纺织材料学

一、纤维大分子结合力：1 分子引力（范德华力），静电引力，诱导电动势，电子云旋转等产生。

作用距离3-5埃，能量2.1-2.3J/Mol. 1埃=1/10¯2 氢键:大分子之极性基团:羟基,胺基,羧基,酰胺基之间的静电引力.作用距离2.3-3.2埃，能量5.4-42.7 J/Mol.3 盐式键如-COOH¯与―NH2接近时,-COOH¯与-NH3距离0.9-2.7A,能量126—209.3J/Mol.4 化学键分子间在桥式侧基:如胱氨酸H O∣‖―N―C―C―N―∣∣H CH2∣S O∣‖―N―C―C―N―∣距离 0.9-1.9À能量209.3-837.36J/Mol.二、大分子的结晶态和非结晶态（不定形态）、三、大分子取向度：大分子排到方向与纤维轴向符合的程度。

取向度高时，纤维拉伸强度高，伸长能力小。

纤维多种光子力学性能特点明显。

四、构成纤维的各级：1、单分子2、基原纤：由单分子互相平行距离，相对形状等排到。

3、微原纤：由若干基原纤平行结合。

4、原纤：若干微原纤平行组成。

5、巨原纤：若干原纤组成。

6、纤维：若干巨原纤组成。

五、基本术语：1、绒密度单位长度的质量包括2、特克斯：1000米长克数（1米长毫克数）单位符号（tex）简称“特”或“号”→过去单位不用了。

它的1000信称乎特克斯它的十分之一称“分特克斯”dtex它的千分之一称“毫特克生产”mtex。

3、旦尼尔：9000米长克数、旦。

4、支数：单位质量的长度，分公制支数、英制支数5、公制支数：1g的长度米数Nm，如公制支数40公支可写成Nm40。

各种纤维（化学纤维）一、按高聚物来源分类：1、再生纤维：以天然聚合物为原料的化学，机械加工而成与原聚合物在化学但成上基本相同。

a粘胶纤维A（大量）b铜氨纤维纤维素纤维c 醋酯纤维B（小量）d 再生蛋白质维2、合成纤维：以煤、石油、天然气农副产品制得的低分子化合物（单体）为原料制得。

二、按内部组成分类1、聚酯纤维：有机二元酸与二元醇缩聚反应制得，含酯基―C―O―，现在主要是，对苯二甲酸乙二酯―涤纶。

2、聚酰胺纤维：分子主链由―（CONH）―结合的纤维。

①―「―NH-（CH2）-CO-」-②―「NH-（CH2）-NHCO-（CH2）-CO-」-①表示的聚胺反由一个单体溶聚而成，可以是链状也可为环状。

②表示的聚胺由二个单体溶聚组成，一手中单体有2个氨基一种有2个端羧基。

A、命名①以含“C”个数命名，如聚酰胺b，即是单体含6个“C”。

-「-NH-（CH2）-CO-」-②另一种以二元胺和二元酸的“C”个数，如聚酰胺6b，即以NH2-（CH2）5- NH2和COOH—（NH2）—COOH制得。

3、聚丙烯腈：是指丙烯腈占85%惧上的共聚物，丙烯腈结构如：―「CH2—CH「∣CN如果丙烯腈含量低于85%且称改性聚丙烯腈。

4、聚乙烯醇纤维：基本组成为「CH2—CH「，同于纯粹的聚乙烯醇耐热水性差，故在后加工中加入甲醛使一部分羟基与甲醛作用，从而制得聚乙烯醇缩甲醛-维纶。

5、聚丙烯纤维：丙纶「CH2—CH「∣CH36、聚氯乙烯纤维：氯纶「CH2—CH「∣C1三、按形态结构分：1、长丝化学纤维加制得的连续丝条，不经过切掉工序的称长丝。

分单丝、复丝、变形丝。

①单丝只有一根②复丝有多根2、短纤：由长丝切断3、复合纤：化纤横截面有两种或以上组分。

成分的排列可以是并列的也可以是皮包蕊的。

两种组分在截面中呈分散状的称为海岛型复合纤维。

4、异形纤维：用非圆形喷丝板制成的非圆形截而纤维称异形纤维，如三角形、三叶形、三角中空型号等。

5、粗细超细纤维：①粗特纤维：单丝细度在世。

1.1teX或1.65teX以上.一地毯等.②细特纤维: 细度大于0.044teX而小于0.11teX的纤维.组成长丝为高复丝.③超细纤维: 细度小于0.044teX的纤维,组成长丝为超复丝.化学纤维制备一、纺丝熔体、溶液制备：1、熔体2、溶液：分解温度低于熔点之聚合物，需用溶剂。

A、熔体纺丝：纺丝速度：900-1200m/min纺丝高度：4000m/min以上喷丝板孔数：长丝1-150 短纤400-1200B、溶液纺丝：1、湿法纺丝：喷丝孔4000-20000，以凝固液凝固，纺丝速度：50-100m/min。

2、干法纺丝：以在空气中溶剂挥发凝固，行速200-500m/min。

3、有色纺丝：纺前差色。

、4、异形纤维纺丝：喷丝中非圆形→形状5、复合纤维纺丝：两种组成以上→原料6、超细纤维纺丝：高速气流喷吹，拉伸。

二、化学纤维的上油、消光1、消光：根据不同要求可控制亮度，需加入消光剂，常加TiO2—现有的TiO2为金红石和锐钛矿的晶态变形体。

消光效应决定于消光剂与纤维折射率之商。

商越大消光效应越好。

通常短纤加工成无光或半无光，长丝一般为有光纤维。

2、上油：分纺丝油剂和纺织油剂。

化纤油剂一般使用表面活性剂及复合物或油脂类和表面活性剂为主成分之剂。

表面活性剂分：阳离子型、阴离子型、非离子性、两性离子等。

阳离子型：与亲油其相连的亲水基在水液中显阳离子性。

上油作用：提高柔软润滑和抚静电性，耐磨、耐热、手染、固色性。

纤维柔软性决定纤维的静摩擦系数。

润滑性习作定于系数的动摩擦系数。

抚静电原理：抚静电剂—表面活性剂，在纤维表面定向排列，亲水基向空气，疏水基向空气，疏水基向纤维。

①吸湿后降低纤维表面电阻-主要原因。

②面活性剂与纤维摩擦产生电荷相反、电中和。

③润滑作用降低摩擦系数。

三、弹力丝与膨体纱加工A 1、假捻法 2、刀刃擦过法 3、填塞箱法 4、喷气变形B 膨体纱加工：如腈纶膨体纱，在熔点以上拉伸在紧张状态下冷却。

后加上内应力较小的弹力纱，后经过加挡收缩。

四、聚酯纤维的制备及特征1、绦纶：聚对苯二甲酸乙二酯①聚酯（PET）切中之干燥，PET（熔体）切中在未干燥时是透明的无定形结构含水0.4%,水存在使高温纺丝时分子量降解变小且有汽泡或断头,切片的玻璃化温度为69%.干燥后含水率在0.1%以下.②PET成形:分子量在20000左右,熔体温度280左右.③PET初生纤维的后加工2、拉伸：刚成形的纤维取向不均匀，有放一定时间后内应力消除。

此时将纤维在玻璃化以上的温度拉伸可获得稳定的取向，提高纤维质量。

拉伸倍数一般在4-4.5倍。

3、热定型：拉伸后的纤维结构不稳定，易发生蠕变，沸水收缩高热定型可以稳定。

4、卷曲：增加可纺性5、切断6、PET性质：不含亲水性基团，口定回潮率0.4-0.5%.染色性:载体染色、高温度压染色、热溶染色，可在绦纶上接上黄酸基改性可用阳离子染色。

①PET机械性能：强度高、弹性回复性能好，普通绦纶强度为3.5-5.2CN/dtex,断裂伸长30%-40%耐磨好.②PET热性质:玻璃化温度在80℃左右,熔点255-256℃ 290℃分解,故纺丝时熔体温度为280℃左右,燃烧温度45℃ 230-240℃始软化.PET受紫外线照射使分子活化结构破坏,强度下.③PET化学性能:PET大分子中含酯键,故不耐强碱,高温更甚,在高温度压下能被醇分解.④PET改性:a染色性:加磺酸基用阳离子染色b起毛球:在PET分子中引入稳定基固提高粘度或在PET中加入对苯二甲酸锡盐等添加剂,降低摩擦系数.也可用表面处理.五聚酰胺纤维:名词----是分子链上有CO-NH基的纤维的总称.1、回潮率---公定4.5%,合纤中仅次于维纶.2、耐碱性---95℃以下10%NaoH 16H强度损失不计,在酸中酰胺断.3、锦纶6和66:干态玻璃化温度约45-60℃,水中玻璃化温度可降至室温以下.锦纶6熔点210℃―215℃,分解温300℃,耐高温93℃、耐高温130℃66熔点255℃4、锦纶大分子端基对光、热、氧敏感，致锦纶不耐光易变色脆化。

5、在锦纶大分子中加入芳香环，降低了分子柔顺性，提高刚度一芳纶有芳纶1313芳纶1314。

五、聚丙烯腈纤维聚丙烯腈景丙烯腈与第二第三单体的共聚纤维，丙烯腈含量85%以上称第一单体。

结构紧密、性脆硬、染色性差。

第二单体通常含有酯基化合物，第二单体的加入，大分子排列不齐玻璃化温度下降，纤维的耐热变色稳定性下降，纤维易变黄。

但弹性回复力好。

第三单体是向纤维中加入一定数量的亲染料基因，改善染色性能。

第三单体含量低一般为1%左右。

腈纶大分子呈不规则的螺旋结构，不具有真正的结晶结构，固此及有严格的结晶区和非结晶区，只有变低序之分，腈纶性质看守似羊毛，故有合成羊毛之称。

以短纤为主。

第三单体的引入，使纤维带上了酸性或碱性基因，因而能采用阳离子染料或酸性染料染色。

由于腈纶染色温度超过玻璃化温度故染料上染速率会快过一般合成纤维，易色花色差。

腈纶由于其螺旋结构故有两个玻璃化温度：80-100℃系低序区的玻璃化温度140-150℃为中序区的玻璃化温度327℃热转变点是变序区的“熔点”但组分共聚仅有一个玻璃化温度为75-100%左右，腈纶分子中含水量氰荃，耐日光与耐气候性特别好。

六、聚乙烯醇缩甲醛1、聚乙烯醇纤维，采用醋酸乙烯醇解法制，聚乙烯醇。

由于聚乙烯醇大分子中含-OH纤维是水溶液的，热处理解增加结晶度但有限在90℃热水中会溶，故对纤维进行缩甲醛处理，OH与甲醛结合生成醚。

降低亲水性。

2、维纶纤维耐碱不耐酸，能受沸NaOH作用溶于甲酸。

3、维纶吸湿性好，在常用合作中居首位5%。

七、聚丙烯纤维丙烯聚合无极性基分子间作用力小，故玻璃化温度在0℃以下纤维用聚丙烯必须采用等规聚合，使分子点阵排列165-170℃溶点。

丙纶是化纤中最轻的一种，不吸湿回潮率0%，染色因难，仿前染色。

丙维玻璃化温度很低，热定型不稳定、软化点140-150℃溶点165℃-173℃保温性能好。

丙纶易老化是因为分子中H活泼易生成游离基。

八、弹性纤维像橡胶，代表一聚氨酯弹性纤维。

溶点150-230℃。

化学纤维的形态尺寸与检验一、细度NO Ntex Nm二、密度纤维的密度：单位体积纤维的质量（g/CM3）1、最轻：丙纶0.91比水轻浮在水面2、最重:无机纤维.玻璃纤维2.54石棉2803、密度测量:一般以密度梯度法较多,将两种不同密度溶液放入梯度管中,从上→下密度大.将试样放入梯度管中.试样达到平衡时位置的液体密度即为试样密度.液体密度可用比重小球测定.四、变形丝的伸缩率L1-L0紧缩伸长率= ⅹ100（%）L0L1-L2紧缩弹性恢复率= ⅹ100（%）L1-L0L0----- 试样在轻负荷〔1.76ⅹ10-3CN/dtex(Zmg力/旦)〕作用30秒的长度(cm)L1-----除去轻负荷加上重负荷〔8.8ⅹ10-3CN/dtex(100mg力/旦)〕经30后试样的长度(cm)L2-----除去重负荷,经2分种后,再加轻负荷时长度(cm)纺织纤维的鉴别一、手感目测法（主要对天然纤维）1、棉：纤丝柔软、长度很短、有染色疵点2、麻：手感粗硬3、毛：较长、卷曲有弹性4、丝：长而纤细有特殊光泽二、燃烧法1、纤维素纤维：棉、麻粘胶着大速燃，留下白色灰尽。