纤维素纤维性能表
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常用纤维的性能特征一、纤维素纤维(一)棉1.棉花的分类按棉花的品种分:陆地棉(细绒棉)、海岛棉(长绒棉)、亚洲棉(粗绒棉)、非洲棉(草棉)陆地棉:又称细绒棉,因最早在美洲大陆种植而得名,是世界上四个棉花栽种品中数量最多的品种,占世界棉花总产量的85%以上。
我国陆地棉栽培面积占棉田总数的98%以上。
海岛棉:又称长绒棉,原产美洲西印度群岛,后传入北美洲东南沿海岛屿种植,故名。
著名的埃及长绒棉,原属海岛棉系统,经长期选育驯化,品质优良,产量亦高。
中国生产长绒棉已有较长历史,但数量较少,现在新疆、上海和广州地区少量种植。
长绒棉品质优良,是高档棉纺产品的原料。
亚洲棉:又称粗绒棉,原产于印度,在中国种植已有二千多年,故又称中棉。
由于纤维粗短,只能适应个别纺织品种的需要,近年大部为陆地棉取代。
按棉花的初步加工分:皮辊棉、锯齿棉棉花的初加工过程是指籽棉上纤维与棉籽分离的过程,亦称轧棉。
皮辊轧花机加工的皮棉称为皮辊棉;用锯齿轧花机加工的皮棉称为锯齿棉。
按原棉的色泽分:白棉、黄棉、灰棉2.性能棉纤维的主要成分是含有大量亲水基团的纤维素(纤维素是天然高分子化合物,纤维素的化学结构式C6H10O5的构造单元重复构成),而且在纤维表层中又有很多孔隙,因此具有优良的吸湿性和芯吸效应,能在热天大量吸收人体上的汗水,并散发到织物表面,使穿着者感到舒适,不易产生静电。
棉纤维强度一般,不很耐磨,弹性较差,所以不是很耐穿。
棉纤维吸湿后强力增加,因此棉织物耐水洗,可用热水浸泡和高温烘干。
耐酸性:棉纤维抗无机酸的能力较弱,在浓硫酸或盐酸中,即使在常温下也能引起纤维素的迅速破坏,在稀酸溶液中随时间的延长,也能引起纤维素的水解,使强力降低。
汗液中的酸性物质也会损坏棉制品,所以应及时洗涤。
耐碱性:棉纤维比较耐碱,在常温或低温下浸入浓度18%—25%的氢氧化钠溶液中,可使纤维直径膨胀,长度缩短,此时,若施加外力,限制其收缩,则可产生强烈光泽,强度增加,提高吸色能力,易于染色印花,这种加工过程称为丝光。
一文看懂纤维素纤维一、粘胶纤维黏胶纤维是再生纤维素纤维的主要品种,是从不能直接纺织加工的纤维素原料(如棉短绒、木材、芦苇、甘蔗渣等)中提取纯净的纤维素,经过烧碱、二硫化碳处理后制备成黏稠的纺丝溶液,再经过湿法纺丝制造而成的纤维。
1.黏胶纤维的形态结构在显微镜下观察,黏胶纤维纵向呈平直的圆柱体,截面呈不规则的锯齿状,黏胶纤维的截面结构是不均一的,由外层(皮层)和内层(芯层)组成。
皮层的结晶度及取向度高,结构紧密度高于芯层。
芯层的结晶度和取向度均较低,结构比较疏松。
黏胶纤维在生产过程中,已经过洗涤、去杂和漂白,天然色素、灰分、油脂和蜡状物质等已被去除,是一种较为纯净的纤维,杂质含量比天然纤维素纤维要低得多。
2.黏胶纤维的化学结构和超分子结构黏胶纤维的化学组成与棉纤维相同,完全水解产物都是β-D-葡萄糖。
但黏胶纤维的聚合度比棉低得多,棉的聚合度为几千,甚至上万,普通黏胶纤维只有300400,高湿模量黏胶纤维,如“富强纤维”在500600。
黏胶纤维大分子所暴露的羟基和醛基比棉纤维多,吸湿性高,标准回潮率达到12%。
从超分子结构上看,黏胶纤维也是部分结晶的高聚物,但无定形区比棉高,结晶度较低,为30%-40%,晶粒尺寸粗大。
黏胶纤维的取向度也较低,但可随生产中拉伸程度的增加而提高,在低倍拉伸条件下,取向度为0.54:高倍牵伸下,取向度可达0.88、在聚合度一定的情况下,取向度愈高,纤维强度愈高。
3.黏胶纤维的性能黏胶纤维与棉、麻等天然纤维素纤维相比,由于聚合度、聚集态结构(超分子结构)和形态结构不同,性能方面有很大的差异。
普通黏胶纤维的湿强度仅是干强度的一半左右,这是因为黏胶纤维的聚合度和取向度低,无定形区大,水分子进入无定形区后,使分子间力进一步减弱,造成分子链易滑移而断裂,所以在染整加工时应采用低张力或松式加工。
同其他纤维素纤维一样,黏胶纤维对酸和氧化剂比较敏感。
但黏胶纤维结构松散,聚合度、结晶度和取向度低,有较多的空隙和内表面积,暴露的羟基比棉多,因此化学活泼性、对酸和氧化剂的敏感性都大于棉。
纤维素纤维性能表纤维来源纤维形态外观性能舒适性能耐用性与加工保养性能特点总结棉纤维(棉花的种子纤维,长绒棉/细绒棉/粗绒棉)呈细而长的扁平带状,纵向有螺旋状的转曲;截面为椭圆或腰圆形,中间有中腔。
长10-40mm。
染色性较好,易于上染各种颜色。
光泽较暗淡,风格自然朴实。
弹性差,不挺括,穿着时易起皱,起皱后不易回复。
较柔软,手感温暖,吸湿性好,穿着舒适,不易产生静电。
延伸性较低,弹性差,耐磨性不好。
耐碱不耐酸。
耐热性好。
易生霉。
遇水后的湿冷效应。
丝光、碱缩。
麻纤维(由麻类植物茎杆上的韧皮加工制得,亚麻/苎麻)纵向平直,有竖纹横节。
粗细不匀,截面不规则。
光泽较好,颜色为象牙色、棕黄色、灰色等,纤维之间存在色差。
不易漂白染色,较粗硬。
弹性差,易起皱且不易消失。
吸湿性好,放湿快,导热性好、挺爽、出汗后不贴身。
不易产生静电。
强度高,延伸性差。
耐水洗、耐热性好。
耐碱不耐酸。
易生霉。
苎麻、亚麻区别:性能相近,苎麻纤维更粗长,强度更大、更脆硬;染色性比亚麻好。
粘胶纤维(以木材、棉短绒、干蔗渣、芦苇等为原料,经物理化学反应制成纺丝溶液,然后经喷丝孔喷射出来,凝固成纤维)纵向为平直的柱状体,表面有细沟槽,截面为锯齿形,有皮芯结构。
染色性好,色谱全,染色鲜艳,色牢度好。
悬垂性好。
吸湿性好。
导热性好。
不易起静电和起毛其球。
强度低、耐磨、耐疲劳性较差。
弹性差,易起皱、不易回复、保形性差。
耐碱不耐酸。
易生霉。
人造棉(短纤维)、人造丝(长丝)。
预缩。
醋酯纤维(用含纤维素的天然材料,经过一定的化学加工制得,主要成分为纤维素醋酸酯)纵向有1-2根沟槽,截面为不规则的带状。
三醋纤具有较好的弹性和回复性,弹性大于二醋纤和纤维素纤维。
质量较轻,手感平滑柔软。
吸湿性、舒适性较纤维素纤维差,三醋纤易产生静电。
耐用性、耐热性较差。
耐碱不耐酸。
二醋酯纤维三醋酯纤维表2蛋白质纤维性能表纤维名称纤维形态外观性能舒适性能耐用性与加工保养性能特点总结羊毛纤维(绵羊毛,国际羊毛局)比棉纤维粗长,沿长度方向有立体卷曲,表面有鳞片,截面为圆形或接近圆形,有些有毛髓。
纺织纤维特性天然纤维棉化学定义:高聚合度(2000-3000)纤维素;棉属种籽的绒毛。
化学结构:密度(g/cm3):1.5-1.55熔化温度(℃):160-180,分解软化温度(℃):-熨烫温度(℃):180强力:公定(cN/tex):22-53湿(cN/tex):25-70断裂伸长:公定(%):3-7湿(%):3.2-7.4公定初始强性模量(N/tex):3.5-7回潮率(%):7-9常规湿度(%,BISFA):8.5限氧指数(LOI,%):18-20单体单元:2000-3000酸的作用:在加热条件下能被稀矿物酸攻击并降解,在冷的条件下也能被浓酸攻击并降解。
碱的作用:在冷和热的条件下都可耐受碳酸盐和碱性水溶液。
氧化剂和还原剂的作用:弱的氧化剂只会作用于纤维中的非纤维素组分;强氧化剂会攻击纤维素。
对还原剂不敏感。
有机溶剂的作用:不敏感。
染色性能:可使用除了酸性和分散染料以外的所有类别染料染色。
商标及制造商:U.S.A., MESSICO, BRISILE, U.R.S.S., INDIA, CINA, PAKISTAN, EGITTO, SUDAN以及其它较小的生产国。
亚麻化学定义:高聚合度(2500-3500)纤维素,来自亚麻茎组织。
化学结构:(C6H10O5)n, n=2500-3500密度(g/cm3):1.4-1.5熔化温度(℃):160-180,分解软化温度(℃):-熨烫温度(℃):-强力:公定(cN/tex):26-70湿(cN/tex):32-100断裂伸长:公定(%):2-5湿(%):3-6公定初始强性模量(N/tex):4-4.9回潮率(%):12-15常规湿度(%,BISFA):12.0限氧指数(LOI,%):-单体单元:2500-3500酸的作用:在加热条件下能被稀矿物酸攻击并降解,在冷的条件下也能被浓酸攻击并降解。
碱的作用:纤维原料比棉更为敏感;煮练与漂白过的纤维具有良好抵抗力(性能与棉类似)。
纤维素纤维性能表纤维来源纤维形态外观性能舒适性能耐用性与加工保养性能特点总结棉纤维(棉花的种子纤维,长绒棉/细绒棉/粗绒棉)呈细而长的扁平带状,纵向有螺旋状的转曲;截面为椭圆或腰圆形,中间有中腔。
长10-40mm。
染色性较好,易于上染各种颜色。
光泽较暗淡,风格自然朴实。
弹性差,不挺括,穿着时易起皱,起皱后不易回复。
较柔软,手感温暖,吸湿性好,穿着舒适,不易产生静电。
延伸性较低,弹性差,耐磨性不好。
耐碱不耐酸。
耐热性好。
易生霉。
遇水后的湿冷效应。
丝光、碱缩。
麻纤维(由麻类植物茎杆上的韧皮加工制得,亚麻/苎麻)纵向平直,有竖纹横节。
粗细不匀,截面不规则。
光泽较好,颜色为象牙色、棕黄色、灰色等,纤维之间存在色差。
不易漂白染色,较粗硬。
弹性差,易起皱且不易消失。
吸湿性好,放湿快,导热性好、挺爽、出汗后不贴身。
不易产生静电。
强度高,延伸性差。
耐水洗、耐热性好。
耐碱不耐酸。
易生霉。
苎麻、亚麻区别:性能相近,苎麻纤维更粗长,强度更大、更脆硬;染色性比亚麻好。
粘胶纤维(以木材、棉短绒、干蔗渣、芦苇等为原料,经物理化学反应制成纺丝溶液,然后经喷丝孔喷射出来,凝固成纤维)纵向为平直的柱状体,表面有细沟槽,截面为锯齿形,有皮芯结构。
染色性好,色谱全,染色鲜艳,色牢度好。
悬垂性好。
吸湿性好。
导热性好。
不易起静电和起毛其球。
强度低、耐磨、耐疲劳性较差。
弹性差,易起皱、不易回复、保形性差。
耐碱不耐酸。
易生霉。
人造棉(短纤维)、人造丝(长丝)。
预缩。
醋酯纤维(用含纤维素的天然材料,经过一定的化学加工制得,主要成分为纤维素醋酸酯)纵向有1-2根沟槽,截面为不规则的带状。
三醋纤具有较好的弹性和回复性,弹性大于二醋纤和纤维素纤维。
质量较轻,手感平滑柔软。
吸湿性、舒适性较纤维素纤维差,三醋纤易产生静电。
耐用性、耐热性较差。
耐碱不耐酸。
二醋酯纤维三醋酯纤维表2蛋白质纤维性能表纤维名称纤维形态外观性能舒适性能耐用性与加工保养性能特点总结羊毛纤维(绵羊毛,国际羊毛局)比棉纤维粗长,沿长度方向有立体卷曲,表面有鳞片,截面为圆形或接近圆形,有些有毛髓。
弹性好,吸湿后下降。
保型性好、有身骨、不易起皱。
染色性好。
手感柔糯,触感舒适。
吸湿性好,吸收相当的水分不显潮湿。
保暖性好,适宜做秋冬服装。
耐酸不耐碱,对氧化剂较敏感。
选用酸性或中性洗涤剂洗涤。
易生霉、生虫。
缩绒性毡合作用。
蚕丝(蚕的腺分泌物凝固形成的线状长丝,桑蚕丝/柞蚕丝)纵向平直光滑,横断面近似三角形。
闪光富有光泽触感柔软舒适。
吸湿性好。
不耐盐水侵蚀,耐酸不耐碱。
耐光性差垫布熨烫,防止烫黄和水渍。
易被虫蛀、发霉。
丝鸣效应。
表3合成纤维性能表纤维名称纤维形态外观性能舒适性能耐用性与加工保养性能特点总结涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯纤维,1946英国,达克纶/特丽纶)普通涤纶纤维的纵向平滑光洁,均匀无条痕,横截面一般为圆形,也可根据服装要求加工成其他形状,如三角形、扁圆形和中空形等。
染色性能较差。
面料挺括,不起皱,保形性好。
吸湿性能很差,干、湿状态下的纤维变化不大。
强度高、弹性回复性能好、耐磨性好。
对一般化学试剂性能较稳定,耐酸,但不耐强碱。
高温下的耐热性与稳定性好。
洗涤后快干免烫,洗可穿性能良好。
缺点:吸湿低、染色性能差、容易积聚静电、可纺性能差、织物易起毛起球。
涤纶的改性。
锦纶(聚酰胺纤维,1939美国,尼龙/卡普纶/阿米纶/锦纶6/锦纶66)纵向平直光滑,横截面可以是圆形或其他形状。
弹性好,回复性好,保形性不如涤纶,外观不够挺括。
吸湿性较差,染色性能较好。
比重较小,穿着轻便。
耐碱不耐酸,可溶于浓硫酸和盐酸中。
耐磨性好、强度高。
耐光性差。
耐磨性最好。
腈纶(聚丙烯腈纤维,1950,奥纶/阿可利纶/开司米纶)纵向呈平滑柱状,有少许沟槽,横截面呈哑铃形、圆形和其他形状。
与羊毛相比质轻、价廉、染色鲜艳、耐晒、不霉不蛀、洗可穿性好。
易起毛起球。
保暖性好。
吸湿性差,低于锦纶,易产生静电、吸灰。
耐用性较差。
耐矿物酸和弱碱。
耐日光性、耐气候性好。
柔软、蓬松、保暖,很多性能与羊毛相似,有“人造羊毛”之称。
耐日光性最好。
丙纶(聚丙烯纤维,1960意大利)纵向光滑平直,横截面为圆形和其他形状。
有蜡状手感和光泽,染色困难。
弹性好、回复性好,密度小0.91g/m3。
不吸湿,干湿状态下无明显变化。
易起静电和毛球。
强度高、弹性好,耐磨性好。
/耐热性、耐光性和耐气候性差。
化学稳定性好,耐酸碱。
轻,比重小。
芯吸效应(超细)维纶(聚乙烯醇缩甲醛纤维,1950日本)纵向平直,截面大多为腰子形/花生果形,有明显的皮芯结构。
弹性不如涤纶、锦纶等合纤,织物易起皱。
染色性较差。
吸湿性较好。
热导率低,质量较轻、保暖性好。
染色性能较差。
耐碱不耐酸。
强度和耐磨性较好。
耐干热性好、耐湿热性差。
耐日光性、腐蚀性好,不蛀不霉。
性能与棉相似,织物手感和外观像棉布,有“合成棉花”之称,常与棉混纺。
常用于产业用纺织品。
氨纶(聚氨酯弹性纤维,1945美国杜邦,莱卡)高弹性、高回复性和尺寸稳定性。
吸湿性小、染色性能较好。
耐热性差。
耐化学品性好。
保形性好,穿着舒适。
弹性好氯纶(聚氯乙烯纤维,滇纶)吸湿性差、染色困难。
弹性较好、有一定的延伸性,不易起皱。
耐热性差,70℃以上会收缩。
耐化学品性好。
在工业上用途广泛。
纤维的认识与鉴别纤维鉴别,就是利用纤维的各种外观形态或内在内在性质的差异,采用各种方法将其区分开来。
鉴别的步骤,一般是先确定大类,再分出品种,然后作最后的验证。
1手感目测法主要通过眼看、手摸来观察、感知纤维的长度、细度及其分布、卷曲、色泽及其含杂类型、刚柔性、弹性、冷暖感等来认识各种纤维。
常用纤维的手感目测比较如表1、2所示。
表1 天然纤维与化学纤维手感目测比较观察内容/纤维类别天然纤维化学纤维长度、细度差异很大相同品种比较均匀含杂附有各种杂志几乎没有色泽柔和但欠均一近似雪白,均匀,有的有金属般光泽表2 各种天然纤维手感目测比较观察内容/纤维品种棉苎麻羊毛蚕丝手感柔软粗硬弹性好,有暖感柔软、光滑,有冷感长度(毫米)15-40离散大60-250离散大20-200离散大很长细度(微米)10-25 20-80 10-40 10-30含杂类型碎叶、硬籽、僵片、软籽等麻屑、枝叶草屑、粪尿、汗渍、油脂等清洁、发亮通过手感目测可知,在外观方面,天然纤维与化学纤维差异很大,而天然纤维中的不同品种差异也很大。
因此,手感目测法是鉴别天然纤维与化学纤维以及天然纤维中棉、麻、丝、毛等不同品种的简便方法之一。
2燃烧法各种纤维的化学组成不同,其燃烧特征也不同。
通过观察纤维观察接近火焰、在火焰中和离开火焰后的燃烧特征,散发的气味及燃烧后的残留物,可将常用纤维分为三类,即纤维素纤维、蛋白质纤维及合成纤维三大类。
这三大纤维的燃烧特征有明显差异,如表4所示。
表3 三大纤维的燃烧特征纤维类别接近火焰在火焰中离开火焰后残留物形态气味纤维素纤维不熔不缩迅速燃烧继续燃烧细腻、灰白色烧纸味蛋白质纤维收缩渐渐燃烧不易延燃松脆、黑灰烧毛发臭味合成纤维收缩、熔融熔融燃烧继续燃烧硬快各种特殊气味燃烧法能有效地识别上述3大类纤维,在特定条件下,也可用于鉴别纤维,但难以鉴别相同种类中的不同品种。
3显微镜观察法借助显微镜观察纤维纵向外形和截面形状,或配合染色等方法,可以比较正确地区分天然纤维和化学纤维。
参见图/表1。
4溶解法利用各种纤维在不同的化学溶剂中的溶解性能来鉴别纤维的方法。
它适用于各种纺织纤维,特别是合成纤维,包括染色纤维或混合成分的纤维、纱线与织物。
5药品着色法该法根据不同纤维对某种着色剂呈色反应的不同来鉴别纤维。
它适用于未染色纤维、纯纺纱线和纯纺织物。
6红外吸收光谱鉴别法7系统鉴别法在实际鉴别中,有些材料使用单一方法较难鉴别,需将几种方法综合运用、综合分析才能得到正确结论。
鉴别程序:(1)将未知纤维稍加整理,如果不属于弹性纤维,可采用燃烧试验法将纤维初步分为纤维素纤维、蛋白质纤维和合成纤维三大类;(2)纤维素纤维和蛋白质纤维有各自不同的形态特征,用显微镜就可鉴别;(3)合成纤维一般采用溶解试验法,即根据不同化学试剂在不同温度下的溶解特性来鉴别。
机织物结构的分析试验试验步骤:测量织物厚度——测量织物密度——测量织物单位面积质量(以及经、纬纱质量)——分析织物组织(保留拆下的纱线)——用拆下的纱线分别测定纱线线密度、捻度、织缩率,分析纱线结构,鉴别纤维品种。
1织物厚度测定测试仪器:织物厚度仪测试原理:将试样放置在基准板上,用压脚对试样施加压力,测量接触试样的压脚面积与基准板之间的距离,即为厚度值。
测试步骤:清洁基准板和压脚表面,放下压脚,调节指示表读数为0。
升起压脚,将试样平整、无张力地放在基准板上。
轻轻放下压脚,在压脚接触到试样开始,经过30S立即读数。
结果计算:计算各次测得厚度值的平均值,用mm表示,精确至小数点后两位。
2织物密度测定测试原理:织物分解法分解规定尺寸的织物试样,记录纱线根数,折算至10cm长度内的纱线根数。
织物分析镜法适用于所有机织物,特别是复杂组织织物,测定在织物分析镜窗口内所看到的纱线根数,折算至10cm长度内的纱线根数。
移动式织物密度镜法使用移动式织物密度镜,测量织物经向或纬向一定长度内(5cm)的纱线根数,折算至10cm长度内的纱线根数,适用于所有机织物。
最小测量距离:精度要求测试方法:移动式织物密度镜法测量时,先确定织物的经、纬向。
测量经密时,密度镜的刻度尺垂直于经向,反之亦反。
将放大镜中的标志线与刻度尺上的0位对齐,并将其位于两根纱线中间作为测量的起点。
一边转动螺杆,一边计数,直至数完规定测量距离内的纱线根数。
若其始点位于两根纱线中间,终点位于最后一根纱线上,不足0.25根的不计,0.25—0.75根作0.5根计,0.75根以上计作1根。
结果计算和表示:将测得的结果计算出10cm长度内所含纱线的根数。
分别计算经、纬密的平均数,精确至0.1根/10 cm。
当织物是由纱线间隔疏密不同的大面积图案组成时,则应测定并记述各个区域中的密度值。
3织物单位面积经纬纱质量的测定测试原理:裁剪已知面积的试样,分离出经纱和纬纱,分别称重计算试样单位面积经纱、纬纱和织物的质量。
该法不仅可测得织物的平方米重量,而且可同时给出织物中经纱和纬纱的质量比例。
试样准备:在经过调湿处理的织物样品上,用大样板标出一个正方形,其对角线分别沿经纱和纬纱方向,在该正方形中间用小样板画一个面积不小于150cm2的正方形,其各边分别与经纱和纬纱平行,从样品中裁取试样。
标出织物的经纬向。
试验步骤:将已知面积的试样称重(电子天平)。
从试样上分离出经纱和纬纱(不能丢弃纤维屑),分别称重。
当经纱和纬纱质量之和与分解之前的试样质量差异大于1%时,应重复试验,以获得所需的精度。