第一二章 纤维的结构及主要化学性质纺织

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染整概论学分：1.5 教材：染整概论 东华大学出版社 主要内容: 内容一 纺织纤维的结构和主要化学性能 内容二 纱线与织物的基本知识 内容三 前处理 内容四 染色 内容五 印花 内容六 整理

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内容一 纺织纤维的结构和主要化学性能

一、概述纺织品是人类一生都离不开的物品。 ◆纤维的定义：一般认为具有足够的细度(直径 <100μm)和足够的长径比(长度/直径>500),并 具有一定柔韧性的物质均可称为纤维。 ◆纺织纤维：一般长度在10mm以上，长度/直径 >1000。 ◆纺织纤维必须具备两个条件：可纺性和使用性。 ◆ 所有的纺织纤维都属于高分子化合物 (分子量、结构)

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内容一 纺织纤维的结构和主要化学性能纺织纤维的分类 A. 按外形尺寸分： ①长丝-a.单丝 b.复丝 ②短纤维a.棉型纤维b.中长纤维c.毛型纤维 B按细度： ①普通纤维 ②细旦纤维 ③微细旦纤维 ④超细旦纤维 C按化学结构： ①纤维素纤维 Cellulose Cell-OH ②蛋白质纤维 protein (base) fibre ③聚酯纤维 Polyester fibre (涤纶) ④聚酰胺纤维 Polyamide fibre (锦纶) ⑤聚丙烯腈纤维 Polyacrylonitrile fibre (腈纶)PAN ⑥聚氨酯弹性纤维 Polyurethane elastic fibre(氨纶) D按来源及组成 ①天然纤维 ②化学纤维

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纺织纤维的使用性能按纺织品的用 途不同而有不同的要求不同用途的纺织品对纤维性能的要求普通衣料: 强伸性、弹性、尺寸稳定性、吸湿性、拒水性、透气性、保 暖性、隔热性、抗静电性、阻燃性、抗菌性、防虫性、消防安全性 特殊衣料:耐光性、耐气候性、耐磨性、防水性、防火性、高强度、防辐 射性、高模量 装饰用品:阻燃性、隔热性、隔音性、抗静电性、防霉抗菌性、耐磨性 产业用品:高强力、高模量、耐高温、耐腐蚀性、耐冲击性、超吸水性、 高隔热性、高分离性、轻量化、耐老化性、抗疲劳性 医疗用品：生物体适用性、生物吸湿性或分解性、渗透性、选择性 军工用品：耐热性、防火性、耐磨性、通透性、轻量化、防辐射性、耐 气候性、耐化学稳定性

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纤维品质与产品性能的关系纺织纤维与纺织品的使用性能、审美特性和经济性密切相关。细度截面形状 长度 卷曲性 相对密度 强度 初始模量 吸湿性 电性能 热性能 染色性

厚度、刚柔性、弹性、抗皱性、透气性、 起毛起球性 光泽、覆盖性、保暖性、起毛起球性、手感 厚度、起毛起球性等 重量、光泽弹性、保暖性、透气性 重量、覆盖性 强度、起毛起球性、耐热性 弹性、尺寸稳定性等 吸湿透湿性、尺寸稳定性 耐磨性、吸污性、起毛起球性 保暖性、尺寸稳定性、燃烧性 颜色、组成图案可能性

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纤维的长度和细

度的表征方法长度和细度是纤维重要的品质指标，所以一般把 细度作为重要指标，细度相同，长度越长越好。 天然纤维：长细度存在一定的关系；羊毛-越细 越短；棉-越细越长。 纤维细度：线密度、纤度，表示纤维的粗细； 细度对织物风格的影响：手感、悬垂性、光泽

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表示方法：用间接指标表示A. 特数：特克斯(tex)在公定回潮率下，1000m长 的纤维的重量(克数)。法定单位。 B. 旦数：在公定回潮率下，9000m长的纤维或纱线 具有的重量(g)。 C. 公制支数：在公定回潮率下，单位重量(g)的 纤维或纱线具有的长度称公支。同一 种纤维支数 越高表示纤维越细，可纺性也越好。 D. 英制支数：公定重量为1磅的纤维或纱线所具有 的长度码数。

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纤维的横截面及纵向形态结构常见纤维的横截面及外观形态特征如下 棉纤维：腰子形，有空腔 扭转的扁平带状 醋酯纤维：三叶形或豆形 有1-2根条纹 亚麻：多角形，有空腔 有竹节状横节及条纹 涤纶：圆形 表面光滑 苎麻：扁圆形，有空腔有竹节状横节及条纹 锦纶：圆形 表面光滑 蚕丝：三角形，圆角 表面光滑 腈纶：哑铃形 有条纹 羊毛：不规则圆形 有鳞片状横纹 丙纶：圆形 表面光滑 粘胶纤维：锯齿形 有条纹 维纶：腰子形 有粗条纹

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吸湿量的表示方法吸湿量的表示方法 含水率 M=(G0-G)/G0 ×100% 回潮率 R=(G0-G)/G ×100% (1)实际回潮率 (2)标准回潮率 在统一的标准大气条件下进行比较， T=20℃ RH=65% (3)公定回潮率或商业回潮率

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纤维的结构对吸湿性的影响A.纤维化学结构中有无可与水分子形成H键的 极团，及其强弱和数量的大小 例：天然纤维、再生纤维：-OH,吸湿性 好 B.与聚集态结构有关： 1.吸湿发生在无定形区及结晶区，表示结 晶度小 2.纤维的溶胀定义：纤维吸湿的同时伴有 体积的增大。

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几种常见纤维的标准回潮率(%)原棉:7-8 涤纶:0.4-0.5 细羊毛:15-17 锦纶6:3.5-5 桑蚕丝:8-9 锦纶66:4.2-4.5 苎麻:12-13 腈纶:1.2-2 普通粘胶丝:13-15 丙纶:0 富强纤维:12-14 维纶:4.5-5

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极限氧指数(LOI) 概念 各种纤维的极限氧指数比较

<21%,易燃纤维

LOI值

21%~26%,难燃纤维>21%,阻燃纤维

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常见纤维的极限氧指数(%) 棉：20.1 羊毛：25.5 粘胶：19.7 锦纶：20.1 涤纶：20.6 腈纶：18.2 丙纶：18.6 维纶：19.7 聚四氟乙烯 95

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纤维的热学性质(耐热性和保暖性)纤维内部和纤维之间有很多孔隙，孔隙内充满 空气，因此纤维的导热过程是一个比较复杂的过程。 纤维的导热性(heat conductivity),用导热系数 λ表示，单位：W/(m· K)或kJ

/(m· h)。 k· λ值越小，表示该纤维的导热性越低，其热绝缘 性和保暖性越高。 纤维的回潮率高，导热系数大，保暖性下降，静 止空气的导热系数最小，是最好的绝缘体。

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耐热性纤维的耐热性(heat reistance,thermostability)表示纤维在高 温下保持自身性能的能力，它往往是根据纤维受热时力学性质的变化来评 定。常见纤维的热敏感温度(熔点和软化点)如下。

纤维 熔融温度(℃) 棉纤维 不熔融 麻纤维 不熔融 丝 不熔融 羊毛 不熔融 醋酯纤维 260 腈纶 聚酯PET(涤纶) 250

软化温度(℃)

176-191 221-232 226-230

推荐熨烫温度(℃) 218 232 149 149 177 149 163

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纤维的导电性能在一定的外界条件下，物体间可以发生电子的转移， 接受电子的物体由于电子过剩而显负电，失去电子的物体 则显正电。实际上，这种在外界因素影响下使物体产生电 荷的过程，就是所谓的起电现象(electrification)。 如果这种产生的电荷固定在物体上而不流动，称为静电荷 或静电。带电荷的物体则称为带电体。

静电消除的方法： 抑制电荷的产生和促进电荷的消失

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纤维密度 不同种类纤维具有不同的密度值，两种纤维的线密度相等，纤维的截面积或 直径并不一定相等，密度大的纤维截面积和直径较小。 常见纤维的密度g/cm3 棉纤维 1.54 羊毛 1.32 丝 1.36 苎麻 1.51 亚麻 1.5 涤纶 1.38 锦纶 1.14 腈纶 1.18 变性腈纶 1.28 丙纶 0.91 粘胶纤维 1.51 醋酯纤维 1.32 铜氨纤维 1.52

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内容一 纺织纤维的结构和主要化学性能

二、纤维素纤维 纤维素纤维的分类 天然纤维素纤维的形态结构纤维素的化学性质 再生纤维素纤维

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种籽(籽毛)纤维：棉

纤 维 素 纤 维

天 然 纤 维 素 纤 维

麻类：苎麻，亚麻，黄

麻，大麻等

韧皮纤维树皮类：桑皮，檀皮，棉干皮等 叶脉纤维：剑麻，龙舌兰麻，龙须草，菠萝叶，凤梨麻，焦麻等 果实纤维：椰壳纤维 禾本科纤维：稻秸秆，麦秸秆等 木材纤维：针叶材和阔叶材等

再 生 纤 维 素 纤 维

粘胶纤维 铜氨纤维 醋酯纤维

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