1、第二章 纤维的结构特征第一节 纤维基本结构一. 形态结构1.定义: 纤维在光学、电子乃至原子力显微镜下能被直接观察到的结构影响力学性质、 光泽、 手感、 保暧性、 吸湿性等,二. 聚集态结构(超分子结构) 定义: 纤维大分子链间的作用形式与堆砌方式 影响吸湿性、力学性能、双折射等性质 .大分子之间的作用力 范德华力、氢键、盐式键、共价键 .结晶结构: 纤维大分子以三维有序方式排列的点阵结构,结晶度: 纺织纤维中结晶部分占纤维整体的比率 影响: 强力、伸长、吸湿、染色性能、,缨状微胞结构,折叠链片晶,缨状原纤结构,.取向结构: 大分子排列方向与纤维轴向吻合的程度影响: 强力、伸长、 光学和力学各
2、向异性 三. 大分子结构定义: 单个分子的结构，也是大分子的化学结构 1.单基: 纺织纤维大分子中完全相同或基本相同的链节影响: 吸湿性、染色性、耐酸碱性、化学稳定性 2. 聚合度: 一根大分子中具有单基的数量影响: 强度,3. 大分子的柔曲性: 大分子长链在一定条件下发生旋转的难易程度 决定 弹性、模量（柔软性）热性能 大分子: 折曲形、波浪形、螺旋形、折叠形,大分子柔曲性 示意图,四. 纤维的原纤结构 基原纤: 几根大分子相对稳定地结合在一起的大分子束大分子基原纤微原纤原纤巨原纤细胞,微原纤的堆砌形式示意图,第二节 典型纤维的结构与特征一 纤维素纤维(一) 大分子结构1.单基: 葡萄糖剩基
3、, 主链价键: 1,4 甙键 官能团: 三个羟基， 甙键空间构型: 椅式结构,2 聚合度 棉600015000，麻 10000以上粘 300 左右；富纤 3005003 大分子柔曲性甙键- 柔曲性； 氧六环-刚性4 大分子构象 棉-僵直的直链状； 粘胶-折叠链,(二) 超分子结构1 大分子间作用力: 范德华力、 氢键2 结晶度: 麻 棉 富纤 粘胶3 取向度: 麻 棉 富纤 粘胶(三) 形态结构:外皮 由蜡质、脂肪和果胶组成初生层 初生胞壁 由网状原纤组成S1 棉纤维横截面 次生层 S2 S3中腔,棉纤维横、纵向,截面结构,双边结构: 棉纤维干涸后，次生胞壁的各个部位在断面结构上有显著不同的现
4、象.化学反应性从C区至A区递减，B区中等。,棉截面,天然转曲: 正常成熟的棉纤维在棉铃裂开、纤维干涸后,胞壁产生忽而左旋,忽而右旋的转曲分布: 中部最多,根部较少,梢部最少形成的原因: 棉纤维次生层中,同层微原纤方向周期地改变,棉纵向,棉纤维天然转曲,棉纵、横向形态结构,苎麻纤维,苎麻纵、横向形态结构,亚麻纵、横向形态结构,亚麻纤维,富强纤维,Tencel 纤维,普通粘胶纤维,二. 蛋白质纤维(一) 大分子结构1 单基: 氨基酸基, 主链价键: 酰胺键 CO-NH官能团: -COOH, -NH2, -S-S-, -CO-NH-。2 聚合度: 角朊 500600, 丝朊 400左右3 大分子柔曲
5、性: 好角朊蛋白质主要呈螺旋链, 拉伸后转变为 直线曲折链丝朊蛋白质呈直线曲折链,直线曲折链,螺旋链,(二) 超分子结构1. 分子间作用力:毛: 范德华力、氢键、盐式键、二硫键丝: 横向间结合的化学键很少2.结晶度: 丝 毛正皮质结晶区较小, 吸湿性较高, 较柔软偏皮质结晶区较大, 吸湿性较小, 较坚硬3. 取向度: 丝毛,(三) 形态结构1. 毛纤维纵向：鳞片覆盖的圆柱体,具有天然卷曲 （羊毛沿长度方向具有的周期性自然卷曲 ）2. 横向：鳞片层皮质层 正皮质偏皮质间皮质髓质层双侧结构: 在细羊毛中正偏皮质分别位于纤维的两侧,并在长度方向上不断转换位置.,羊毛纵、横向形态结构,细羊毛 环状鳞片
6、,细羊毛 环状鳞片,细羊毛 典型环状鳞片,粗羊毛 龟裂状鳞片,半细毛 瓦状鳞片,羊毛横截面 光学显微镜照片,粗羊毛,细羊毛,羊毛横截面 扫描电镜照片,细羊毛纤维结构示意图,羊毛纤维结构层次示意图,绒毛、两型毛、粗毛、死毛,山羊绒 Cashmere,山羊绒 鳞片呈环状,山羊绒横截面,马海毛 鳞片呈镶嵌状,马海毛横截面,兔毛 Rabbit fibers,横截面,纵向,兔 毛,细兔毛 鳞片呈斜条状,粗、细兔毛横截面,兔毛纵、横向形态结构,驼绒 Camel fibers,纵向 鳞片呈斜条状,横截面,骆驼毛,纵向 鳞片呈不规则状,牦牛绒、毛横截面,牦牛毛,羊驼毛 鳞片呈环状（含斜条状）,3. 蚕丝横截面：桑蚕丝: 半椭圆形或略呈三角形柞蚕丝: 扁平三角形,丝素周围附有很多丝胶颗粒.丝素 两根平行粘合丝胶 由丝胶1,2,3,4 组成,4.蚕丝纵向: 平直光滑,没有除去丝胶的茧丝表面带有丝胶瘤节 5. 生丝: 由数根茧丝依靠丝胶粘合构成,横截面呈椭圆形,不规则圆形,近似三角形,四角形,蚕丝普通显微镜照片,桑蚕丝,柞蚕丝,蚕丝横截面,
