纺织材料学 6

1、第七节 常用纤维的结构与性质,一、 纤维素纤维（棉、麻、粘胶）,（一）结构 1.大分子结构 （1）化学组成 纤维素 （C、H、O组成） 伴生物-棉：蜡质、糖份、果胶、灰分，占5%左右 麻：比棉含量要高（各种麻不同） 粘胶：无,（2）单基 特征基团：氧六环；6个-OH；氧桥-O- 单基连接方式：1-4甙键连接，在空间转180,因为大分子内有氢键。 （3）空间形态：椅式结构 单基上的21个原子不在一个平面上。 1、3、5在下平面， 2、4、6在上平面；两平面平行。,2. 超分子结构 大分子间作用力：强大的氢键力，还有范 德华力。 结晶度：棉-60-70%左右；麻70%； 粘 胶-30-40% 取向

2、度：棉-20-30；麻-7-8； 粘胶-看抽伸倍数，可人为控制，普通粘纤 30左右。 缝隙空洞：棉-较小；粘纤-较大,3. 形态结构 棉 ：腰圆形，有中腔，扁平带状，有天然转曲。 苎麻：腰圆形，有中腔裂缝。 粘胶：纵向有构槽，截面呈锯齿形，有皮芯层。,（二） 性质 1.机械性质,2.吸湿染色性,3.耐酸碱性 与酸作用氧桥断裂，氧化裂解； 与碱作用碱纤维素。 4.其它 易燃烧，150分解； 棉、麻易霉；,5. 丝光棉 丝光通常是指棉织品（纱、布）在紧张状态下经浓碱液(NaOH或液氨)处理，以获得持久的光泽，并提高对染料吸附能力的加工过程。 结构变化：天然转曲消失成为棒状； 无定形区有所增加，结晶

3、区有所下降； 取向度视张力变化而定。 性能变化：光泽、染色性改善；强力增 大，延伸度下降；化学性能活泼。,二、 天然蛋白质纤维,（一） 结构 1. 大分子结构 （1）化学组成 羊毛：蛋白质角朊；C、H、O、N、S元素组成。 丝 ：蛋白质丝素（70-80%），少量丝胶（20-30%）；C、H、O、N元素组成。 柞蚕丝：丝素85%,（2）单基 R侧基羊毛：多、复杂，约25种氨基酸； 蚕丝：少、简单，约18种氨基酸。,（3）空间形态： 羊毛的稳定结构是型，型加外力变为型，型去外力变为型；蚕丝的稳定结构是型。,2. 超分子结构 分子间力 羊毛：范德华力、盐式键、氢键、硫键力； 蚕丝：范德华力、盐式键、

4、氢键 结晶、取向 羊毛的结晶度、取向度低，而蚕丝的较大。,3. 形态结构： 羊毛鳞片层、皮质层、髓质层,1)鳞片层： 作用如下： 保护纤维，使羊毛内层组织不受外界的生物、 化学、机械等作用； 由于鳞片具有方向性，形成差微摩擦效应。 鳞片形状： 环状、瓦状、龟裂状,2)皮质层：羊毛纤维的主体，占90%左右。 皮质细胞：正皮质结构疏松； 偏皮质（副皮质）结构紧密； 双边结构：细羊毛的正副皮质细胞（结构与性能不同）分布于纤维的两侧，并在长度方向上不断转换位置，正皮质一般在纤维卷曲处的外侧，而副皮质处于卷曲的内侧，使羊毛具有天然卷曲。这种结构成之。,3)髓质层 存在于粗羊毛中；羊毛越粗，中腔髓质层的比

5、例越大，羊毛品质越低。,蚕丝：丝素外包有丝胶； 纵向平滑，截面为不规则三角形。,2. 性质,缩绒性 羊毛在湿热及化学试剂作用下，经机械外力反复挤压，纤维集合体逐渐收缩紧密，并相互穿插，纠缠，交编毡化。这一性能称之。 利：缩绒使毛织物有独特的风格； 弊：缩绒使毛织物的尺寸稳定性变差（洗涤后易收缩，变形）影响穿着的舒适性与美观（起毛起球）,三、 化学纤维,（一）涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯） 1结构 大分子结构：,特征基团：苯环具有刚性和惰性； 酯基-COO- 弱极性基团； 脂肪基柔性基团。 大分子无卷曲，基本上带曲折状的直链； 超分子结构： 大分子间主要是靠范德华力；结晶度较大，取向度也较高。,2性

6、质 （1）机械性质 断裂强度较高，伸长率大；初始模量高；弹性回复性好； 织物挺括，耐磨性较好，尺寸稳定性较好。 （2）吸湿染色差 W=0.4%；不能采用常温染色。 易起静电，耐污性差,（3）热学性质 熔点高 255-265C；耐热性和热稳定性好 （4）光学性质 耐光性好，仅次于腈纶 （5）耐酸不耐强碱，不霉不蛀 （6）密度： 1.38 g/cm3,（二）锦纶 1、结构 分子式： H NH（CH2）5CO n OH 锦纶6 H NH（CH2）6NHCO（CH2）4 CO n OH 锦纶66 特征基团：有极性集团-CONH-；-NH2；-COOH； 单基较长，无支链，属柔性基团 锦纶是柔曲大分子，

7、空间呈平面锯齿形。 有范德华力、氢键力；结晶度比涤纶略低,2、性质 （1）机械性质 断裂强度、屈曲强度较高，伸长大； 初始模量较低，断裂功大； 弹性好，耐磨性好，织物的保形性和挺 括性较差。 （2）吸湿染色性 W=4.5%，比涤纶好,（3）热学性质 耐热性差； 安全使用温度：低于93C（锦纶6），低于130C（锦纶66）； 熔点：215C（锦纶6），250C（锦纶66） （4）耐光性差 （5）耐碱不耐酸 （6）密度较小：1.14 g/cm3,（三）腈纶 第一单体：丙烯腈（超过85%） 第二单体：丙烯酸甲酯、甲醛丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等改善纤维的脆性，增加弹性、柔软性，同时还有利于染料分子进入。

8、 第三单体：引入一定量带有酸性或碱性亲染料的基团改善纤维的染色性 。,1.结构 准结晶结构 2.性质 强度较低，伸长较大； 初始模量：E锦纶E腈纶E涤纶； 弹性：比棉、麻、粘胶好，但比羊毛、涤纶、锦纶差； 染色性较好；没有明显的熔点，不会产生熔孔现象； 耐光性特别好； 耐酸也耐碱； 密度较小：1.17g/cm3,（四）维纶（聚乙烯醇缩甲醛纤维） 1.结构： 皮芯层结构， 截面形状： 浓度30%，哑铃状； 浓度40%，圆形； 大分子主链呈平面锯齿形。,2. 性质 机械性质：强度较高，伸长率不大，初始模量比涤纶低，弹性较差，耐磨性较好。 吸湿染色性：W=5.0%,在合纤中，吸湿性居于首位; 染色性

9、不好，色泽不鲜艳 。 热学性质：耐干热稳定性较好，耐热水性较差。 耐碱不耐强酸； 耐光性、耐腐蚀性较好； 热传导系数低，保暖性较好；,（五）丙纶 1、结构 分子间不存在强的化学结合力。 等规聚丙烯分子量相当高，具有较高的立体规整性，易结晶。,2、性质 机械性质：强度较高，伸长率较大，初始模量不高， 弹性很好，耐磨性好。 吸湿染色性：吸湿性、染色性很差 热学性质：熔点低，耐湿热不耐干热 耐光性特别差，易老化 化学稳定性很好，耐酸、耐碱、耐其他化学试剂 密度最轻：0.91g/cm3,（六）氨纶（聚氨基甲酸酯） 1、结构 嵌段共聚物由具有柔性的不结晶的低分子软链段（如聚酯或聚醚链段）和具有刚性的结晶的硬链段（如二异氰酸酯）共聚而成。,2.性质 机械性质：强度较低，伸长率大（450-800%）， 初始模量低，弹性特别好 吸湿性较差 W=0.8-1% 热学性质：在日光照射下稍微发黄，且强