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绪论一﹑两个基本概念纺织材料：用以加工制成纺织品的纺织原料、纺织半成品以及成品的统称，包括各种纤维、条子、纱线、织物（--复合物）等。纺织材料学:是研究纺织纤维、纱线、织物及其复合物等纺织材料的一门学科。二﹑研究对象：纤维﹑纱线﹑织物三﹑主要内容纺织材料的种类、组成、结构和性能等。纺织材料的组成结构与性能的内在联系与测试方法。（包括测试仪器的工作原理、使用、测试指标、测试数据的分析等）。影响纺织材料性能的因素及纺织材料的性能对纺织工艺加工和材料的应用产生的影响。纺织纤维、纱线、织物等纺织材料间性能的相互关系。纺织材料品质的评定。四﹑重要性纺织材料是纺织工业的基础；《纺织材料学》的学习是进一步掌握有关纺织专业知识的准备；学好《纺织材料学》将为今后在生产实践中合理使用材料、提高产品质量、开发新产品，进行科学研究提供理论和实践基础；《纺织材料学》成为一门独立的学科；第一章﹑纤维的分类及发展第一节﹑纤维及其分类一﹑纤维定义与要求1.纤维--通常是指长宽比在103倍以上、粗细为几微米到上百微米的柔软细长体，有连续长丝和短纤之分。2.纺织纤维--由于纤维大都用来制造纺织品，故又称纺织纤维。/长度达到数十毫米以上具有一定的强度、一定的可挠曲性和一定的服用性能，可以生产纺织制品的纤维。3.要求：（P13）总的要求：作为纺织纤维必须具有一定的物理、化学和生理性质，以满足工艺加工和人类使用时的要求。具体要求：有一定的长度和细度；有必要的强度及变形能力、弹性、耐磨性和柔性；有一定的吸湿性、导电性和化学稳定性等。对穿着用和家用纤维要有良好的染色性能应该是无害、无毒、无过敏的生理友好物质；对产业用纤维则还要求环境友好及特殊性能二﹑纤维的分类与命名纺织纤维种类很多，按来源和习惯分为天然纤维和化学纤维两大类1．天然纤维定义：凡是自然界里原有的或从经人工种植的植物中、人工饲养的动物中直接获取的纤维统称为天然纤维。分类：根据纤维的物质来源属性将天然纤维分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维。分类定义组成物质纤维来源植物纤维取自于植物种子、茎、韧皮、叶或果实上获得的纤维主要组成物质为纤维素，并含有少量木质素、半纤维素等，含量比随纤维的不同而不同①种子纤维：取自植物种子表面的单细胞纤维，如棉及彩色棉和转基因棉等纤维；②韧皮纤维：取自植物韧皮中的纤维，如苎麻、亚麻、大麻、黄麻、红麻、罗布麻、苘麻等；③叶纤维：取自植物叶子的纤维，如剑麻、蕉麻、菠萝叶纤维、香蕉茎纤维等；④果实纤维：取自植物果实的纤维，如木棉、椰子纤维；⑤竹纤维：取自竹类茎杆的纤维，如竹子纤维。动物纤维取自于动物的毛发或分泌液的纤维主要组成物质为蛋白质，但蛋白质的化学组成有较大差异①毛纤维：取自动物的毛发，由角蛋白组成的多细胞结构的纤维，如绵羊毛、山羊毛、骆驼毛、驼羊毛、兔毛、牦牛毛、马海毛、羽绒、野生骆马毛、变性羊毛、细化羊毛等；②丝纤维：指由昆虫的丝腺分泌物形成的纤维，如桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝、木署蚕丝、天蚕丝、樗蚕丝、柳蚕丝、蜘蛛丝等。矿物纤维从纤维状结构的矿物岩石获得的纤维二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化镁等各类石棉，如温石棉、青石棉、蛇纹石棉等2．化学纤维定义：凡用天然的或合成的高聚物以及无机物为原料，经过人工加工制成的纤维状物体统称为化学纤维。主要的特征：是在人工条件下完成溶液或熔体→纺丝→纤维的过程。分类：按原料、加工方法和组成成分的不同，又可分为再生纤维、合成纤维和无机纤维三类。分类定义纤维再生纤维以天然高聚物为原料制成浆液其化学组成基本不变并高纯净化后制成的纤维①再生纤维素纤推：指用木材、棉短绒、蔗渣、麻、竹类、海藻等天然纤维素物质制成的纤维，如粘胶纤维、Modal纤维、铜氨纤维、竹浆纤维、醋酯纤维、Lyocell纤维、富强纤维等；②再生蛋白质纤维：指用酪素、大豆、花生、毛发类、丝素、丝胶等天然蛋白质制成的，绝大部分组成仍为蛋白质的纤维，如酪素纤维、大豆纤维、花生纤维、再生角朊纤维、再生丝素纤维等；③再生淀粉纤维：指用玉米、谷类淀粉物质制取的纤维，如聚乳酸纤维（PLA）；④再生合成纤维：指用废弃的合成纤维原料熔融或溶解再加工成的纤维。合成纤维以石油、煤、天燃气及一些农副产品为原料制成单体，经化学合成为高聚物，纺制的纤维①涤纶：指大分子链中的各链节通过酯基相连的成纤聚合物纺制的合成纤维；②锦纶：指其分子主链由酰胺键连接起来的一类合成纤维；③腈纶：通常指含丙烯腈在85%以上的丙烯腈共聚物或均聚物纤维；④丙纶：分子组成为聚丙烯的合成纤维；⑤维纶：聚乙烯醇在后加工中经缩甲醛处理所得的纤维；⑥氯纶：分子组成为聚氯乙烯的合成纤维；⑦其他的还有乙纶、氨纶、乙氯纶及混合高聚物纤维等。无机纤维以天然无机物或含碳高聚物纤维为原料，经人工抽丝或直接炭化制成的无机纤维①玻璃纤维：以玻璃为原料，拉丝成形的纤维；②金属纤维：以金属物质制成的纤维，包括外涂塑料的金属纤维、外涂金属的高聚物纤维以及包覆金属的芯线；③陶瓷纤维：以陶瓷类物质制得的纤维。如氧化铝纤维，碳化硅纤维、多晶氧化物；④碳纤维：是指以高聚物合成纤维为原料经碳化加工制取的，纤维化学组成中碳元素占总质量90%以上的纤维，是无机化的高聚物纤维。纤维的分类因习惯叫法还可以按纤维的外观形态、性能或功能、加工方式、资源状态等进行分类。第二节﹑各类常用纤维简介一、天然纤维素纤维1．棉(1)棉纤维的形成棉纤维生长的三个周期:伸长期/加厚期/转曲期几个概念：天然转曲：棉铃裂开后吐絮，棉纤维与空气接触，纤维内水份蒸发，胞壁发生扭转，形成不规则的螺旋形，称为天然转曲短绒：在开花第三天后从胚珠表面细胞层所发生的纤维初生细胞，往往不久即停止发育，最后成为附在种籽表面的短绒不孕籽：胚珠内的卵细胞没有受精，胚珠上的初生细胞就逐渐停止生长，胚珠死亡，成为“不孕籽”(2)棉纤维的主要组成物质棉纤维的主要组成物质是纤维素。正常成熟的棉纤维纤维素含量约为94%。此外还有少量的多缩戊糖、蜡质、蛋白质、脂肪、水溶性物质，灰分等伴生物。(3)棉纤维的形状结构a.棉纤维的截面形态结构正常成熟的棉纤维，截面是不规则的腰圆形，内有中腔。棉纤维的截面由外至内主要由初生层、次生层和中腔三个部分生成。①初生层初生层很簿，纤维素含量也不多。纤维素在初生层中呈螺旋形网络状结构。与棉纤维的表面性质密切相关。②次生层次生层是棉纤维在加厚期淀积而成的部分，几乎都是纤维素。棉纤维的日轮：由于每日温差的关系，大多数棉纤维逐日淀积一层纤维素，形成了棉纤维的日轮。棉纤维具有天然转曲的原因：纤维素在次生层中的淀积并不均匀，以束状小纤维的形态与纤维轴倾斜呈螺旋形（螺旋角约250~300），并沿纤维长度方向有转向。次生层决定了棉纤维的主要物理性质。③中腔同一品种的棉纤维，外周长大致相等。中腔对棉纤维的颜色有影响。b.棉纤维的纵向形态棉纤维具有天然转曲，它的纵面呈不规则的而且沿长度方向不断改变转向的螺旋形扭曲。未成熟的棉纤维，截面形态极扁，中腔很大，过成熟的棉纤维，截面呈圆形，中腔极小。成熟正常的棉纤维转曲最多，未成熟的棉纤维呈薄壁管状物，转曲少，过成熟的棉纤维呈棒状，转曲也少。转曲数：棉纤维单位长度中扭转半周即180度的个数称为转曲数。一般长绒棉的转曲数多于细绒棉，细绒棉的转曲数约为39—65个/cm。(4)棉纤维的特性优点：棉纤维细长柔软，吸湿性好、耐强碱、耐有机溶剂、耐漂白剂以及隔热耐热，是最大宗的天然纤维。其长绒棉细绒棉粗绒棉不仅可以方便地进行各种染色和纺织加工，而且可进行丝光处理，或其他改性处理，以增加纤维的光泽、可染性及抗皱性等。丝光：棉纤维在一定浓度的氢氧化钠溶液或液氨中处理后，纤维横向膨化，从而截面变圆，天然转曲消失，使纤维呈现丝一般的光泽。如果膨化的同时再给予拉伸，则在一定程度上可改变纤维内部结构，从而可提高纤维强力。缺点：弹性和弹性恢复性较差、不耐强无机酸、易发霉、易燃。5)棉纤维的分类a.按品种分：细绒棉（陆地棉）/长绒棉（海岛棉）/粗绒棉（亚洲棉）/草棉（非洲棉）；三种棉纤维的比较长度(mm)细度(tex)强度(km)陆地棉(细绒棉)23~330.15~0.221~25海岛棉(长绒棉)33~640.12~0.1430亚洲棉(粗绒棉)15~240.25~0.412优点：纤维细、长，单纤维强力好，是纺制细特纱的不可多得的原料。缺点：含糖偏高（70.3%），易产生“三缠”现象b.按棉纤维的成熟度分：成熟棉、未成熟棉、完全未成熟纤维（死纤维）和过成熟棉及完全成熟棉；棉纤维的成熟度-----纤维胞壁的增厚的程度。如随着成熟度的增加，棉纤维的强度和模量增加、色泽变好，抗弯和弹性增加、转曲由少变多且明显，然后又逐渐变得不明显并最后消失。细绒棉的M在1.5~2.0为成熟纤维，一般纺纱用的M在1.7~1.8为最佳；未成熟的M1.5，过成熟的M2.0；死纤维M0.7，完全不成熟纤维M＝0，完全成熟纤维M＝5.0。长绒棉在1.7~2.5为成熟棉，理想的纺用M在2.0左右。c.按棉花色泽分:白棉、黄棉和灰棉。d.按初加工方法分:锯齿棉和皮辊棉。锯齿棉皮辊棉对纤维作用剧烈，纤维损伤较大缓和，纤维损伤小外观形态松散薄片状主体长度及整齐度主体长度短，整齐度较高长，低、短绒没法去除除杂设备有排杂、排僵设备无排杂设备轧工疵点多，如棉结、索丝等少，有黄根适宜加工细绒棉长绒棉产量高低(6)棉的其他品种a.种类：彩色棉、转基因棉。b.彩色棉定义：是指天然生长的非白色棉花。特点：回避染色加工，减少环境污染和能源消耗；色调偏深、暗；产量低、衣分率低、非纤维素成分含量高、纤维长度偏短、强度偏低、可纺性差等。在颜色上存在色谱不丰富、色泽不鲜艳、色泽稳定性差、色素遗传变异大等。c.转基因棉定义：是借助转基因技术得到的棉花新品种。特点：在于提高棉花的产量、质量和抗病虫害能力。(7)木棉属果实纤维；虽不适于单纤维纺纱，但可以混纺，尤其是作为絮填隔热吸声材料和浮力救生材料极佳。2.麻纤维(1)分类：韧皮纤维（软质纤维）：苎麻，亚麻，黄麻，大麻，洋麻等叶纤维（硬质纤维）：剑麻，蕉麻(2)麻纤维的初步加工目的：从韧皮或叶子中取出纤维；包括剥制和脱胶。脱胶的方法主要有：微生物脱胶和化学脱胶。工艺纤维：又称束纤维。亚麻、黄麻、洋麻等单纤维很短，不能采用单纤维纺纱，而是以许多植物单细胞藉胶质粘合集束作为纺纱用纤维，称为工艺纤维。(3)麻纤维的基本组成麻纤维的主要组成是纤维素，其含量视麻的品种而定,一般约占60％~80％。其中苎麻，亚麻的纤维素含量略高。黄麻、槿麻等则低些。除纤维素外还有木质素、果胶、脂肪及蜡质、灰分和糖类物质等。(4)麻纤维的特性麻纤维的吸湿性好、强度高、变形能力小，纤维以挺爽为特征；化学稳定性：耐碱不耐酸；(5)苎麻(中国草)a.截面特征：苎麻纤维截面为腰圆或跑道形，有中腔、腔壁有辐射状裂纹；纵向无明显扭转，表面有不规则的条纹、有横节。b.纤维特性：苎麻纤维素含量较高、木质素含量低，纤维弹性好、质地软。苎麻单纤维较长，可单纤维纺纱。苎麻纤维的细度直接影响可纺性和柔软性，纤维愈细，品质愈高，可纺支数愈高，成纱愈柔软。(6)亚麻a.截面特征：亚麻截面呈圆形和扁圆形，纵向中段粗两头细，有横节竖纹。b.纤维特性：亚麻单纤维长度较短，用工艺纤维纺纱。亚麻纤维存在于麻茎的韧皮组织中，经沤浸脱胶去除部分胶质，使粘连纤维束得到部分松散，再经压轧、打麻加工成“打成麻”，其截面中约有10~20根单纤维的工艺纤维。由于吸湿性好、导湿快、细度相对较细，是夏季衣衫的主要纤维原料。3.竹纤维(1)制造：竹纤维是利用机械方法来粉碎、分离，并配以物理化学方法剔除竹中的木质素、竹粉、果胶等物质，制取竹纤维，是原生纤维物质。(2)作用：竹纤维多用于建筑建材、汽车制造、污水处理等行业，但也有个别品种可用于纺织面料。用于纺织面料的竹纤维仅限于某些竹（慈竹）品种，有严格的要求，目前以产于浙江的毛竹为主。(3)基本特征：竹纤维单细胞的细胞壁为多层结构，长度约1.3~3.1mm左右，宽度约10~19mm，纤维素含量约