紡織纖維的形態(tài)及基本性質(zhì)

紡織纖維的形態(tài)及基本性質(zhì)ConfigurationAndFundamentalPropertyOfFibers形態(tài)（Configuration）細度fineness橫截面CrossSection長度Length細度fineness卷曲及轉(zhuǎn)曲CrimpandConvolution纖維的細度（Fineness）

細度：指纖維的粗細程度（沿長度方向）。由于大部分纖維截面形狀不規(guī)則及中腔、縫隙、孔洞存在而無法用直徑、截面面積等指標準確表達，習慣上用單位長度的質(zhì)量（線密度）或單位質(zhì)量的長度（線密度的倒數(shù)）來表示纖維細度。纖維細度的指標

直接法：用直徑、投影寬度、截面積、周長、比表面積；間接法：用長度與重量之間的關(guān)系表示。如:特數(shù)Nt(tex)

、分特數(shù)Ndt(dtex)旦尼爾ND

公制支數(shù)Nm特克斯Nt（tex）

——國際標準單位

在公定回潮率下，1000米長的纖維所具有重量的克數(shù)。

Gk——纖維在公定回潮率下的重量，稱為標準重量（g）L

——纖維長度（m）

同品種纖維，Ntex↑，纖維越粗。

旦尼爾（旦數(shù)）Nd（denier）

——絹絲，化纖常用指標

在公定回潮率下，9000米長的纖維所具有重量的克數(shù)。

Gk——纖維在公定回潮率下的重量，稱為標準重量（g）

L

——纖維長度（m）

同品種纖維，Nd↑，纖維越粗.

公制支數(shù)Nm

——常用于棉纖維在公定回潮率下，單位重量（克）的纖維所具有的長度：

Gk——纖維在公定回潮率下的重量，稱為標準重量（g）

L

——纖維長度（m）

同品種纖維，Nm↑，纖維越細.直徑細度指標與間接細度指標的換算d纖維直徑（m），γ纖維密度（g/cm3）纖維細度不勻及其指標

纖維之間粗細不勻單根纖維沿長度方向上的粗細不勻中端粗，兩邊細棉纖維：成熟度、品種、產(chǎn)地、生長部位等；毛纖維：品種、年齡、生長部位、生長季節(jié)、飼養(yǎng)條件等；麻纖維：生長條件、初生韌皮纖維細胞和次生韌皮細胞生長期不同等；蠶絲：蠶繭結(jié)構(gòu)；化學纖維線密度可控，均勻度總體較天然纖維好，但也受溫度、時間、牽伸力等因素的影響。纖維之間細度不勻細度不勻指標及分布細度不勻指標及分布通過纖維平均直徑及其離散指標或平均線密度及其離散指標來表示纖維細度不勻ni為第i組中纖維根數(shù)含量比n(d)為纖維根數(shù)概率密度函數(shù)纖維直徑分布直方圖及分布曲線細度測量方法中段切斷稱重法示意圖一般棉LC=10或20mm，毛麻一般LC為20或30mmn為中段纖維根數(shù)，G（g）、g（mg）為所稱重量測長稱重法直徑測量法長纖維測試方法周長1m在一定張力下繞取一定圈數(shù)（50圈或100圈），達到吸濕平衡后稱重計算。振動測量法：利用纖維振動頻率與線密度的關(guān)系。氣流儀測量法：利用不同細度的纖維比表面積不同，測量氣流阻力間接測量纖維線密度或?qū)嵭膱A截面纖維的直徑。聲阻儀測量法：利用不同纖維的比表面積和共振頻率不同，測量聲振動的阻尼系數(shù)，折算線密度和直徑。纖維細度及不勻?qū)w維、紗線、織物的影響對纖維本身

-粗細將影響其比表面積SS，纖維的吸附性能和染色性質(zhì)；

-纖維間的細度差異，會引起纖維力學性質(zhì)的差異。-纖維變粗，使纖維的彎曲剛度增大，點接觸面積增大，纖維變得剛硬和觸感粘澀、偏冷；對紗線質(zhì)量及紡紗工藝的影響

-與成紗強度的關(guān)系在其它條件相同的條件下，纖維越細，成紗強度越高；-與成紗條干的關(guān)系在其它條件相同的條件下，纖維越細，成紗條干越均勻；-在保證一定成紗質(zhì)量的前提下，細而均勻的纖維可紡較細的紗；-與紡紗工藝的關(guān)系纖維越細，加工過程中容易扭結(jié)、折斷而產(chǎn)生棉結(jié)、短纖維。對織物的影響

纖維細度種類線密度（dtex）直徑（mm）性能特征細旦0.89~2.28.41~17.7柔軟、均勻、高支輕薄化棉、絲型纖維0.89~1.338.41~13.7柔軟、均勻、高支輕薄化毛、麻型纖維1.1~2.213.7～17.7柔軟、均勻、高支輕薄化超細0.011~0.893.0~11.2吸濕、導濕、細膩、仿皮革皮革（特細）0.011~0.110.9~4.0透汽、防水、細密、麂皮特征極細0.0001~0.010.09~0.12吸附、超濾、功能納米尺度10-8~10-40.001~0.1特殊功能纖維細度與功能的關(guān)系形態(tài)（Configuration）細度fineness橫截面CrossSection長度Length卷曲及轉(zhuǎn)曲CrimpandConvolution棉纖維縱、橫截面綿羊毛縱、橫截面大麻纖維縱、橫截面桑蠶絲縱、橫截面滌綸纖維縱、橫截面晴綸纖維縱、橫截面粘膠纖維縱、橫截面四孔中空纖維橫截面導電纖維纖維的截面形狀（CrossSection）纖維截面形狀隨種類而異，天然纖維具有各自的形態(tài)，化學纖維則可以根據(jù)要求進行異形噴絲，從而獲得異形截面纖維。纖維截面變化的過程、類型及相互關(guān)系異形纖維功能-增加纖維的覆蓋能力，提高抗起毛起球能力；-具有優(yōu)良光學性能，三角形截面表面光澤優(yōu)雅，多葉形的則表面消光，光澤柔和；-增加纖維抱合力，使蓬松度、透氣性及保暖性均提高；-減少合成纖維蠟狀感，使織物具有絲綢感，并增加染色鮮艷度；-表面溝槽起到導汗、透濕作用；-異形中空絲改變纖維集合體密度、熱阻、孔隙率、蓬松度、剛度、比表面積，其內(nèi)所含的空氣提高了熱阻和保暖性能；-中空纖維還降低了纖維密度，使纖維材料輕量化，增強纖維不透明感異形截面表征相對徑向異形度截面異形度中空度：實際有效空腔截面積占有效外周界內(nèi)截面積的百分數(shù)形態(tài)（Configuration）細度fineness橫截面CrossSection長度Length卷曲及轉(zhuǎn)曲CrimpandConvolution纖維的長度（Length）一般指伸直長度，即纖維伸直而未伸長時兩端的距離。另有自然長度，指纖維在自然伸展狀態(tài)下的長度。自然長度與伸直長度之比，為纖維伸直度。天然纖維——隨動物、植物的種類、品系與生長條件而不同。棉、麻、毛：短纖維，纖維長度一般25～250mm；長度差異很大（不同品種或同品種）蠶絲：長絲，一個繭子上的繭絲長度可達數(shù)百米至上千米?；瘜W纖維————人工制造，可根據(jù)需要而定。

長絲：可無限長；

短纖維：等長或不等長。

天然纖維長度（mm）范圍

棉纖維：25-45

亞麻單纖維：15-20亞麻工藝纖維：500-750

黃麻單纖維：2-4黃麻工藝纖維：2000-3000

大麻單纖維：10-15大麻工藝纖維：700-1500

細毛、半細毛：50-100

粗毛、半粗毛：50-200

棉型化纖：30-40毛型化纖：70-150中長纖維：51-65化學纖維長度范圍纖維長度集中性指標主體長度平均長度品質(zhì)長度主體長度：纖維中含量最多的纖維長度。-根數(shù)主體長度：纖維中根數(shù)最多的一部分纖維的長度。-重量主體長度：纖維中重量最重的一部分纖維的長度。平均長度：是纖維長度的平均值。-根數(shù)平均長度L：各根纖維長度之和的平均數(shù)。-重量加權(quán)平均長度Lg：各組長度的重量加權(quán)平均數(shù)。品質(zhì)長度：比主體長度長的那部分纖維的平均長度。

（是棉紡工藝中決定羅拉隔距的重要參數(shù)）纖維長度分散性指標短絨率：長度在某一界限以下的纖維所占的百分率。

（表示長度整齊度的指標）

界限：細絨棉16mm；長絨棉20mm；

毛30mm；苧麻40mm

短纖維多→制成本低→成本高，不宜紡細支紗纖維長度測量方法-逐根測量法

-成束一端排齊測量法-平行排列測量法-分組稱重測量法-計數(shù)二次累計曲線測量法纖維長度與工藝的關(guān)系纖維長度與工藝的關(guān)系纖維長度與成紗強度的關(guān)系

在其他條件相同下，纖維越長，成紗強度越大，在保證成紗具有一定強度的前提下，纖維長度越長，紡出紗的極限細度越細（棉纖維）。長度長，纖維間抱合力變大，則纖維間的滑脫率減少，這時紗線拉斷以纖維拉斷為主，滑脫次之，這樣紗的強度便增大，同時紡紗斷頭率相應減少。纖維長度與成紗毛羽關(guān)系成紗的毛羽是由伸出成紗表面的纖維端頭，纖維圈等形成。在其它條件相同情況下，長度較長的纖維成紗表面比較光滑，毛羽較少。纖維短絨率與成紗強度、條干的關(guān)系

當纖維短絨率大時，成紗條干變差，強度下降。生產(chǎn)高檔產(chǎn)品時，需經(jīng)過精梳以去除短纖維。形態(tài)（Configuration）細度fineness橫截面CrossSection長度Length卷曲及轉(zhuǎn)曲CrimpandConvolution卷曲與轉(zhuǎn)曲是紡織纖維特征之一，大部分纖維有卷曲或轉(zhuǎn)曲。卷曲可以使：纖維的卷曲（Crimp）-短纖維紡紗纖維間摩擦力和抱合力增加，成紗有一定強力；提高纖維和紡織品彈性，使手感柔軟，突出織物風格；-改善織物抗皺性、保暖性以及表面光澤。卷曲：在指定初始負荷作用下，能較好保持的具有一定規(guī)則性的皺縮形態(tài)結(jié)構(gòu)天然纖維化學纖維自然卷曲人工機械卷曲-利用纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)不對稱（皮芯結(jié)構(gòu)以及復合纖維），經(jīng)熱空氣、熱水處理后產(chǎn)生卷曲，如維綸及粘膠纖維；-利用纖維熱塑性采用機械方法擠壓而成，如滌綸等。羊毛：由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的正、偏皮質(zhì)細胞呈雙邊結(jié)構(gòu)或偏皮芯結(jié)構(gòu)或不均勻的混雜結(jié)構(gòu)所致。波幅大，波數(shù)多，細羊毛屬此類卷曲近似半圓，為常波卷曲卷曲小于半圓為粗羊毛人工卷曲一般纖維越細，抗彎剛度低，應力不平衡程度高，因而卷曲更細密羊毛的品質(zhì)支數(shù)纖維直徑μm平均纖維長度mm卷曲數(shù)個/25mm8018.1～19.55522～247019.6～21.05722～246421.1～22.56720～226222.6～24.07016～206024.1～25.57716～205825.6～27.07816～205627.1～28.59213～165030.1～31.79613～164831.8～33.410010～134633.5～35.110810～13纖維的轉(zhuǎn)曲（Convolution）轉(zhuǎn)曲：纖維沿軸向發(fā)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)曲反向：轉(zhuǎn)曲沿纖維長度方向不斷改變方向，時而左旋，時而右旋，這種現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)曲反向。一定長度扭轉(zhuǎn)180度的個數(shù)表征。單位長度反向次數(shù)多的棉纖維強度降低，反向次數(shù)少的強度較高，其內(nèi)微原纖的反向引起了纖維的弱環(huán)?；拘再|(zhì)（FundamentalProperty）吸濕性Hygroscopicity拉伸強度TensileStrength吸濕性Hygroscopicity吸濕性（Hygroscopicity）吸濕平衡：單位時間纖維材料吸收大氣中的水分等于放出或蒸發(fā)的水分，這種現(xiàn)象叫吸濕平衡。如進入纖維水分子多于放出的水分子，則表現(xiàn)為吸濕，反之表現(xiàn)為放濕。吸濕性：纖維材料在大氣中吸收或放出氣態(tài)水的能力?；爻甭蔠：紡織材料中所含水分重量對紡織材料干重的百分比。含水率M：紡織材料中所含水分重量對紡織材料濕重的百分比。回潮率：含水率：平衡回潮率：在一定大氣條件下，吸、放濕達到平衡時的回潮率。標準回潮率：在統(tǒng)一標準條件下，吸濕過程達到平衡時的回潮率。公定回潮率：為折算（商業(yè)）重量時加到干燥重量上的水分量對干燥重量的百分數(shù)。公定重量：紡織材料在公定回潮率時的重量。G—紡織材料濕重G0—紡織材料干重常用纖維的標準狀態(tài)下的回潮率和公定回潮率纖維種類標準回潮率（%）公定回潮率（%）原棉7~811．1苧麻（脫膠）7~812亞麻8~1112黃麻12~16（生麻），9~13（熟麻）14細羊毛15~17--洗凈毛--15山羊毛--15干毛條--18.25油毛條--19纖維種類標準回潮率（%）公定回潮率（%）桑蠶絲8~911.0粘膠纖維13~1513醋酯纖維4~77滌綸0.4~0.50.4錦綸63.5~0.54.5錦綸664．2~4.54.5腈綸1.2~2.02.0維綸4.5~5.05丙綸00氯綸--0氨綸--1吸濕等溫線吸濕機理及影響因素：第一批水分子—親水基團直接吸附，以后再吸附重疊成為間接吸附水，也可由纖維中其他物質(zhì)的親水基團所吸引。纖維高聚物中常見的親水極性基團：羥基，酰胺基，氨基、羧基等。天然動物纖維和植物纖維（包括再生纖維）含有較多的親水基團；合成纖維大多數(shù)不含有親水基團，吸濕能力較低。大分子結(jié)構(gòu)吸濕作用主要發(fā)生在非結(jié)晶區(qū)，水分進入結(jié)晶區(qū)量很少。大分子取向度對吸濕性影響很小。

比表面積越大，吸濕能力愈強。纖維表面分子具有比內(nèi)層分子多余的能量——表面能，表面能使液體向表面收縮——表面張力。

有些成分能吸著水分，而有些不易吸著水分。聚集態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài)伴生物吸濕等溫線：氣壓和溫度不變條件下，吸濕平衡回潮率隨相對濕度變化的曲線。各種纖維的平衡回潮率在相同的濕度條件下不同，表明纖維吸濕的階段性。不同的纖維具有不同的吸濕等溫線，曲線形狀呈反S形，反S形的明顯程度越突出，表明該纖維吸濕性越強。吸濕滯后現(xiàn)象在同一空氣條件下，紡織材料吸濕平衡回潮率比放濕平衡回潮率小的現(xiàn)象（或叫吸濕保守性，吸濕滯后現(xiàn)象）。纖維實際平衡回潮率與纖維在放濕或吸濕前的歷史有關(guān)。一般提的平衡回潮率指吸濕平衡回潮率。產(chǎn)生滯后的原因吸濕時纖維內(nèi)部氫鍵打開，纖維間作用力被破壞，微結(jié)構(gòu)單元距離被拉開。在此基礎(chǔ)上，當蒸汽壓減少纖維進行放濕時，水分子已經(jīng)和較多極性基團結(jié)合，要離開必需賦予更多能量；另外，放濕時內(nèi)部微孔單元已經(jīng)變大，不可能完全回復到原來狀態(tài)，導致纖維可以保持更多的水分，所以纖維放濕平衡回潮率會比吸濕平衡回潮率高。為了得到準確的回潮率指標，不僅需要在標準大氣條件下進行吸濕平衡，還要將材料在較低溫度下烘燥，使纖維回潮率遠低于測試要求的回潮率，然后再在標準狀態(tài)下達到吸濕平衡，減少吸濕滯后性誤差，這一過程稱為試樣預調(diào)濕。溫度對吸濕的影響一般情況下，隨空氣和溫度提高，平衡回潮率下降；在高溫高壓下，纖維因熱膨脹，導致內(nèi)部空隙增多，平衡回潮率略有增加。（水分子及大分子熱動能增大；蒸汽壓力提高）纖維結(jié)構(gòu)與吸濕的關(guān)系對質(zhì)量的影響：吸濕后纖維重量隨水分子量的增加而成比例增加。吸濕膨脹：吸濕后長度和截面均發(fā)生膨脹。橫向膨脹大而縱向膨脹小，表現(xiàn)出明顯的各向異性。對纖維密度的影響：開始時隨回潮率增大而上升，以后又下降。回潮率小時，吸附的水分子與纖維以氫鍵結(jié)合，而氫鍵長度短于范德華力的結(jié)合長度，故纖維吸附水分子后增加的體積比原來水分子體積小，從而密度有所增加。隨纖維體積顯著膨脹，而水的比重小于纖維，則密度又下降?；拘再|(zhì)（FundamentalProperty）吸濕性Hygroscopicity拉伸強度Tensile

Stre