摘要
一、紡織纖維的分類
天然纖維:植物纖維、動物纖維、礦物纖維
化學(xué)纖維:人造纖維、合成纖維、無機(jī)纖維
二、紡織纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基本概念
1、分子結(jié)構(gòu):高聚物、基本鏈節(jié)、聚合度、柔曲性
2、超分子結(jié)構(gòu):結(jié)晶度、取向度
3、形態(tài)結(jié)構(gòu):纖維表面狀態(tài)
三、纖維素纖維的結(jié)構(gòu)和性能
棉、麻、粘膠等的結(jié)構(gòu)和性能
四、蛋白質(zhì)纖維的結(jié)構(gòu)和性能
羊毛、蠶絲性能的異同,羊毛的特性所具有的性質(zhì)
五、合成纖維的結(jié)構(gòu)及性能
滌綸、錦綸、晴綸、丙綸、維綸的學(xué)名、特點
六、改性纖維:
化學(xué)改性:接枝、共聚、化學(xué)后處理
物理改性:異形纖維、復(fù)合纖維、變形纖維
第一節(jié) 紡織纖維的分類
制作服裝原料的品種很多,但用量最多的是各種纖維原料。纖維的種類很多,但并不是所有的纖維都可以作為服裝材料,只有符合下列條件的纖維,才能作為服裝用原料。
1)必須有一定長度,一般長度須在幾十毫米以上;
2)必須有一定的強(qiáng)度、可性,如物理機(jī)械性能(各種強(qiáng)度、延伸性、彈性、可塑性、吸濕性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、耐磨性、耐光性等);
3)必須有一定的化學(xué)穩(wěn)定性,耐熱、光、大氣、化學(xué)品、微生物等;
4)纖維的粗細(xì)應(yīng)該在一定的范圍內(nèi);
5)必須具有一定的服用性及包纏性,如可加工性、染色性、表面摩擦性、可溶、熔融性等
纖維原料可直接做成添絮料,而更多的是通過紡紗、織布制成各種面料、輔料等。
紡織纖維種類繁多,可分為天然纖維和化學(xué)纖維兩大類:
一、天然纖維
凡是自然界原有的或經(jīng)人工培植的植物上、人工飼養(yǎng)的動物上直接取得的紡織纖維。
一)植物纖維:主要組成物質(zhì)是纖維素,又稱為天然纖維素纖維。根據(jù)在植物上成長的部位的不同,分為種子纖維、葉纖維和莖纖維。
1)種子纖維:棉、木棉等;
2)葉纖維:劍麻、蕉麻等;
3)莖纖維:苧麻、亞麻、大麻、黃麻等。
二)動物纖維:主要組成物質(zhì)是蛋白質(zhì),又稱為天然蛋白質(zhì)纖維,分為毛和腺分泌物兩類。
1)毛發(fā)類:綿羊毛、山羊毛、駱駝毛、兔毛、牦牛毛等;
2)腺分泌物:桑蠶絲、柞蠶絲等。
三)礦物纖維:主要成分是無機(jī)物,又稱為天然無機(jī)纖維,為無機(jī)金屬硅酸鹽類,如石棉纖維。
二化學(xué)纖維
用天然的或人工合成的高分子化合物為原料經(jīng)化學(xué)紡絲而制成的纖維??煞譃槿嗽炖w維、合成纖維、無機(jī)纖維。
一)人造纖維
用纖維素、蛋白質(zhì)等天然高分子物質(zhì)為原料,經(jīng)化學(xué)加工、紡絲、后處理而制得的紡織纖維。
用失去紡織加工價值的纖維原料,經(jīng)人工溶解或熔融再抽絲而制成,其原始的化學(xué)結(jié)構(gòu)不變,纖維成分仍分別為纖維素和蛋白質(zhì),而形成的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)變化的衍生物,組成成分為纖維素醋酸酯纖維。
1)再生纖維素纖維:粘膠纖維、富強(qiáng)纖維、銅氨纖維等;(其區(qū)別為用燒堿、二氧化硫不同的溶液溶解)
2)纖維素酯纖維:醋酯纖維;
3)再生蛋白質(zhì)纖維:大豆纖維、花生纖維等。
二)合成纖維
用人工合成的高分子化合物為原料經(jīng)紡絲加工制得的纖維。
1)普通合成纖維:滌綸、錦綸、晴綸、丙綸、維綸、氯綸等;
2)特種合成纖維:芳綸、氨綸、碳纖維等。
三)無機(jī)纖維:以礦物質(zhì)為原料制成的纖維,如:玻璃纖維、金屬纖維等。
第二節(jié) 纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基本概況
任何物質(zhì)都是又分子堆砌而成,最簡單的分子是單原子分子,如金屬。紡織纖維除了上述的礦物纖維和無機(jī)纖維外,絕大多數(shù)都是高分子化合物,即高聚物。要了解防止纖維的化學(xué)性能、物理—機(jī)械性能,應(yīng)從高聚物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)取得依據(jù)。
高聚物是指有許多大分子(即長鏈分子、高分子)組成的物質(zhì)。
與低分子物質(zhì)相比,高聚物具有分子量高、并具有多分散性,只有固態(tài)和液態(tài)、沒有氣態(tài),熔點不明顯,難溶乃至不溶,熔液粘度大的特點。
紡織纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括大分子結(jié)構(gòu)、超分子結(jié)構(gòu)和形態(tài)結(jié)構(gòu)這三級結(jié)構(gòu)。
一、紡織纖維的大分子結(jié)構(gòu)
又稱為纖維的鏈結(jié)構(gòu),為一級結(jié)構(gòu)。
1、紡織纖維大分子的基本特點
高聚物大分子都是由許多相同或相似的原子團(tuán)彼此以共價鍵多次反復(fù)連接而成,這些相同或相似的原子團(tuán)稱為大分子的基本鏈節(jié)。
如A’—A—A—…—A—A” 等,A即為該大分子的基本鏈節(jié)。
組成高聚物大分子的單基數(shù)目稱為聚合度。
紡織纖維的聚合度是較大的,特別是天然纖維聚合度更高,如棉纖維近萬個,化學(xué)纖維為了適應(yīng)紡絲條件,聚合度較低,如再生纖維素纖維,約為300~500個,合成纖維則是數(shù)百個或上千個,因此大分子的分子量是很大的。而在同一根纖維內(nèi),各條長鏈分子的長短形狀也都不會完全相同,每條分子中的鏈節(jié)數(shù)也不完全一樣,通常講的分子長度是指的平均值。
2、鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn),大分子的柔曲性
大分子鏈的單鍵能繞著它相鄰的鍵按照一定的角度旋轉(zhuǎn),這成為鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)。由于鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn),使大分子可以在空間行程各種不同的分布方式,成為構(gòu)象,實際上并不存在完全自由的內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
長鏈分子在一定條件下(外力或熱運(yùn)動)下發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)的難易程度叫大分子的柔曲性。
大分子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)容易則柔曲性好。當(dāng)大分子住臉上的原子鍵彈性好,側(cè)基較小且份不均勻、對稱、側(cè)基結(jié)合力較小時,大分子的柔曲性好。
柔曲性好,纖維易變形、柔軟。
3、大分子結(jié)構(gòu)對纖維性質(zhì)的影響
單基的化學(xué)結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)的種類決定了纖維的耐酸、耐堿、耐光以及染色等化學(xué)性質(zhì);大分子上親水基團(tuán)的多少及強(qiáng)弱影響纖維的吸濕性;氰基的存在,有助于提高耐光性------大氣穩(wěn)定性;鹵素側(cè)基的存在,有助于提高難燃性;分子極性的強(qiáng)弱影響纖維的電學(xué)性質(zhì);大分子聚合度與纖維的力學(xué)性質(zhì),特別是拉伸性質(zhì)關(guān)系密切。聚合度達(dá)到一定數(shù)量時,纖維開始具有強(qiáng)力,纖維的強(qiáng)力隨著聚合度的增加而增加,這是由于聚合度增加時,大分子之間的結(jié)合力增加,當(dāng)增加到一定的聚合度后,強(qiáng)力趨于不變。一般聚合度分布較均勻,對纖維的強(qiáng)度、耐磨性、耐疲勞性、彈性都有好處。
二、紡織纖維的超分子結(jié)構(gòu)
又稱為為聚集態(tài)結(jié)構(gòu),為二級結(jié)構(gòu)。
超分子結(jié)構(gòu),是指出于平衡狀態(tài)室組成纖維的高聚物大分子相互之間的幾何排列。
1、紡織纖維大分子之間的結(jié)合
大多數(shù)紡織纖維重大分子之間是依*分子引力(范得華力)和氫鍵結(jié)合的,有些纖維還有鹽式鍵和共價鍵。高舉五大分子及和度高,分子之間距離較小,大分子排列的整齊緊密時,大分子間的總的結(jié)合量就很大,所以他不可能是氣態(tài),只有固態(tài)和液態(tài),分子之間作用力是構(gòu)成各種聚集態(tài)的重要基礎(chǔ)。
2、結(jié)晶度
防止纖維中大分子排列具有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu),纖維中某些區(qū)域由于大
分子的側(cè)吸引力使大分子相互整齊穩(wěn)定地排列具有高度的基和規(guī)則性,成為結(jié)晶區(qū)或有序區(qū)。
結(jié)晶區(qū)中大分子間由于側(cè)吸引力行程許多固定連接點,能夠承受較大的外力,受力時變形能力小,堅固穩(wěn)定。無定形區(qū)中由于大分子側(cè)吸引力而形成的固定連接點較少,受力時容易滑移,產(chǎn)生較大的變形。潔凈區(qū)具有明顯的熔點,比重比無定形區(qū)大,染色形比無定形區(qū)差,水分子容易進(jìn)入結(jié)晶區(qū)。
防止纖維內(nèi)部的結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)相互混雜配置著,結(jié)晶部分占整根
纖維的百分比稱為結(jié)晶度。
棉花的結(jié)晶度為65-70%,粘膠纖維35-50%,錦綸30-40%,總之,結(jié)晶度細(xì)小而均勻為好,結(jié)晶度過高,結(jié)晶顆粒過大,纖維呈脆性。
3、取向度
又稱定向度,為纖維內(nèi)大分子鏈主軸與纖維軸的平行程度,大分子與
纖維軸夾角不回事一律的,因此所謂取向度,只具有平均意義,其本身成為一個分布。
三、纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)
一般指在電子顯微鏡下和光學(xué)顯微鏡下直接觀察到的部分結(jié)構(gòu)形態(tài)。
向臺結(jié)構(gòu)對纖維的力學(xué)性質(zhì)、光澤、手感、保暖形、吸濕性、染色形等都由影響。如中空三角纖維具有蠶絲光澤效應(yīng),多葉形化纖具有麻的手感,中空纖維的保暖形好等.
第三節(jié) 纖維素纖維的結(jié)構(gòu)及性能
服裝原料中常用的棉,麻,粘膠纖維的主要組成的物質(zhì)都是纖維素。在人們?nèi)粘7美w維中,天然纖維占55%,棉類占50%,可見用量之大。
一、纖維素纖維的大分子結(jié)構(gòu)
纖維素大分子的基本鏈節(jié)是葡萄糖基。相鄰的葡萄糖剩基轉(zhuǎn)過180度,彼此以甙鍵-O-相連而形成大分子,其鏈節(jié)結(jié)構(gòu)為纖維素甙糖。
葡萄糖剩基的氧六環(huán)上有三個羥基—OH,羥基和甙鍵是纖維素大分子的官能團(tuán),他們決定纖維素纖維比較耐堿不耐酸(甙鍵對酸比較敏感)紫外線會使甙鍵變?nèi)?,發(fā)生氧化降解作用,使纖維強(qiáng)力下降。
棉纖維素大分子的平均聚合度為10000左右,麻在10000以上,粘膠纖維約為300左右,富纖大于400。
甙鍵的存在使大分子具有柔曲性,而氧六環(huán)的存在使大分子的柔曲性受到影響,大分子的構(gòu)象一般認(rèn)為是直鏈狀,單可以有一定程度的彎曲與扭轉(zhuǎn),一般纖維素纖維的柔曲性較差,則回彈能力差,耐疲勞性能也差,尤其是低聚合度的粘膠纖維。
二、纖維素纖維的超分子結(jié)構(gòu)和形態(tài)結(jié)構(gòu)
1、棉COTTON
棉鈴?fù)滦跚?,纖維內(nèi)含有較多水分,經(jīng)伸長并加厚以后,棉纖維成為不同厚薄的管狀細(xì)胞。
由于纖維素是以螺旋狀原纖形態(tài)一層層的淀積,螺旋方向有左旋也有右旋,在一根纖維的長度方向反復(fù)改變,因而當(dāng)棉鈴裂開,纖維干涸后,胞壁產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),形成所謂“天然扭曲”。
棉纖維的橫斷面有許多同心層組成,目前可區(qū)分成六個層次,主要有初生層,次生層和中腔三個部分。
除纖維素外,棉纖維還附著有5%左右的其他物質(zhì),稱為棉纖維的伴生物,棉纖維的表面含有脂蠟質(zhì),俗稱棉蠟,棉蠟對棉纖維具有保護(hù)作用,是棉纖維具有良好紡紗性能原因之一。但高溫時,棉蠟熔融,以至影響紡紗工藝,棉布在染整加工前,必須經(jīng)過煮練,以除去棉蠟,原棉經(jīng)脫脂處理,吸濕性明顯增加,脫脂棉浸水吸濕可達(dá)本身重量繁榮23~24倍(醫(yī)用棉球棉紗)。
酸對棉的作用比較敏感,酸與纖維素作用時,會形成纖維素的酸根酯,它能溶于酸根溶液,洗脫硫酸,膠狀脂凝結(jié),使棉織物呈半透明狀。(爛花布生產(chǎn)原理)
絲光整理
利用18~25%的濃堿(NAOH)對棉布進(jìn)行絲光整理時,控制恰當(dāng),可以達(dá)到改善纖維性能的目的,可以提高棉纖維的強(qiáng)度,提高吸收染料水分的能力。改善織物的光澤及尺寸穩(wěn)定性。
這些性能的變化與纖維超分子結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系,纖維素經(jīng)堿處理后,堿液能深入到纖維的晶區(qū),部分的克服晶體內(nèi)的結(jié)合力,使晶格產(chǎn)生一定的變化,這種變化雖經(jīng)水洗仍不能回到原來的狀態(tài),從而使超分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可逆的變化。絲光處理能部分消除纖維弱點,提高纖維強(qiáng)度的均勻性,絲光處理后纖維的結(jié)晶度下降,無頂形區(qū)增加,因此吸濕及染色能力均提高。
水洗布
采用特種水洗整理,繩狀松式染整,不經(jīng)過熱定型處理,上柔軟劑,織物表面有類似棉布水洗后的自然皺紋,手感柔軟。
棉花成熟后經(jīng)收獲,扎制去籽后即可使用,色乳白,通常夾帶難以除去的棉籽,棉葉等細(xì)屑,黑點,手感柔軟,即使是同一品種的棉花,每根纖維的長度也各不相同,約為10mm~40mm,因棉纖維很細(xì)(大約60~80根集在一起平行排列起來才達(dá)1mm),而且柔軟,所以棉織物表面的毛羽,對人的皮膚無不舒適的感覺。
2、麻
苧麻(RAMIE,RAMEE),亞麻(INEN)
苧麻和亞麻植物可作夏季服裝的面料和裝飾用布,是抽繡工藝品臺布,餐巾,窗簾等理想材料。
苧麻,洋麻,大麻等纖維較粗,適宜做包裝用布,麻袋,麻繩。
1)苧麻
苧麻原產(chǎn)中國,有中國草之稱,主要在長江流域一帶,四川,湖南,湖北三省栽種最多。苧麻纖維呈圓筒狀或扁平帶狀,沒有明顯轉(zhuǎn)曲,纖維表面有時平滑,有時有明顯條紋,橫切片為橢圓形或扁平形。長度120~250mm。
麻皮自莖剝下后,先刮去青皮,經(jīng)曬干成絲狀或片狀原麻,及商品苧麻。由于苧麻存在斷裂伸長小,硬,脆,彈性差,織物不耐磨,易褶皺,吸色性等特點。這是因為其纖維大分子的聚合度,結(jié)晶度和取向度都很高,因而近年來對苧麻纖維進(jìn)行改性處理,如用堿—尿素改性的苧麻,其結(jié)晶度,取向度減小,強(qiáng)度降低,伸長率提高,吸濕散濕性比改性前更強(qiáng),從而改善了可紡性,提高了纖維的服用性能。
苧麻纖維具有很高的強(qiáng)度,在天然纖維中居于首位,是棉的8~9倍。
2)亞麻
我國種植亞麻主要是黑龍江和吉林省。亞麻縱向中端粗兩頭細(xì),橫截面呈多角形,一根單纖維為一個單細(xì)胞,平均長25~36mm。
從亞麻莖中獲取纖維的方法稱為脫膠,浸麻或漚麻,亞麻莖細(xì),木質(zhì)不甚發(fā)達(dá),從韌皮部分取得纖維不能采用一般的剝制方法,亞麻脫膠的方法很多,主要是要破壞麻莖中的粘貼物質(zhì),如果膠等,使韌皮層中的纖維素物質(zhì)與同圍組織分開,以獲得有用的紡織纖維。
一般方法有:
雨露浸漬法或冷水浸漬法,冷水浸漬法指放在池塘河泊中7~25天,采用細(xì)菌,水分解來完成。
麻纖維手感較硬,因而織物表面的毛羽較為粗糙,人的皮膚與之接觸后有不適之感,放麻織物不宜作內(nèi)衣類服裝面料。
3、粘膠BONDEDFABRIC(人造棉artificiacotton)
粘膠纖維是以天然纖維為基本原料,經(jīng)纖維素黃酸脂溶液仿制而成的再生纖維素纖維。
1891年(cross)克羅斯(Bevan)貝文和(Beade)比德等首先制成纖維素黃酸鈉溶液,因沾性大,稱為粘膠。
普通粘膠纖維的橫截面,外緣具有不規(guī)則的鋸齒形。粘膠纖維皮芯結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)工藝上控制可生產(chǎn)出具有全皮層的粘膠強(qiáng)力纖維及全芯層的富強(qiáng)纖維。
粘膠的微原纖和原纖排列沒有棉整齊。縫隙空洞較多,取向度,結(jié)晶度低,因而吸濕性大于棉。
普通粘膠纖維織物的缺陷是牢度較差,特別是下水后膨脹發(fā)硬經(jīng)不起劇烈揉搓,織物縮水率較高,彈性和耐磨性較差。服裝穿著后易變形。近年來發(fā)展的高濕模量粘膠纖維具有高強(qiáng)度,低濕度,高濕模量和高耐堿性的特點,抗皺性和形態(tài)穩(wěn)定性等方面更近與優(yōu)質(zhì)棉。
一般天然纖維素纖維的濕態(tài)強(qiáng)度都比干態(tài)時有所提高,這主要是因為天然纖維的聚合度高,其大分子間的纏結(jié)嚴(yán)重,使處于通常情況下的纖維具有一定的內(nèi)應(yīng)力,一旦吸濕膨脹,大分子獲得了某種松弛,使應(yīng)力趨于消失,纖維強(qiáng)度呈現(xiàn)增大,纖維素纖維的濕態(tài)斷裂伸長也增加。而產(chǎn)生纖維素纖維(粘膠)的濕強(qiáng)僅為干強(qiáng)的40~50%,濕強(qiáng)比干強(qiáng)大幅度下降,是因為粘膠纖維聚合度降低(僅為300)。大分子鏈短,由于濕后的潤帳效應(yīng),使取向度降低,而使?jié)駨?qiáng)有明顯下降。
粘膠纖維的發(fā)展,從下列因素考慮,具有長遠(yuǎn)的發(fā)展前途。
1)粘膠纖維的發(fā)展,有無限的原料基礎(chǔ),它的基本原料——纖維素貯備量很大,并有巨大恢復(fù)量,大自然每年同化著以兆億噸計的碳。將其變成含有纖維素纖維的各種植物資源。而合成纖維主要是由不同地質(zhì)時期形成的原料,石油,煤,天然氣等來生產(chǎn)的,這些后料貯備量大,但消耗卻難以回復(fù)。從原料上看,纖維素的資源是無限的。
2)粘膠纖維具有一系列可貴的物理——機(jī)械性能等符合衛(wèi)生要求的性質(zhì)。粘膠纖維最大的特點是與天然纖維——棉的某些性能相類似,如吸濕好,易染色,抗靜電,較易紡織加工,制成織物花色鮮艷,穿著舒適,而它的纖度及長度,又可按照用途要求而調(diào)節(jié),這一點又優(yōu)于棉,很明顯。粘膠纖維這些特點,正是合成纖維的不足。尤其是吸濕性及透氣性方面。至今沒有一種合成纖維能與之相比美。合成纖維與中長粘膠纖維相比,具有優(yōu)良的仿毛特性。
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第四節(jié) 蛋白質(zhì)纖維的結(jié)構(gòu)與性能
常用的蛋白質(zhì)纖維有羊毛、蠶絲等,屬于高級服裝原料,其組成物質(zhì)是蛋白質(zhì),羊毛角朊,蠶絲為絲朊
一、蛋白質(zhì)纖維的大分子結(jié)構(gòu)
蛋白質(zhì)大分子的基本鏈節(jié)是α-氨基酸?;?/span>
蛋白質(zhì)纖維可被堿溶液水解,水解最終產(chǎn)的物為α-氨基酸,
其中R代表許多化學(xué)結(jié)構(gòu)的取代基。蛋白質(zhì)大分子的基本組成元素是碳、氫、氧、氮、角朊中還含有硫。α氨基酸?;?/span>*肽鍵(又叫勝鍵)-CO-NH-連接成蛋白質(zhì)大分子。
不同的R形成不同的α-氨基酸。朊類大分子的R基團(tuán)由近百種α-氨基酸組成,羊毛主要有谷氨酸,醚氨酸等七種,絲朊主要有甘氨酸等4種,R基團(tuán)中的羧基-COOH、氨基—NH2,肽鍵-CO-NH及酰氨酸上的二硫鍵-S-S-是蛋白質(zhì)大分子的官能團(tuán),它們決定了蛋白質(zhì)纖維的比較耐酸不耐堿的特性。80%硫酸溶液短時間常溫下處理羊毛,幾乎不受損傷,羊毛在稀酸中煮沸12天也無大損傷,但堿液使羊毛受嚴(yán)重?fù)p傷和破壞,堿液使羊毛變黃,含硫量降低以及部分溶解。主鏈和二硫鍵對堿比較敏感,絲朊比角朊好些,而蠶絲的耐酸性比羊毛差,蠶絲經(jīng)冷酸處理后會增加光澤并產(chǎn)生“絲鳴”效應(yīng)。可改善手感,但絲綢強(qiáng)度有所降低。
由于有大量親水性基因-COOH、-HN2,蛋白質(zhì)大分子吸濕性強(qiáng),細(xì)羊毛是回潮率最大纖維,65%相對濕度,180斤羊毛可比干燥增重3~5斤。
羊毛大分子的聚合度576,蠶絲400左右。蛋白質(zhì)大分子的柔曲性比纖維素大分子好。
蛋白質(zhì)大分子有α型(螺旋型)和β型(直線狀曲折鏈)兩種形式,蠶絲基本上是β型,羊毛兩者都有。在一定條件下極度拉伸纖維,可使螺旋鏈伸展成曲折鏈,去除外力后仍有可能回復(fù),由于大分子間結(jié)合力,特別是二硫鍵的阻礙,使羊毛纖維在充分轉(zhuǎn)到β前,纖維就被拉斷,如果給以濕、熱條件,使二硫鍵拆開,大分子結(jié)合力減弱,從α到β型的轉(zhuǎn)變就充分,再回復(fù)到常濕條件時形成新的結(jié)合點,外力去除后不再回復(fù),這一作用就是熱定型,羊毛的這種性能叫熱塑性。
羊毛和蠶絲由于蛋白質(zhì)纖維中含有15~17%的氮,在燃燒過程中將它釋放出來,抑制了纖維迅速燃燒,所以它的可燃性比纖維素纖維低。(天然阻燃)。
角朊和絲朊分子中的肽鍵是主鍵中的弱鍵,對日光作用比較敏感,蠶絲中還夾雜著某些受光促進(jìn)老化物質(zhì)Cu、Sn、W、Fe等,使蠶絲耐日光穩(wěn)定性較差,日光照射引起角朊分子二硫鍵斷裂,隨之使其含硫量下降。
日光對光澤影響有兩種看法,一種是漂白,一種是使羊毛發(fā)黃,據(jù)測試紫外線引起羊毛發(fā)黃,而波長長的光具有漂白作用,總之是會產(chǎn)生染色不均現(xiàn)象。
蛋白質(zhì)纖維能給微生物提供養(yǎng)料,所以對微生物穩(wěn)定性欠佳。
二、蛋白質(zhì)纖維的超分子結(jié)構(gòu)
由于羊毛和蠶絲大分子的化學(xué)與立體結(jié)構(gòu)不同,導(dǎo)致它們的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及纖維的性能均有所不同。
蛋白質(zhì)大分子間依*分子間力,氫鍵和鹽式鍵相結(jié)合,角朊大分子因有胱氨鍵,所以還依*二硫鍵相結(jié)合,形成網(wǎng)型造型式。
羊毛角朊分子中有較大的R其因,并有螺旋鏈,因此很難形成完整的三維結(jié)晶,其結(jié)晶度較小,取向度也低,蠶絲絲朊分子中的R基力較小,且為直線狀曲線鏈,所以能形成完整的結(jié)晶,其結(jié)晶度比羊毛大,取向度也比羊毛高。
羊毛纖維的大分子結(jié)構(gòu)作超分子結(jié)構(gòu)決定了它的強(qiáng)度低、伸長大,彈性好、吸濕能力強(qiáng)、初始模量低等特性,蠶絲比之羊毛,強(qiáng)度和初始模量都高,其余較差些。
三、蛋白質(zhì)的形態(tài)結(jié)構(gòu)
1、羊毛纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)(2000)
羊毛纖維的縱面呈鱗片狀,斷面近似圓形。
羊毛纖維由外向里由表皮層、皮質(zhì)層和髓質(zhì)層。三部分組成。(細(xì)羊毛無髓質(zhì)層)
表皮層是由片狀角朊細(xì)胞組成,猶如魚鱗,又叫鱗片層。一般認(rèn)為由原纖組成毛纖維皮質(zhì)層角朊的“紡錘狀”細(xì)胞。皮質(zhì)層中一般有兩種皮質(zhì)細(xì)胞組成,一種是結(jié)構(gòu)較疏松的正皮質(zhì),另一種是結(jié)構(gòu)較緊密的偏皮質(zhì),在細(xì)羊毛中兩者各占一半,形成雙側(cè)結(jié)構(gòu)。并在長度方向上不斷轉(zhuǎn)換位置,由于兩種皮質(zhì)層的緊密程度不同,形成了羊毛的卷曲,正皮質(zhì)處于卷曲弧形的外側(cè),而偏皮質(zhì)處于卷曲的內(nèi)側(cè)。(天然卷曲)
正皮質(zhì)的結(jié)晶區(qū)較小,含硫量較小,對化學(xué)試劑的反應(yīng)靈活,吸濕性高,吸濕膨脹率大,力學(xué)性能較柔軟,偏皮質(zhì)結(jié)晶區(qū)較大,含硫量較多,對化學(xué)試劑的反應(yīng)性稍差,吸濕性小,吸濕膨脹小,在濕熱等影響下,可使羊毛產(chǎn)生可逆的自卷曲效應(yīng)。這對于羊毛織物的彈性是有利的,這一特征,正在化纖產(chǎn)品中加以仿效。
●縮絨:羊毛在濕熱及化學(xué)試劑作用下,經(jīng)機(jī)械外力反復(fù)擠壓,纖維集合體逐漸收縮緊密,并相互穿插糾纏,交編氈化,這一性能,稱為羊毛的縮絨性。
毛織物整理過程,經(jīng)過縮絨工藝(又稱縮呢),織物長度收縮,厚度和緊度增加,表面露出一層絨毛,可收到外觀優(yōu)美,手感豐厚柔軟,保暖性良好的效果。
利用羊毛的縮絨性,把松散的短纖維結(jié)合成具有一定和機(jī)械強(qiáng)度,一定形狀,一定密度的氈片,這一作用稱為氈合,氈帽,氈靴等都是通過氈合制成的。
當(dāng)毛織物散纖維受外力時,纖維之間相互移動,由于表面鱗片作用,具有定向磨擦效應(yīng)。纖維始終保持根端向前里蠕動伸展,時而回縮恢復(fù),形成相對移動,有利于纖維糾纏,導(dǎo)致集體密集。羊毛的雙側(cè)結(jié)構(gòu),使纖維具有穩(wěn)定性空間卷曲,卷曲導(dǎo)致纖維根端無規(guī)地向前蠕動,這些無規(guī)松動爬行的纖維交*穿插,形成空間致密交偏體,羊毛的縮絨性是纖維各項性能的綜合反映,定向摩擦效應(yīng),高度恢復(fù)彈性和卷曲是縮絨的內(nèi)在原因。較細(xì)的羊毛,摩擦效應(yīng)大,氈合性能好。
濕溫度,化學(xué)試劑及外力作用,是促進(jìn)羊毛縮絨的外因。縮絨分酸性及堿性兩種,常用的方法是堿性,如皂液,PH值8-9,溫度35~45℃。
縮絨使毛織物具有獨特風(fēng)格,顯示了羊毛的優(yōu)良特性,另一方面,縮絨使毛織物在穿著中容易產(chǎn)生尺寸收縮及變形。這種收縮及變形并非一次完成,每當(dāng)織物洗滌時,收縮繼續(xù)發(fā)生,只是收縮比例逐漸減小,在洗滌中,揉搓,水、溫度及洗滌劑等都促進(jìn)了羊毛的縮絨。絨線針織物在穿用過程中,汗?jié)n和受磨擦較多的部位,易產(chǎn)生氈合,起毛,起球,等現(xiàn)象,影響了穿用舒適性及美觀。大多數(shù)精紡毛織物,經(jīng)染整工藝,要求紋路清晰,形狀穩(wěn)定,這些都要求減少羊毛的縮絨性。
羊毛防縮處理有兩種方法,氧化法,又稱降解法,樹酯法,又稱添加法,主要原理是破壞其鱗片,形變鱗片形狀。
2、馬海毛(mohair)
安哥拉山羊毛,纖維粗、長、光澤好,外觀華麗。
3、羊絨、山羊絨
有“軟黃金”之稱,2.6元/克。一只山羊抓絨量僅為150~250克,纖維柔軟,滑糯,細(xì)膩,豐滿。
試樣:羊絨,15-16微米好的羊毛17微米以上。
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4、蠶絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)(sik)
蠶絲是蠶分泌的粘液凝固而成,沒有細(xì)胞。
蠶絲的基原纖基本上是直線狀曲折鏈的大分子來,它的微原纖和原纖與毛纖維相似,原纖組成巨原纖再形成纖維。
一根蠶絲是由二根絲纖維外夏絲膠而形成,絲纖維內(nèi)部是絲朊又稱絲素,絲素的斷面呈園三角形,縱面比較平直光滑。
絲膠中含有側(cè)帶親水性基因α-氨基酸的比例極高,因而絲膠的水溶性極強(qiáng)。
試樣。
第五節(jié) 合成纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能
用人工合成的高分子的化合物為原料經(jīng)紡絲和后加工而制得的化學(xué)纖維稱合成標(biāo)準(zhǔn)。按原料高分子聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu),合成纖維可分成兩大類:雜鏈合成纖維和碳鏈合成纖維。雜鏈合成纖維是在聚合物大分子碳鏈主鏈上含有氧、氮、硫等雜鏈原子,通常是由具有雙功能團(tuán)的單體相互結(jié)合而得到,也可從雜環(huán)化合物開環(huán)聚合而成,常見的有滌淪、錦綸、氨綸等;碳鏈合成纖維在大分子主鏈上全是碳原子,通常是由不飽和的的碳?xì)浠衔锘蚱溲苌镞M(jìn)行的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)聚合或進(jìn)行離子型復(fù)合而成,常見的有綸,維倫,丙綸,氯綸等。
合成纖維的分子聚合和纖維成形柯因采用不同的生產(chǎn)工藝條件得到不同結(jié)構(gòu)和不同性質(zhì)的纖維?,F(xiàn)將用常規(guī)方法制成的主要合成纖維的結(jié)構(gòu)及性能介紹如下:
一、滌綸(Poyester)
滌綸的學(xué)名叫聚酯纖維,形成單體:
單體為對苯二甲酸乙二酯,滌綸大分子即是聚對苯二甲酸乙二酯,它的大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式和基本鏈節(jié)結(jié)構(gòu)為:
大分子的的酯基的存在,使滌綸耐堿性并,只耐弱堿,在強(qiáng)堿的吸濕性,由于酯基的存在,使滌綸耐堿性差,只耐弱堿,在強(qiáng)堿中易水解,溫度起高越易水解。耐酸性好。但高溫下濃酸也會使其水解,對氧化劑較為穩(wěn)定,但在200-250℃以上的高溫下會發(fā)生氧化,熱裂解,對堿的穩(wěn)定性不如對酸穩(wěn)定性強(qiáng)。
由于大分子上缺乏與染料分子結(jié)合的官能團(tuán),所以染色性差,常用載體染色,高溫高壓法染色,由于苯環(huán)的存在,阻礙了大分子內(nèi)旋轉(zhuǎn),使主鏈剛性增加,此外,大分子的基本鏈節(jié)中含有一定數(shù)量的亞甲基地,所以又有一定的柔曲性,剛?cè)嵯酀?jì)是滌綸最大特點,它彈性優(yōu)良,挺括,尺寸穩(wěn)定性好。
滌綸的聚合度100左右,由于滌綸大分子鏈的結(jié)構(gòu)比較對稱,無龐大的側(cè)基,苯環(huán)位于一個平面上,大分子形態(tài)比較伸直,呈稍帶曲折的直鏈狀。
滌綸不霉不蛀,耐日曬及耐氣候性能均好,僅次于腈綸而優(yōu)于其它合成纖維。
滌綸大分子間*分子間力結(jié)合,為則硬的淺型分子,結(jié)晶屬三斜晶系,結(jié)晶度高,取向度也高,滌綸的初始模量高,纖維在小負(fù)荷不易變形,變形的回復(fù)能力好。
溶紡合纖,截面為圓形,表面形態(tài)很光滑,孔洞也少,摩擦系數(shù)很大,易產(chǎn)生靜電,使織物易沾灰,易臟。
具有較好的熱塑性,在較高溫度下,可使纖維大分子間原有的某些物理結(jié)點拆散,在機(jī)械力的作用下發(fā)生變形,使重新建立新的連接點,從而使纖維具有較好的加工變形穩(wěn)定性。
二、錦綸(nyon尼龍)
錦綸的學(xué)名叫聚酰胺纖維,大分子中含有酰胺鍵-Co-NH-一般分為兩類,一類是由二無胺和二無酸的單體縮聚而成,常見的有錦66,就是含六個碳原子的已二胺和含有六個碳原子的二酸縮聚而成的聚酰胺纖維。
H2N-(CH2)6-NH2HOOC-(CH2)4-COOH
另一類是由內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而成,如聚內(nèi)酰胺纖維。
其中酰胺基-CO-NH-和端基-COOH、-NH2為官能團(tuán),由于大分子鏈上的酰胺基易發(fā)生酸解而導(dǎo)致酰胺鏈的斷裂,使聚合度下降,所以錦綸對酸的作用比較敏感,特別是無機(jī)酸和較強(qiáng)的有機(jī)酸,表現(xiàn)為較不耐酸耐堿性能。端基-COOH和-NH2對光、熱、氧化較為敏感會使錦綸變色、變脆,所以錦比值不耐日曬,大分子柔曲性好,由于大分子間存在有許多亞甲基。
錦綸6大分子聚合物度在160左右,錦綸66在100左右,它們的大分子基本上呈曲折鏈。
錦綸大分子間除依*分子間結(jié)合力以外,在NH基和CO基間還形成氫鍵結(jié)合,其間對位和數(shù)目隨著兩大類品種的不同,纖維性質(zhì)也不同。
由于聚酰胺在大分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性,沒有龐大的側(cè)基,以及柔曲性好還有氫鍵存在,所以容易結(jié)晶,比滌綸還穩(wěn)定,也屬三斜晶系。
初始模量低,在小負(fù)荷作用下容易變形,做外衣時保形性差。
熔紡合纖,它的形態(tài)結(jié)構(gòu)與滌綸相仿。
錦綸吸濕性較大,強(qiáng)度高,其優(yōu)良的回彈性,耐磨性和耐疲勞性都較突出,用于混紡織物中可以提高耐磨性,即使少量混用也可產(chǎn)生明顯效果。
摩擦系數(shù)大,加工前必須添加油劑,類同滌綸具有較好的熱塑性,錦綸的品種很多,有其不同的結(jié)構(gòu)及性能,此外,一此耐高濕、高模量,高強(qiáng)度,低延伸度,抗輻射等各種新型聚酰桉纖維,正在不斷出現(xiàn),例如,芳香族聚酰胺纖維的芳綸具有抗輻射、耐熱、耐光、耐老化、耐有機(jī)溶劑,適用于易燃、易爆環(huán)境下的工作服以及宇航服和消防服等。
三、腈綸
腈綸的學(xué)名叫聚丙烯腈纖維,單體是丙烯腈,腈綸大分子就是由于均衡的聚丙烯腈分子間的作用力太強(qiáng),對它的大分子鏈段的活動有較強(qiáng)的束縛,剛性過大,纖維脆硬,不適應(yīng)紡織加工和服用要求,為了改善這些性能,須在丙烯腈中添加其它單體組分,進(jìn)行無規(guī)則共聚,但所加的含量應(yīng)少于15%,否則不能充分保持聚丙烯腈的某些優(yōu)點,或為改性聚丙烯腈纖維,添加的第二單體,如丙烯酸甲酯等,約7~9%,用以增加大分子間的空隙,微觀結(jié)構(gòu)上趨于疏松。第三單體如甲基丙烯磺酸鈉等,約1~3%,以提高和染料的親和性,所以市售聚丙烯腈纖維大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)如下:
由于聚丙烯腈為碳鏈結(jié)構(gòu),所以化學(xué)穩(wěn)定性較好,使腈綸對酸氧化劑及其它有機(jī)溶劑均較穩(wěn)定,在堿液中纖維泛黃,但濃酸強(qiáng)堿會使氰基(-CN)水解,破壞纖維性能,氰基能吸收能量較高的紫外線并轉(zhuǎn)化熱能釋放出來,從而保護(hù)主鏈不使之?dāng)嗔?,使腈綸具有優(yōu)良的耐光性。氰基為強(qiáng)極性基因,可以形成偶極子,由于同一個大分子的氰極同極相近,所以相互排斥,使大分子鏈菜成歪扭和曲折的螺旋狀構(gòu)象,第二,第三單體的加入使這種螺旋現(xiàn)象更不規(guī)則,這使腈綸有類似羊毛的性質(zhì)。
腈綸大分子聚合度為1000~1500左右。
除依*分子間結(jié)合力以外,還有氰基異極相近而結(jié)合,由于大分子鏈的歪扭螺旋構(gòu)象,使原子無法堆砌整齊,所以一般認(rèn)為腈綸不具有真正的結(jié)晶結(jié)構(gòu),沒有嚴(yán)格的結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū),只有高序區(qū)和低序區(qū)之分,為準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu),這一結(jié)構(gòu)反映出腈綸纖維的反熱彈性,可以加工成膨體紗,有近似羊毛的性能,故有合成羊毛之稱。
濕紡合纖,截面呈圓形成啞鈴形,縱面平滑或有1-2根溝槽。
腈綸的初始模量低于滌綸而高于錦綸,伸長彈性優(yōu)于纖維素纖維,低于羊毛,但多次使用后的剩余伸長率較大。因此,腈綸針織物的袖口、領(lǐng)口等保形性并不很好。
此外,聚丙烯腈可制成碳纖維,如含碳量在90%以上的高強(qiáng)度高模量纖維,還具有比重小,耐熱性極好,熱膨脹系數(shù)小,導(dǎo)熱系數(shù)大耐腐蝕性和導(dǎo)電性良好等性以,可用于功能性服裝。
四、丙綸
參照“丙綸短纖毛毯的服用性能及其產(chǎn)品開發(fā)研究”
丙綸的學(xué)名叫聚丙烯纖維,單體是丙烯,只有等規(guī)聚丙烯才能制成紡織纖維,大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為,等規(guī)聚丙烯大分子中甲基-CH3,是全部處于大分子主鏈的一側(cè),其中沒有極性基團(tuán),所以它的化學(xué)穩(wěn)定性好,耐酸也耐堿,但是大分子上叔碳原子上氫原子相當(dāng)活潑,易受光,熱等影響而使大分子鏈斷裂,產(chǎn)生老化現(xiàn)象,所以丙綸的耐日曬很差,制造時加入防老劑可以改善這一現(xiàn)象。由于沒有親水基團(tuán),幾乎不吸濕,染色性及抗靜電性都很差。
大分子柔曲性好,呈螺旋形構(gòu)象,聚合度310~430。
大分子間依*分子間力結(jié)合,由于等規(guī)聚丙烯大分子結(jié)構(gòu)規(guī)整了,沒有大的側(cè)基,結(jié)晶度很高,可達(dá)65~70%,所以即使其丙聚能密度較低,所得的纖維仍可獲得較好的力學(xué)性能,此外,為獲得較強(qiáng)的分子間作用力,要求成纖高聚物有較高的聚合度。
可制成“丙綸裂膜纖維”。
熔紡合纖,它的形態(tài)結(jié)構(gòu)與滌綸相仿。
丙綸價格低廉,具有強(qiáng)度高,濕、干強(qiáng)度基本相同,此重小、回彈性好、耐磨損、耐腐蝕、耐濕熱等優(yōu)點,亦廣泛用于混紡織物和針織服裝中,丙綸絮質(zhì)輕、保暖、彈性好。
五、維綸
維綸的學(xué)名叫聚工烯醇縮甲醛纖維。單體是醋酸乙烯酯。
由于大分子每個基本鏈節(jié)上都有一個親水性極強(qiáng)的羥基-OH,因此制成的纖維水深性強(qiáng),實用性差。由此經(jīng)過甲醛化處理,使部分羥基縮甲醛化,以減少自由羥基,提高纖維的耐熱水性,大分子化學(xué)結(jié)構(gòu)式為被封閉的羥基數(shù)約為30%,成為水不溶纖維。
聚合度為1700左右,大分子柔曲性好。
大分子間依*分子間力和氫鍵結(jié)合,縮甲醛化如發(fā)生在大分子之間又有共價鍵結(jié)合。
由于大分子結(jié)合的無規(guī)整性,沒有龐大側(cè)基,柔曲性較好,大分子間有氫鍵,結(jié)晶度較高,屬單斜晶系。
大多采用濕法紡絲,有微孔存在,微孔大小取決于纖維成形和熱處理工藝,纖維微孔越粗大,纖維力學(xué)性能越差,還會影響染色性能,截面一般為腰子形,有明顯的皮芯結(jié)構(gòu),皮芯染色差異大,如損傷皮層,會產(chǎn)生染色不同。
維綸性質(zhì)與棉花相似,有合成棉花之稱。吸濕性能好,耐腐蝕和耐日光性較好,保暖性較好,不易霉蛀。主要缺點是耐熱水性差,會影響織物的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性,彈性差,易折皺,染色性較差,色澤不鮮艷。
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第六節(jié) 服裝用新型纖維(改性纖維)
天然纖維具有舒適的手感和良好的穿著性能,但它們的產(chǎn)量、性能都受到自然條件的限制,在機(jī)械性能及易保管性等方面還不理想,而合成纖維具有較為優(yōu)良的機(jī)械性能和良好的易保管性,而手感和穿著舒適性方面,還缺乏完善。如手摸有蠟狀感,易起毛起球,有較強(qiáng)光澤等。因此,為了改善合成纖維織物的外觀、手感、舒適性和染色性等性能。為服裝提供更多的新型原料,近年來,改性纖維有了很大發(fā)展。
●用化學(xué)或物理方法使纖維變性而制得的化學(xué)纖維,改性纖維的應(yīng)用在世界合成纖維產(chǎn)量中占有的比例越來越大,更有助于對功能性服裝設(shè)計的研究及開拓。
世界著名纖維公司:荷蘭:PSM
日本:帝人、東洋紡、可樂麗、鐘紡、尤尼吉可、東麗
美國:杜邦
一、化學(xué)改性纖維
經(jīng)化學(xué)方法改性的有接枝、共聚、和經(jīng)化學(xué)后處理變性的纖維等。
1、接枝纖維
參照“牛奶纖維紡織品將走俏”
●在纖維大分子鏈上通過活性鏈節(jié)從側(cè)向引上高分子支鏈所制成的纖維。
日本東洋紡公司生產(chǎn)的聚丙烯腈——牛奶蛋白的接枝共聚纖維,紡羊毛性能。將纖維素纖維接上甲基、乙基或苯甲基生成纖維素醚,可降低纖維的吸水性并提高纖維的化學(xué)穩(wěn)定性、阻燃性、耐光性、抗熱性和電絕緣性等。
2、共聚纖維:
●由二元或三元單體在一定條件下共聚制得的纖維,如共聚的聚現(xiàn)烯腈纖維改善了服用性能。
3、化學(xué)后處理:
如滌綸經(jīng)堿溶液處理,則可具有類似天然蠶絲的性質(zhì),也叫減量處理。這項整理不僅蝕去纖維表皮,使其變得更細(xì),產(chǎn)生更柔和的手感,而且能產(chǎn)生蝕痕,從而產(chǎn)生多變的折射光,類似于絲綢的光澤,此外,顏色也變得更深,更鮮艷。
原因是真絲織物由于纖維截面呈圓三角形,且相互乃至同一根纖維的不同截面的大小和形狀也不相同。因而反光,折光情況錯綜復(fù)雜,其光澤具有廳奇異的色彩。
二、物理改性纖維
經(jīng)過物理改性纖維有異形纖維,復(fù)合纖維,變形纖維等。
1、異形纖維
●用異形噴絲孔紡制的非圓形截面的合成纖維。
纖維的表面形態(tài)特征,對纖維的光澤有決定性影響,對改善纖維和織物的手感也有一定的作用。影響的大小,須視異形纖維的截面而異。異形纖維的截面形狀除受噴絲孔形狀的影響外,即使噴絲孔形狀相同,由于紡絲條件的改變,纖維截面也發(fā)生變化,P30有噴絲孔形狀和相應(yīng)的異形纖維截面形狀。由圖可見,異形纖維種類繁多,形狀不同,其特性不同,適用于不同用途和要求的織物。
異形纖維的斷面有三角形、五解形、三葉形、多葉形、啞鈴形、橢圓形,形以及園中空及異形中空(中空度以15%~21%為最恰當(dāng))等多種。
三角形:有閃光性,不加消光劑,折射出耀眼的光芒,用于女夜禮服,制作成閃光毛線及外衣。
五角形:有顯著毛感,具有良好的抗起球性,可以制成高級銀槍大衣呢。
八角形:反射為漫射光,類似/馬海毛混紡光澤。
五葉形:手感象蠶絲。
形:良好的吸濕性
中空:比重輕,有保暖性,手感良好,信鴨絨效果強(qiáng),用作絮類材料。與圓形斷面相比,異形斷面纖維具有以下特征:
1)光澤:纖維的橫截面形態(tài)直接影響到纖維的表面形態(tài),并對纖維的光澤有決定性影響。由于鏡面反射作用,光線在不同斷面形狀上所發(fā)生的聚焦或散射現(xiàn)象,會形成不同的光澤效應(yīng),三角形截面的纖維具有棱鏡似的色散作用,從一定方向射入的光,有可以產(chǎn)生會反射,從而使產(chǎn)品有閃光交應(yīng),天然絲的截面近似于三角形,也有類似的光澤效應(yīng)。四角形、五角形的截面,光澤就次于三角形截面,六角形,八角形更差。截面邊數(shù)越多,越接近于圓形截面的光澤。
2)手感:由于纖維表面積增大,特別是纖維摩擦系數(shù)隨著纖維斷面的不同而改變,其動、靜摩擦系數(shù)的差值相應(yīng)增大,從而改善織物的蠟狀感。各種斷面形狀的摩擦系數(shù)
纖維品種
錦綸
滌綸
蠶絲
靜摩擦系數(shù)
0.39
0.44
0.49
0.45
0.25
0.45
0.59
動摩擦系數(shù)
0.31
0.35
0.39
0.37
0.22
0.39
0.47
3)耐紡性:光線照到纖維表面,反射能力強(qiáng)的,透射能力差,纖維的污垢不易看到,顯得較為干凈,實驗表明三葉消光纖維的沾污值最低。
4)被覆性:異形纖維或中空纖維的直要比圓形截面的纖維大,所以異形纖維的被覆性要比園形纖維大。
5)膨松性與透氣性。異形斷面纖維普遍地具有較好的膨松性,透氣性,所制成的織物手感厚實,有暖和感。這和異形纖維集合體的孔隙較圓形纖維集合體的孔隙大有關(guān)。
異形纖維織物膨松性
織物試樣
滌綸夏季衣料
斷面形狀
膨松高度(厘米3/克)
1.631.721.75
異形纖維的透氣性
織物試樣
錦綸波紋綢
斷面形狀
透氣性(毫升/秒-厘米)
36414752
6)抗起球性:纖維間抱合力增大,使織物的起毛球性能有所改善。
7)機(jī)械性能;異形纖維的強(qiáng)度和伸長率略有下降,但耐磨才彎疲勞有顯著提高,抗彎剛度有所增加。
8)比重:異形纖維比重略有下降。
9)吸濕性:因異形纖維表面積增大,所以吸濕性改善,在水中浸濕后的干燥速度也較快。
10)染色性:由于異形纖維的表面積增大,可染性改善,染速較快,可是,由于對光線的反射增大,從視感效應(yīng)來說,同一吸染量下,似著色顯淺,因此,染得同樣深度,比圓形纖維多用染料10~20%,然而得色的鮮艷度似異形纖維的較高。
2、復(fù)合纖維:
●在同一根纖維截面上存在兩種或兩種以上不相混合的聚合物。
根據(jù)兩種線分在纖維截面上配置的不同,復(fù)合纖維可分成皮芯型,并列型,海島型和裂版型等。
復(fù)合纖維是60年代就發(fā)展起來的物理改性纖維,但是近年來基復(fù)合技術(shù)與品種都發(fā)展很快,利用復(fù)合纖維制造技術(shù),可以獲得兼有兩種聚合物特性的雙組份纖維,永久卷曲纖維,超細(xì)纖維,空心纖維和異形細(xì)纖維等多種改性纖維。
并列型復(fù)合纖維和偏心型皮芯纖維。由于兩種組分的不對稱分布,纖維經(jīng)拉伸和熱處理后產(chǎn)生收縮差,從而使纖維產(chǎn)生螺旋狀卷曲,如兩種不同組成的丙烯腈共聚物制成的并列型腈綸復(fù)合纖維,具有良好的卷曲穩(wěn)定性。其彈性和蓬松性與羊毛類似,故有人造羊毛之稱。
皮芯型復(fù)合纖維,皮層和芯層各為一種聚合物,也稱芯鞘型復(fù)合纖維,它兼有兩種聚合物的優(yōu)點。如似錦綸為皮,滌綸為芯的復(fù)合纖維,便兼有錦綸染色性好、耐磨性強(qiáng)和滌綸模量高、彈性好的優(yōu)點。
海島型復(fù)合纖維,又稱微纖——分散型復(fù)合型纖維。將兩種聚合物分別或混合熔融,使島相的粘彈性液滴分散于海相的基體中,在紡絲過程中經(jīng)高倍拉伸和剪切形變,島相成為細(xì)絲形狀,通過合理的拉伸和熱處理,仍可恢復(fù)其卷曲。
3、變形纖維:
●利用合成纖維受熱塑化變形的特點,在機(jī)械和熱的作用下使伸直的纖維變成卷曲的纖維,這種卷曲的纖維稱為變形纖維(也稱變形絲)。
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由變形纖維組成的紗線具有膨松性和彈性。其中,以膨松性為主的稱為膨體紗,以彈性為主的稱為彈力絲,彈力絲又分高彈、低彈兩種。高彈以錦綸為主。低彈有滌綸,丙綸和錦綸。
變形絲加工方法很多,所以變形后形態(tài)各異。如P34頁圖所示。圖1是刀邊卷曲法變形纖維。把加熱的單絲或復(fù)絲在冷卻時緊**刀邊緣處拗折擦過,纖維貼近刀也邊一面受壓縮,另一面受拉伸,形成卷曲。如下圖:圖2是假捻法變形纖維,是采用加捻→熱定型→退捻→熱定型等工藝制成。圖3是填塞箱法卷曲纖維。纖維被送入加熱管,受到高度壓縮,同時又受到熱定型,而呈卷曲狀。圖4是噴氣變形法變形纖維。用高壓氣流通過噴嘴沖擊原絲,將各絲吹散開松,并使其壓在紊流中發(fā)生位移。相互交纏,在無張力的情況下引出紗線,這時纖維就會產(chǎn)生不規(guī)則的環(huán)圈和彎曲的波紋。噴氣流可以是壓縮空氣,也可以是蒸汽。合成纖維長絲可以加工成噴氣變形絲。圖5是齒輪卷曲法變形纖維。長絲朱通過一對加熱運(yùn)轉(zhuǎn)的齒輪,一方面賦予絲條以齒輪,另一方面進(jìn)行熱定型,由此獲得波浪變形紗。
此外,常用的膨體紗得把兩種不同收縮率的纖維混成紗線、然后蒸所或熱空氣或沸水中處理,收縮率高的纖維遇熱收縮,把與之一起混紡的低收縮率的纖維拉或卷曲狀,使整根紗線形成膨松狀態(tài),也可以用高收縮率的合成纖維做芯絲,用天然短纖維做成包芯紗,再進(jìn)行熱處理,制成膨松的變形紗。參照:“研究纖維結(jié)構(gòu)提高織物服用性能”。
合成纖維通過變形加工后,可以直接紡織,制成紡毛型、紡棉型、紡絲型和紡麻型等服裝面料。這些衣料手感豐滿,透明度下降,不易起球,吸水性,透水性,透氣性,保暖性和染色性都有改善,更接近于天然纖維織物的性能,適合制作各季服裝。
“桃皮絨織物服用性能研究”參照“滌綸絲紡毛織物服用性能研究
第七節(jié) 纖維鑒別
隨著化學(xué)纖維的發(fā)展,各種纖維原料制成的純紡,混紡和交織織物日益增多,正確的鑒別和使用服裝材料是極為重要的。
纖維鑒別的方法很多,歸納起來主要有以下幾種:
一、手感目測法
這種方法最為簡便,不需要任何儀器,但需要鑒別人員有豐富的經(jīng)驗。在對服裝衣料進(jìn)行鑒別時,從衣料上拆下紗線,予以解捻,然后根據(jù)纖維形態(tài),色澤,手感。伸長,強(qiáng)度等特征加以識別。
棉:手感柔軟;麻:手感粗硬;羊毛:手感滑襦,富有彈性;化學(xué)纖維手感滑膩,纖維素纖維棉、麻、羊毛為短纖維,而蠶絲為長絲有特殊光澤?;w的光澤不如蠶絲柔和,棉、麻伸度較小,羊毛、化纖則伸長能力較大,伸長后回復(fù)能力也較大。
手感目測雖簡便,但需要豐富經(jīng)驗,另外化纖具體品種不能一下鑒別出來。
二、燃燒法
燃燒法是鑒別纖維簡單而常用的方法之一。它是利用各種纖維燃燒特征的不同來鑒別纖維種類的。燃燒后對照表。
三、顯微鏡觀測法
因為不同纖維具有不同的外觀形態(tài)、橫斷面和縱向形態(tài),所以用普通的生物顯微鏡就能觀察。
四、溶解法
不同種纖維對不同溶劑和不同密度下的溶解程度不同。
五、藥品著色法
根據(jù)各種纖維對不同染料染色性能的差別來鑒別纖維。
六、熔點法
根據(jù)合成纖維的不同溶解特征原理來鑒別纖維。
七、紅外吸收光譜鑒別法
各種材料由于結(jié)構(gòu)基團(tuán)不同,對入射光的吸收率亦不同。”
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