化学纤维相关指标.ppt

1、1,物理性能指标,机械性能指标 （力学性能指标）,稳定性能指标,加工性能指标,长度,细度,比重,光泽,吸湿性,热性能,电性能,断裂强度,断裂伸长,初始模量,回弹性,耐多次变形性,高温和低温的稳定性,对光大气的稳定性,化学试剂的稳定性,微生物作用的稳定性,抱合性,起静电性,染色性,2,一、线密度(纤度）,分特 符号：dtex 定义：10000m长纤维重量的克数。 如78dtex/24F 表示每万米的克重为78克 旦尼尔符号： 定义：9000m长纤维重量的克数。,3,细度是纤维粗细的程度。分直接指标和间接指标两种。直接指标一般用纤维的直径和截面积表示，由于纤维截面积不规则，且不易测量，通常用直接指

2、标表示其粗细的时候并不多，故常采用间接指标表示。间接指标是以纤维质量或长度确定，即定长或定重时纤维所具有的质量（定长制）或长度（定重制），在化学纤维工业中通常以单位长度的纤维质量，即线密度（旧称纤度）表示，常用的有以下三种表示方法。,（一）表示方法,1特（tex）或分特（dtex）,特或分特是国际单位制（法定计量单位）。1000米长的纤维的重量克数称为特；其十分之一为分特。由于纤维细度较细，用特数表示细度时数值较小，故通常以分特表示纤维的细度。 对同一种纤维来讲（即纤维的比重一定时），特数越小，单纤维越细，手感越柔软，光泽柔和且易变形加工。,4,2旦（denier）,9000米长的纤维的重量克

3、数称为旦。对同一种纤维来讲（即纤维的比重一定时），旦数越小，单纤维越细。旦为线密度的非法定计量单位，目前已停止使用，而改为国际单位制。,3公制支数,公制支数简称公支，是指单位质量（g）的纤维所具有的长度（m）。对同一种纤维而言，支数越高，表示纤维越细。公制支数为线密度的非法定计量单位，目前已停止使用，而改为国际单位制。 特或分特、旦数和支数的数值可相互换算，关系如下：,旦数支数=9000 特数支数=1000 分特数支数=10000 旦数=9特数 分特数=10特数,5,二、断裂强度,在规定条件下用强伸仪拉伸试样，直至断裂，得出断裂强力和伸长值，由断裂强力和线密度计算出断裂强度。 单位：cN/dt

4、ex（相对强度） 绝对强度与相对强度 湿强度与干强度,6,纤维的强度是指纤维抵抗外力破坏的能力，它在很大程度上决定了纺织商品的耐用程度。 纤维的强度可用纤维的绝对强度来表示，它是指纤维在连续增加负荷的作用下，直至断裂时所能承受的最大负荷。其法定计算单位为牛顿（N）或厘牛顿（cN）。过去习惯用克力或公斤力表示。 由于纤维强度的与纤维的粗细有关，所以对不同粗细的纤维，绝对强度无可比性，因此，常用相对强度来表示纤维的强度。相对强度是指单位线密度（每特或每旦）纤维所能承受的最大拉力。法定计量单位为牛/特（N/tex）或厘牛/特（cN/tex）。过去习惯用克力/旦表示。,7,三、断裂伸长率,纤维拉伸时产

5、生的伸长占原来长度的百分率称为伸长率。纤维拉伸至断裂时的伸长率称为断裂伸长率，它表示纤维承受拉伸变形的能力。 断裂伸长率大的纤维手感比较柔软，在纺织加工时，可以缓冲所受到的力，毛丝、断头较少；但断裂伸长率也不宜过大，否则织物容易变形。普通纺织纤维的断裂伸长率在10% 30%范围内比较合适。但对于工业用强力丝，则一般要求断裂强度高、断裂伸长率低，使其产品不易变形。,8,纤维的弹性模量也称“初始模量”，它是指纤维拉伸曲线上开始一段直线部分的应力-应变比值。在实际计算中，一般可取负荷伸长曲线上伸长率为1%时的一点来求得纤维的弹性模量。 纤维弹性模量的大小表示纤维在小负荷作用下的难易程度，它反映了纤维

6、的刚性，并与织物的性能关系密切。当其他条件相同时，纤维的弹性模量大，则织物硬挺，不易变形（如涤纶）；反之，弹性模量小，则织物柔软，易变形（如锦纶）。,四、初始模量,9,抗皱性决定于纤维初始模量的大小。初始模量是指较小的拉伸力与变形应力之比。初始模量越大，抗皱性越好；初始模量越小，抗皱性越差。 天然纤维：以麻纤维的初始模量属首位，且在所有纤维中其值最大，棉、蚕丝次之，羊毛最差。 化学纤维：初始模量从大到小依次是涤纶、粘胶纤维、腈纶、维纶、丙纶、氯纶、锦纶。,10,各种纺织纤维的化学组成、结构是不相同的，因此它们的燃烧性能也各不相同。纤维的燃烧性能是指纤维在空气中燃烧的难易程度。为了测定和表征纤维

7、及其制品的燃烧性能，国际规定采用“极限氧指数”（Limiting Oxygen Index,简称LOI）法。所谓极限氧指数，就是使着了火的纤维离开火源，而纤维仍能继续燃烧时，环境中氮和氧混合气体中所含氧的最低百分率。 根据纤维燃烧时引燃的难易程度、燃烧速度、离开火焰后的续燃性等特征，可以将纺织纤维分为易燃纤维、可燃纤维、难燃纤维、不燃纤维。,五、燃烧性能,11,纤维燃烧性的分类,12,六、吸湿性,吸湿性是纤维的物理性能指标之一，通常把纤维材料从气态环境中吸收水分的能力称为吸湿性。,（一）吸湿性指标,1回潮率与含水率,纤维材料中的水分含量，即吸附水的含量，通常用回潮率或含水率表达。前者是指纤维所

8、含水分的质量与干燥纤维质量的百分比，后者是指纤维所含水分质量与纤维实际质量的百分比。化纤行业一般用回潮率来表示材料吸湿性的强弱。,2标准状态下的回潮率与公定回潮率,各种纤维的实际回潮率随环境温湿度而变，为了比较各种纤维材料的吸湿能力，将其放在统一的标准大气条件下（20、65相对湿度）一定时间后，使它们的回潮率在“吸湿过程”中达到一个稳态值，这时的回潮率为标准状态下的回潮率。,13,（二）吸湿性的检测方法,按照吸湿性的测试特点，大致可分为两类：直接测定法和间接测定法。 直接测定法是直接获取纤维中水分重量的测定方法，从而计算出含水率或回潮率。如烘箱法、红外线辐射法、吸湿剂干燥法、真空干燥法等。其中

9、烘箱法应用最广。,通风式快速八篮烘箱,间接法测定法是利用纤维材料中含水多少与某些物理性质（如电阻、电容、水分子振动吸收性能等）密切相关的原理，通过测量这些性质来推测含水率或回潮率，如电阻测试法、电容测试法。这类方法测量迅速、不损伤纤维、可在线测量，但干扰因素较多，结果的稳定性和准确性受到影响。,14,染色性是纺织纤维的一项重要性能，它包含的内容有：可采用的合适染料、可染得的色谱是否齐全及深浅程度、染色工艺实施的难易、染色均匀性及染色后的各项染色牢度等。,七、染色性,15,纤维的染色性与三方面的因素有关：染色亲和力、染色速度及纤维-着色剂的性质。 染料与纤维的结合可通过离子键、氢键、偶极的相互作

10、用，对于活性染料的染色还有共价键的相互作用。纤维的分子结构和超分子结构对纤维与染料的亲合力有很大影响，采用适当的共聚、共混等改性方法对改进染色性是行之有效的，即增大了无序程度和可及性，有可以引入亲染料的基团。 染色速度也是一个重要的指标。染料从溶液中进入纤维是一个扩散过程，它取决于染浴中的染料向纤维表面扩散、染料被纤维表面吸附以及染料从纤维表面向纤维内部扩散。 纤维-染料复合体的稳定性是决定染色坚牢度的结构因素，各种染色牢度主要与纤维-染料复合体的性质有关，而不仅仅取决于染料本身的性质。 染色均匀性反映纤维结构的均匀性，它与纤维生产的工艺条件密切相关。染色均匀性是化学纤维长丝的重要质量指标之一

11、。,16,卷曲的目的：普通合成纤维的表面比较挺直光滑、纤维之间的抱合力较小，不利于纺织加工。对纤维进行化学、物理或机械卷曲变形加工、赋予纤维一定的卷曲，可以有效地改善纤维的抱合性，同时增加纤维的蓬松性和弹性，使其织物具有良好的外观和保暖性。 变形丝的生产是通过变形技术，将表面平滑、伸直的长丝赋予永久的卷曲，使丝束呈卷曲状态，具有一定的膨松性和弹性。 变形丝的卷曲特性通常是通过卷曲收缩率的测定进行评定的，以明确每一机台的卷曲加工特性和评定变形丝对各种用途的适合程度。卷曲性能发生差异，说明工艺条件变动或原料使用发生变化。 变形丝卷曲性能的测试方法很多，但它们都有共同的特点，都是测量丝绞在不同负荷下

12、的长度，根据长度值计算表示卷曲特性的特征值。,八、卷曲度,17,纤维及其制品在加工和使用中，都要经受外力的作用，并且产生相应的变形。当外力的作用去除后，纤维的一部分变形可恢复，而另一部分变形则不会恢复。根据纤维的这一特性，可将纤维的变形为成三个部分，即当外力去除后能立即恢复的这部分变形称急弹性变形；当外力去除后，能缓慢地恢复的这部分变形称缓弹性变形；当外力去除后，不能恢复的这部分变形称塑性变形。 纤维的弹性就是指纤维变形的恢复能力。表示纤维弹性大小的常用指标是纤维的弹性回复率或称回弹率。它是指急弹性变形和一定时间的缓弹性变形占总变形的百分率。 纤维的弹性回复率高，则纤维的弹性好，变形恢复的能力

13、强。用弹性好的纤维制成的纺织品尺寸稳定性好，服用过程中不易起皱，并且较为耐磨。如：涤纶具有优良的弹性，其制成的服装具有挺括、耐磨等特性。,18,1、卷曲收缩率 变形丝经过卷缩显现后，在规定负荷下测得拉直长度与拉直后又恢复卷曲状态时的长度之差与拉直后的长度的比值。它反映的是变形丝被拉直后其卷曲立体结构重新恢复所产生的收缩率。 2、卷曲模量 变形丝经过卷缩显现后，在规定负荷下测得拉直长度与在弹性范围内的弹性长度之差与拉直长度的比值。它反映的是变形丝的卷曲在弹性伸缩范围内的伸缩性能。,19,3、卷曲稳定度 变形丝经过卷缩显现，加重负荷后与加重负荷前的卷曲收缩率的比值。它反映的是变形丝在承受重负荷之后

14、仍可保留的卷曲收缩量。 4、卷曲显现 变形丝在卷绕过程中，引起部分卷曲的消失，使潜在的卷曲重新显现，称卷曲显现。 5、卷曲显现介质 能使被测试的变形丝形成暂时卷曲和永久变形的物质。如干热空气、水蒸气及热水等。,20,21,定义：合成纤维试样经沸水收缩处理前后长度的差数对处理前长度的百分率。,九、沸水收缩率,22,纤维及其制品在加工和实际使用过程中，由于不断经受摩擦而引起磨损。而纤维的耐磨性就是指纤维耐受外力磨损的性能。 纤维的耐磨性与其纺织制品的坚牢度密切相关。耐磨性的优劣是衣着用织物服用性能的一项重要指标。纤维的耐磨性与纤维的大分子结构、超分子结构、断裂伸长率、弹性等因素有关。 常见纤维耐磨

15、性高低的顺序如下：锦纶丙纶维纶乙纶涤纶腈纶氯纶毛丝棉麻富强纤维铜氨纤维粘胶纤维醋酯纤维玻璃纤维。,十、纤维的耐磨性（补充）,23,十一、对化学试剂及微生物作用的稳定性（补充）,对化学作用的稳定性是材料的稳定性能之一，亦称耐化学性。它是纤维抵抗化学试剂作用的能力的量度。对微生物作用的稳定性是指纤维抵抗蛀虫、霉菌作用的能力，亦称耐微生物性。 化学纤维对化学试剂作用的稳定性主要决定于其聚合物的结构。一般碳链化学纤维比杂链化学纤维对酸碱的稳定性好，但与侧基也有关系，例如：腈纶纤维的大分子链上有氰基，因此不耐强碱。 涤纶纤维化学稳定性主要取决于分子结构。涤纶纤维除耐碱性差以外，耐其它化学试剂性能均比较优

16、良。涤纶纤维耐微生物作用，不受蛀虫、霉菌等作用。 锦纶纤维耐碱性、耐还原剂作用的能力很好，但耐酸性和耐氧化剂作用性能比较差。锦纶纤维耐微生物作用的能力较好，在淤泥水或碱中，耐微生物作用的能力仅次于氯纶纤维，但有油剂或上浆剂的锦纶纤维，耐微生物作用的能力降低。 腈纶纤维耐酸、碱性好，35%盐酸、65%硫酸、45%硝酸对其强度无影响，在50%苛性钠和28%氨水中强度几乎不下降。腈纶纤维耐虫蛀，耐霉菌性能好。 维纶纤维耐酸性较差，在浓的盐酸、硝酸和硫酸中发生溶胀和分解。耐碱性良好。在50%苛性钠溶液中和浓氨水中强度几乎没有降低。维纶纤维耐虫蛀、霉菌性良好。,24,十二、耐光性和对大气作用的稳定性（补充）,对日光和大气作用的稳定性是纤维的稳定性指标之一，亦称耐候性。是纤维抵抗气候条件引起的性能变化能力的量度。 耐光性是指纤维受光照后其力学性能保持不变的性能。对大气作用的稳定性是指纤维受光照射、空气中的氧气、热和水分的长时间作用后，不发生降解或光氧化，不产生色泽变化的性能。 化学纤维耐光性与纤维分子链节的组成、主链键和交联键的形成有关；与分子基因的振动能量和转换有关，与纤维的聚集态结构有关；与光辐射强度、照射时间和波长有关。 气候条件引起纤维性能的变