紡織材料7常用纖維的結(jié)構(gòu)與性能

1、第七章 常用纖維的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第一節(jié) 纖維素纖維（棉、麻、粘膠）,一、結(jié)構(gòu) 1.大分子結(jié)構(gòu)（1）化學(xué)組成 纖維素 （C、H、O組成）伴生物-棉：蠟質(zhì)、糖份、果膠、灰分，占5%左右 麻：比棉含量要高（各種麻不同） 粘膠：無(wú),（2）單基 特征基團(tuán)：氧六環(huán)；6個(gè)-OH；氧橋-O- 單基連接方式：1-4甙鍵連接，在空間轉(zhuǎn)180°,因?yàn)榇蠓肿觾?nèi)有氫鍵。（3）空間形態(tài)：椅式結(jié)構(gòu) 單基上的21個(gè)

2、原子不在一個(gè)平面上。 1、3、5在下平面， 2、4、6在上平面；兩平面平行。,2. 超分子結(jié)構(gòu)大分子間作用力：強(qiáng)大的氫鍵力，還有范 德華力。結(jié)晶度：棉-60-70%左右；麻>70%； 粘 膠-30-40% 取向度：棉-20-30°；麻-7-8°； 粘膠--看抽伸倍數(shù)，可人為控制，普

3、通粘纖 30°左右。。縫隙空洞：棉-較??；粘纖-較大,3. 形態(tài)結(jié)構(gòu) 棉 ：腰圓形，有中腔，扁平帶狀，有天然轉(zhuǎn)曲。 苧麻：腰圓形，有中腔裂縫。 粘膠：縱向有構(gòu)槽，截面呈鋸齒形，有皮芯層。,二. 性質(zhì)1.機(jī)械性質(zhì),2.吸濕染色性,3.耐酸堿性     與酸作用—氧橋斷裂，氧化裂解；     與堿作用—堿纖

4、維素。4.其它     易燃燒，150℃分解； 棉、麻易霉；,5. 絲光棉  絲光——通常是指棉織品（紗、布）在緊張狀態(tài)下經(jīng)濃堿液(NaOH或液氨)處理，以獲得持久的光澤，并提高對(duì)染料吸附能力的加工過程。 結(jié)構(gòu)變化：天然轉(zhuǎn)曲消失成為棒狀； 無(wú)定形區(qū)有所增加，結(jié)晶區(qū)有所下降； 取向度視張力變化而定。 性能變化：光澤、染色性改善；強(qiáng)力增 大，延伸度下降；

5、化學(xué)性能活潑。,第二節(jié)  天然蛋白質(zhì)纖維,一. 結(jié)構(gòu)  1. 大分子結(jié)構(gòu) （1）化學(xué)組成 羊毛：蛋白質(zhì)角朊；C、H、O、N、S元素組成。 絲 ：蛋白質(zhì)絲素（70-80%），少量絲膠（20-30%）； C、H、O、N元素組成。 柞蠶絲：絲素85%,（2）單基R側(cè)基—羊毛：多、復(fù)雜，約25種氨基酸；     

6、 蠶絲：少、簡(jiǎn)單，約18種氨基酸。,,（3）空間形態(tài)： 羊毛的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是α型，α型加外力變?yōu)棣滦?，β型去外力變?yōu)棣列停恍Q絲的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是β型。,,2. 超分子結(jié)構(gòu) 分子間力—— 羊毛：范德華力、鹽式鍵、氫鍵、硫鍵力； 蠶絲：范德華力、鹽式鍵、氫鍵結(jié)晶、取向—— 羊毛的結(jié)晶度、取向度低，而蠶絲的較大。,3. 形態(tài)結(jié)構(gòu)：   羊毛——鱗片層、皮質(zhì)層、髓質(zhì)層,,1)鱗片層：  

7、; 作用如下：  ①保護(hù)纖維，使羊毛內(nèi)層組織不受外界的生物、 化學(xué)、機(jī)械等作用；  ②由于鱗片具有方向性，形成差微摩擦效應(yīng)。    鱗片形狀： 環(huán)狀、瓦狀、龜裂狀,2)皮質(zhì)層：羊毛纖維的主體，占90%左右。  皮質(zhì)細(xì)胞：正皮質(zhì)——結(jié)構(gòu)疏松；         

8、   偏皮質(zhì)（副皮質(zhì)）——結(jié)構(gòu)緊密； 雙邊結(jié)構(gòu)：細(xì)羊毛的正副皮質(zhì)細(xì)胞（結(jié)構(gòu)與性能不同）分布于纖維的兩側(cè)，并在長(zhǎng)度方向上不斷轉(zhuǎn)換位置，正皮質(zhì)一般在纖維卷曲處的外側(cè)，而副皮質(zhì)處于卷曲的內(nèi)側(cè)，使羊毛具有天然卷曲。這種結(jié)構(gòu)成之。,3)髓質(zhì)層   存在于粗羊毛中；羊毛越粗，中腔髓質(zhì)層的比例越大，羊毛品質(zhì)越低。,蠶絲：絲素外包有絲膠； 縱向平滑，截面為不規(guī)則三角形。,,2. 性質(zhì),

9、縮絨性—— 羊毛在濕熱及化學(xué)試劑作用下，經(jīng)機(jī)械外力反復(fù)擠壓，纖維集合體逐漸收縮緊密，并相互穿插，糾纏，交編氈化。這一性能稱之。 利：縮絨使毛織物有獨(dú)特的風(fēng)格； 弊：縮絨使毛織物的尺寸穩(wěn)定性變差（洗滌后易收縮，變形）影響穿著的舒適性與美觀（起毛起球）,第三節(jié)     化學(xué)纖維,一、滌綸（聚對(duì)苯二甲酸乙二酯） 1．結(jié)構(gòu)   大分子結(jié)構(gòu)：,,特征基團(tuán)：苯環(huán)——

10、具有剛性和惰性；          酯基-COO- ——弱極性基團(tuán)；         脂肪基——柔性基團(tuán)。大分子無(wú)卷曲，基本上帶曲折狀的直鏈；超分子結(jié)構(gòu)：   大分子間主要是靠范德華力；結(jié)晶度較大，取向度也較高。,2．性質(zhì)（1）機(jī)械

11、性質(zhì)  斷裂強(qiáng)度較高，伸長(zhǎng)率大；初始模量高；彈性回復(fù)性好；  織物挺括，耐磨性較好，尺寸穩(wěn)定性較好。（2）吸濕染色差     W=0.4%；不能采用常溫染色。     易起靜電，耐污性差,（3）熱學(xué)性質(zhì) 熔點(diǎn)高 255-265°C；耐熱性和熱穩(wěn)定性好（4）光學(xué)性質(zhì) 

12、0;        耐光性好，僅次于腈綸（5）耐酸不耐強(qiáng)堿，不霉不蛀（6）密度： 1.38 g/cm3,二、錦綸1、結(jié)構(gòu) 分子式： H [ NH（CH2）5CO] n OH              錦綸6 　 

13、60;   H [ NH（CH2）6NHCO（CH2）4 CO] n OH   錦綸66 特征基團(tuán)：有極性集團(tuán)-CONH-；-NH2；-COOH；          單基較長(zhǎng)，無(wú)支鏈，屬柔性基團(tuán)錦綸是柔曲大分子，空間呈平面鋸齒形。 有范德華力、氫鍵力；結(jié)晶度比滌綸略低,2、性質(zhì)  

14、;（1）機(jī)械性質(zhì)     斷裂強(qiáng)度、屈曲強(qiáng)度較高，伸長(zhǎng)大；     初始模量較低，斷裂功大；     彈性好，耐磨性好，織物的保形性和挺 括性較差。（2）吸濕染色性     W=4.5%，比滌綸好,（3）熱學(xué)性質(zhì) &#

15、160;   耐熱性差；  安全使用溫度：低于93°C（錦綸6），低于130°C（錦綸66）；     熔點(diǎn)：215°C（錦綸6），250°C（錦綸66）（4）耐光性差（5）耐堿不耐酸（6）密度較?。?.14 g/cm3,三、腈綸 第一單體：丙烯腈（超過85%） 第二單體：丙烯酸甲酯、甲醛丙烯

16、酸甲酯、醋酸乙烯酯等改善纖維的脆性，增加彈性、柔軟性，同時(shí)還有利于染料分子進(jìn)入。 第三單體：引入一定量帶有酸性或堿性親染料的基團(tuán)改善纖維的染色性 。,1.結(jié)構(gòu)        準(zhǔn)結(jié)晶結(jié)構(gòu) 2.性質(zhì)     強(qiáng)度較低，伸長(zhǎng)較大；    初始模量：E錦綸<E腈綸<E滌綸；

17、    彈性：比棉、麻、粘膠好，但比羊毛、滌綸、錦綸差；    染色性較好；沒有明顯的熔點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生熔孔現(xiàn)象；    耐光性特別好；    耐酸也耐堿；    密度較?。?.17g/cm3,四、維綸（聚乙烯醇縮甲醛纖維） 1.結(jié)構(gòu)： 皮芯層結(jié)構(gòu)， 截面形狀：

18、 濃度30%，啞鈴狀； 濃度40%，圓形；           大分子主鏈呈平面鋸齒形。,2. 性質(zhì)  機(jī)械性質(zhì)：強(qiáng)度較高，伸長(zhǎng)率不大，初始模量比滌綸低，  彈性較差，耐磨性較好。  吸濕染色性：W=5.0%,在合纖中，吸濕性居于首位;  染色性不好，

19、色澤不鮮艷 。 熱學(xué)性質(zhì)：耐干熱穩(wěn)定性較好，耐熱水性較差。   耐堿不耐強(qiáng)酸；   耐光性、耐腐蝕性較好；   熱傳導(dǎo)系數(shù)低，保暖性較好；,五、丙綸1、結(jié)構(gòu) 分子間不存在強(qiáng)的化學(xué)結(jié)合力。 等規(guī)聚丙烯分子量相當(dāng)高，具有較高的立體規(guī)整性，易結(jié)晶。,2、性質(zhì)  機(jī)械性質(zhì)：強(qiáng)度較高，伸長(zhǎng)率較大，初始模量不高， 彈性很好，耐磨性好。  吸濕染色性：吸濕性、染

20、色性很差  熱學(xué)性質(zhì)：熔點(diǎn)低，耐濕熱不耐干熱   耐光性特別差，易老化  化學(xué)穩(wěn)定性很好，耐酸、耐堿、耐其他化學(xué)試劑   密度最輕：0.91g/cm3,六、氨綸（聚氨基甲酸酯）1、結(jié)構(gòu)     嵌段共聚物由具有柔性的不結(jié)晶的低分子軟鏈段（如聚酯或聚醚鏈段）和具有剛性的結(jié)晶的硬鏈段（如二異氰酸酯）共聚而成。,2.性質(zhì) 機(jī)械性質(zhì)：強(qiáng)度較低

21、，伸長(zhǎng)率大（450-800%）， 初始模量低，彈性特別好 吸濕性較差 W=0.8-1%熱學(xué)性質(zhì)：在日光照射下稍微發(fā)黃，且強(qiáng)度稍有下降  具有較好的耐酸堿性、耐光性等 密度?。?.0-1.3g/cm3 氨綸纖維一般不單獨(dú)使用，而是與其它纖維混合使用。,,1．何謂絲光處理？絲光處理后棉纖維的結(jié)構(gòu)與性能有何變化？ 2．何謂羊毛的縮絨性？有何利弊？ 3．比較下列幾組纖維在結(jié)構(gòu)與性能上