第一章服装用纤维原料

第一章服装用纤维原料纤维分类及其结构特征纤维性能分析纤维鉴别第一节纤维分类与形态结构特征•一、纺织纤维分类(ClassificationofFibers)问题：是否所有的纤维原料都能用于纺织？•纺织纤维:狭义地说，服装原料是指纺织用纤维，即直径数微米到数十微米，长度比直径大许多倍（甚至上千倍）且在数十毫米以上，具有一定的强度、一定的可挠曲性和其他服用性能的纤细物质。用作服装原料的纤维，必须具备一定的条件：•具有一定的长度和细度•具有一定的强度和可挠性•具有一定的化学稳定性•具有一定的服用性能（一）天然纤维（naturalfiber）1.植物纤维2.动物纤维（vegetablefiber）（animalfiber）(1)种子纤维(1)毛(2)韧皮纤维(2)丝(3)叶纤维3.矿物纤维(4)果实纤维（mineralfiber）（二）化学纤维（chemicalfiber）1．再生纤维（man-madefiber）(1)再生纤维素纤维：粘胶、天丝(2)再生蛋白质纤维：大豆纤维、牛奶纤维(3)人造无机纤维：玻璃纤维、金属纤维(4)人造有机纤维：甲壳素纤维2．合成纤维（syntheticfiber）涤纶（polyester缩写PET,PES)锦纶（nylon缩写PA)腈纶（acrylic缩写PAN)丙纶（polypropylene缩写PP)维纶（vinylon缩写PVAL）氨纶（Lycra,andex）氯纶（polyvinyl-chlorid）纤维的俗称、代号(Abbreviations)二、纤维原料的结构特征•（一）纤维分子结构的基本概念•指纤维的微观结构，即构成该纤维的大分子的组成、构形及它们在空间的排列位置。（二）纤维分子结构特征1.纤维的组成单元——长链大分子纤维属于高分子化合物，即分子是由成千上万个原子组成的大分子。纤维大分子在纤维内一般呈直线状的长链，故也常将纤维分子结构称为链结构。聚合度:是指链节的数量.2.长链分子的排列和堆砌一根纤维是由许多长链分子组成的，而每条长链分子所含有的原子团、空间的几何形状及长短却有差异，不完全相同，因此，这些长链大分子在纤维内的排列不可能完全平行，表现出无一定的规律性，长链分子依靠分子间的相互作用力（分子引力、氢键、盐式键、化学键）聚集结合，排列堆砌成整根纤维。三、纤维原料的形态结构特征（一）形态结构（1）微观形态结构用电子显微镜能够看到的结构，微细缝隙、孔洞（2）宏观形态结构用光学显微镜能能够看到的结构，纵向表面特征、纵向形状，截面形态（二）常用纤维的形态特征1．棉纤维（CottonFiber）的形态结构将棉纤维放在显微镜下观察，可见：纵向形态:呈扁平带状，表面有天然转曲；横截面形态:呈腰圆形，中间有中腔。2.麻纤维的形态结构•⑴苎麻纤维纵向形态：表面有横节和竖纹；横截面形状：呈腰圆形，有中腔。截面上呈现大小不等的裂缝纹。苎麻纤维⑵亚麻纤维纵向形态：同苎麻；横截面形状：呈多角形，有较小的中腔。3．毛纤维的形态结构沿羊毛表面覆盖有鳞片层，头端指向羊毛的梢部。鳞片覆盖形态随毛纤维种类而不同，分为:环状覆盖，瓦状覆盖和龟裂状覆盖三种。毛纤维横截面形状：呈大小不等的圆形，有些有断续的毛髓层（一般在粗毛中）。毛髓层可减弱羊毛的强力。4.蚕丝的形态结构纵向形态：两根单丝并合而成，如树干状，粗细不匀，且有许多异状的节（即各种疵点）；横截面形状：呈半椭圆形或成三角形，且总是成对出现。5.化学纤维的形态结构•一般化学纤维分为长丝和短纤维两种，其截面形态多为圆形，而纵向光滑平整。但粘胶纤维是个例外，其截面形态为锯齿形，这与纤维生产过程中凝固时的收缩有关。第二节常用纤维的性能特征•一天然纤维（一）棉COTTON按品种分：1.细绒棉（大陆棉）长23-33mm，Nm7000-45002.长绒棉（海岛棉）长33-45mm，细度7000公支以上3.亚洲棉（粗绒棉、中棉）4.非洲棉（草棉）截面结构按初步加工分特点锯齿棉皮辊棉外观形态松散薄片状长度主体长度较短，长度整齐度较差主体长度较长，短绒含量较高杂质、疵点含杂低，棉结束丝多含杂高，黄根多加工效率加工效率高加工效率低适宜加工品种细绒棉长绒棉、低级棉、留种棉按色泽分1.白棉正常成长，吐絮的棉花，主要纺织原料。2.黄棉棉铃受霜冻影响，一般是低级棉，少量使用。3.灰棉发育中经吐絮后，雨水量多，纤维成长受阻，质量差，很少用。按地域分1.黄河流域2.长江流域3.西北内陆4.辽河流域5.华南棉区棉纤维的化学组成•组成元素：碳44.4%,氢6.17%,氧49.39%分子式：•棉纤维的主要性能–较好的吸湿性和染色性–较高的强力、较低的延伸性–耐碱不耐酸，可丝光处理–棉纤维耐热性好，熨烫温度可达190℃–耐日晒较好，但不如亚麻和羊毛–易霉变、弹性差、易褶皱（二）麻纤维苎麻：1.截面形态椭圆或扁平型，有中腔，腔壁有辅射状条纹。2.纵向形态无明显扭曲，有不规则的条纹，有横节。3.单纤维尺寸长20-250毫米（平均长度约60mm，最长600mm），宽30-40微米•麻纤维（BastFiber&LeafFiber）–主要成分为纤维素，并含较多的半纤维素和木质素，还有果胶、水溶性物质、蜡质和灰分等。半纤维素：木糖或甘露糖等组成的多糖的总称（多缩戊糖）Ramiestalkswithdecorticatedanddegummedfibers.Ramieplantsduringearlygrowth.苎麻纤维麻纤维主要性能良好的吸湿放湿性、良好的导热性耐热性好，熨烫温度可达200℃较高的强度(苎麻纤维具有很高的强度，在天然纤维中居于首位)、较小的伸长对霉菌病菌有抑制作用耐碱不耐酸纤维粗硬，手感挺爽弹性差，易生褶皱亚麻纤维盛开的亚麻Photographofflaxplantsinbloom.亚麻工艺纤维亚麻亚麻纤维的形态与品质特征1.生长部位亚麻麻茎很细，直径1—3mm。亚麻纤维在韧皮层中呈束状，每束有30-50根单纤维。2.形态截面呈多角形。纵向有横节、竖纹。3.单纤维尺寸细度：0.167-0.333tex，长度：10-26mm工艺纤维长度300-900mm。4.强伸性强度：5.5-7.9cN/dtex，伸长：2.5%。（三）毛纤维美利奴绵羊(Merino)毛纤维的结构（一）蛋白质纤维的大分子结构20多种α-氨基酸以酰胺键相联形成的多缩氨酸链（二）蛋白质纤维的超分子结构羊毛侧基R大、复杂，构象有螺旋链（α型），分子不易排列整齐，故比蚕丝的取向度、结晶度低。羊毛的形态结构1．鳞片层由片状细胞组成，根部附着于毛干，梢部张开并指向毛尖。鳞片覆盖形式有三种：环状、瓦状、龟裂状。细羊毛鳞片密度高（单位面积上的鳞片数多），鳞片张角大，多呈环状。鳞片主要保护毛干，会影响羊毛的光泽、手感和缩绒性。2．皮质层是羊毛的主要组成部分。一般由两种皮质细胞组成：正皮质，结构松散；偏皮质，结构紧密。绵羊毛的两种皮质分居纤维的两侧，且沿长度方向改变位置，形成双侧结构。由于力学性质的差异，形成了羊毛的天然卷曲。皮质层的比例越大，羊毛的性能越好。3．髓质层结构松散，使羊毛的强度、弹性、卷曲、染色性都变差。一般羊毛越粗，髓质层的比例越大。绵羊毛形态1.纵向：天然卷曲的圆柱状，表面有鳞片2.横向：近似圆形，可分为鳞片层，皮质层和髓质层毛纤维的物理性质1.保暖2.吸湿透气为天然纤维之最。纤维含亲水基团,－COOH--,--NH23.弹性好：内因：二硫键-S=S-外因：表面有卷曲4.光泽柔和：每一根纤维表面鳞片有漫射现象5.藏垢现象：灰尘藏到鳞片里，漫射6.缩水：热水、碱性、机械外力强时缩水很大7.不耐晒、不耐热,耐热性不如棉纤维好，熨烫温度一般160－180℃摩擦与缩绒性1．方向性摩擦效应逆鳞片的摩擦系数大于顺鳞片的摩擦系数。2．缩绒性羊毛在湿热条件下，经机械外力反复作用，纤维集合体逐渐收缩紧密、交编毡化的性能。应用：粗纺织物的缩绒、短纤维的粘合。%100uuuusasau内因:（a）表面鳞片的摩擦效应，（b）天然卷曲（c）高度的回复弹性外因:（a）湿（b）热：45度以上（c）助剂作用（d）机械外力利与弊：利——织物手感丰满、风格独特，可用于加工暖绒产品，如大衣呢等。弊——尺寸不稳定、缩水大，可通过氧化法或树脂法进行防缩处理。耐热性羊毛耐热性较差，在加工与使用过程中，要求干热不超过70℃。在100℃-105℃时，毛纤维很快失水、干燥而变的脆弱、泛黄、强度降低。热塑性：1.大分子螺旋型与曲折链型，因--S=S--的存在，可在一定条件下相互转换2.转换条件：湿、热，外力作用3.降温后变形可保持吸湿性吸湿性好，回潮率一般在15%-16%。截面吸湿膨胀率较高（18%）。在开水或水蒸汽中，纤维损伤明显。毛纤维的化学性质1、水：羊毛角蛋白不溶解于冷水，但可使纤维膨化，干燥后羊毛则会复原，但当处于110度以上的水中时，羊毛会遭到破坏，200度时几乎全部溶解。2、酸：弱酸或低浓度的强酸对羊毛不会构成破坏，短时间在硫酸作用下也不会损坏，但长时间会遭到破坏。3、碱：对角朊的作用是剧烈的，在煮沸的NaOH溶液中（3%以上浓度）使羊毛全部溶解，表现出不耐碱。4、氧化物：对羊毛是有损伤的，当浓度不高时，注意控制可用来漂白羊毛。5、霉蛀性：耐霉菌，但不耐虫蛀。6、有机溶剂：耐一般的有机溶剂。种类：蚕丝是天然蛋白质类纤维，是自然界唯一可供纺织用的天然长丝。分为家蚕丝与野蚕丝两大类。1、家蚕丝：桑蚕：最早在我国利用的天然纤维，被织成绫罗绸缎……等许多织物，久负盛名，是高级纺织原料，纤维细柔平滑，富有弹性，光泽、吸湿好。(四)天然丝2、野蚕丝：种类很多，常见有柞蚕丝，蓖麻蚕丝，樗蚕丝，樟蚕丝，天蚕丝等。其以柞蚕丝为主要产品，也是最早在中国利用的蚕丝。它的强伸度要比桑蚕丝好，耐腐蚀性，耐光性，吸湿性等方面也比桑蚕丝好，但它的细度差异大，丝上常有天然色，缫丝比较难，杂质也多，适合作中厚丝织物，质量好一些的丝可作薄型织物。蚕丝的形成：蚕丝是由蚕体内绢丝腺分泌出的丝依凝固而成的。吐出的丝则结成茧，对于一粒茧来说，可分为茧衣、茧层，蛹衬三个部分。茧衣与蛹衬的丝细度细、强度小，适于绢纺茧层为茧的主体，丝的质量最好。茧层的构成：主要成分是丝素和丝胶，一般丝素占72－81％，丝胶占19－28％。其它物质约占3％。桑蚕丝(MulberrySilk)一个茧内约有800～1000m长度的蚕丝。一个茧内抽取的丝称为茧丝，几个茧一起抽得的称为生丝。蚕茧蚕丝一根蚕丝由两根平行的单丝（丝素），外包丝胶而构成。两根单丝截面呈三角形。蚕丝除含丝素与丝胶外，还有色素、蜡脂、无机物等少量杂质。silk•桑蚕丝的性能–吸湿性能好，8-9％–纤细长丝，强力较高–光泽柔和美丽，有丝鸣–质轻、细软、光滑、富有弹性–耐光性差，导热性小–酸和碱都会使蚕丝纤维水解–多用于夏衣、时装、内衣等－耐热性梢好于毛纤维，熨烫温度160－180℃二化学纤维分类：按高聚物的来源分1．再生纤维：以天然高聚物为原料制得的、与原高聚物在化学组成上基本相同的纤维。2．合成纤维：以低分子化合物（单体）为原料，经人工合成与机械加工制得的纤维。（一）人造纤维普通粘胶纤维（Rayon）概况品质特征：⑴吸湿好、柔软。回潮率13－15％⑵染色性好，色泽鲜艳⑶湿强是干强的40％－50%⑷耐磨性差⑸尺寸稳定性差.熨烫温度低于棉纤维，一般为120－160℃•粘胶纤维的应用–普通粘胶纤维一般作为衣料、被面和装饰织物。富强纤维更适宜做衣料。强力粘胶大多用于工业用织物，如轮胎帘子线、传送带等。改性粘胶纤维具有多种用途，有的可做高档服装面料，有的可作医用缝线和止血纤维，还有的可用于航天工业。（二）合成纤维聚酯纤维（Polyester）（涤纶）涤纶纵、横向形态•性质•（1）机械性质•断裂强度较高，伸长率大；初始模量高；弹性回复性好；织物挺括，耐磨性较好，尺寸稳定性较好。•（2）吸湿染色差•W=0.4%；不能采用常温染色。易起静电，耐污性差。•（3）热学性质•熔点高，达255-265℃；耐热性和热稳定性好•（4）光学性质•耐光性好，