纖維的分類(lèi)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1、第一章第一章 纖維的分類(lèi)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)纖維的分類(lèi)與內(nèi)部結(jié)構(gòu) 一、紡織纖維一、紡織纖維1.1.纖維：指長(zhǎng)寬比在纖維：指長(zhǎng)寬比在10103 3數(shù)量級(jí)以上、粗細(xì)為幾微數(shù)量級(jí)以上、粗細(xì)為幾微米到上百微米的柔軟細(xì)長(zhǎng)體，有連續(xù)長(zhǎng)絲和短米到上百微米的柔軟細(xì)長(zhǎng)體，有連續(xù)長(zhǎng)絲和短纖之分。纖之分。2.2.紡織纖維：必須具有一定的物理、化學(xué)和生理紡織纖維：必須具有一定的物理、化學(xué)和生理性質(zhì)，以滿(mǎn)足工藝加工和人類(lèi)使用時(shí)的要求。性質(zhì)，以滿(mǎn)足工藝加工和人類(lèi)使用時(shí)的要求。二、纖維的分類(lèi)二、纖維的分類(lèi)1 1天然纖維天然纖維2 2化學(xué)纖維化學(xué)纖維3 3其他分類(lèi)其他分類(lèi)表表1-1 1-1 主要天然纖維的來(lái)源分類(lèi)與名稱(chēng)主要天然纖維的來(lái)

2、源分類(lèi)與名稱(chēng)分類(lèi)分類(lèi)定義定義組成物質(zhì)組成物質(zhì)纖維來(lái)源纖維來(lái)源植物植物纖維纖維 取自于植物種取自于植物種子、莖、韌皮、子、莖、韌皮、葉或果實(shí)上獲得葉或果實(shí)上獲得的纖維的纖維主要組成物質(zhì)為纖主要組成物質(zhì)為纖維素，并含有少量維素，并含有少量木質(zhì)素、半纖維素木質(zhì)素、半纖維素等，含量比隨纖維等，含量比隨纖維的不同而不同的不同而不同種子纖維：取自植物種子表面的單細(xì)胞纖維，如棉種子纖維：取自植物種子表面的單細(xì)胞纖維，如棉及彩色棉和轉(zhuǎn)基因棉等纖維；及彩色棉和轉(zhuǎn)基因棉等纖維；韌皮纖維：取自植物韌皮纖維：取自植物韌皮中的纖維，如苧麻、亞麻、大麻、黃麻、紅麻、韌皮中的纖維，如苧麻、亞麻、大麻、黃麻、紅麻、羅布麻、苘

3、麻等；羅布麻、苘麻等；葉纖維：取自植物葉子的纖維，葉纖維：取自植物葉子的纖維，如劍麻、蕉麻、菠蘿葉纖維、香蕉莖纖維等；竹纖如劍麻、蕉麻、菠蘿葉纖維、香蕉莖纖維等；竹纖維：取自竹類(lèi)莖桿的纖維，如竹子纖維。維：取自竹類(lèi)莖桿的纖維，如竹子纖維。動(dòng)物動(dòng)物纖維纖維取自于動(dòng)物的毛取自于動(dòng)物的毛發(fā)或分泌液的纖發(fā)或分泌液的纖維維主要組成物質(zhì)為蛋主要組成物質(zhì)為蛋白質(zhì)，但蛋白質(zhì)的白質(zhì)，但蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有較大差化學(xué)組成有較大差異異毛纖維：取自動(dòng)物的毛發(fā)，由角蛋白組成的多細(xì)胞毛纖維：取自動(dòng)物的毛發(fā)，由角蛋白組成的多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的纖維，如綿羊毛、山羊毛、駱駝毛、駝羊毛、結(jié)構(gòu)的纖維，如綿羊毛、山羊毛、駱駝毛、駝羊毛、兔毛、

4、牦牛毛、馬海毛、羽絨、野生駱馬毛、變性羊兔毛、牦牛毛、馬海毛、羽絨、野生駱馬毛、變性羊毛、細(xì)化羊毛等；毛、細(xì)化羊毛等；絲纖維：指由昆蟲(chóng)的絲腺分泌物絲纖維：指由昆蟲(chóng)的絲腺分泌物形成的纖維，如桑蠶絲、柞蠶絲、天蠶絲、蜘蛛絲等。形成的纖維，如桑蠶絲、柞蠶絲、天蠶絲、蜘蛛絲等。礦物礦物纖維纖維從纖維狀結(jié)構(gòu)的從纖維狀結(jié)構(gòu)的礦物巖石獲得的礦物巖石獲得的纖維纖維二氧化硅、氧化鋁、二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鎂等氧化鐵、氧化鎂等各類(lèi)石棉，如溫石棉、青石棉、蛇紋石棉等各類(lèi)石棉，如溫石棉、青石棉、蛇紋石棉等表表1-2 1-2 化學(xué)纖維的分類(lèi)及名稱(chēng)化學(xué)纖維的分類(lèi)及名稱(chēng)分類(lèi)分類(lèi)定義定義纖維纖維再生再生纖維纖維以天然

5、高聚物為以天然高聚物為原料、組成基本原料、組成基本不變不變?cè)偕w維素纖推：粘膠纖維、銅氨再生纖維素纖推：粘膠纖維、銅氨纖維、醋酯纖維等；纖維、醋酯纖維等；再生蛋白質(zhì)纖維：酪素纖維、大豆再生蛋白質(zhì)纖維：酪素纖維、大豆纖維、花生纖維等；纖維、花生纖維等；合成合成纖維纖維以人工合成的高以人工合成的高聚物為原料聚物為原料滌綸；滌綸；錦綸；錦綸；腈綸；腈綸；丙綸；丙綸；維綸；維綸；氯綸氯綸無(wú)機(jī)無(wú)機(jī)纖維纖維以無(wú)機(jī)物為原料以無(wú)機(jī)物為原料玻璃纖維；玻璃纖維；金屬纖維；金屬纖維；陶瓷纖維；陶瓷纖維；碳纖維碳纖維3 3其他分類(lèi)其他分類(lèi)（1 1）按纖維的外觀形態(tài)分類(lèi)）按纖維的外觀形態(tài)分類(lèi)按長(zhǎng)度分：棉型、毛型、中長(zhǎng)型

6、、絲型；按長(zhǎng)度分：棉型、毛型、中長(zhǎng)型、絲型；按截面形態(tài)分：普通圓形、中空和異形纖維；按截面形態(tài)分：普通圓形、中空和異形纖維；按卷曲狀態(tài)分：高卷曲、低卷曲、無(wú)卷曲等；按卷曲狀態(tài)分：高卷曲、低卷曲、無(wú)卷曲等；（2 2）按纖維的性能和功能分類(lèi)）按纖維的性能和功能分類(lèi)性能差別化纖維：依據(jù)纖維力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、染色性性能差別化纖維：依據(jù)纖維力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、染色性能的差異能的差異高性能纖維：具有高強(qiáng)、高模量、耐高溫或耐化學(xué)作用高性能纖維：具有高強(qiáng)、高模量、耐高溫或耐化學(xué)作用功能或智能纖維：具有特殊功能，甚至具有智能或自適應(yīng)作用功能或智能纖維：具有特殊功能，甚至具有智能或自適應(yīng)作用 1)1)聚

7、合度聚合度定義：定義： 構(gòu)成纖維大分子的單基的數(shù)目，或一個(gè)構(gòu)成纖維大分子的單基的數(shù)目，或一個(gè) 大分子中的單基重復(fù)的次數(shù)（大分子中的單基重復(fù)的次數(shù)（n n）。）。 大分子的分子量單基的分子量大分子的分子量單基的分子量聚合度聚合度1.1.纖維的大分子結(jié)構(gòu)纖維的大分子結(jié)構(gòu)lnn，纖維強(qiáng)力纖維強(qiáng)力（nn；大分子間的結(jié)大分子間的結(jié)合鍵合鍵結(jié)合能量變大）；結(jié)合能量變大）；l但但n n增加至一定程度，強(qiáng)力趨于不變。增加至一定程度，強(qiáng)力趨于不變。2.2.纖維的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)纖維的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 結(jié)晶區(qū)特點(diǎn)結(jié)晶區(qū)特點(diǎn) 1)1)大分子鏈段排列規(guī)整大分子鏈段排列規(guī)整 2)2)結(jié)構(gòu)緊密，縫隙，孔洞較少結(jié)構(gòu)緊密，縫隙，孔洞較少

8、 3)3)相互間結(jié)合力強(qiáng)，互相接近的基團(tuán)結(jié)合力飽和相互間結(jié)合力強(qiáng)，互相接近的基團(tuán)結(jié)合力飽和 結(jié)晶度結(jié)晶度 纖維的拉伸強(qiáng)度、初始模量、硬度、纖維的拉伸強(qiáng)度、初始模量、硬度、尺寸穩(wěn)定性、密度尺寸穩(wěn)定性、密度，纖維的吸濕性、染料吸著，纖維的吸濕性、染料吸著性、柔軟性、化學(xué)活潑性性、柔軟性、化學(xué)活潑性。無(wú)定形區(qū)特點(diǎn)：無(wú)定形區(qū)特點(diǎn)： 1)1)大分子鏈段排列混亂，無(wú)規(guī)律；大分子鏈段排列混亂，無(wú)規(guī)律；2)2)結(jié)構(gòu)松散，有較多的縫隙，孔洞；結(jié)構(gòu)松散，有較多的縫隙，孔洞；3)3)相互間結(jié)合力小，互相接近的基團(tuán)結(jié)合力沒(méi)相互間結(jié)合力小，互相接近的基團(tuán)結(jié)合力沒(méi) 飽和。飽和。 結(jié)晶度結(jié)晶度纖維吸濕性纖維吸濕性；容易染色

9、；拉伸強(qiáng)；容易染色；拉伸強(qiáng)度較小，變形較大，纖維較柔軟，彈性有所改度較小，變形較大，纖維較柔軟，彈性有所改善，密度較小，化學(xué)反應(yīng)性比較活潑善，密度較小，化學(xué)反應(yīng)性比較活潑 。纖維的取向結(jié)構(gòu)纖維的取向結(jié)構(gòu) 纖維大分子排列方向與纖維軸向吻合的程度纖維大分子排列方向與纖維軸向吻合的程度稱(chēng)為取向度。一般將這一特征明顯的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為取稱(chēng)為取向度。一般將這一特征明顯的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為取向結(jié)構(gòu)。向結(jié)構(gòu)。 取向度與纖維性能間的關(guān)系：纖維的取向度取向度與纖維性能間的關(guān)系：纖維的取向度大，大分子可能承受的軸向拉力也大，拉伸強(qiáng)度大，大分子可能承受的軸向拉力也大，拉伸強(qiáng)度較大，伸長(zhǎng)較小。較大，伸長(zhǎng)較小。4.4.纖維的結(jié)構(gòu)層次纖維

10、的結(jié)構(gòu)層次基原纖基原纖微原纖微原纖原纖原纖巨原纖巨原纖細(xì)胞細(xì)胞（1 1）基原纖）基原纖 由幾根以至十幾根長(zhǎng)鏈分子，相互平行或螺由幾根以至十幾根長(zhǎng)鏈分子，相互平行或螺旋狀地按一定距離、相對(duì)穩(wěn)定地結(jié)合在一起的大旋狀地按一定距離、相對(duì)穩(wěn)定地結(jié)合在一起的大分子束組成，直徑分子束組成，直徑1-3nm1-3nm，并具有一定的柔曲性。，并具有一定的柔曲性。（2 2）微原纖）微原纖 由若干根基原纖平行排列組合在一起的大分由若干根基原纖平行排列組合在一起的大分子束，直徑子束，直徑4-8nm4-8nm，也有高達(dá)，也有高達(dá)100nm100nm。（3 3）原纖）原纖 由若干基原纖或含若干根微原纖大致平行組由若干基原纖或含若干根微原纖大致平行組合在一起的更為粗大的大分子束，直徑合在一起的更為粗