纺织材料学全册配套最完整精品课件.ppt

纺织材料学全册配套最完整精品课件,纺织材料学,纺织材料 -指纤维及纤维制品 具体表现为：纤维、纱线、织物及其复合物棉花,棉纤维,羊毛,亚麻,蚕丝,化学纤维,纱线,纱线,机织物,针织物,非织造布,纤维增强复合材料,密度低：钢的1/5、铝合金的1/2、钛合金的1/3 比强度高：钢的6倍、铝合金的6.5倍、钛合金的5倍 比模量高：钢的3倍、铝合金的3.2倍、钛合金的3.5倍,课程研究的主要内容： （1）研究纤维及纤维制品的结构、性能及结构与性能之间的关系； （2）研究纤维及纤维制品的性能与加工工艺之间的关系； （3）研究纤维及纤维制品的结构、性能的测试方法及标准课程的主要内容： 第一章 绪论 第二章 天然纤维素纤维 第三章 天然蛋白质纤维 第四章 化学纤维 第五章 纺织材料的吸湿性 第六章 纺织纤维的机械性质 第七章 纺织材料的热学、电学、光学性质 第八章 纱线的结构与性质 第九章 织物的基本结构 第十章 织物的基本性能和品质评定,纤维： 直径为几微米到几十微米（或更细），而长度比直径大千倍、万倍以上的细长物体，称为纤维 如：棉花、羊毛、叶络、毛发、肌肉等纺织纤维应具备以下条件： （1）适当的长度和细度； （2）一定的强力、变形能力、弹性、耐磨性、刚柔性、抱 合力和摩擦力； （3）一定的吸湿性、导电性和热学性质； （4）一定的化学稳定性和染色性能； （5）特种纺织纤维应具有能满足特种需要的性能。

纺织纤维： 是指截面呈圆形或异形的、横向尺寸较细、长度比细度大许多倍的、具有一定强度和韧性的（可绕曲的）细长物体木棉纤维,竹原纤维,再生纤维： 由天然聚合物或失去纺织加工价值的纤维原料经人工溶解或熔融，再抽丝制成的纤维 合成纤维： 由小分子化合物合成有机聚合物后，再溶解或熔融，抽丝制成的纤维 半合成纤维： 以天然高分子物为骨架，通过其他化学物质反应，改变其组成成分，再形成天然高分子衍生物而制成的纤维 无机纤维： 以无机物（金属、玻璃等）为原料，通过加热熔融或压延等物理化学方法制成的纤维生丝,棉,苎麻,羊毛,线密度（或特克斯） -指1000米长纤维或纱线所具有的重量克数 纤度（或旦尼尔、旦、袋） -指9000米长纤维或纱线所具有的重量克数 公制支数 -指重量为1克的纤维或纱线的长度米数回潮率 -纤维材料所吸水分重量对其干燥重量的百分率 含水率 -纤维材料所吸水分重量对含有水分的材料重量的百分率标准大气条件：,强力（又称断裂强力、绝对强力） -指纤维材料能够承受的最大拉伸力 相对强度 -指单位细度（每特或每旦）纤维或纱线能承受的最大拉力 断裂应力 -指纤维或纱线在单位面积上能承受的最大拉伸力。

断裂长度 -指纤维或纱线靠自身重量被拉断时所具有的长度断裂伸长率 -纤维或纱线被拉伸断裂时产生的伸长占原来长度的百分率纤维大分子的典型构象示意图,纺织纤维的大分子是由许多相同或相似的原子团彼此以共价键联合而成的，那么这些相同或相似的原子团称为大分子的单基 单基 -组成高聚物大分子的最小循环单元一个伸直的直链大分子在三处依箭头方向使主链键相对于上端旋转180后,就变成了一根很皱曲的分子链了.,大分子的柔曲性 如果 (1)大分子主链上原子键的旋转性较差； (2)侧基较大； (3)主链四周侧基不均衡； (4)侧基间结合力较大； 分子链节就不易转动，分子链也不易弯曲或伸直，即分子链较“僵硬”，反之较“柔软”，这种特征叫做大分子的“柔曲性”聚集态结构（超分子结构） -指纤维内大分子排列与堆砌的结构大分子间的作用力： 1、范德华力（由静电引力、诱导力、色散力组成） 作用距离：0.30.5nm 作用能量：2.123J/mol 2、氢键（由大分子侧基上的极性基团：羟基、氨基、羧基等静电引力形成) 作用距离：0.230.32nm 作用能量：5.442.7J/mol 3、盐式键（部分纤维的侧基在成对的某些基团之间会产生能量级跃迁原子转 移，从而形成络合物类型的价键性质的化学键) 作用距离：0.090.27nm 作用能量：126209.3J/mol 4、化学键 作用距离：0.090.19nm 作用能量：209.8837.36J/mol,角蛋白大分子的构成及分子间作用,取向和无序排列的缨状微胞结构,结晶度 -把纤维中结晶区的大小占整根纤维的比例称为结晶度。

取向度 -大分子排列方向与纤维轴向的符合程度，称为取向度缨状微胞理论： 纤维中每一个大分子可能间隔地穿过几个结晶区和非晶区，靠结晶区中大分子之间的结合力把大分子相互联结在一起，又靠穿越两个以上结晶区的大分子把各个晶区联系起来，并由组织结构比较松散紊乱的非晶区把各个晶区间隔开来，使纤维形成一个疏密相间而不散开的整体纺织纤维的结构层次 事实上，从高聚物大分子排列堆砌组合到形成纤维，经历了多级微观结构层次： 1、大分子 2、基原纤（由几根直线链状大分子按照一定空间位置排列，相对稳定地相成的 结晶态的大分子束，也称为晶须，是原纤中最小、最基本的结构单元） 直径：13nm 3、微原纤（由若干根基原纤平行排列结合在一起的较粗的基本属结晶态的大分 子束，也称微晶须，存在一定的结晶缺陷） 直径：48nm 4、原纤（是个统称，由若干根微原纤基本平行排列结合在一起的更粗的大分子束原纤中会存在比微原纤中更大的缝隙和孔洞，还可能有态较差的非晶态部分） 直径：1030nm 5、巨原纤（由原纤基本平行堆砌而成的更粗的大分子束） 直径：0.10.5m 6、纤维（由巨原纤堆砌而成）,微原纤的堆砌形式示意图,羊毛纤维各层次结构综合示意图,2010年（年底）世界的主要纤维产量（单位：万吨，）,其中:棉纤维的产量占天然纤维总产量的比重接近90%,据海关统计，2011年我国累计进口棉花336.5万吨，同比增长18.5%。

细绒棉（又称陆地棉） 原产于美洲大陆，19世纪末传入中国 长度：23 32 mm 细度：5000 6000 公支 中段线密度：1.4 2.2 dtex（1620m） 单纤维强度：2.6 3.2 cN/dtex （Lp：2025 km） 可纺纱细度：10tex 以上,长绒棉（又称海岛棉） 原产于南美和北美东南沿海岛上 长度：33 75 mm 细度：6500 8500 公支 中段线密度：0.9 1.4 dtex（1315m） 单纤维强度：3.3 5.5 cN/dtex （Lp：3340 km） 可纺纱细度：10tex 以下,粗绒棉（又称亚洲棉） 原产于印度和我国西北内陆地区 长度：14 24 mm 细度：2500 4000 公支 中段线密度：2.5 4.0 dtex（2428m） 单纤维强度：1.4 1.6 cN/dtex 可纺纱细度：28tex 以上,彩色棉是1972年由美国科学家通过转基因生物技术培养出的高科技产物 它是把彩色基因转移到原棉的DNA中而使原棉具有彩色特性采棉的最大优点：不需要通过任何化学染料着色、漂染等处理，因此采棉服装不含甲醛等有害化学物质彩棉及其制品的主要物理性能，如单纤细度、强度、伸长率等与白棉接近略低，属粗绒棉品种。

长度：2025mm，中段线密度:2.54.0dtex 彩棉的种植过程环保 彩棉的运输、存储、加工过程环保主要特点：,色谱不全 色泽稳定性差 色素遗传变异大 纤维长度偏短、短绒率高存在问题：,棉花的初加工： -指将籽棉上的纤维与棉籽分离的过程，也称轧棉棉纤维的初加工工艺内容及流程,锯齿轧棉 皮辊轧棉,皮辊式与锯齿式轧棉原理比较图,两种皮棉的品质特征,白棉： 正常成熟，正常吐絮，色泽呈洁白、乳白或淡黄色棉纺厂使用的主要原料 黄棉： 在棉花生长晚期，棉铃经霜冻伤后枯死，铃壳上的色素染到纤维上，使纤维颜色变黄，一般属于低级棉 灰棉： 棉纤维在生长过程中或吐絮后由于日照少，温度低，使纤维成熟受到影响，颜色呈灰白这种纤维强度低，质量差，棉纺厂很少使用棉花大多为一年生植物,每年45月下种 78月开花 11月收获 一个棉铃(棉桃)56个棉室 45粒棉籽/棉室 11.5万根纤维/棉籽,棉花花朵 花苞 棉花,通常,棉株从开花吐絮(花见花)大约48 50天,棉花开花后的天数与纤维的平均长度,日轮层,在电子显微镜下可以观察到棉纤维的日轮,棉纤维截面形态,正常成熟的棉纤维其截面形态呈：不规则的腰圆形，有中腔棉纤维纵向形态,正常成熟的棉纤维其纵向呈：不规则的沿纤维长度方向不断改变转向的螺旋形扭曲，称为天然转曲。

天然转曲形成原因： 由于棉铃吐絮后，纤维与空气接触，纤维内的水分蒸发，纤维胞壁发生扭转，形成不规则螺旋形转曲-称为天然转曲,成熟棉纤维纵向和截面形态,未成熟棉纤维纵向和截面形态,棉纤维的形态结构模型,初生胞壁：由网状原纤组成 厚度约为：0.10.2 次生胞壁S1：由微原纤紧密堆砌 厚度0.1 次生层S2：全部由纤维素组成 （主体） 厚度约为：14 特点：微原纤与纤维轴的平均螺旋角 25,同时旋转方向沿纤维长度 方向周期性左右改变 次生层S3：由微原纤组成 厚度= S1,棉纤维的主要品质指标 长度 细度 成熟度 天然转曲 强度 含水和含杂,影响棉纤维长度的因素： 棉花的品种 生长条件 初加工,细绒棉纤维自然长度排列图（拜式图）,长绒棉纤维自然长度排列图（拜式图）,拜式图：把纤维逐根抽出，置于黑板上，按纤维长短 排成纤维排列图，称为拜式图纤维自然长度排列图(拜式图),纤维长度分布示意图,纤维长度分布示意图,棉纤维长度对成纱质量的影响：,纤维长度越长，成纱强度越大 在保证成纱强度的前提下，纤维长度越长，成纱的极限细度越细 纤维长度越长，长度整齐度越好，细纱条干均匀度越好，成纱表面越光洁不同纺纱方法的成纱电子显微镜照片,棉纤维长度与纺纱工艺关系密切： 从棉纺机台的结构、尺寸到纺纱各道工序工艺参数的确定都必须与原料的长度密切配合。

如： 罗拉隔距要随纤维长度的不同而调节 梳棉机的给棉板长度也要随纤维长度而改变等举例：,使用长度较长的纤维纺纱时，纱线捻系数可适当降低，从而可提高细纱机产量 短绒率较高时，要改善细纱条干或纺制高档产品，要用精梳工序去除短纤维主体长度： -指一批棉样中，含量最多的纤维的长度 平均长度： -纤维长度的平均值重量加权平均长度） 品质长度：（又称右半部平均长度） -比主体长度长的那一部分纤维的重量加权平均长度 短绒率： -指纤维长度短于某一长度界限的纤维重量占棉样总重的百分比基数： -长度范围为5mm的最重部分纤维的总量占棉样总重的百分比 匀度： -指棉样主体长度与基数的乘积 跨距长度：（纤维照影仪所测得的纤维长度指标） -表示梳夹钳口线到纤维相对根数为某一百分数处的距离 常用的有：50%跨距长度、2.5%跨距长度等手扯长度是目前国内原棉检验中必测的长度值 国家标准GB 1103-2007 棉花 细绒棉 国家标准 GB/T19617-2007 棉花长度试验方法手扯尺量法 手扯长度测定方法: 将品级检验后的棉样用手扯的方法整理成没有丝团、杂质、纤维平直，一端平齐的小棉束，放在黑绒板上，量取平齐端到另一端不露黑绒板处的距离，即为手扯长度。

原棉业务检验中，以1mm为级距分级如下： 25mm 包括25.9mm及以下 26mm 包括26.026.9mm 27mm 包括27.027.9mm 28mm 包括28.028.9mm 29mm 包括29.029.9mm 30mm 包括30.030.9mm 31mm 包括31.0及以上,罗拉式棉纤维长度分析仪,梳片式羊毛纤维长度分析仪,罗拉式长度测量原理图,基本原理：将纤维试样预先整理成一端整齐且长短层次分明的棉束，放在分析仪中，利用罗拉分组（2mm间隔），然后由短到长依次称重，从而获得纤维长度分布的数据梳片式长度测量原理图,纤维长度分布示意图,纤维长度光照影法(HVI) 中纤维的夹取示意图,测试原理: 采用梳子随机取样利用伸出梳子的纤维的透光量（或遮光量、反光量）与纤维层厚度即纤维相对根数。