青大服装材料学课件第1章 服装用纤维原料

第一章服装用纤维原料纺织纤维的分类与结构特征纺织纤维的基本性能及其对服用性能的影响常用纺织纤维的性能特点第一节纺织纤维的分类与结构特征一、纺织纤维的分类用显微镜观察到的纺织纤维的形貌：纤维的分类可以按来源分，也可以按长度分。A按来源分，即按照纤维的形成、成分等固有特征分类

天然纤维和化学纤维B按长度分，按照纤维的外在形态进行划分

短纤维和长丝服用纤维原料

天然纤维

化学纤维植物纤维动物纤维矿物纤维再生纤维合成纤维种子纤维韧皮纤维动物毛天然丝棉

木棉亚麻

大麻苎麻

罗布麻绵羊毛兔毛羊驼毛山羊绒

骆驼毛骆马毛马海毛

牦牛毛桑蚕丝

柞蚕丝蓖麻蚕丝木薯蚕丝

胶粘纤维富强纤维

铜氨纤维醋酯纤维涤纶

锦纶

腈纶

丙纶

氨纶维纶氯纶芳纶石棉天然纤维:指自然界中原有的、或从人工培植的植物和人工饲养的动物上直接获得的纺织纤维。植物纤维:

植物纤维(天然纤维素纤维)，是由植物上种籽、果实、茎、叶等处获得的纤维。包括种子纤维、韧皮纤维（茎纤维）、叶纤维、果实纤维。

动物纤维:

动物纤维(天然蛋白质纤维)，是由动物的毛发或昆虫的腺分泌物中取得的纤维。包括毛发类和腺分泌物类。矿物纤维:

矿物纤维又称天然无机纤维，是由纤维状矿物岩石中提取的纤维。石棉。

back再生纤维：指以天然高聚物为原料制成的、化学成分与原高聚物基本相同的化学纤维。主要包括再生纤维素纤维、再生蛋白质纤维。

合成纤维：是以天然低分子化合物为原料，经化学合成和机械加工而制得的化学纤维。包括聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈纤维等多种品种。半合成纤维：醋酯纤维[纤维素+醋酸/冰醋酸]化学纤维：以天然的或人工合成的高聚物为原料通过化学和机械方法人工制造而成的纺织纤维。其它纺织纤维无机纤维：无机物构成。玻璃纤维、金属纤维、碳纤维等。二、纺织纤维的结构特征1、成纤高聚物的特征高聚物：指由成千上百个原子以共价键连成的大分子组成的物质。特征：分子量大——103~107

组成简单-A-A-A-A-A-

具有分散性n不是定值2、结构层次1）大分子结构原子、原子团类型（A）；单基连接方式；聚合度2）超分子结构（聚集态结构）结晶度；取向度3）形态结构表面、横纵向截面特征影响：光泽、保暖、吸湿、手感、饱和力等性能第二节纺织纤维的基本性能及其对服用性能的影响一、纤维的细度1、细度指标直接指标：直径、截面积、投影宽度（用的少）间接指标：以纤维长度与重量的对比关系表示（易测，好用，但有平均意义）用于纤维的主要有三个：特数，旦数、公支（1）特数（特克斯，号数，tex）指1000米长的纤维，在公定回潮率时的重量克数。

Nt=1000×Gk/LL——长度（米）

Gk——公定回潮重量（克）特数越大，纤维越粗。国标要求纤维和纱线细度统一用“特”为指标。纤维多用“分特”：指10000米长的纤维，在公定回潮率时的重量克数。用Ndtex、Ndt表示。

Ndt=10Nt（2）旦数（旦尼尔，den）指9000m长的纤维在公定回潮率时的重量在克数，也称之为“纤度”。

Nden=9000×Gk/L

与另一定长制指标特数一样，旦尼尔越大，纤维越粗。

曾广泛用于蚕丝和化学纤维（3）公制支数（Nm

）指在公定回潮率时，一克重的纤维所具有的长度米数。

Nm=L/Gk

定重制指标，公制支数越大，纤维越细。纤维中，棉、毛、麻传统上用此指标。（4）直径圆形截面可以直接使用，非圆形截面可用等面积圆的直径来表示。一般用于理论研究。（5）各指标之间的换算

Nt

•

Nm=1000

Nd

•

Nm=9000

Nd

=9Nt

d=0.03568(Nt/ѵ)½2、细度对服用性能的影响

纤维越细：（1）纱线强度越高，可纺细度越细。（2）纱线条干越好。（3）织物越柔软且光泽柔和。（4）织物可越轻薄、透气性好。（5）织物越易起毛起球。二、纤维的长度指纤维伸直但不伸长时两端的间距。纤维用mm表示，长丝用米表示。对服用性能的影响纤维越长：（1）纱线强度越高，可纺细度越细。（2）纱线光洁、毛羽少、条干越好。（3）织物可以越轻薄，纱可降低捻度，布可越柔软舒适。

进行外观评定时，对较长纤维细度较关键，对较短纤维长度较关键。三、纤维的比重（ѵ）指纤维的单位体积重量（g/cm3），它与纤维的结构有关。影响：（1）织物与服装的重量随ѵ的增加而增加。（2）覆盖性、蓬松性：对于相同重量的织物，

ѵ越大，覆盖性、蓬松性越差。（P21）四、纤维的表面特征伸展，光滑，卷（皱、转）曲，粗糙，裂纹，沟槽，粗细节等影响：（1）饱和力：大，好。（2）蓬松性（覆盖性）：大，好。（3）起毛、球：光滑，易拉出。——低强，断裂；高强，起毛、球。五、纤维的吸湿性指纤维材料在空气中吸收或放出气态水的能力。1、吸湿机理（1）大分子内极性基团对水分子的吸引力。（2）结合上的直接水极化后再吸引其它水分子。（3）形态中的空隙、孔洞（毛细水）。（4）表面吸附。2、吸湿指标（1）回潮率（W）

W=（G-G0）/G0×100%

其中，G0——干重

G——湿重

三个参量之间的关系：

G=G0（1+W）（2）公定回潮率

纺织材料的回潮率不时，其重量也不同。为了消除因回潮率不同而引起的重量不同，满足纺织材料贸易和检验的需要，国家对各种纺织材料的回潮率规定了相应的标准，称为公定回潮率。纤维在公定回潮率时的重量称为公定重量（公量）。

Gk=G0（1+Wk）

Gk=G（1+Wk）/（1+W）其中，Gk——公量，G——某一回潮率量下的重量

Wk——公定回潮率，W——某一状态下回潮率3、吸湿对纤维性质的影响（1）重量吸湿重量增加。（2）纤维体积吸湿后，纤维体积膨胀。长度方向膨胀率低，截面方向膨胀率高。——缩水（3）密度吸湿后，重量增加，体积增加，密度多呈先增大后缩小的现象。(4)机械性能强力：W，P。（粘胶突出，棉麻除外）伸长率：

W，ε

。弹性和刚度：W，弹性和刚度降低。（5）热学性质吸湿放热（动能转化成热能）放湿吸热（热能转化成动能）吸湿放热影响:

1/由干暖至湿热，吸湿放热，不致骤冷。可以延缓湿度剧变对人体的影响。

2/储物防霉（6）电学性质W增大，电阻降低。可减少静电。静电现象：绝缘体相互摩擦碰撞，产生电荷积聚。问题：吸灰尘，衣衣、衣人粘连，痒，火花等，影响服装舒适性。改善方法之一：加湿六、纤维的力学性质指纤维在外力作用下表现的形变特征。外力包括，拉伸、压缩、摩擦、剪切、扭转、弯曲等，着重研究拉伸性能。拉伸：一次性拉伸；小负荷持续、反复作用。1、拉伸性能指标1）拉伸强度绝对强度：纤维受拉伸至断裂时所需外力大小。相对强度：单位细度纤维的绝对强度。断裂长度：纤维重量等于其拉伸断裂强度时所具有的长度。2）伸长率断裂伸长：纤维被拉伸至断裂时的伸长量。断裂伸长率：ε=ΔL/L0×100%3）初始模量小外力作用下，纤维形变的难易程度。初始模量越高，越不易变形。4）弹性纤维所受的外力去除后，回复原状的能力。5）疲劳蠕变：外力不变，变形随时间变化的现象。松弛：变形不变，内应力随时间减小的现象。七、纤维的热学性质1、比热比热：质量1克的材料，温度变化1度所吸收或放出的热量。2、导热导热：热由高温向低温传递。导热系数：材料厚度为1米，表面温差为1度，1秒种内，经1平方米材料所传导的热量。导热系数越高，传热能力越强。导热系数：水——0.697

静止空气——0.027

纤维——0.04~0.085(锦、丙除外)影响服装的保暖性。3、热对材料的影响1）热收缩与热定型热收缩：是合成纤维的特性，纺丝后牵伸所致。热定型：将纤维加热到一定温度时，以外力使之变形，在新状态下冷却后，形状稳定。2）耐热性抵抗热破坏的能力。

3）燃烧性能易燃：纤维素纤维（棉、麻、粘），腈可燃：涤，锦，维，丙，毛，丝难燃：氯不燃：石棉，玻璃，金属极限氧指数：材料点燃后，在空气中维持燃烧所需的最低含氧量的体积百分比。（P25）4）熔孔性织物接触热体后，因熔融而形成孔洞。八、电学性质电阻；静电九、耐气候性耐气候性：耐日晒性（P23）十、耐酸碱性纤维素纤维：耐碱不耐酸蛋白质纤维：耐酸不耐碱合成纤维：耐酸、碱性优于天然纤维。十一、保管性能（存放/洗涤/熨烫）第三节常用纺织纤维的性能特点一、棉天然纤维素纤维种子纤维

COTTON棉KAPOK木棉1、棉纤维的品种按品种分长度(mm)细度(tex)强度(km)陆地棉(细绒棉)23~330.15~0.221~25海岛棉(长绒棉)33~640.12~0.14>30亚洲棉(粗绒棉)15~240.25~0.4122、棉纤维的形态结构纵向形态:

呈扁平带状，表面有扭绞的天然转曲。横截面形态:

呈腰圆形，中间有中腔。中腔的大小表示棉纤维品质的好坏，中腔小，说明棉纤维较成熟，品质较好。结构特点：聚合度高（6000～12000），结晶度较高（60～70%），取向度较低（转曲）。纤维断面形态3、棉纤维的性能特点1）长度较短：细绒棉25～31mm,长绒棉33～64mm。２）细度较细：细绒棉4500～6500Ｎm,长绒棉6500～8500Ｎm。３）力学性质强力：较高，高于毛、粘，低于麻、涤、锦等。湿强高于干强。伸长：低，３～７％。弹性：差模量：较高，但低于麻。由于伸长、弹性不高，故尺寸形状欠稳定，易皱，耐用性不高。４）吸湿性较高，公定回潮率8.5％。原因：极性集团，中腔。但棉蜡、结晶阻碍。染色性好，不易产生静电。５）化学稳定性耐碱不耐酸，耐光、热性好，易燃，耐保管性不好（霉变）。丝光：常温张力下18～25％氢氧化钠处理。６）中腔含气量高，保暖性好，适宜做絮品。７）天然转曲抱合力大，可纺性好。总之，棉在性能方面，以吸湿、柔软、透气为突出优点，以易皱、易缩为主要缺点。单独使用以轻薄内衣为主，混纺用途较广。二、麻天然纤维素纤维茎纤维叶纤维种类很多，用于服装的有：苎麻（中国草）亚麻大麻罗布麻

１、麻的分类

FLAX，LINEN亚麻RAMIE苎麻HEMP大麻2、麻纤维的形态结构苎麻断面：腰圆形，有中腔及裂缝。纵向：有横节竖纹亚麻断面：多角形，中腔较小。纵向：有横节竖纹麻纤维的结构特点聚合度高（１万以上，可达３～４万）结晶度高于棉（75％）取向度亦高于棉（无转曲）３、麻纤维的性能特点苎麻１）长度：60～120（250）mm。２）细度：1500～2000Nm。３）力学性质：强力很高，天然纤之首，湿强更高。伸长很低，2～3％。弹性很差。模量很高，天然纤中最高。４）吸湿性高，公定回潮率12％。原因：极性集团，中腔。

５）化学稳定性

同棉。６）柔软度是麻中最好的。另，可单纤维纺纱，光泽好，染色性好。亚麻性能与苎麻相近，区别在于：１）长度短，故采用工艺纤维纺纱。２）柔软度略次于苎麻。３）染色性、光泽不如苎麻。总之，麻纤维以高强度、高刚度高吸湿透气为特长，但有易皱、手感不佳为弱项。适做夏季面料，常采用混纺来改善手感。罗布麻罗布纤维细度、强度、光泽、抗腐蚀能力均优于其它麻类纤维及天然纤维。麻类专家对罗布麻纤维的评价：棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽为其物理性质的集中体现。抗菌性：对大肠杆菌等菌类有明显的抑制作用。天然远红外：罗布麻纤维是天然的远红外辐射材料，能发射8—13微米的远红外光波，可改善人体微循环，增强免疫能力。独特药效具有独特的保健作用。三、毛天然蛋白质纤维毛发纤维1、毛的种类（按品种）绵羊毛山羊毛（绒）马海毛兔毛牦牛毛（绒）驼毛（绒）WOOL绵羊毛RABBITHAIR兔毛ALPACA羊驼毛Cashmere山羊绒Camel骆驼毛Vicuna骆马毛mohair马海毛YAKHAIR牦牛毛

2、结构特点纵向形态:

表面有鳞片，中间有髓质层，整根纤维呈螺旋形。横截面形态:

近似圆形，双侧结构（正、偏皮质）。结构特点：

聚合度、取向度均较低（卷曲）。3、分类（按粗细和结构）1）绒毛：细绒毛直径小于30微米。粗绒毛直径30~52.5微米。无髓质层。2）粗毛：直径大于52.5微米。有连续髓质层。3）两型毛：兼有绒毛和粗毛的特征。有断续髓质层。4）死毛：发育不良，髓质层占大部分，无纺用价值。4、性能特点1）长度：较长，差异大，30mm以上。2）细度：差异较大，直径7~240微米。3）力学性质：强度低伸长率高25~35%

弹性很好（天纤第一）模量低（天纤最低）4）吸湿：好，15%左右，天纤第一。5）由于卷曲：弹性好，可纺性好，含气性好（保暖），织物外观好（柔和、丰满）。6）由于鳞片：光泽柔和，可纺性好。缩绒性：在湿热的条件下，经过机械外力的反复作用，羊毛纤维互穿插纠缠，使毛织物面积收缩，厚度和紧度增加的性质，称为缩绒性。7）热湿定型性：好（与化纤热定型相似）。8）化学稳定性：耐酸不耐碱耐热性差于棉，耐光性是天纤中较好的保管要求高总之，毛是品质优良的服装材料。优点：可纺性好，光泽柔和均匀，吸湿、保暖性好，保形性好，热定性性好。缺点：化学稳定性、保管性较差。用途：纯纺、混纺。厚型、薄型。其它动物毛简介平均细度约为15~16um，长度为30~40mm。原色有白、青、紫等几种，以白色最为名贵。强伸度、弹性好于绵羊毛，具有细、轻、柔软、保暖性好的优良特点。山羊绒对酸碱和热较为敏感，生产中应有别于其它毛纱。属高档产品。1）山羊绒（开士米）2）马海毛马海毛指土耳其的安哥拉山羊毛。马海毛长度较长，约为120～150mm，细度10～90um。马海毛一般较为粗长，光泽银亮，强度高，弹性佳，带有特殊的波浪卷曲，可染成各种鲜艳的颜色。3）兔毛兔毛纤维有细绒毛和粗绒毛之分。细绒毛略有波浪卷曲，细度为5～30um；粗毛刚硬无弯曲，细度为30～100um。兔毛有普通长毛兔和安哥拉长毛兔两种，普通兔毛纤维长度为30～50mm，安哥拉兔毛长度为60～150mm。富有光泽，柔软疏松，手感滑糯，保暖性好；纤维平直，抱合力差，不易纯纺，多混纺。4）驼毛分为驼毛和驼绒。驼绒纤维由鳞片层和皮质层组成，少量纤维有断续的髓质，纤维表面鳞片较少，鳞片表面光滑。纤维平均细度为14～23um，长度40～135mm。驼绒有天然色泽，呈白、杏黄、黄和淡棕色，以白色质量最好；纤维细长，外形有卷曲，非常柔软，具有良好的保暖性和强度，但缩绒性较差。5）牦牛毛分为牦牛绒和牦牛毛。牦牛绒纤维的细度平均为20～22um，平均长度在30mm左右。纤维大都呈褐色和黑色，少数为白、灰、淡黄色，故多染成深色。牦牛毛纤维鳞片边缘整齐光滑，手感细腻、柔软、滑爽，弹性和保暖性好。四、丝天然蛋白质纤维腺分泌物纤维1、种类桑蚕丝（家蚕丝）柞蚕丝（野蚕丝）CULTIVATED桑蚕丝Tussah柞蚕丝

2、结构特征纵向：平直截面：三角形结晶度、取向度高于羊毛。3、性能特点1）长度:桑蚕丝1000～1200m，柞蚕丝800～1000m，可直接丝织。2）细度：较细。柞蚕丝比桑蚕丝略粗。3）力学性能强度：高于毛，柞蚕丝比桑蚕丝略高。伸长率：15～25%弹性：低于毛，高于棉、麻。模量：低于麻，高于棉、毛。4）吸湿性

11%左右。化学稳定性：不佳，耐光、热性差，保管性差。光泽：华丽。柞蚕丝比桑蚕丝略差。总之，除化学稳定性外，其余性能均好，是服装原料中的“皇后”。光泽华丽，吸湿、透气、柔软、滑爽……。五、化学纤维1、化学纤维制造过程简介（四步）1）原料准备再生纤维：提纯去杂。合成纤维：化学合成。2）制纺丝液溶解法，熔融法。——制成粘液。3）纺丝纺丝液从喷丝孔喷出，固化成丝状。4）后加工初生纤维低强高伸，不能使用。短纤维：集束——拉伸——上油——卷曲——干燥定型——切断——打包。2、化学纤维分类1)按原料来源及加工方法：再生、合成、半合成。2)按原料成分（略）3)按结构与外形：长丝短纤维：棉型、毛型、中长型。变形丝复合纤维：并列型、皮芯型、海岛型。异型纤维：三角、中空、多叶、扁……。3、常见化纤性能特点1）粘胶纤维（人造棉）再生纤维素纤维，结晶度、取向度均较低。性能：强力低、伸长大、弹性差、模量低。尺寸稳定性差，耐用性差。吸湿（13%）、染色性好。（化纤中最好）其它性能似棉。用途：纯纺及混纺内、外衣产品。VISCOSERAYON粘胶纤维粘胶纤维制成的面料和服装POLYNOSICRAYON富强纤维（高湿模量粘胶）CUPRA铜氨纤维铜氨纤维性能与粘胶相似铜氨纤维比较昂贵，其用途与粘胶纤维大体一样，但铜氨纤维的单纤比粘胶纤维更细，触感柔软，光泽适宜，所以常用做高级织物原料，特别适用于与羊毛、合成纤维混纺或纯纺，做针织和机织内衣、女用袜子以及美丽的缎绸。2）醋酯纤维（半合成纤维）强度：低于粘胶纤维，耐用性差。耐高温性差。比重小于纤维素纤维，穿着轻便舒适。用途：多制成光滑柔软的绸缎，也用于女装，内衣，里料等。ACETATE醋酯纤维3）涤纶（合成纤维）力学性质：强力、弹性、模量高，伸长大尺寸稳定性好，耐用性好。吸湿性：差（0.4%）染色性差，吸汗透汽差。但易洗快干。易产生静电化学稳定性好。但有熔孔性。用途：多为混纺产品，用途广泛。纯纺产品只适用于外衣。POLYESTER涤纶涤纶制成的面料及服装4）腈纶（合成纤维）（合成毛）强伸性低于涤，耐用性、保形性略差。特别是小负荷