1、纺织纤维的纺织纤维的内部结构内部结构纺织纤维的内部结构纺织纤维的内部结构v 纺织纤维内部结构主要可以分为三层：纺织纤维内部结构主要可以分为三层：v 大分子结构大分子结构v 超分子结构超分子结构v 形态结构形态结构一、大分子结构（一）大分子结构的基本特点（一）大分子结构的基本特点1、由许多相同或相似的原子团彼此以共价键联结、由许多相同或相似的原子团彼此以共价键联结而成。这些相同或相似的原子团称为大分子的单而成。这些相同或相似的原子团称为大分子的单基。基。2、组成高聚物大分子的单基数目称为聚合度。纤维、组成高聚物大分子的单基数目称为聚合度。纤维中各个大分子的聚合度不都是相同的，它们具有一定中各个大
2、分子的聚合度不都是相同的，它们具有一定的分布，这称为高聚物大分子的多分散性。的分布，这称为高聚物大分子的多分散性。3、由于化学键而引起的原子在空间的排列形式称为、由于化学键而引起的原子在空间的排列形式称为构型。大分子的构型有线型、枝型、网型三种。纺构型。大分子的构型有线型、枝型、网型三种。纺织纤维的大分子大多属于线型构造。羊毛纤维角朊织纤维的大分子大多属于线型构造。羊毛纤维角朊大分子之间有一些二硫键大分子之间有一些二硫键 SS 连接，可属于网连接，可属于网型构造。型构造。v（二）键的内旋转、大分子的构象和柔曲性v1、 内旋转： 大分子链中的单键能绕着它相邻的键按一定键角旋转。v2、 构象： 由
3、于键的内旋转引起的大分子中原子在空间的排列形式。v3、 大分子的柔曲性： 大分子内旋转的难易程度。（ 三）大分子结构对纤维性能的影响决定决定决定二、超分子结构v 超分子结构又称为 聚集态结构 ，指纺织纤维中大分子间的结构关系。（一）大分子间的结合力纺织纤维大分子间的结合力有 范德华力、氢键、盐式键和共价键 四种，其中以 范德华力和氢键 为主。v （二）结晶度v 1、纤维内某些区域由于大分子的侧吸引力使大分子相互整齐稳定地排列成具有高度的几何规整性，称为 结晶结构或有序结构 。v 纺织纤维的大分子极少有严格的三维空间的结晶结构，但习惯上仍将排列整齐有规律的区域称为 结晶区。另一些区域的大分子随机
4、弯曲配置，排列不规则，称为 无定形区 。v 2、纺织纤维内部结晶部分占整根纤维的百分比称为 结晶度 。v （三）取向度v 指纤维内大分子链主轴与纤维轴平行的程度。（四）超分子结构对纤维性能的影响三、纺织纤维的形态结构v 形态结构指测试手段能看到的结构，又分为微形态结构和宏形态结构 。v 微形态结构 指电子显微镜能观察到的结构，如微纤、微孔等。v 宏形态结构 指光学显微镜能观察到的结构，如皮芯结构、截面形态等。纺织纤维纺织纤维的鉴别的鉴别纺织纤维的鉴别纺织纤维的鉴别v 纤维鉴别的基本步骤：纤维鉴别的基本步骤：v、判断纤维的大类；、判断纤维的大类；v、具体分出品种；、具体分出品种；v、作最后验证、
5、作最后验证 。第一节第一节 纺织纤维的常规鉴别法纺织纤维的常规鉴别法v一、手感目测法一、手感目测法v 是最简单最常用的一种鉴别方法。是最简单最常用的一种鉴别方法。它是根据纤维的外观形态、色泽、手感它是根据纤维的外观形态、色泽、手感及拉伸等特征来区分各种纤维。及拉伸等特征来区分各种纤维。v 此法适用于呈散纤维状态的纺织原此法适用于呈散纤维状态的纺织原料料 。二、显微镜观察法二、显微镜观察法v 显微镜观察法是根据各种纤维的纵面、显微镜观察法是根据各种纤维的纵面、截面形态特征来识别纤维。天然纤维有独特截面形态特征来识别纤维。天然纤维有独特的形态特征，因此用显微镜鉴别法易于鉴别的形态特征，因此用显微镜
6、鉴别法易于鉴别出来。而大部分化学纤维的截面特征不太明出来。而大部分化学纤维的截面特征不太明显，因此必须把显微镜鉴别法与其他方法结显，因此必须把显微镜鉴别法与其他方法结合起来进行。通常是用显微镜进行初步鉴别合起来进行。通常是用显微镜进行初步鉴别后，还须用其他方法加以验证后，还须用其他方法加以验证 。三、燃烧法三、燃烧法v燃烧法是鉴别纺织纤维的一种快速而简燃烧法是鉴别纺织纤维的一种快速而简便的方法。它是根据纤维的化学组成不便的方法。它是根据纤维的化学组成不同，燃烧特征也不同，从而粗略地区分同，燃烧特征也不同，从而粗略地区分出纤维的大类。出纤维的大类。v 适用于单一成分的纤维、纱线和织适用于单一成分
7、的纤维、纱线和织物，不适用于混合成分的纤维、纱线和物，不适用于混合成分的纤维、纱线和织物。织物。鉴别步骤：鉴别步骤：v将试样接近火焰，观察试样在火焰热带中的反将试样接近火焰，观察试样在火焰热带中的反应；应；v将试样放入火焰中，观察其燃烧情况；将试样放入火焰中，观察其燃烧情况；v离开火焰，观察其延燃的情况；离开火焰，观察其延燃的情况；v用嗅觉闻燃烧时产生的气味，并观察试样燃烧用嗅觉闻燃烧时产生的气味，并观察试样燃烧后灰烬的特征等。后灰烬的特征等。v常见纤维的燃烧特征常见纤维的燃烧特征四、化学溶解法四、化学溶解法v化学溶解法是根据各种纤维的化学化学溶解法是根据各种纤维的化学组成不同，在各种化学溶液
8、中的溶组成不同，在各种化学溶液中的溶解性能不同的原理来鉴别纤维。解性能不同的原理来鉴别纤维。v此法可靠、准确，适用于各种纺织此法可靠、准确，适用于各种纺织材料。常在用其他方法作初步鉴别材料。常在用其他方法作初步鉴别后，再用溶解法加以证实。后，再用溶解法加以证实。五、药品着色法五、药品着色法v根据各种纤维的化学组成不同，对各种根据各种纤维的化学组成不同，对各种化学药品有着不同的着色性能，由此可化学药品有着不同的着色性能，由此可迅速鉴别纤维。适用于未经染色或未经迅速鉴别纤维。适用于未经染色或未经整理剂处理过的单一成分的纤维、纱线整理剂处理过的单一成分的纤维、纱线和织物。和织物。v国家标准规定的着色
9、剂为国家标准规定的着色剂为 HI-1号纤维鉴号纤维鉴别着色剂。目前常用的还有碘别着色剂。目前常用的还有碘 -碘化钾溶碘化钾溶液和锡莱着色剂液和锡莱着色剂 A。六、密度梯度法六、密度梯度法v密度法是根据各种纤维具有不同密度的特点来密度法是根据各种纤维具有不同密度的特点来鉴别纤维的。鉴别纤维的。v测定纤维的密度不但可以了解纤维的基本物理测定纤维的密度不但可以了解纤维的基本物理性能，而且可以作为研究纤维的某些超分子结性能，而且可以作为研究纤维的某些超分子结构和形态结构的一种有效手段。构和形态结构的一种有效手段。v测定纤维密度的方法很多，其中常用的是密度测定纤维密度的方法很多，其中常用的是密度梯度法。
10、这种方法是利用悬浮原理来测定固体梯度法。这种方法是利用悬浮原理来测定固体密度的一种方法密度的一种方法 。七、熔点法七、熔点法v熔点法是根据某些合成纤维的溶解特性，在化熔点法是根据某些合成纤维的溶解特性，在化纤熔点仪或附有加热和测温装置的偏振光显微镜纤熔点仪或附有加热和测温装置的偏振光显微镜下观察纤维消光时的温度来测定纤维的熔点，从下观察纤维消光时的温度来测定纤维的熔点，从而鉴别纤维。而鉴别纤维。v由于大多数的合纤没有确切的熔点，因此该方由于大多数的合纤没有确切的熔点，因此该方法一般不单独应用，而是在初步鉴别后作为验证法一般不单独应用，而是在初步鉴别后作为验证的辅助手段。的辅助手段。v此法适用于
11、未经抗熔等处理的单一成分的纤维此法适用于未经抗熔等处理的单一成分的纤维与织物。与织物。纺织材料的纺织材料的吸湿性吸湿性纺织材料的吸湿性纺织材料的吸湿性v第一节第一节 吸湿指标和测试方法吸湿指标和测试方法v一、吸湿指标一、吸湿指标v回潮率：回潮率： 指纺织材料中所含水分重量对纺织材料干重指纺织材料中所含水分重量对纺织材料干重的百分比。的百分比。v含水率：含水率： 指纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿重指纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿重的百分比。的百分比。二、吸湿指标的测试方法二、吸湿指标的测试方法（ 一）直接测试法一）直接测试法v1、烘箱干燥法、烘箱干燥法v原理原理 ：利用烘箱使纤维中水分蒸
12、发，然后称得干重，：利用烘箱使纤维中水分蒸发，然后称得干重，按公式计算材料的回潮率。按公式计算材料的回潮率。v特点特点 ：结果比较稳定，准确性高，温度易控制，但费：结果比较稳定，准确性高，温度易控制，但费时较多，耗电量大。目前是日常测试的主要方法，并时较多，耗电量大。目前是日常测试的主要方法，并用以核对其他方法的准确性。用以核对其他方法的准确性。v温度控制温度控制 ：利用水银触点式温度控制器。：利用水银触点式温度控制器。称取干重的方法：称取干重的方法：1）箱内热称：操作简便，目前大多采用）箱内热称：操作简便，目前大多采用这种方法。但称得的干重偏重。这种方法。但称得的干重偏重。2）箱外热称：称得
13、的重量偏轻，且结果）箱外热称：称得的重量偏轻，且结果稳定性差稳定性差 。3）箱外冷称：称得的重量准确但操作较）箱外冷称：称得的重量准确但操作较 麻烦，实用于小量试样。麻烦，实用于小量试样。2、红外线干燥法、红外线干燥法v 特点：烘干迅速，设备简单，耗电省，但温特点：烘干迅速，设备简单，耗电省，但温度无法控制，受热不均。度无法控制，受热不均。3、其它方法、其它方法v 真空干燥法：工作简便，试样用量少，测试结果精真空干燥法：工作简便，试样用量少，测试结果精确可靠。确可靠。v 高频加热干燥法：快速准确，热损耗小，受热均匀高频加热干燥法：快速准确，热损耗小，受热均匀，但设备费用高，投资多。，但设备费用
14、高，投资多。v 吸湿剂干燥法：结果精确，但费时，多用于科学研吸湿剂干燥法：结果精确，但费时，多用于科学研究。究。间接测试法间接测试法v （一）电学测定（一）电学测定v 1、 电阻测湿仪电阻测湿仪 ：利用纤维在不同的回潮率下具有：利用纤维在不同的回潮率下具有不同的电阻值，通过测电流的大小，可知回潮率的不同的电阻值，通过测电流的大小，可知回潮率的大小。大小。v 2、 电容测湿仪电容测湿仪 ：以一定量的纤维材料，放在一定：以一定量的纤维材料，放在一定容量的电容器中，由于纺织材料和水的介电常数相容量的电容器中，由于纺织材料和水的介电常数相差很大，材料含水量的变化引起电容的变化，从而差很大，材料含水量的
15、变化引起电容的变化，从而通过测电容的变化而测定回潮率通过测电容的变化而测定回潮率v （二）微波吸收法（二）微波吸收法利用水和纤维对微波的吸收和衰减程度不同，根据微利用水和纤维对微波的吸收和衰减程度不同，根据微波通过试样后的衰减情况，借以测得纤维的含水率或波通过试样后的衰减情况，借以测得纤维的含水率或回潮率。回潮率。微波测试仪器包括微波源、接受检测部和中间波导部微波测试仪器包括微波源、接受检测部和中间波导部等基本部分所组成。等基本部分所组成。特点：不必接触试样，快速方便，分辨能力高，可连特点：不必接触试样，快速方便，分辨能力高，可连续测定，便于生产上的自动控制续测定，便于生产上的自动控制 。（三
16、）红外光谱法（三）红外光谱法v 水对红外线不同的波长有不同的吸收率，而吸水量又水对红外线不同的波长有不同的吸收率，而吸水量又与纤维中水分的含量有关，根据试样对红外光谱的吸与纤维中水分的含量有关，根据试样对红外光谱的吸收图谱，从而推测试样的回潮率。收图谱，从而推测试样的回潮率。纺织纤维的吸湿机理纺织纤维的吸湿机理v 一、纤维的吸湿机理一、纤维的吸湿机理v 1、表面吸附、表面吸附 水分子停留在纤维表面水分子停留在纤维表面v 2、化学吸着水、化学吸着水 水分子与亲水基团结合水分子与亲水基团结合v 3、毛细凝结水、毛细凝结水 水分子进入纤维的微孔和缝隙水分子进入纤维的微孔和缝隙v 二、平衡回潮率二、平
17、衡回潮率v 当大气条件一定时，经过一定时间，纤维吸收的水分当大气条件一定时，经过一定时间，纤维吸收的水分子与从纤维中脱离的水分子数量相等，纤维的回潮率子与从纤维中脱离的水分子数量相等，纤维的回潮率趋于一个稳定值。处于这种平衡状态的纤维回潮率就趋于一个稳定值。处于这种平衡状态的纤维回潮率就称为平衡回潮率。称为平衡回潮率。v 三、吸湿滞后性三、吸湿滞后性v 1、定义、定义 （见图）（见图）v 在相同大气条件下，从放湿得到的平衡回潮率高于吸在相同大气条件下，从放湿得到的平衡回潮率高于吸湿平衡得到的回潮率，这种现象称为吸湿滞后性或吸湿平衡得到的回潮率，这种现象称为吸湿滞后性或吸湿保守性。湿保守性。v
18、2、形成原因、形成原因v 1、吸湿时，水分子进入纤维的无定形区，大分子间距、吸湿时，水分子进入纤维的无定形区，大分子间距离增加，少数连接点被拆开而与水分子形成氢键。放离增加，少数连接点被拆开而与水分子形成氢键。放湿时，水分子离开纤维，但由于大分子上极性基团与湿时，水分子离开纤维，但由于大分子上极性基团与水分子相吸引，阻止水分子离去，而且大分子间距离水分子相吸引，阻止水分子离去，而且大分子间距离也不能恢复到原来情况，因而保留了部分水分子。也不能恢复到原来情况，因而保留了部分水分子。v 2、纤维吸湿后由干结构变为湿结构，分子间距离增加、纤维吸湿后由干结构变为湿结构，分子间距离增加。放湿时，水分子脱
19、离后，湿结构中的活性基团变成。放湿时，水分子脱离后，湿结构中的活性基团变成游离基，由于分子间距较大，游离基很容易吸收水分游离基，由于分子间距较大，游离基很容易吸收水分子。因而就产生了吸湿滞后现象。（如图）子。因而就产生了吸湿滞后现象。（如图）v 四、吸湿等温线四、吸湿等温线v 在一定温度条件下，纤维材料因吸湿达到的平衡回潮在一定温度条件下，纤维材料因吸湿达到的平衡回潮率和大气相对湿度的关系曲线。率和大气相对湿度的关系曲线。v 常见纤维的吸湿等温线如图常见纤维的吸湿等温线如图v 吸湿等温线的规律：吸湿等温线的规律：v 1、曲线呈上升趋势，表明随着相对湿度的增大，纤维、曲线呈上升趋势，表明随着相对湿度的增大，纤维的回潮率增大。的回潮率增大。v 2、形状都呈反、形状都呈反 S形。说明各种纤维的吸湿机理基本一形。说明各种纤维的吸湿机理基本一致，即在相对湿度很小时，回潮率增加率较大；相对致，即在相对湿度很小时，回潮率增加率较大；相对湿度很大时，回潮率增加率也较大；但在中间阶段，湿度很大时，回潮率增加率也较大；但在中间阶段，回潮率增加率则较小。回潮率增加率则较小。v 形成原因如图形成原因如图v 由吸湿等温线和放湿等温线表示吸湿滞后性如图由吸湿等温线和放湿等温线表示吸湿滞后性如图
