1、Fiber Theory,纤维及其织物的基本性能,6/22/2018,Chapter One:Fiber Properties,Primary Properties length-to-breadth/width ratio (长度); tenacity/adequate strength(粘度); flexibility/pliability(卷曲); cohesiveness/spinning quality(粘结度/可纺性); uniformity(均匀度)。Secondary Properties physical shape; density; specific gravity;lu
2、ster(光泽);moisture regain(回潮率);elastic recovery;elongation;resiliency;thermal behavior,;resistant to biological organisms;resistant to chemical etc.,6/22/2018,(一)length-to-breadth/width ratio (纤维的长度),纤维长度直接影响纤维的加工性和使用价值,反映纤维本身的品质与性能,故为纤维最重要指标之一,是纺织加工中的必检参数。,Table 1. length-to-width ratio of natual fi
3、bers,6/22/2018,Why?,通常纤维长度越长则其加工性能越好,并且纤维长度与纱线品质的关系也十分密切。在其他条件相同的情况下,纤维越长,且长度整齐度越好,则成纱强力就越高。在保证成纱具有一定强度的前提下,纤维长度长、整齐度好,则可纺性越高,条干越均匀,成纱表面光洁,毛羽较少。,6/22/2018,(二)Tenacity(强度),纺织纤维是长径比很大的柔性物体,轴向拉伸是其受力的主要形式,纤维的弯曲性能也与它的拉伸性能相关,因此纤维的拉伸性能是衡量其力学性能的重要指标。the tensile stress expressed as force per unit linear dens
4、ity of the unstrained speciman ASTM,6/22/2018,1、断裂强力(breaking strength )Pb 纤维能承受的最大拉伸外力,或单根纤维受外力拉伸到断裂时所需要的力,单位:N,cN,gf 2、相对强度 (1)、断裂强度( breaking tenacity) pb 简称比强度 或比应力,指单位线密度纤维所能承受的拉伸力,单位为N/tex,常用cN/dtex(或cN/d) (2)、断裂应力(breaking stress )s b 指单位纤维横截面上纤维所那承受的最大拉力,标准单位为N/m2(即帕),常用MPa (N/mm2) (3)、断裂长度(
5、breaking length )Lb 纤维本身重力等于其断裂强力时的纤维长度,单位为km,6/22/2018,(三)flexibility (弯曲性能),弯曲(bending)对材料施加一弯曲力矩,使材料发生弯曲。主要有两种形式:,F,一点弯曲(1-point bending),三点弯曲(3-point bending),6/22/2018,Flexibility,纤维的弯曲刚度RB (cNcm2)为 : RB=EI E为纤维的弹性模量(cN/cm2);I为纤维的断面惯性矩(cm4) 弯断,实质是弯曲外缘的拉断或内缘的挤裂。纤维弯曲刚度小,对应的织物柔软贴身,但易起球。,6/22/2018,
6、(四)Spinning Quality (Cohesiveness) 可纺性能,纤维间的摩擦是纤维形成并维持纤维集合体稳定结构的关键因素。纤维的摩擦和抱合是整个纺织品体系形成和加工的基础。,6/22/2018,Cohesiveness,纤维的摩擦与经典摩擦定律有不符之处,尤其对于纤维材料等聚合物软质材料,摩擦力不能简单地用上述线性关系来表示,在外加正压力为零时,纤维聚合体中由于蜷曲,转曲等形态因素存在,是纤维间的接触而抽拔时切向阻力并不为零,它在纺织材料中称为抱合力。纤维的摩擦抱合性质与可纺性、织物的手感、起毛起球、耐磨和抗皱等有关。与纺纱工艺的关系: 摩擦现象贯穿于整个纺纱过程; 与纱、布关
7、系:有了摩擦力,纱、布才具有一定服用价值。,6/22/2018,Why?,棉纤维具有的天然转曲是其具有良好的报合性能与可纺性能的主要原因之一,由此可见,天然纤维转曲越多的纤维品质越好。TwistTexturizing,6/22/2018,(五)uniformity 均一性,纤维细度及其不匀对纤维集合体性质的影响(1)对纤维本身 粗细将影响其比表面积SS,纤维的吸附性能和染色性质 纤维变粗,使纤维的弯曲刚度增大,点接触面积增大,纤维变得刚硬和触感粘涩、偏冷。 纤维间的细度不同,会引起纤维力学性质的差异,6/22/2018,Uniformity 均一性,(2)对纱线 纤维细,纱截面中的纤维根数增加
8、,有利于纤维间的相互接触和纱条均匀性的增加,使纤维的可纺性提高,但纱的结构膨松,有序性下降 (3)对织物,6/22/2018,Secondary Properties(一)Physical Shape,纤维结构内涵 长度、 截面、 表面形态、表面组成、表面结构,羊毛,兔毛,6/22/2018,例:合成纤维的丝光改性,涤纶的丝光处理表面(SEM),6/22/2018,(二)Luster,三原色由三种基本原色构成。原色是指不能透过其他颜色的混合调配而得出的“基本色”。以不同比例将原色混合,可以产生出其他的新颜色。 一般来说叠加型的三原色是红色、绿色、蓝色,而消减型的三原色是品红色、黄色、青色。,6
9、/22/2018,Luster,色牢度,是指纺织品的颜色对在加工和使用过程中各种作用的抵抗力。根据试样的变色和未染色贴衬织物的沾色来评定牢度等级。纺织品色牢度测试是纺织品内在质量测试中一项常规检测项目。水洗色牢度:ISO 105 C06: 1994/Cor.2:2002(E): 纺织品 色牢度试验 第C06部分:耐家庭和商业洗涤的色牢度 干洗色牢度:ISO105 D01:1993/BS EN ISO105 D01:1995: 纺织品 色牢度试验 耐干洗色牢度耐水色牢度:ISO 105 E01: 1994/Cor.1:2002(E): 纺织品 色牢度试验 耐水色牢度耐海水色牢度:ISO 105
10、E02: 1994/Cor.1:2002(E): 纺织品 色牢度试验 耐海水色牢度 汗渍色牢度:ISO 105 E04: 1994/Cor.1:2002(E) : 纺织品耐汗渍色牢度试验方法耐干热色牢度:ISO 105 P01: 1993: 纺织品 色牢度试验 耐干热(热压除外)色牢度 BS EN ISO 105-P01: 1995: 纺织品 色牢度试验 耐干热(热压除外)色牢度 摩擦色牢度:BS1006 X12:1990: 纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度 EN ISO105 X12:2002: 纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度 耐热压色牢度:BS EN ISO 105 X11: 1996:
11、 纺织品 色牢度试验 耐热压色牢度 光色牢度:GBT8427-1998 纺织品 耐人造光色牢度,6/22/2018,(三)Moisture Regain and Moisture Absorption,纤维材料从气态环境中吸着水分的能力称为吸湿性(hydroscopicity)一、吸湿指标及常用术语 回潮率W()regain; moisture regain 纺织材料中所含水分重量对纺织材料干重的百分比 含水率M()moisture content 纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿重的百分比,6/22/2018,Moisture Regain and Moisture Absorption,
12、公定回潮率official regain,6/22/2018,Moisture Regain and Moisture Absorption,对纤维力学性质的影响 1、一般规律:W增加,强力、模量、弹性和刚度下降,伸长增加。 2、吸湿能力差的纤维,W增加,强力变化不显著。 3、棉、麻纤维,吸湿后强力反而增加 。4、W增加,纤维的脆性、硬性减小,塑性变形增加,摩擦系数有所增加 。,6/22/2018,(四)Resiliency 折皱回复性,折皱回复性:织物在外力作用下产生折痕的回复程度。褶裥保持性:指服装上的褶裥能保持长久,而不会自动变形的性能。 折皱回复性影响因素: 1纤维的性质(几何形态、弹
13、性、抱合性) 2. 纱线结构 (捻度适中) 3. 织物结构 (厚度、机织物组织、密度、针织物密度) 4. 后整理(树脂整理、液氨处理) 褶裥保持性影响因素: 1纤维的热塑性和弹性 2. 纱线结构 (捻度适中) 3. 织物结构 (厚度) 4. 热定型处理时的温度、压强 5. 织物的含水率,6/22/2018,(五)Flammability and other thermal reactions 阻燃性和其它热性能,可燃性和阻燃性易燃纤维:纤维素纤维、腈纶可燃纤维:羊毛、蚕丝、锦纶、涤纶、维纶难燃纤维:氯纶不燃纤维:玻璃纤维、碳纤维等热收缩:热收缩的大小用热收缩率表示,它是指加热后纤维缩短的长度占原来长度的百分率。根据加热介质不同,有沸水收缩率、热空气收缩率和饱和蒸汽收缩率之分。熔孔性:当纤维及其制品上为热体所溅时被熔成孔洞的性能。 抗熔性:抵抗熔孔现象的性能。,6/22/2018,Additional Properties,Refer to the textbook P12,