纺织材料
纤维篇
黄晓茵 纺织服装职业学院纺织系 讲师
纺织材料是指纤维及纤维制品,具体表现为纤维、纱线、织物及其复合物。现代纺织中,纺织新材
料的研发,特别是纳米纤维的开发和使用,突破了传统意义上的纺织材料概念。纺织材料成为软物
质材料的重要组成部分,以“形”及其复合形式为研究主体是纺织材料的基本特征之一
纤
维
的
定
义
艾尼提显微镜下观测到的纺织纤维
仅靠加捻形成
纤维是指直径为几微米到几十微米,而长
度比直径大百倍、千倍以上的细长物质。
纺织纤维指可用来制造纺织制品的纤维。
1、适当的长度和细度
2、一定的强力、变形能力、弹性、耐磨
性、刚柔性、抱合力和摩擦力
3、一定的吸湿性、导电性和热学性质
4、一定的化学稳定性和染色性能
5、特种纺织纤维应具有能满足特种需要
的性能。
纺织材料的特征:
1、非均相、微米尺度,弱节为结构特征
2、轮廓外形,纠缠排列,多孔多表面
3、粘弹性、多表面性和弱节作用
纤维分类
认识、列举、知名、选择
1
纤维基本特征
区别、归纳、比较、阐述
2
纤维鉴别
鉴别、判断
3
纤维现状及发展
了解
4
目
录
任
务
一 纤维分类
纤维可以分成几类?分别是什么?
如何进行纤维的分类?
纤
维
的
分
类
按来源进行分类
天然纤维
自然界生长或形成的适用于纺
织用的纤维
化学纤维
用天然的或合成的高聚物为原
料,经化学和机械方法加工制
造出来的纺织纤维
纤维是构成纺织品的最基本单
元
天
然
纤
维
上图为棉桃和吐絮棉铃
天然纤维根据纤维的组成成分可分为:
1、纤维素纤维,如棉、麻
2、蛋白质纤维,如羊毛、蚕丝
3、矿物纤维,如石棉
棉产量最多,用途广
麻做包装和绳索,也用于服用类
羊毛制成呢绒、毛衫
丝制成绸缎
化
学
纤
维
上图为化学纤维加工流程之一
化学纤维一般分为:
1、再生纤维,如粘胶、醋酯纤维
2、合成纤维,如涤纶、锦纶、氨纶等
3、无机纤维,如碳纤维、玻璃纤维等
再生纤维:
以天然高聚物为原料经化学和机械方法
加工制造而成,其化学组成与原高聚物
基本相同的化学纤维
合成纤维:以石油、煤、天然气及一些
农副产品制得的低分子化合物作为原料,
经人工合成获得高聚物并纺制而成的纺
织纤维
再
生
纤
维
化学长丝
再生纤维分为:
1、再生纤维素纤维,如粘胶、醋酯纤维
2、再生蛋白质纤维,如大豆纤维等
再生纤维素纤维:
以天然纤维素为原料制成的纤维,如粘
胶以木材、棉短绒、甘蔗渣为原料制成
再生蛋白质纤维:
以天然蛋白质为原料制成的纤维,如大
豆纤维。
合
成
纤
维
吸湿导汗功能性纤维
合成纤维可分为:
1、常规化学纤维,如七大纶
2、差别化学纤维,如异形纤维等
3、功能纤维:抗紫外线纤维等
差别化学纤维:
利用对常规纤维进行物理、化学改性而
生产具有某种特性和功能的纤维。
功能纤维:
在纤维原有的性能之外,同时具有某种
特殊功能的纤维。
任
务
二 纤维的基本特征
纤维的基本特征主要包括哪些?
为什么要了解纤维的基本特征?各自有什么作用?
纤
维
的
外
在
特
征
色泽
色:指纤维本身呈现的颜色,如棉一般为乳白、淡黄色,若是彩棉,则棉纤维本身具有不同色泽
而化纤,因加工过程一般由经过提纯,故颜色普遍呈白色。
泽:指纤维的光泽,这与纤维的形态有关,如蚕丝光泽柔和,化纤光泽明亮,羊毛光泽温润等
即纤维的长短。
一般而言,天然纤维大多数为短纤维,唯一的长丝是蚕丝。而化纤则可根据织造需求人物地设定
纤维长度。
即纤维的粗细。
天然纤维的纤维细度很难人为控制,但化纤则可以通过加工进行调整。
长度
细度
纤维的形态结构需要借助显微镜进行观察。
天然纤维的横截、纵向结构一般都各具特征,是纤维鉴别的依据之一。
而化纤相对而言,特征不明显,只有少数化纤具有较突出的形态结构,此外化纤也可以根据加工
进行形态结构的变化,如异形纤维。
横截、纵向结构
成
纱
质
量
纤维长度
纤维细度
纤维外观形态
纤维形态结构
成纱质量
纤维通过加捻形成纱线。通过条干、强度和可纺性判定质量
纱线条干
纱线的主要线。条干不好指的是条干不均匀,会使强度下降
强度
纱线承受拉力的指标之一。强度越大,纱线质量越好
可纺性
与纱线品质、纺纱难易相关的性能。纤维的各种单项性质对纤
维的可纺性都有影响。
成
纱
质
量
可纺性
强度
条干
抱合力
影响纱线强度的因素
纤维越长
成纱强度越大
纤维越细
成纱强度越大
成纱条干恶化
强度下降
影响可纺性的因素
包括纤维的长度、细度、强度、卷曲,甚至是纤
维中的杂质、疵点以及伴生物,同时加工过程中
的摩擦和静电都对可纺性产生影响。
不同的纺纱工艺,对可纺性能的要求不尽相同
影响条干的因素
纤维越长,成纱条干越均匀
纤维越长,成纱后毛羽越少
纤维越细,成纱条干越均匀
影响抱合力的因素
纤维的卷曲,抱合力增强
抱合力越好,成纱质量越好
纤
维
素
纤
维
长
度
棉纤维长度(图片来源:网络)
1
棉纤维:
长度参差不齐,主体长度和品质长度
主体长度指棉纤维长度分布根数最多的
品质长度指主体长度以上各组纤维的重
量加权平均长度
2 工商交易中,一般以主体长度作为指标
品质长度是确定棉纺工艺的参数
3
短绒率指短于一定长度界限的短纤维量
细绒棉:25-31mm,界限16mm
长绒棉:33mm以上,界限20mm
变异系数表示棉纤维长度整齐度的指标
4 麻纤维:苎麻纤维长度较长:60-250mm
亚麻纤维较短:10-26mm
长度变异系数较其他天然纤维大
蛋
白
质
纤
维
长
度
美利奴羊毛(图片来源:网络)
1
羊毛纤维:
由于天然卷曲,分自然长度和伸直长度
自然长度指未消除羊毛卷曲的长度
伸直长度指消除卷曲且无拉伸的长度
2
羊毛因不同品种,在35-350mm范围
30mm以下的羊毛在加工过程中易形成
大肚纱等纱疵
3
羊毛长度影响品质也是选择工艺的参数
精梳毛纺的长毛纺纱,长度90mm以上
普梳毛纺的中毛纤维,长度55mm以上
4 蚕丝主要有桑蚕丝和柞蚕丝每粒桑蚕的蚕茧上大约可缫1000米丝
柞蚕的蚕茧约可缫500米丝
化
纤
纤
维
长
度
美利奴羊毛(图片来源:网络)
1
长丝:
化学纤维加工中不切断的纤维
2 蚕丝是天然纤维中唯一的长丝
3
短纤维:
化学纤维在后加工中根据纺纱要求切断
成各种长度规格的短纤维,可将其制成
棉型、毛型和中长型化纤
4 棉型:30-40mm、毛型:70-150mm、
中长型化纤:介于以上二者之间
纤
维
素
纤
维
细
度
麻织物(图片来源:网络)
1
棉纤维:
用线密度(tex)来反映粗细程度
取决于棉的品质和生长条件
2 细绒棉:
长绒棉:
3
麻纤维:
苎麻:
亚麻:
4
麻纤维的细度与长度存在明显相关
越长的纤维越粗,越短的纤维越细
麻纤维越细,柔软性越好
因长、细度整齐度较差,麻纱具有独特
粗节,形成织物粗狂的风格
蛋
白
质
纤
维
细
度
茧丝(图片来源:网络)
1
羊毛纤维:
细度是决定羊毛品质的重要指标
也影响加工工艺
表达方式:品质支数、平均直径和公支
一般为:
2
粗纺高级织物多用细羊毛或一级改良毛
轻薄织物选用同质细毛和改良毛
绒线用半细毛或土种毛
内衣穿着则需很细的羊毛
3
茧丝的直径主要与蚕吐丝口的大小及吐
丝时的牵伸倍数有关
一般速度越快,茧丝越细
4
桑蚕丝:13-18µm
柞蚕丝:21-30µm
棉
纤
维
的
结
构
形
态 显微镜下的棉纤维横截面
正常成熟的棉纤维截面呈不规则腰圆形,有中腔
未成熟的中腔较大,形态较扁
过成熟棉纤维截面呈圆形,中腔较小
显微镜下的棉纤维纵向
呈扁平带状
天然转曲是棉纤维所特有的纵向形态特征
在纤维鉴别中可利用这一特征将其与其他纤维区分开
麻
纤
维
的
结
构
形
态 显微镜下的苎麻纤维横截面
为腰圆形或扁平形,也有多边形等
中腔亦呈椭圆形或不规则形
胞壁厚度均匀,有时带有辐射状条纹
未成熟的纤维细胞断面呈带状
显微镜下的苎麻纤维纵向
粗细不匀,呈圆筒形或扁平带状
没有明显的转曲
纤维表面有时平滑,有时有明显的纵向条纹
两侧常有结节,裂纹左右倾斜或相交,无规则
麻
纤
维
的
结
构
形
态 显微镜下的亚麻纤维横截面
大多是多角形,细胞壁厚
茎梢部的单纤维细胞细小,有时无髓
多边形截面纤维占主体
显微镜下的亚麻纤维纵向
粗细均匀,有清晰的竹状横节、横节较规律。
相对于苎麻纤维,在显微镜下看起来呈杆状
羊
毛
纤
维
的
结
构
形
态
显微镜下的羊毛纤维横截面
一般呈圆形
细羊毛的截面接近圆形
粗羊毛的截面接近椭圆形
死毛的截面呈扁圆形
显微镜下的羊毛纤维纵向
有鳞片层覆盖
鳞片层的主要作用是保护羊毛不受外界条件的影
响而引起性质变化。另外,鳞片层的存在,还使
羊毛纤维具有特殊的缩绒性
蚕
丝
的
结
构
形
态 显微镜下的桑蚕丝纤维横截面
每根茧丝是由两根丝素纤维组成,再由丝胶
包裹,故其截面像一副眼镜。而丝素的截面
外形接近于三角形,角是圆的。但整根茧丝
的截面更近似于椭圆形
显微镜下的桑蚕丝纤维纵向
平直光滑,富有光泽
茧丝:纵向有许多异状的颣节
生丝:比茧丝光滑、均匀
熟丝:表面光滑、粗细均匀,少数地方有粗细变
化,光泽强而柔和
粘
胶
的
结
构
形
态 显微镜下的粘胶纤维横截面
锯齿形,有皮芯结构
显微镜下的粘胶纤维纵向
表面平滑,有清晰条纹
粘胶有长丝和短纤维两种形式
粘胶长丝又称人造丝,常用于纯纺或与蚕丝交织,制成美丽绸、富春纺等
粘胶短纤维俗称人造棉,常用于仿棉或与棉及其他棉型合纤混纺
毛型粘胶俗称人造毛,常用于与毛及其他毛型合纤混纺
醋
酯
纤
维
的
结
构
形
态
显微镜下的醋酯纤维横截面
多为瓣状,片状或耳状
无皮芯结构
显微镜下的醋酯纤维纵向
表面平滑,有沟槽
醋酯纤维所用原料与粘胶一样
该纤维根据乙酰化处理的程度不同,可分为二醋酯纤维和三醋酯纤维
二醋酯纤维制品具有蚕丝面料般的光滑和身骨,可制成缎类
三醋酯常用于经编面料,风格像锦纶面料,且具有较好的弹性和回复性,不易起皱,但易产生静电
涤
纶
的
结
构
形
态 显微镜下的涤纶纤维横截面
一般为圆形
显微镜下的涤纶纤维纵向
平滑光洁的圆棒状,有的有小黑点
涤纶是我国的商品名,俗称的确良,属聚酯纤维。
目前涤纶是世界上产量最大、应用最广的纤维 。
涤纶由短纤维和长丝两种形式。
最初涤纶以短纤维为主,包括棉型、毛型和中长型,用于各种混纺或纯纺面料。常见的由棉涤、毛涤、麻涤、涤黏等产品。
涤纶长丝可用于制成经编针织面料、仿真丝绸如雪纺、乔其纱等面料。
低弹丝可制成蓬松柔软,透气性好,并具有毛型感的针织或机织面料 。
锦
纶
的
结
构
形
态 显微镜下的锦纶纤维横截面
一般为圆形
显微镜下的锦纶纤维纵向
平滑的圆棒状
是世界上最早的合纤品种。
锦纶是聚酰胺纤维,也称为尼龙,锦纶6和锦纶66是应用最广泛的两种锦纶。
锦纶弹性好,回复性好,面料不易起皱。但纤维模量小,很小的拉伸力就能使面料变形走样,因而保型性差,外观不够挺括。
锦纶的耐磨性居纤维之首,常用来做袜子、手套、针织运动衣等耐磨面料
普通锦纶长丝用于针织机织产品,高弹丝适宜作针织弹力面料。
锦纶短纤维可与羊毛或其他毛型化纤混纺。
锦纶的相对密度较小,穿着轻便,适于做登山服、防水性和防风性的服装、宇航服、降落伞等。
腈
纶
的
结
构
形
态 显微镜下的腈纶纤维横截面
一般为圆形或哑铃形
显微镜下的腈纶纤维纵向
平滑的柱状,有少许沟槽和(或)条纹
是聚丙烯腈纤维的中国商品名,因很多性能与羊毛相似,固有“合成羊毛”之称。
腈纶具有质轻、价廉、耐晒、不霉不蛀、洗可穿性好,但易起毛起球。
以短纤维为主,其中大多数为毛型短纤维,用于纯纺或与羊毛及其他毛型短纤维混纺。
主要产品有腈纶膨体纱、毛线、针织品、方毛皮制品等。
中长型腈纶常与涤纶混纺制成中长型面料。
维
纶
的
结
构
形
态 显微镜下的维纶纤维横截面
大多数为腰圆形或哑铃形
显微镜下的维纶纤维纵向
扁平带状,有一两根沟槽
维纶是聚乙烯醇缩甲醛纤维的中国商品名,有“合成棉花”之称,常用来与棉混纺。
维纶的产品主要为棉型短纤维,用于床上用品,军用迷彩服、工作服等,一般只制作低档民用织物。
但因与橡胶有很好的黏合性能,被大量用于工业制品,如绳索、水龙带等。
丙
纶
的
结
构
形
态 显微镜下的丙纶纤维横截面
多数为圆形或近圆形
显微镜下的丙纶纤维纵向
表面平滑,有的带有疤痕
丙纶是聚丙烯纤维的中国商品名,具有独特的芯吸作用,导湿性高。
丙纶主要有长丝、短纤维和裂膜纤维三种形式。
长丝常用于仿丝绸、针织面料等制品
短纤维可纯纺或与棉纤维、粘胶混纺,织制服装面料
裂膜纤维则大量用于包装材料、绳索等
氯
纶
和
氨
纶
的
结
构
形
态
显微镜下的氯纶纤维横截面和纵向结构
截面接近圆形,纵向平滑或有一两根沟槽
显微镜下的氨纶纤维横截面和纵向结构
氯纶是聚氯乙烯纤维的中国商品名。
一般不用作服装用途。
阻燃性很好,是纺织纤维中最不易燃烧纤维。
主要用于产业用纺织品,如防毒面罩、绝缘布、仓库
覆盖布等。
也用作编制窗纱、筛网、绳索、网袋等。 截面是不规则圆形或土豆形,纵向平滑,有些有骨形条纹
氨纶是聚氨酯系纤维的中国商品名,也莱卡。
是一种高弹高伸纤维,享有“第二肌肤”的美誉。
广泛用于弹性面料、内衣、运动服、袜子等产品中。
氨纶在产品中主要以包芯纱或与其他纤维合股的形式
出现。
纤
维
的
物
理
特
征
吸湿性
纤维材料从气态环境中吸收水分的能力
单位面积纤维拉断时所能承受的最大负荷
纤维变形的恢复能力
强度
弹性
模量指的是材料在受力状态下,应力与应变之比
初始模量
纤
维
的
吸
湿
性
含水率:
纤维所含水分质量与纤维实际质
量的百分比
常用纤维的公定回潮率
回潮率:
纤维所含水分质量与干燥纤维的
质量的百分比
二者都是吸湿性的指标,现主要用回潮率
影响因素:
1、与孔隙率、孔隙特征有关:材料孔隙
率大,微孔且开口孔隙多的材料,含水率
大
2、与材料的化学成分有关:亲水性材料
则含水率大;憎水性材料则含水率小
3、与空气相对湿度和温度有关
(1)空气相对湿度越大,含水率越大;
反之相对湿度越小,含水率越小。
(2)温度越高,空气对水份蒸发能力越
强,含水率越小;反之温度越低,含水率
越大
吸湿性好,回潮率高,相对而言不易产生
静电
纤
维
的
吸
湿
性
棉纤维:
具有较好的吸湿性,使人感觉柔
软而不僵硬。
麻纤维:
吸湿性强,放湿散湿速度大,宜
做夏季面料。
羊毛纤维:
其吸湿性在常用纺织纤维中最为
突出,在湿润的空气中,羊毛吸
湿超过30%而不感觉潮湿。另外
在羊毛服装在淋湿后不像其他织
物很快有湿冷感。
蚕丝纤维:
吸湿性在天然纤维中比羊毛低,
比棉纤维高,也是其穿着舒适的
重要原因。
常用纤维的公定回潮率
粘胶纤维:
吸湿透气性优于棉,是常见化纤中
吸湿能力最强的纤维。
醋酯纤维:
吸湿能力较差,染色性能较粘胶差
涤纶、锦纶:
吸湿性差,穿着闷热,易产生静电。
腈纶:
吸湿性能较涤纶好,较锦纶差,易
产静电易吸灰。
维纶:
吸湿性能是合纤中个最好的
丙纶、氯纶:
二者吸湿性都很差,几乎不吸湿
回
潮
率 将纺织材料从一种大气条件下放置到另一种新的大气条件下,
纺织材料将立刻放湿或吸湿,
其中水分含量随之变化,经过
一定时间后,纺织材料的回潮
率逐渐趋于一个稳定值,这种
现象称之为“平衡”。此时的回
潮率称为平衡回潮率。
平衡回潮率
纺织材料在标准大气条件下,
达到吸湿平衡时,材料所具有
的平衡回潮,称之为标准回潮
率。
标准回潮率
纺织材料在实际所处环境下所
具有的回潮率称为纺织材料在
当时条件下的实际回潮率,也
称实测回潮率。
实际回潮率
为了进行公平贸易,人为规定
了大家都认可接受的交易用回
潮率,称为公定回潮率。
公定回潮率