常用纺织纤维结构和性能PPT精选文档.ppt

棉纤维的加工过程(cotton processing)1231第一章第一章 常用纺织纤维的结构和主要性能常用纺织纤维的结构和主要性能(Structure and properties of textile fibers)第一节第一节 纤维素纤维的结构和主要性能纤维素纤维的结构和主要性能一、天然纤维素纤维一、天然纤维素纤维(natural cellulosic fibers)（一）棉纤维（一）棉纤维(cotton)1、形态结构、形态结构横向：腰圆形，有中腔 纵向：天然转曲的扁平带状232、棉纤维主要成分、棉纤维主要成分(main component)初生胞壁初生胞壁初生胞壁初生胞壁 是棉纤维的外层,是在细胞延长阶段形成的，它又分为两层.1、角皮层(外层)：是棉纤维极薄的最外层   作用：保护棉纤维   组成：蜡状物质和果胶物质   形态：极薄的薄膜2、初生胞壁(内层)：厚约0.1-0.2微米，也是较薄的一层   作用：内装原生质   组成：主体是纤维素，但含较多杂质   形态：管状薄壁，取向度低   特性：溶胀小初生胞壁对印染的影响初生胞壁对印染的影响: : 果胶、蜡质影响吸湿性，在精练、漂白过程中将被破坏或去除。

果胶、蜡质影响吸湿性，在精练、漂白过程中将被破坏或去除4 次生胞壁           是棉纤维的主体部分，约占纤维部量的90%以上，是由纤维素在初生胞壁内沉积而成的       作用：棉纤维的主体，决定棉纤维主要性质  组成：主要是纤维素  形态： 纵向：原纤网状组织 横向：日轮(25～40层) 5胞腔胞腔(lumen)形态：中空形态：中空组成：原生质残渣（沉积在纤维内壁上组成：原生质残渣（沉积在纤维内壁上) )、、 蛋白质，矿物盐，色素，蛋白质，矿物盐，色素，……染色通道染色通道6棉纤维主要成分棉纤维主要成分(main component)73、纤维素大分子的化学结构式、纤维素大分子的化学结构式(chemical structural formula)•葡萄糖剩基以甙键反转１８０°相连而成的纤维素•纤维素分子式： （C6H10O5)n•葡萄糖剩基----羟基：能与金属反应，发生氧化反应、与无机酸反应、 酯化、醚化反应，可形成氢键 ----苷键：对碱稳定性高，在酸中易水解894、超分子结构、超分子结构(supramolecular structure)•结晶度–天然棉纤维70%，麻90%、粘胶纤维30%-40%•取向度–螺旋角越小，取向度越高。

棉螺旋角为20o~35o，麻为6~8o，粘胶为34o•麻纤维：聚合度高，结晶度高，取向度高•棉纤维：聚合度高，结晶度高，取向度较高•粘胶纤维：聚合度低，结晶度低，取向度低105、化学性质、化学性质(chemical property)（1）吸湿和溶胀(absorption and swell)采用回潮率和含水率两项指标测试1112（2）耐酸性耐酸性(acid-resistant)：遇强酸水解：遇强酸水解              应用应用：蝉翼纱，烂花布：蝉翼纱，烂花布烂花布：涤棉包芯纱织物通过烂花布：涤棉包芯纱织物通过与有花纹的酸滚筒接触后制得的半透明织物与有花纹的酸滚筒接触后制得的半透明织物13苷键水解1415（（3）耐碱性）耐碱性(alkali-resistant)：遇碱膨化：遇碱膨化            应用应用(application)：丝光：丝光(mercerization)                                             碱缩碱缩NaOH无张力无张力(  松弛松弛)                  有有 张力张力FF碱缩碱缩碱缩碱缩丝光丝光丝光丝光161718（（4）纤维素的氧化：）纤维素的氧化：生成（含醛基、羰基、羧基）生成（含醛基、羰基、羧基）一系列氧化纤维素一系列氧化纤维素1920                           氧化纤维素的特点：有潜在损伤氧化纤维素的特点：有潜在损伤潜在损伤：经碱处理后纤维强力大幅下降潜在损伤：经碱处理后纤维强力大幅下降纤维素在碱存在下易氧化脆损：纤维素在碱存在下易氧化脆损：•高温碱煮时应尽量避免与空气接触高温碱煮时应尽量避免与空气接触•氧化剂漂白必须严格控制工艺条件氧化剂漂白必须严格控制工艺条件21（（5）酯化、醚化反应）酯化、醚化反应22（二）麻纤维（二）麻纤维23麻纤维的化学组成麻纤维的化学组成（苎麻为例）（苎麻为例）•纤维素：57-80%•半纤维素：12-17%•木质素：苎麻08-1.5%，亚麻2.5-5%，黄麻10-13%•果胶：1-5.7%•蜡质：0.3-1.8%•灰分：0.5-5%24麻纤维特性麻纤维特性•吸湿、放湿速率快、缩水大•纤维较硬，回弹性较好，织物易皱折•强力高、模量大，不耐磨不耐磨•结晶度、取向度高，染色性能差结晶度、取向度高，染色性能差25麻纤维形态特征：麻纤维形态特征：横向腰圆形有中腔，纵向柱状有横节、竖纹横向腰圆形有中腔，纵向柱状有横节、竖纹 （苎麻、亚麻图片）（苎麻、亚麻图片）2627其它纤维素纤维：木棉、椰子纤维其它纤维素纤维：木棉、椰子纤维2829二、再生纤维素纤维二、再生纤维素纤维(一）普通粘胶纤维一）普通粘胶纤维303132粘胶纤维形态结构粘胶纤维形态结构33粘胶化学结构和超分子结构粘胶化学结构和超分子结构34普通粘胶纤维的性能普通粘胶纤维的性能•湿态断裂强力低•易变形•吸湿性大•能在浓烧碱作用下溶胀、溶解（不能进行丝光处理）•不需精炼、漂白处理•染色性能与棉相似35铜氨纤维铜氨纤维1.原料：木材、甘蔗渣、芦苇、棉短绒（主要）溶在氢氧化铜或碱性铜盐的浓氨的浓氨溶液中2.结构与性能：•圆型截面、全皮层、不完全透明•柔软（比粘胶好），光泽柔和（圆截面）•吸湿接近粘胶•染色好•湿强高于粘胶•工艺复杂（比粘胶）36（二）高湿模量粘胶纤维（二）高湿模量粘胶纤维1、富强纤维、富强纤维形态结构形态结构：接近圆形或全芯层结构37化学结构和超分子结构化学结构和超分子结构•聚合度：聚合度：500-600•结晶度：结晶度：45-50%•晶粒大：导致耐磨性差晶粒大：导致耐磨性差•取向度高取向度高•有原纤化现象：易产生毛羽有原纤化现象：易产生毛羽38性能性能•干、湿态断裂强度高干、湿态断裂强度高•尺寸稳定性好尺寸稳定性好•对碱稳定性好，可进行丝光处理对碱稳定性好，可进行丝光处理•耐磨性差耐磨性差392、、Modal纤维纤维• 干、湿强度比普通粘胶纤维高干、湿强度比普通粘胶纤维高25-30%•棉的柔软、丝的光泽、超强的滑爽感棉的柔软、丝的光泽、超强的滑爽感•抗皱性差抗皱性差•环境污染小环境污染小•不会产生原纤化不会产生原纤化40（三）天丝（（三）天丝（Tencel, Lycell)•皮芯结构皮芯结构•干、湿强度大干、湿强度大•尺寸稳定性好尺寸稳定性好•有原纤化现象有原纤化现象•生产过程对环境无公害生产过程对环境无公害•吸湿透气好吸湿透气好•染色好染色好, 具生物降解性具生物降解性•悬垂性好悬垂性好•弹性好弹性好•缩水小缩水小目前世界上唯一集合成纤维和天然纤维优点于一体的新型纤维目前世界上唯一集合成纤维和天然纤维优点于一体的新型纤维41（四）竹纤维（四）竹纤维•竹原纤维竹原纤维•竹浆纤维竹浆纤维42竹原纤维形态结构、分子结构竹原纤维形态结构、分子结构•横截面：扁平形或三角形，有中腔横截面：扁平形或三角形，有中腔•有横节、沟槽、裂缝、空洞有横节、沟槽、裂缝、空洞•结晶度结晶度71%竹浆纤维：竹浆纤维：与粘胶相似，皮芯结构不明显，结晶度小于竹原纤维与粘胶相似，皮芯结构不明显，结晶度小于竹原纤维43竹原纤维性能竹原纤维性能•吸湿、透气、快干性•抗菌、除臭•抗紫外44第二节第二节 蛋白质纤维的结构和主要性能蛋白质纤维的结构和主要性能•羊毛羊毛•蚕丝蚕丝•大豆蛋白纤维大豆蛋白纤维45蛋白质：蛋白质：基本组成单位：氨基酸基本组成单位：氨基酸 由大量氨基酸以一定顺序首尾联接形成的多肽由大量氨基酸以一定顺序首尾联接形成的多肽蛋白质的两性性质：蛋白质的两性性质：分子末端含有氨基和羧基，侧基上还含有许多酸性基团和碱性基团分子末端含有氨基和羧基，侧基上还含有许多酸性基团和碱性基团等电点等电点：调节：调节pH，使蛋白质分子上正、负离子数目相等，此时的，使蛋白质分子上正、负离子数目相等，此时的pH 值为等电点。

值为等电点羊毛：羊毛：4.2-4.8蚕丝：蚕丝：3.5-5.246一、羊毛纤维的结构和主要性能一、羊毛纤维的结构和主要性能1、羊毛的组成：、羊毛的组成：•角蛋白角蛋白•羊脂羊脂•羊汗羊汗•沙土沙土•植物性杂质植物性杂质47羊毛的形态结构羊毛的形态结构纵向：天然卷曲的圆柱状，表面有鳞片纵向：天然卷曲的圆柱状，表面有鳞片横向：近似圆形，可分为鳞片层，皮质层和髓质层横向：近似圆形，可分为鳞片层，皮质层和髓质层483、羊毛的性质、羊毛的性质1.保暖 2.吸湿透气为天然纤维之最 ：　纤维含亲水基团, COOH--, 　-NH2 –OH3.弹性好：　　表面有卷曲4.光泽柔和：每一根纤维表面鳞片有漫射现象5.缩水：热水、碱性、机械外力强时缩水很大6.耐酸性：耐酸性：耐弱酸，不耐强酸7.耐碱性差：碱作用变黄耐碱性差：碱作用变黄49羊毛的性质羊毛的性质9.对氧化剂较敏感：漂白（过氧化氢），防缩处理对氧化剂较敏感：漂白（过氧化氢），防缩处理（次氯酸钠）（次氯酸钠）10.耐热性较差：干热小于耐热性较差：干热小于70℃℃，大于，大于100℃℃，变脆、，变脆、泛黄泛黄11.水和蒸汽作用：水水和蒸汽作用：水80-110 ℃℃ ，蒸汽，蒸汽100-115 ℃℃ 以上，损伤明显　以上，损伤明显　50其它动物毛其它动物毛 　　1.山羊绒：山羊绒：Cashmere “开士米开士米” 　长度：　长度：30-40mm 细细度：度：15-16μm　　2.马海毛：（马海毛：（Mohair ）：土耳其的安哥拉产的山羊毛。

　）：土耳其的安哥拉产的山羊毛　长度长度120-150mm ，细度，细度10-90μm　　（　　（1）光泽强，环状鳞片几乎贴在表面上）光泽强，环状鳞片几乎贴在表面上　　（　　（2）无卷曲）无卷曲　　（　　（3）不易缩水）不易缩水　　（　　（4）强度高）强度高　　（　　（5）弹性优良）弹性优良　　3.兔毛：细度：兔毛：细度：10-15μm，长度，长度25-45mm　　（　　（1）软、细、短，强力低）软、细、短，强力低　　（　　（2）平波卷曲、抱合力差、兔毛多掉毛）平波卷曲、抱合力差、兔毛多掉毛,一般与羊毛一般与羊毛混纺混纺　　（　　（3）髓腔大，易脆断）髓腔大，易脆断51山羊绒、马海毛、兔毛山羊绒、马海毛、兔毛52二、蚕丝的结构和主要性能二、蚕丝的结构和主要性能1、组成：、组成：•丝素丝素•丝胶丝胶•色素色素•蜡质蜡质•无机物无机物53分子结构和组成：分子结构和组成：•由多种由多种α氨基酸剩基以酰胺键联结构成的长链大分子氨基酸剩基以酰胺键联结构成的长链大分子•蚕丝由丝素和丝胶两种蛋白质组成蚕丝由丝素和丝胶两种蛋白质组成54丝素的性质丝素的性质•耐热性：较好，耐热性：较好，120℃℃，，2h，强力无变化，强力无变化•保暖性：好于棉、麻、毛保暖性：好于棉、麻、毛•溶胀、溶解性：在水中溶胀，不溶解溶胀、溶解性：在水中溶胀，不溶解•耐有机酸和弱无机酸，不耐强无机酸：单宁酸增重、酸缩耐有机酸和弱无机酸，不耐强无机酸：单宁酸增重、酸缩•耐碱性差：强碱损伤丝素，弱碱无损丝素耐碱性差：强碱损伤丝素，弱碱无损丝素•氧化剂和还原剂作用：含氯氧化剂损伤丝素，还原剂无明显氧化剂和还原剂作用：含氯氧化剂损伤丝素，还原剂无明显损伤，漂白损伤，漂白55丝胶的性质丝胶的性质•吸湿性高于丝素：支化程度比丝素高，极性基团含量高吸湿性高于丝素：支化程度比丝素高，极性基团含量高•在水中溶胀、溶解在水中溶胀、溶解•弱碱脱胶弱碱脱胶56第三节第三节 合成纤维的结构和主要性能合成纤维的结构和主要性能一、涤纶的结构和主要性能一、涤纶的结构和主要性能化学组成：化学组成：聚对苯二甲酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二酯•不含亲水性基团，只有极性很小的酯基不含亲水性基团，只有极性很小的酯基•酯基的存在使分子具有一定的化学反应能力酯基的存在使分子具有一定的化学反应能力57形态结构形态结构普通PET：光滑圆柱形异形截面：十字花形、三角形、三叶形、凸形58涤纶性能涤纶性能•洗可穿性好洗可穿性好•强力高强力高•热稳定性好热稳定性好•具有热塑性，可做百褶裙具有热塑性，可做百褶裙•抗熔性较差，遇烟灰、火星易形成孔洞抗熔性较差，遇烟灰、火星易形成孔洞•易起静电、易起球易起静电、易起球•不耐碱不耐碱•耐酸、氧化剂、还原剂耐酸、氧化剂、还原剂•不发霉、不虫蛀不发霉、不虫蛀59二、锦纶的结构和主要性能二、锦纶的结构和主要性能学名：聚酰胺纤维学名：聚酰胺纤维国际上称国际上称nylon品种：锦纶品种：锦纶6、锦纶、锦纶66、锦纶、锦纶11、锦纶、锦纶61060锦纶化学组成：锦纶化学组成：锦纶锦纶6：聚己内酰胺纤维，由己内酰胺聚合而成：聚己内酰胺纤维，由己内酰胺聚合而成锦纶锦纶66：聚己二酰己二胺纤维，由己二酸和己二胺聚合而成：聚己二酰己二胺纤维，由己二酸和己二胺聚合而成•共同特点：大分子主链上都有酰胺基共同特点：大分子主链上都有酰胺基61锦纶形态结构：锦纶形态结构：纵向：光滑、无条痕纵向：光滑、无条痕 普通锦纶普通锦纶 异形锦纶异形锦纶62锦纶性质：锦纶性质：•耐磨性六大纶中最好耐磨性六大纶中最好•耐日晒差：强力下降、变黄耐日晒差：强力下降、变黄•耐热性较差：耐热性较差：100℃℃以上，强力损失严重；以上，强力损失严重；150℃℃，，5h，变黄、收缩，变黄、收缩•耐碱、耐还原剂耐碱、耐还原剂•耐酸性和耐氧化剂性能较差：酸催化大分子降解，氧化剂漂白后易泛黄耐酸性和耐氧化剂性能较差：酸催化大分子降解，氧化剂漂白后易泛黄63三、腈纶的结构和主要性能三、腈纶的结构和主要性能化学组成：化学组成：第一单体：丙烯腈（第一单体：丙烯腈（85%），对化学、物理、机械性能起主要作用），对化学、物理、机械性能起主要作用第二单体：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯，改善手感、弹性第二单体：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯，改善手感、弹性第三单体：丙烯黄酸钠，改善染色性能第三单体：丙烯黄酸钠，改善染色性能64腈纶形态结构：腈纶形态结构：哑铃型截面、圆型截面哑铃型截面、圆型截面65腈纶性能：腈纶性能：•耐热性较好耐热性较好•耐日晒性最好耐日晒性最好•吸湿性较差，好于涤纶、锦纶吸湿性较差，好于涤纶、锦纶•氰基在酸、碱作用下会水解，强碱处理易发黄氰基在酸、碱作用下会水解，强碱处理易发黄•耐氧化剂、还原剂耐氧化剂、还原剂66四、氨纶的结构和主要四、氨纶的结构和主要 性能（性能（spandex)•聚氨基甲酸酯弹性纤维聚氨基甲酸酯弹性纤维•最大伸长为原长的最大伸长为原长的8倍倍•弹性好、强力低、染色差弹性好、强力低、染色差•耐热性差：耐热性差：150℃℃泛黄，泛黄，175℃℃以上会发粘以上会发粘•耐光稳定性差：泛黄、脆损耐光稳定性差：泛黄、脆损•聚酯型不耐强碱和含氯氧化剂聚酯型不耐强碱和含氯氧化剂•聚醚型化学稳定性较好聚醚型化学稳定性较好67五、聚乳酸纤维的结构和主要性能五、聚乳酸纤维的结构和主要性能(PLA)原料：以天然糖为原料，（玉米、小麦、甜菜、大米）原料：以天然糖为原料，（玉米、小麦、甜菜、大米）加工过程：加工过程：•发酵工艺生产乳酸发酵工艺生产乳酸•缩聚生成聚乳酸缩聚生成聚乳酸•纺丝纺丝•已开发出塑料级、薄膜级、纤维级、医药级多个分子量级别的聚乳酸已开发出塑料级、薄膜级、纤维级、医药级多个分子量级别的聚乳酸应用：玉米塑料、可吸收缝线、可吸收支架等应用：玉米塑料、可吸收缝线、可吸收支架等68PLA纤维性能：纤维性能：•具有生物降解性具有生物降解性•极好的悬垂性、吸湿透气性极好的悬垂性、吸湿透气性•耐日晒耐日晒•抑菌防霉抑菌防霉•保形性、抗皱性好保形性、抗皱性好•丝般的光泽、触感柔软丝般的光泽、触感柔软•强力高、耐热性好（与聚酯相当）强力高、耐热性好（与聚酯相当）•熔融温度低：熔点熔融温度低：熔点175℃•耐碱性差耐碱性差•染色性好：分散染料，染色性好：分散染料，100℃染色染色69绿色纤维：绿色纤维：来源丰富、可再生、可降解来源丰富、可再生、可降解价格：价格：PLA：：23000元元/吨吨PET：：14000元元/吨吨70异形纤维异形纤维 71超细纤维超细纤维72夹层导电纤维：环芯结构掺入碳黑夹层导电纤维：环芯结构掺入碳黑73。