照射时，圆截面纤维如同一凸透镜，透射光会聚焦，形成极光点或线，称为“极光”。三角形截面纤维：照射到纤维上的光线会产生强烈的镜面反射效果。象棱柱晶体一样转动时或不同视角观察时，会产生光泽明暗相间的现象，称为“闪光”（glittereffect）效应。三角棱镜的色散作用，还会产生不同色彩效应。（二）双折射定义：光线投射到纺织材料上，在界面上除了反射光反射出来外，进入纤维的光线被分解成两束折射光，纺织材料的这种光学性质叫双折射．四、纤维的耐光性羊毛＞腈纶＞麻＞棉＞粘胶＞涤纶＞锦纶＞蚕丝光照稳定性：指纤维受光照射后其不发生降解或光氧化、不产生色泽变化的性能。蚕丝（酪氨酸）、锦纶纤维和纱线的光学性能第四节纤维和纱线的力学性能一.纤维和纱线的拉伸性能二.纤维和纱线的变形与弹性三.纤维和纱线的弯曲与扭转一、纤维和纱线的拉伸性能（一）一次拉伸断裂指标纤维（或纱线）的一次拉伸断裂指标通常可用纤维（或纱线）的拉伸断裂强力或断裂强度、断裂长度和断裂伸长率表示。1、强度拉伸断裂强力（TensileBreakingForce）：纤维（或纱线）受拉伸至断裂所需的最大外力，其法定计量单位为N或cN。

纤维和纱线的力学性能相对强度：单位线密度纤维所承受的最大拉力。断裂应力（BreakingStress）σ=P/S

S为纤维的截面积(mm2)；断裂强度（BreakingStrength）Pt=P/Ntex

Ntex

为纤维细度(tex)

断裂长度（BreakingLength）LR=（P/g).Nm

Nm为纤维的公制支数(m/g);g为重力加速(9.8m/s2)换算关系：

σ=γ.pt

;LR

=pt/g

式中：γ为纤维密度(g/cm3).

纤维和纱线的力学性能2、伸长断裂伸长（ΔL）纤维（或纱线）被拉伸至断裂时所产生的伸长值。断裂伸长率（ElongationRatio,ε）断裂伸长与拉伸前纤维（或纱线）长度的百分比,称为断裂伸长率。即：

ε(%)=（ΔL/L）*100式中：ΔL为断裂伸长(mm);

L为纤维（或纱线）被拉伸前的原长(mm).纤维和纱线的力学性能3、弹性模量（ModulusofElasticity，E）

负荷伸长曲线以纤维（或纱线）所受负荷为纵坐标，以伸长率为横坐标得到的拉伸过程图称为负荷伸长曲线。应力应变曲线以纤维（或纱线）所受的相对强度为纵坐标，以伸长率为横坐标，得到的拉伸过程图称为应力应变曲线。弹性模量定义：应力应变曲线上起始段直线部分的应力应变比值，即应力应变曲线上起始段的斜率。与纤维的关系：弹性模量的大小反映着纤维在小负荷作用下变形的难易程度，它表示纤维的刚性。弹性模量大——

挺括，不易变形弹性模量小——

柔软，易变形纤维和纱线的力学性能小负荷小负荷（二）纤维和纱线的断裂机理纤维的断裂机理纤维的断裂是大分子间的滑移和大分子被拉断。纱线的断裂机理纱线断裂是纱中纤维与纤维之间的滑脱、大分子与大分子之间的滑脱以及大分子的断裂。纤维和纱线的力学性能影响纺织纤维拉伸断裂的因素：内因：大分子的聚合度——聚合度越高，强度越高分子的取向度——取向度越高，强度越高结晶度——结晶度越高，强度越高，纤维更脆外因：温度温度↑→拉伸强度↓→断裂伸长率↑

湿度湿度↑→拉伸强度↓→断裂伸长率↑→断裂伸长率↓

影响纺织