纖維形態(tài)的表征演示文稿

纖維形態(tài)的表征演示文稿當(dāng)前第1頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/291（優(yōu)選）纖維形態(tài)的表征當(dāng)前第2頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/292（1）根數(shù)加權(quán)長度

N為纖維的總根數(shù)；Ni為纖維頻數(shù)分布函數(shù)；

lmax為最長纖維長度

n(l)＝

Ni

/N，表示纖維長度的頻率密度函數(shù)根數(shù)加權(quán)長度的變異系數(shù)

當(dāng)前第3頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/293（2）質(zhì)量(重量)加權(quán)長度

Lm=Lw=巴布（Barbe）長度Bγ為纖維密度；S為單根纖維的平均截面積

當(dāng)前第4頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/294（3）截面加權(quán)長度Ls

Ls理論上是由質(zhì)量加權(quán)長度引出,典型的表達(dá)為豪特（Hauteur）長度H，Ls=H

，截面的頻數(shù)函數(shù)；s(l)，頻率密度函數(shù)若假設(shè)各單纖維的截面積Si

是一致的，則截面加權(quán)長度直接等于根數(shù)加權(quán)長度。

Si

=S，S(l)=N(l)·s，或s(l)=n(l)·s，當(dāng)前第5頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2952．纖維長度界限及含量值纖維長度界限（mm）：或稱界限長度，某特定纖維含量值C（％）條件下的纖維長度LC，如C=2.5％，則長度界限為L2.5。

短纖維含量SFC，通過設(shè)定最大短纖維長度界限LSF確定，基本表達(dá)形式是

SFC％（

<

LSFmm）

當(dāng)前第6頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/296二、纖維長度分布的基本測量

1．一端整齊法按纖維長短順序伸直均勻地排列，如拜氏圖；纖維只一端對齊的伸直平行，長短混合排列，如人工手排（羅拉法）或梳片排（梳片法）和機(jī)械自動排（Almeter法）

當(dāng)前第7頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/297圖3-2拜氏圖的意義及長度求法最大長度OC，交叉長度OL，有效長度L4B4短纖維含量Rn

纖維長度的整齊度K（％）

OB4=OB3/4B5B3=OB3/4當(dāng)前第8頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/298圖3-3Almeter長度測量儀工作原理示意圖原理：電容值與極板間的纖維質(zhì)量（Δm=S(l)·Δl·γ(l)）成正比，假設(shè)纖維密度γ(l)不隨纖維叢長度而變，極板寬度l為常數(shù)，則長度l處的纖維含量只與纖維叢的截面積S(l)有關(guān)。

當(dāng)前第9頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/299圖3-4累計分布和頻率密度函數(shù)為須從長度分布當(dāng)前第10頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2910圖3-5羅拉法測量原理圖我國棉纖維長度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中使用的方法，采用的長度指標(biāo)有主體長度、品質(zhì)長度、短纖維率、重量平均長度、長度均勻度和基數(shù)，多被纖維須叢測量法（HVI系統(tǒng)）所替代。

當(dāng)前第11頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2911圖3-6梳片式長度測量原理圖多用于毛、麻或仿毛類纖維長度的測量。將置于多排、等距（10mm）梳片內(nèi)的纖維條，從頭端以3mm的間距夾持取下，并轉(zhuǎn)移至另一相同的梳片架上，排成一端整齊的纖維叢。然后將排齊的纖維從頭端每10mm分組取下，稱重，得纖維各長度組的重量數(shù)據(jù)和長度分布直方圖。

當(dāng)前第12頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2912

2．逐根測量圖3-7Wira單纖維長度儀機(jī)構(gòu)及原理示意圖Wira(英國羊毛工業(yè)研究協(xié)會)單纖維長度儀是早期用以加速測量精梳毛條中各根纖維長度的一種半自動儀器，可以手工快速測量單纖維的伸直長度。當(dāng)前第13頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2913圖3-8AFIS纖維長度測量原理圖AFIS(AdvancedFiberInformationSystem)，Uster公司，用紅外光束快速檢測單根棉纖維的長度，以及直徑、棉結(jié)和雜質(zhì)的尺寸及數(shù)目的單纖維測試儀

當(dāng)前第14頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2914

3．纖維須叢法光照影法(HVI，HighVolumeInstruments)

圖3-9

纖維長度照影機(jī)測量原理解析圖當(dāng)前第15頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2915l

)(M(l)

Lm

x

O

Lmax

3.18mm

(或100%)

100

50

C

)(%)(xr

x

QL

2/1L2/1L1/2為上半部平均長度

LQ為品質(zhì)長度

Lmax

L2.5

Lm

L50

圖3-10纖維長度累積分布與透光曲線的關(guān)系圖整齊度指數(shù)（IU）:IU=（Lm/L1/2）×100整齊度（RU）RURU=（L50/L2.5）×100Lm為質(zhì)量加權(quán)平均長度，L1/2為上半部平均長度當(dāng)前第16頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2916圖3-11跨距長度對羅拉距離的意義2.5％跨距長度：指離纖維梳子即鉗口線3.18mm處纖維相對根數(shù)為100％時，從鉗口線到纖維根數(shù)為2.5％處的距離；50％跨距長度是指鉗口線到纖維根數(shù)為50％的距離當(dāng)前第17頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2917

普通夾

微夾

理想的圖3-12普通夾與微夾持的區(qū)別及理想夾取當(dāng)前第18頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2918三、纖維長度分布及其相互關(guān)系

1、纖維的長度分布

2．各種分布間的相互關(guān)系圖3-13

各實(shí)測長度分布的轉(zhuǎn)換計算示意圖當(dāng)前第19頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2919四、典型纖維的長度表達(dá)1．棉纖維(1)手扯長度(2)主體長度:指纖維試樣中含量最多的纖維的長度;(3)品質(zhì)長度:右半部平均長度,是指比主體長度長的那一部分纖維的重量加權(quán)平均長度;(4)基數(shù)S:以主體長度為中心，前后5mm范圍內(nèi)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和；(5)均勻度C=SLM(6)短絨率R:短于20mm（LM>31mm）或16mm（LM≤31mm）纖維的質(zhì)量百分比。

當(dāng)前第20頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2920圖3-14ATLAS結(jié)構(gòu)及毛叢長度測量原理2．毛、麻纖維(1)加權(quán)主體長度ML:即分組稱重時連續(xù)最重四組的加權(quán)平均長度；(2)質(zhì)量加權(quán)平均長度Lm和變異系數(shù)CVLm(3)主體基數(shù)SM:連續(xù)最重四組重量的總和占全部試樣重量的百分?jǐn)?shù)

(4)短毛率:30mm以下長度的重量占總重量的百分?jǐn)?shù)當(dāng)前第21頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2921

3．等長切斷化纖圖3-15切斷稱重法求等長纖維平均長度超長纖維：指實(shí)際長度≥7mm+LN（名義長度LN≤50mm）或≥10mm+LN（LN>50mm）的纖維，但長度必須<1.9×LN。倍長纖維：指未切斷的纖維其長度是LN的倍數(shù)（≥2）。Lcw為平均長度，Lc為中段纖維長度(mm)；Lss為最短纖維長度(mm)當(dāng)前第22頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2922第二節(jié)纖維的細(xì)度及其分布一、纖維的細(xì)度表征

1．特數(shù)Nt(tex)

、分特數(shù)Ndt(dtex)

2．旦數(shù)ND

當(dāng)前第23頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2923

3．公制支數(shù)Nm 4．直徑與截面積d纖維直徑（m），γ纖維密度（g/cm3）當(dāng)前第24頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2924二、纖維細(xì)度不勻指標(biāo)

1．細(xì)度不勻的概念

2．細(xì)度不勻指標(biāo)及分布圖3-16纖維直徑分布直方圖及分布曲線直徑不勻：均方差、變異系數(shù)CV、平均差、平均差系數(shù)

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)當(dāng)前第25頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2925三、纖維細(xì)度及分布的測量方法

1．稱重法圖3-17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）為所稱重量當(dāng)前第26頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2926

2．直徑測量法圖3-18OFDA（OpticalFiberDiameterAnalyser

）100測量儀基本原理與光學(xué)顯微鏡測量同，試樣可自動分離散落、試樣臺可自動x，y方向順序移動和快速復(fù)位，快速（１min）、大樣本（>2000根）

當(dāng)前第27頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2927圖3-19

激光掃描纖維直徑測量原理圖當(dāng)前第28頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2928

3．氣流儀法圖3-20氣流儀測量纖維細(xì)度原理示意圖當(dāng)前第29頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2929苛仁納公式

或K——系數(shù)，與纖維在管道中的排列狀態(tài)有關(guān)，并受空隙率ε的影響；△P——管道兩端的壓力差ε——空隙率，未被纖維占據(jù)的體積的比率S0——纖維的比表面積A——管道截面L——管道長度μ——?dú)怏w粘滯系數(shù)Hs、H——分別為每厘米纖維的理論重量和實(shí)際重量（μg）M＝H/Hs

（成熟度比，可認(rèn)為是棉纖維的成熟度）當(dāng)前第30頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2930圖3-21

振動（撥弦）法測纖維細(xì)度原理示意圖4．振動測量法當(dāng)前第31頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2931四、纖維細(xì)度及其不勻?qū)w維集合體性質(zhì)的影響（1）對纖維本身圓形

（）粗細(xì)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(xì)度不同，會引起纖維力學(xué)性質(zhì)的差異

纖維變粗，使纖維的彎曲剛度增大，點(diǎn)接觸面積增大，纖維變得剛硬和觸感粘澀、偏冷。

當(dāng)前第32頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2932（2）對紗線S為可紡性，L為纖維長度，英吋（1in=25.4mm）；nc為紡紗加工中紗截面中臨界纖維根數(shù)；Cvd纖維自身的細(xì)度不勻纖維細(xì)，紗截面中的纖維根數(shù)增加，有利于纖維間的相互接觸和紗條均勻性的增加，使纖維的可紡性提高，但紗的結(jié)構(gòu)膨松，有序性下降

當(dāng)前第33頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2933纖維細(xì)度種類線密度（dtex）直徑（mm）性能特征細(xì)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(xì)0.011~0.893.0~11.2吸濕、導(dǎo)濕、細(xì)膩、仿皮革皮革（特細(xì)）0.011~0.110.9~4.0透汽、防水、細(xì)密、麂皮特征極細(xì)0.0001~0.010.09~0.12吸附、超濾、功能納米尺度10-8~10-40.001~0.1特殊功能表3-4

纖維細(xì)度與功能的關(guān)系（3）對織物當(dāng)前第34頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2934第三節(jié)纖維的卷曲或轉(zhuǎn)曲一、纖維的卷曲形式及表征

1．卷曲現(xiàn)象圖3-22羊毛及毛發(fā)類纖維的各種卷曲及表達(dá)①~③無或弱卷曲，淺平波形，半細(xì)和土種羊毛；④鋸齒波形，人工；⑤和⑥正常卷曲波形，常波卷曲，美利奴羊毛和中國良種羊毛；⑦、⑧屬高卷曲纖維，粗羊毛和新西蘭羊毛；⑨和⑩為三維螺旋卷曲，部分粗羊毛和土種毛當(dāng)前第35頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2935表3-5澳大利亞羊毛的卷曲性與細(xì)度的關(guān)系羊毛的品質(zhì)支數(shù)纖維直徑um平均纖維長度mm卷曲數(shù)個/25mm8018.1～19.55522～247019.6～21.05722～246421.1～22.56720～226222.6～24.07016～206024.1～25.57716～205825.6～27.07816～205627.1～28.59213～165030.1～31.79613～164831.8～33.410010～134633.5～35.110810～134435.2～37.012710～13當(dāng)前第36頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2936填塞箱法復(fù)合纖維法加捻變形工藝編織解脫法圖3-23

變形紗中的卷曲形態(tài)當(dāng)前第37頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2937

2．纖維卷曲的測量圖3-24

單纖維卷曲測量法原理示意圖（a）單纖維拉伸曲線T0

：卷曲張力；GL：T=0時的夾持隔距；L0：纖維的自然長度；=L0-L1當(dāng)前第38頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2938圖3-24

單纖維卷曲測量法原理示意圖（b）纖維卷曲彈性測量儀測量卷曲數(shù)（個/cm）一個波長中纖維的長度卷曲率（%）卷曲回復(fù)率（%）卷曲彈性率（%）當(dāng)前第39頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2939

圖3-25

切斷纖維段的卷曲度計算原理圖曲率卷曲度卷曲數(shù)r為纖維段彎曲半徑；為纖維段兩彎曲拐點(diǎn)的切線夾角；為彎曲段的長度；0為兩拐點(diǎn)間的直線距離；L0取25mm。當(dāng)前第40頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2940圖3-26

羊毛毛叢的卷曲清晰性實(shí)物及示意圖清晰度Cd：對毛叢的紋理作圖像分析得出條紋的頻率及其均勻性，以及條紋的主頻率或規(guī)則條紋面積占所有頻率或面積的百分?jǐn)?shù)來描述纖維卷曲的規(guī)整度當(dāng)前第41頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2941圖3-27

纖維束拉伸曲線起始卷曲段求CdW0完全不均勻卷曲所做的功；W為實(shí)際卷曲不勻所做的功當(dāng)前第42頁\共有50頁\編于星期四\6點(diǎn)2023/5/2942二、纖維的轉(zhuǎn)曲（Convolution）及表征

1.纖維