紡織纖維內(nèi)部結(jié)構知識介紹

1、一、大分子結(jié)構v（二）鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)、大分子的構象和柔曲性v1、內(nèi)旋轉(zhuǎn)：大分子鏈中的單鍵能繞著它相鄰的鍵按一定鍵角旋轉(zhuǎn)。v2、構象：由于鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)引起的大分子中原子在空間的排列形式。v3、大分子的柔曲性：大分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)的難易程度。（三）大分子結(jié)構對纖維性能的影響大分子結(jié)構對纖維性質(zhì)的影響單基的化學結(jié)構、官能團的種類大分子上親水基團的多少和強弱纖維的耐酸、耐堿、耐光以及染色等化學性能。纖維的吸濕性大分子的聚合度纖維的力學性質(zhì)，特別是拉伸強度。聚合度達到臨界聚合度時，纖維開始有強力。纖維強力隨平均聚合度的增大而增大。當聚合度增大到一定值時，纖維強力不再增大。大分子的柔曲性影響纖維的彈性、柔軟性和變形能力

2、。決定決定決定二、超分子結(jié)構v超分子結(jié)構又稱為聚集態(tài)結(jié)構，指紡織纖維中大分子間的結(jié)構關系。（一）大分子間的結(jié)合力 紡織纖維大分子間的結(jié)合力有范德華力、氫鍵、鹽式鍵和共價鍵四種，其中以范德華力和氫鍵為主。v（二）結(jié)晶度v1、纖維內(nèi)某些區(qū)域由于大分子的側(cè)吸引力使大分子相互整齊穩(wěn)定地排列成具有高度的幾何規(guī)整性，稱為結(jié)晶結(jié)構或有序結(jié)構。v 紡織纖維的大分子極少有嚴格的三維空間的結(jié)晶結(jié)構，但習慣上仍將排列整齊有規(guī)律的區(qū)域稱為結(jié)晶區(qū)。另一些區(qū)域的大分子隨機彎曲配置，排列不規(guī)則，稱為無定形區(qū)。v2、紡織纖維內(nèi)部結(jié)晶部分占整根纖維的百分比稱為結(jié)晶度。v（三）取向度v 指纖維內(nèi)大分子鏈主軸與纖維軸平行的程度。（

3、四）超分子結(jié)構對纖維性能的影響結(jié)晶度的大小纖維的吸濕性、染色性、密度、力學性質(zhì)取向度纖維的強度和伸長。取向度高時，纖維強度較大，伸長能力較小。三、紡織纖維的形態(tài)結(jié)構v形態(tài)結(jié)構指測試手段能看到的結(jié)構，又分為微形態(tài)結(jié)構和宏形態(tài)結(jié)構。v微形態(tài)結(jié)構指電子顯微鏡能觀察到的結(jié)構，如微纖、微孔等。v宏形態(tài)結(jié)構指光學顯微鏡能觀察到的結(jié)構，如皮芯結(jié)構、截面形態(tài)等。Ntex=1000GkLNden=9000GkLNm=LGkNe=Le840Gek=L0- L1L0100%v4、紗線毛羽的測試方法v（1）目光評定法 直觀，綜合性強，但只能作比較判斷，沒有具體數(shù)據(jù)。v（2）燒毛失重法 采用燒毛方法去除毛羽，根據(jù)其重量

4、差值來評定紗線的毛羽情況。v此法簡便，但變化條件較難控制，只能求得毛羽總重量，準確度較低。v（3）光學投影法v通過光電傳感器對毛羽進行計數(shù)?？筛鶕?jù)需要選取毛羽設定長度和紗線片段長度。v（4）靜電法 利用高壓電源使毛羽帶電，然后用環(huán)形電極將紗線毛羽的靜電引出，根據(jù)毛羽負荷的靜電量來評定毛羽的數(shù)量。v此方法屬于間接方法，難以準確地測定紗線的毛羽形狀和長度。v5、減少紗線毛羽的措施v（1）合理選擇原料v控制纖維的線密度、長度、整齊度及短絨率v（2）合理的前紡工藝，提高纖維平行伸直度v（3）防止纖維的擴散v適當選擇各牽伸區(qū)的工藝參數(shù)，如羅拉隔距、牽伸倍數(shù)、捻系數(shù)等。v（4）減少對纖維的摩擦纖維和紗線的

5、一次拉伸性質(zhì)v一、纖維和紗線一次拉伸斷裂性質(zhì)的基本指標及換算v1、強力 P 纖維或紗線能夠承受的最大拉伸外力。單位 ： 牛頓v2、強度 單位細度纖維或紗線的強力?？杀容^不同粗細纖維或紗線的拉伸斷裂性質(zhì)。包括以下三個：v（1）斷裂應力 纖維或紗線單位截面積能承受的最大拉力。單位：牛每平方毫米。v（2）斷裂強度 p 指每特或每旦纖維或紗線能承受的最大拉力。單位：牛/特 牛/旦=PSPtex=PNtexPden=PNdenv（3）斷裂長度 LP 設想將纖維連續(xù)懸吊起來，直到它因自重而斷裂的長度，即重力等于強力時的纖維長度。單位：千米v3、斷裂應力、斷裂強度和斷裂長度的換算v斷裂應力和斷裂強度的換算：

6、=rptexv =9rpden v特數(shù)制斷裂強度和旦數(shù)制斷裂強度的換算：v ptex=9 pden v斷裂長度和斷裂強度的換算：LP=PgNm (km)LP=PtexgLP=Pdengv4、斷裂伸長和斷裂伸長率v5、強力不勻率和伸長不勻率v二、拉伸曲線及有關指標v（一）拉伸曲線v1、負荷伸長曲線 以負荷為縱坐標，伸長為橫坐標的拉伸過程圖。（如圖）v對不同粗細和不同長度的纖維或紗線沒有可比性。v2、應力應變曲線 以相對負荷（通常以牛/特表示）為縱坐標，伸長率為橫坐標得到的曲線。v可比較不同粗細和不同長度的纖維或紗線的拉伸情況。v（二）拉伸曲線的有關指標v1、初始模量v定義：指纖維或紗線拉伸曲線上

7、起始段直線部分的應力應變的比值。應力應變曲線上，反映為曲線起始段的斜率。v意義：初始模量的大小表示纖維在小負荷下變形的難易程度，它反映了纖維的剛性。v2、屈服應力與屈服伸長率v屈服點：拉伸曲線上伸長變形由較小轉(zhuǎn)向較大時的轉(zhuǎn)折點。其對應的相對負荷和伸長率就是屈服應力和屈服伸長率。v屈服點的求法有三種，如圖v意義：屈服點以前的伸長變形是彈性變形，屈服點以后的變形是塑性變形。屈服點高，纖維的彈性好。v3、斷裂功、斷裂比功和功系數(shù)v斷裂功：拉斷纖維材料所作的功。在負荷伸長曲線上，斷裂功就是曲線下的面積。v斷裂功對不同粗細和長度的試樣沒有可比性。v斷裂比功：拉斷單位細度（1特或1旦）單位長度（1cm）纖

8、維材料所需的能量牛厘米。單位常用牛每特或牛每旦表示。v它對不同粗細和長度的纖維材料具有可比性。v功系數(shù)：斷裂功與強力和斷裂伸長乘積之比。v意義：斷裂功、斷裂比功和功系數(shù)的大小說明纖維的韌性。當斷裂功、斷裂比功和功系數(shù)較大時，纖維受拉伸時能吸收較大的能量，因此它不易被破壞，韌性較好，而且耐磨，其制品堅牢度好。v三、常見纖維的拉伸曲線v四、拉伸斷裂性質(zhì)的測試v1、擺錘式強力儀v工作原理：利用力矩平衡原理（見圖）v強力由擺錘的擺動角度測定。v伸長由上、下夾持器下降距離之差得到。v屬于等速牽引式強力儀v2、杠桿式強力儀Pressley強力儀v工作原理：利用杠桿平衡原理（見圖P212）v屬于等加負荷式強

9、力儀v3、電子式強力儀v測力機構：張絲式傳感器v測伸長機構：由帶動下夾持器的步進電機的轉(zhuǎn)速得到。v五、纖維的拉伸斷裂機理及影響纖維強、伸度的因素v（一）纖維拉伸斷裂機理v纖維的斷裂由于：大分子斷裂和大分子相互滑脫引起v纖維的伸長由于：大分子伸直、伸長、分子間滑移引起。纖維受拉無定形區(qū)大分子伸直鍵長鍵角增大，大分子伸長部分分子拉斷或抽拔出來大分子斷裂，大分子相互滑移纖維斷裂v六、紗線的拉伸斷裂機理及影響強、伸度的因素v（一）紗線的拉伸斷裂機理v摩擦阻力等于纖維強力時纖維伸出長度稱為滑脫長度。v長度小于二倍滑脫長度的纖維，在紗線斷裂時必定是滑脫而不會斷裂。v紗線伸長的原因：纖維的伸直、伸長；傾斜纖

10、維沿軸向排列；纖維間滑移。長絲紗受拉伸直的纖維先承受外力斷裂其它纖維承受外力斷裂短纖紗受拉部分纖維滑脫部分纖維斷裂v（二）影響紗線強、伸度的因素v1、纖維性質(zhì)v纖維長度較長、細度較細時，成紗強度較高；纖維長度整齊度較好、細度細而均勻時，成紗條干均勻，成紗強度高。v2、紗線結(jié)構v紗線結(jié)構對強伸度的影響主要反映在捻度。v3、混紡比v混紡紗的強度與混紡比有很大關系，它與混紡纖維的性質(zhì)差異特別是伸長能力的差異密切相關。v（1）當兩種纖維斷裂伸長率接近時，隨著強度的纖維的混紡比的增加，混紡紗的強度上升。v（2）當混紡的兩種纖維斷裂伸長率差異大時，受拉后有兩個斷裂階段。第一階段伸長能力小的纖維先斷；第二階段伸長能力大的纖維斷裂。多次反復拉伸性質(zhì)v一、拉伸變形和彈性v（一）拉伸變形的種類v1、急彈性變形 當外力去除后能立即恢復的這一部分變形。它是由于纖維大分子的鍵長、鍵角變化引起。v2、緩彈性變形 當外力去除后，能緩慢地恢復的這一部分變形。它是由于彎曲的大分子逐漸伸直，傾斜的大分子沿纖維軸向排列形成的變形。v3、塑性變形 外力去除后，不能恢復的這一部分變形。它是由于纖維大分子間相互滑移造成的不可恢復的變形。三、疲勞