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《高等纺织材料学》杜赵群（东华大学纺织学院）2013年-2014年第1学期《高等纺织材料学》第一章纤维的结构《高等纺织材料学》-第一章纤维的结构第一章纤维的结构•纤维结构为纤维固有特征，为本质属性，决定其使用特性。
•纤维结构的结构层次：•微细结构→集聚态结构→织态结构→宏观结构与形态•纤维微细结构的表征技术：•光学显微镜、电子显微镜、透射电子显微镜、X射线、红外、紫外、荧光、拉曼、原子力显微镜、核磁共振；•影响纤维理化性能的结构的表征技术：•热分析、动态和断裂力学法、质谱法等。
一、缨状微胞理论Nägeli：适宜淀粉和植物微胞+微胞间质Meyer & Mark：适宜淀粉和植物微胞+微胞间质阐述微胞中的晶体结构Spearkman：羊毛Staudinger：高聚物具有高的相对分子质量问题产生：1. 纤维素及其他聚合物分子的长度问题？2. 纤维究竟是分离的晶体组成，还是连续的均匀分子所连接而成？3. 天然纤维与化学纤维的微细结构异同？缨状微胞结构：微胞为晶区，由规整排列的长链分子构成；微胞间为非晶区，由晶区伸出的、无规则排列分子构成，为缨状须丛问题产生：1. 缨状微胞可解释基本的物理性能。
2. 但电子显微镜发现的纤维微细结构（原纤）的解释？2. 原纤内结构的假设，缨状微胞、？3. 原纤为结晶区？晶区与非晶区的交替？高度有序的无定形结构？二、缨状原纤理论晶区由连续的许多长链分子规整排列构成；大分子链从原纤中分裂出来，为缨状须丛，构成非晶区三、折叠链片晶体理论适用于合成的高分子量的化学纤维四、纤维结构的其他理论1. 准结晶状态结构四、纤维结构的其他理论2. 无定形结构3. 缺陷结晶形结构基于金属结构，无序区为结晶区中的缺陷构成四、纤维结构的其他理论3. 串晶结构五、纤维的弱节结构理论1. 弱节的定义与内涵由于结构弱节与形态弱节的差异，导致对应区域的力学性质较弱；结构弱节：纤维内部结构和外观形态的不匀或缺陷形态弱节：纤维明显的几何细颈部位、生长或加工、自然和人为造成的（1）纤维的细节：纤维均匀地由细→粗、由粗→细（2）天然生长的形态缺陷：风蚀、鳞片鼓胀、局部畸变（3）加工损伤：运输与加工过程中与机械的相互作用（4）内部结构缺陷：纤维原料的不均匀、加工与环境参数的变化一、纺织纤维结构的一般特征1.基本要求（1）分子链长度（2）线型长链、短支链、柔性（3）分子间相互作用（4）分子排列的取向、结晶，空隙或空间二、纤维结构的表征1. 聚合度及其分布凝胶色谱法、粘度法、光散射法、端基法相对分子质量的均值：Z均、重均、粘均、数均（大→小）2. 链段长度可运动的最小独立单元，公式均方末端距3.结晶度体积结晶度重量结晶度4.结晶区分布5.取向度大分子链节与纤维轴的平行程度，为平均值。
第一章“纤维的结构”1.STM与AFM2.微细结构与形态结构3.纤维的尺度与形态4.缨状分子与缚结分子5.有序与取向6.折叠链与伸展链7.纳米与亚微米8.内旋转与构象9.链段与链节10.晶体取向与分子取向11.X射线广角（XWAD）和小角（XSAD）衍射12.Hermans取向因子与X射线衍射法取向因子13.质量和体积结晶度（Xw与Xv）14.各向同性与各向异性体15.形态弱节与结构弱节16.应力弱节与应变弱节17.再生与人造纤维18.纳米纤维与超细纤维19.湿敏纤维与压敏纤维20.自适应（self-adapted）纤维和智能（smart）纤维21.形状记忆（shape memory）纤维与可呼吸（breathable）纤维22.相变纤维与热自适性纤维23.石墨与碳纤维结构24.可降解与可再生25.仿生材料与生物材料26.液晶与准晶27.混合与复合28.嵌段与接枝共聚物29.棉的螺旋与螺旋换向30.氢键与范德华静电引力31.α螺旋与β折叠构像32.丝素与丝胶33.羊毛的双边分布与丝的环状分布34.细胞核残留物与髓腔层35.7+X模型与7+2模型36.正皮质（ortho-cortex）与副皮质（para- cortiex）37.Lyocell与Tencel®38.涤纶分子的旁式与反式结构39.涤纶与PTT纤维40.蜘蛛丝与甲壳素纤维第一章 纤维的结构1. 试述纤维材料（Fibrous materials ）的结构、形、性、能的范畴，及其间的基本相互关系，尤其是结构与形；结构与性质的关系。
2.试述纤维结构的基本层次及名称，并讨论其间关系与结构特征及尺度。
3. 缨状微胞理论（fringed-micelle theory ）的基本特征为何？其可以解释纤维的哪些性能（举2~3例）？产生这类说法的依据为何？4. Howsmon 和Sisson 有序度表达法（《纺织物理》图1-5）与缨状微胞说的区别在哪？对纤维来说，其内部结构的表述应该为何？5. 试给出缨状微胞fc 和缨状原纤ff 结构模型在各自结晶度、晶区和非晶区模量都相同条件下，除显见的晶区长宽比d l /不同外，纤维的模量E 和强度σ均存在差异且模量fc ff E E >和强度fc ff σσ>的原因与证明，并讨论随微胞的d l /值增加，模量E 间的和强度σ间差异减小的理由。
纺织物理知识点1、毛纺织品产生静电的原因2、羊毛产生静电现象的原因3、羊毛打滚不会毡化和缩绒4、蚕丝为什么具有优雅的光泽？答案解析：1. 毛纺织品产生静电的原因（5点）（1）混入毛织物中的涤纶纤维比例越高，静电现象必然严重。
（2）纯毛纺织品的标准回潮率虽高达14%（20°C，相对湿度65%），但在相对湿度小于40%条件下也会有静电现象。
（3）纯毛纺织品在进行防毡缩整理，机可洗整理时，一般先进形氯化或氧化处理（俗称“减法”处理），接着为了改善手感及进一步改善毡缩性，需进行柔软光滑整理（俗称“加法”处理），如果采用有机硅类及聚氨酯类整理剂，就会产生静电现象。
（4）对毛线及毛针织品，以前大多采用土耳其红油进行柔软与蓬松处理。
由于土耳其红油带负电荷，不会产生静电问题。
然而，现企业大量的采用柔软效果更好的有机硅类整理剂进行处理，造成静电现象十分严重。
（5）浙江嘉兴地区羊毛衫市场上的纯羊毛衫大量使用有机硅类整理剂，其总用量甚至高达10%以上（对纤维重），造成了严重的静电现象。
2. 羊毛产生静电现象的原因（1）羊毛纤维内部是毛干，由20种α氨基酸所构成的蛋白质高分子组成，因亲水性好，是不会产生静电现象的。
（2）羊毛纤维的外部由鳞片层构成，其结构比较特殊。
由于鳞片层中胱氨酸含量高，其网状结构程度远远高于毛干部分，使得鳞片层的亲水性明显的变差。
（3）鳞片表层网状架构的稳定性比整个鳞片层网状结构的稳定性好的多，相应的鳞片表层的亲水性就更差些。
（4）鳞片表层的外层就是完全由脂肪长链构成的，称为类脂层，脂肪长链整齐地排列在外层中，相当于在羊毛纤维的外表涂上了一层油蜡，因此鳞片表层具有典型的疏水性。
（5）这一结构的特点正是羊毛纤维静电现象的结构基础和起因。
3. 羊毛打滚不会毡化和缩绒（1）鳞片在生长过程中，前缘向着纤维顶端，形成突出台阶。
脱离羊体的羊毛，在机械、水分、热、化学等的促进作用，会产生羊毛几何体的毡化现象，现在的羊毛是活羊毛。
目录第一章纺织纤维1-1纤维分类1-2常用纤维简介1-3纤维的物理性质1-4纤维鉴别法第二章纺织工程及人造纤维加工2-1 短纤纺纱工程2-2 混纺纱种类2-3 恒长纤维纺纱工程2-4 恒长纤维的蓬松伸缩加工处理2-5 纱线的撚向2-6 各种纱线的支数计算第三章准备工程3-1 概说3-2 整经工程3-3 上浆工程3-4 併经工程3-5 绫取工程3-6 穿梭工程第四章织布工程4-1 织机之分类4-2 力织机之运动4-3 织机之产量4-4 布料经纬纱辨别法4-5 布面及背面第五章织物组合5-1 概论5-2 基本组织5-3 采用哪一种织法可以获得最强织物5-4 特殊组织第六章针织物6-1 针织工业6-2 重要的针织名词6-3 圈距针的种类6-4 针织物的种类6-5 重要的特别纬编织物6-6 经编织物的6-7 针织物与梭织物的扼要不同点6-8 针织物的瑕疵第七章染整工程7-1 前言7-2 染色坚牢度7-3 染色工程第八章纺织印染工程8-1 前言8-2 印染方法8-3 印染的方式尾：贴合及涂布加工介绍第一章纺织纤维1-1醋酸纤维（Acetate Rayon）三醋酸纤维(Tri-Acetate Rayon)POLYAMIDE）P.A : 尼龙6 尼龙66POLYESTER）P.E.S :特多龙、华龙、违克龙、台丽龙POLYACRYLONITRILE）P.A.C : 爱克龙、卡司米龙polyvinyl Alchohol）P.V.A: 维尼龙（polyethelene）：P.E(polypropylene)：P.P(polyurea)：(Polyurethane)：Spandex 、Lycra天然纤维人造纤维1-2常用纤维简介一、天然纤维：棉、麻、毛、蚕丝1.棉：棉花是依附在棉种子上的种子纤维。
它在世界各地被度泛的使用已超五千年。
生长在美国，最好的海岛棉也是世界上最好的棉花。
其产量很有限，主要是易受虫害。
秘鲁棉（Pima）是一种品质非常好的绵：若在衣服上看到这种标志，即表示这件衣服是用非常好的棉纤维所做成的。
