【正文】 紡織材料學(xué)之紡織基礎(chǔ)知識(shí)作者：日期：紡織材料學(xué)紡織基礎(chǔ)知識(shí)第一章 緒論 第二章 天然纖維素纖維 第三章 天然蛋白質(zhì)纖維 第四章 化學(xué)纖維 第五章 紡織材料的吸濕性 第六章 纖維材料的機(jī)械性質(zhì) 第七章 纖維材料的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì) 第八章 紗線結(jié)構(gòu)與性能 第九章 織物的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)、基本性質(zhì) 第一章 緒論 特點(diǎn)　 （普通纖維） 紗線的分類 紡織材料的發(fā)展 內(nèi)容提要：本課程的地位、性質(zhì)、特點(diǎn)、基本內(nèi)容，紡織材料的概念及簡要分類。重點(diǎn)難點(diǎn)：紡織工業(yè)的歷史地位和發(fā)展趨勢，學(xué)習(xí)方法，內(nèi)容特點(diǎn)解決方法：采用舉例、發(fā)散式教學(xué)法，努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和對(duì)紡織業(yè)的正確認(rèn)識(shí)。內(nèi)容提要：本課程的地位、性質(zhì)、特點(diǎn)、基本內(nèi)容，紡織材料的概念及簡要分類。重點(diǎn)難點(diǎn)：紡織工業(yè)的歷史地位和發(fā)展趨勢，學(xué)習(xí)方法，內(nèi)容特點(diǎn)解決方法：采用舉例、發(fā)散式教學(xué)法，努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和對(duì)紡織業(yè)的正確認(rèn)識(shí)。說到紡織我們?cè)谧膽?yīng)感到自豪，因?yàn)榧徔椘返某霈F(xiàn)標(biāo)志著人類從原始時(shí)代而進(jìn)入文明社會(huì)，但紡織業(yè)的飛速發(fā)展也只是近半個(gè)世紀(jì)的事，這當(dāng)然也和其他科學(xué)的發(fā)展是分不開的（舉例說明）。除了吃飯，穿衣則是最重要事情，衣服除完成蔽體御寒之外，還起到美化人民生活、促進(jìn)社會(huì)文化發(fā)展的作用。今天的紡織品不光是用于衣著，它還應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、航天、航海、交通、醫(yī)療衛(wèi)生等諸多方面（舉例說明，并結(jié)合當(dāng)前的現(xiàn)狀介紹在國民經(jīng)濟(jì)中的地。紡織材料是紡織原料及由其制得的半成品，制品的統(tǒng)稱。一、特點(diǎn) (一) 第一門紡織專業(yè)課，實(shí)用技術(shù)課，也是專業(yè)基礎(chǔ)課。因我們的生活離不開紡織，但對(duì)它又知之甚少，所以感到既熟悉又陌生，學(xué)起來挺有趣。無論在生產(chǎn)中還是在生活中都很實(shí)用的課程，實(shí)踐性很強(qiáng)。涉及面廣，體系龐大。 (二) 因果關(guān)系的多對(duì)應(yīng)性。（舉例說明） (三) 定性描述多于定量描述。應(yīng)當(dāng)注意防止形而上學(xué)，堅(jiān)持實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。（舉例說明） (四) 主觀評(píng)價(jià)與客觀評(píng)價(jià)并存。結(jié)論的相對(duì)性、條件性。（舉例說明） 二、研究內(nèi)容 (一) 結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系（通過石墨與金剛石的關(guān)系比較來說明大原則） 1. 結(jié)構(gòu)：纖維的結(jié)構(gòu)：形成的特點(diǎn)，組織物質(zhì)，內(nèi)部大分排列形態(tài)，外觀形態(tài)紗線的結(jié)構(gòu)：纖維在紗中的配置和空間形態(tài)織物的結(jié)構(gòu)：紗線在織物中的排列關(guān)系及本身的屈曲 2. 性能：性能是結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)決定性能工藝性能——長度、細(xì)度、卷曲…… 物理性能——熱、光、電、吸濕…… 化學(xué)性能——耐腐蝕（酸堿……）機(jī)械性能——拉、彎、磨、壓…… 服用性能——起毛起球、折皺、縮水…… (二) 性能與工藝的關(guān)系 原料性能是我們制定工藝參數(shù)的依據(jù)，達(dá)到合理使用原料之目的，工藝是產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的手段，根據(jù)人們的需要，生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，使之具有不同的性能。如果我們?cè)僮屑?xì)想一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這種關(guān)系是互逆的，我們可根據(jù)原料的性能，采用不同的工藝，去開發(fā)它的新用途，也可根據(jù)用途的要求，涉及不同的產(chǎn)品，去選取不同的原料，或制造新原料。 (三) 測試技術(shù)、方法與標(biāo)準(zhǔn)原料的性能質(zhì)量如何？產(chǎn)品的性能質(zhì)量如何？怎樣知道？怎樣評(píng)定？一句話：通過檢測。采用一定的測試手段和方法，使用一定的儀器，取得我們所需要的指標(biāo)。貿(mào)易經(jīng)商，制定工藝，考核質(zhì)量，科學(xué)研究，質(zhì)量分析與控制……，這些都需要指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)（企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)，國際標(biāo)準(zhǔn)等）。不但要求使用標(biāo)準(zhǔn)、遵守標(biāo)準(zhǔn)，而且還要會(huì)制定、修訂標(biāo)準(zhǔn)。三、紡織纖維的分類纖維，大家對(duì)此并不陌生，纖維是以細(xì)而長的特征的，不同用途的纖維，要求它具有不同的性能，作用紡織纖維，一般而必要的條件有兩條：（1）具有一定的化學(xué)，物理，穩(wěn)定性（固體）（2）具有一定的強(qiáng)度，柔曲性，可紡性，彈性和可塑性等。（一）按來源和組成分： 天然纖維——自然界生長形成的纖維（1）植物纖維（天然纖維素纖維）：棉、麻（2）動(dòng)物纖維（天然蛋白質(zhì)纖維）：毛、蠶絲（唯一的天然長絲）（3）礦物纖維：石棉，（存在于地殼的巖層中，用于建筑和防火材料）大量用于紡織的是：棉、麻、毛、絲，這四種纖維棉纖維以柔軟舒適為特點(diǎn)。產(chǎn)量最多，用途很廣，除大量用于衣服、床單等生活用品之外，還可用于工業(yè)如作帆布，傳送帶，也可用作保溫用的填充材料。麻纖維挺爽吸汗。其大多數(shù)品種用于制作繩牽、包裝品（麻袋），少部分優(yōu)良品種的纖維用于紡織，作衣服，裝飾織物等。毛纖維具有非常好的手感、彈性、保暖性。其產(chǎn)量比棉要少得多，但卻是優(yōu)良的紡織原料，產(chǎn)品大多是高檔的，只有毛纖維具有氈縮性能，是氈制品和地毯的上好原料。絲纖維輕滑亮麗暖。產(chǎn)量也不高，也是高檔原料。 化學(xué)纖維：以天然或合成高聚物為原料，經(jīng)化學(xué)和機(jī)械加工而成的纖維。（1）人造纖維（再生纖維）是出現(xiàn)最早的化學(xué)纖維（manmade fibre），它以天然纖維素，蛋白質(zhì)、無機(jī)物為原料加工而成。 ①人造纖維素纖維：粘膠、醋酯纖維、天絲 ②人造蛋白質(zhì)：酪素，大豆纖維 ③人造無機(jī)纖維：玻璃纖維，金屬纖維，碳纖維，陶瓷纖維（2）合成纖維滌綸——聚酯；錦綸——聚酰胺；腈綸——聚丙烯腈；維倫——聚乙烯醇縮甲醛；丙綸——聚丙烯；氨綸——聚氨酯。 四、紗線的分類（一）按形成方式和結(jié)構(gòu)分 普通紗線（環(huán)錠紡）：（1）單紗；（2）股線 新型紡紗線：（1）自由端紡紗線（氣流紗、靜電紗）；（2）非自由端紡織（自捻紗）（3）變形線（膨體紗，彈力絲）；（4）花式線 長絲短纖維組合紗（包芯紗、包纏紗）
五、織物分類：（一）機(jī)織物（梭織物）；（二）針織物；（三）編結(jié)物；（四）非織造物；（五）其他：三向織物，多向織物，組合織物等（平面或立體）。六、紡織材料的發(fā)展根據(jù)現(xiàn)狀介紹（注意激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提高投身紡織科技的興趣）第二章 天然纖維素纖維內(nèi)容提要：天然纖維素纖維（棉、麻）的分類；形態(tài)結(jié)構(gòu)特征；主要性能的概念、指標(biāo)，檢驗(yàn)方法。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和指標(biāo)。指標(biāo)體系及表述是難點(diǎn)。解決方法：建立清晰的概念，講課速度放慢一些，對(duì)在后面章節(jié)還會(huì)出現(xiàn)的長度、細(xì)度、強(qiáng)度等的概念和指標(biāo)可采用螺旋上升的方法教學(xué)。成熟度要講透。 ——天然生成，以纖維素為主要組織物質(zhì)的纖維。 ——也叫植物纖維，本章主要介紹棉、麻兩大類。第一節(jié) 原棉原棉——供紡織廠作紡紗原料等用的皮棉。皮棉——籽棉經(jīng)軋棉機(jī)加工，除去棉籽所得的纖維。籽棉——從棉鈴中拾取的帶籽的棉瓣。衣分（率）——皮棉重量占籽棉重量的百分率。剝桃棉——從非自然開裂的棉鈴中剝?nèi)〉拿藁?。棉花——棉植物種子上的纖維，籽棉和皮棉的統(tǒng)稱。（有時(shí)亦做為棉植物，棉植物開的花的名稱）一、原棉的種類 棉花在植物學(xué)上為：被子植物門，雙子葉植物綱，錦葵目，錦葵科，棉屬。棉屬植物很多，但在紡織上有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的裁培種目前只有四種。是一年生草本植物，多年生木本植物的木棉，目前主要用作紡織填料，救生圈、衣類的浮力材料。（一）按棉花的品種分 亞洲棉（亦叫中棉）：是中國利用較早的天然纖維之一，已有2000多年，因纖維粗而短，又稱粗絨棉，為一年生草本植物。種植面積很少，基本作為種子源保留。 非洲棉（草棉）：也是粗絨棉，主體長度16~25mm，平均寬度20~25mm，~。 陸地棉：纖維長而細(xì)，又稱細(xì)絨棉，它產(chǎn)量較高，纖維長，品質(zhì)好，是世界上的主要裁培種，我國的種植量占棉田總面積的95%。主體長度23~33mm，平均寬度18~20μm，~。 海島棉：纖維特別細(xì)長，又稱長絨棉。是棉纖維中品質(zhì)最好的，可紡很細(xì)的紗，生產(chǎn)高檔織物或特種工業(yè)用紗。為世界次要裁培種，主體長度30~60mm，平均寬度14~17μm，~。（二）按棉花的初步加工分 皮輥棉：用皮輥式軋棉機(jī)加工的皮棉。特點(diǎn)：皮棉是片狀，含雜含短絨較多，長度整齊度較差，黃根較多，但纖維長度損傷少，軋工疵點(diǎn)少。 鋸齒棉：用鋸齒式軋棉機(jī)加工的質(zhì)棉。特點(diǎn)：皮棉呈松散狀，含雜含短絨羅少，長度較整齊。但損傷較長纖維，軋工疵點(diǎn)較多，含有棉結(jié)（束絲），帶纖維籽屑。鋸齒軋棉機(jī)產(chǎn)量高，細(xì)絨棉多用此方法（三）按原棉的色澤分 白棉：正常成熟，為紡用棉 黃棉：霜黃棉。少量使用。 灰棉：雨灰棉，棉鈴開裂時(shí)由于日照不足或雨淋，潮濕，霜等原因造成。很少用。 黃河流域棉區(qū)：最大棉區(qū)，約占50…… 二、棉纖維的形成，形態(tài)和結(jié)構(gòu)（一）棉纖維的形成棉纖維是棉屬植物種子表面生成的絨毛——種子纖維，它是胚珠表皮細(xì)胞經(jīng)伸長加厚而成的，一根棉纖維就是一個(gè)植物單細(xì)胞。它的生長特點(diǎn)是：先伸長長度，然后充實(shí)加厚細(xì)胞壁。整個(gè)棉纖維的形成過程可分為三個(gè)時(shí)期。 伸長期： 加厚期： 轉(zhuǎn)曲期：（用畫圖的方法，介紹生長特點(diǎn)，為下面的形態(tài)、結(jié)構(gòu)內(nèi)容做好鋪墊）（二）形態(tài)特征 縱向：具有天然轉(zhuǎn)曲，可見中腔。成熟度不同，形態(tài)和可紡性不同。見P24圖13 截面：棉纖維沿長度方向截面的形狀和面積都有很大變化。見P24表14，P25圖14。纖維截面形狀隨成熟程度不同而不同，正常成熟的棉纖維橫截面呈腰園形，并可見中腔，未成熟的纖維橫截面呈扁環(huán)狀，胞壁薄，中腔長，過成熟的纖維截面呈近圓形，中腔園而小?？傮w形態(tài)特征如下圖： 　　　 　　　　　　　　　　 （三）結(jié)構(gòu) 由于棉纖維生長過程中，纖維素每天淀積一層，所以，纖維由外向內(nèi)許多同心層組成。大體可分為三個(gè)部分：見P25圖15。 初生層：棉纖的外層，即在伸長期所長成的初生胞壁和外表皮。外表皮是一層蠟質(zhì)與果膠。初生層胞壁呈原纖網(wǎng)狀螺旋結(jié)構(gòu)。 次生層：位于初生層的下面，占棉纖維的絕大部分，是棉纖維的主體。呈原纖變向螺旋結(jié)構(gòu)。 中腔：棉纖維停止生長后遺貿(mào)下來的空隙。在壁內(nèi)面了附有原生質(zhì)干燥后的固整殘留物。在棉纖維橫截面上，次生胞壁在各部位處的結(jié)構(gòu)顯著不同，主要表現(xiàn)為堆砌密度的差異。如下圖所示：A區(qū)最密，B區(qū)比C區(qū)密。這種結(jié)構(gòu)上的纖維素對(duì)稱型密度不勻堆砌狀態(tài)稱之為：雙邊結(jié)構(gòu)，即兩個(gè)最密點(diǎn)連成的直線兩邊密度是一大一小。三、原棉的性能與檢驗(yàn) 原棉的性能要通過檢驗(yàn)才能知曉，從而確定原棉的質(zhì)量。對(duì)商業(yè)貿(mào)易來講，是按質(zhì)論價(jià)的需要，對(duì)紡織廠來說，是為了充分掌握原棉的性能，達(dá)到合理使用原料，提高成紗質(zhì)量（制定工藝參數(shù)）和產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)“優(yōu)棉優(yōu)價(jià)、優(yōu)棉優(yōu)用、粗糧細(xì)做、合理搭配、增強(qiáng)效益” 的目的。人們通過多年的不斷探索，不斷實(shí)踐，總結(jié)出了一套手感目測，儀器檢驗(yàn)，單嘜試紡三者相結(jié)合的綜合檢驗(yàn)方法，以全面了解原棉性能。三結(jié)合的具體內(nèi)容：業(yè)務(wù)檢驗(yàn)、物理性能（常規(guī)）檢驗(yàn)、逐包檢查及單嘜試紡。（一）商業(yè)檢驗(yàn)（業(yè)務(wù)檢驗(yàn)）四項(xiàng)內(nèi)容：品級(jí)、長度、水分、雜質(zhì)疵點(diǎn)，檢驗(yàn)突出一個(gè)‘快’字。 品級(jí)檢驗(yàn)：按成熟度、色澤特征、軋工質(zhì)量將細(xì)絨棉分為七級(jí)，1級(jí)最好，15級(jí)為紡用棉。細(xì)絨棉分五級(jí)，一級(jí)最好。實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)是最低標(biāo)準(zhǔn)。 長度檢驗(yàn)：用手扯法來測定，以手扯長度為計(jì)價(jià)的依據(jù)，每2mm為一價(jià)格差。（誤差由國家長度標(biāo)準(zhǔn)棉來校準(zhǔn)） 水分檢驗(yàn)：常用電阻式測濕儀快速測定。公定含水率10%。 雜質(zhì)疵點(diǎn)：收購以時(shí)常用手工和目測法估算，或用纖維雜質(zhì)分析機(jī)測定。雜質(zhì)——夾雜的非纖維性物質(zhì)，如：泥紗，枝葉，棉籽，破籽，蟲屎等。疵點(diǎn)——原棉中含有的有害紡紗的纖維性物質(zhì)，如，索絲，棉結(jié)，軟籽表皮，帶纖維籽屑，黃根等。在準(zhǔn)確分析時(shí)，常用以下指標(biāo)：原棉含雜率= ?。?） [反映制成率和質(zhì)量] 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公定含雜率：皮輥棉為3% ，%。疵點(diǎn)用手揀的方法。取10~20g代表性棉樣，分類揀出各類疵點(diǎn)，計(jì)算含有粒數(shù)和重量百分?jǐn)?shù)。疵點(diǎn)率= 100（%）疵點(diǎn)數(shù)= （粒/100g）疵點(diǎn)的詳細(xì)分類見：教材第63頁（二）物理性能檢驗(yàn)（常規(guī)檢驗(yàn)）用專門的儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行 長度：（1）概念：①伸直長度：伸直纖維兩端間的距離 ②自然長度：自然伸展時(shí)兩端間的距離。相當(dāng)于手扯長度。（2）長度分布與工藝的關(guān)系這種分布反映了原棉的長短及整齊度的高低。而長短與整齊度決定著成紗質(zhì)量的好壞，生產(chǎn)效率的高低及工藝參數(shù)的制定。簡述其關(guān)系（3）長度指標(biāo)的測定： 長度測量意義重大，但為了反映整批原棉的長度全貌，用一個(gè)指標(biāo)是不行的，只能多個(gè)指標(biāo)綜合表達(dá)，某一指標(biāo)只代表某一長度特征。不同的測量方法各項(xiàng)長度指標(biāo)的含義也不同，目前普遍使用的長度指標(biāo)有以下幾個(gè)。此處只介紹概念，具體計(jì)算在實(shí)驗(yàn)課解決。 ①主體長度；②平均長度（注意“權(quán)”的介紹）；③品質(zhì)長度（為什么叫品質(zhì)長度）； ④短絨率；⑤均方差；⑥變異系數(shù)。測量長度的儀器和方法很多，可根據(jù)不同需要，不同場合來選用，這里簡單介紹幾種：（原理，所測結(jié)果） A、遂根測量——基礎(chǔ)方法 B、羅拉式長度分析儀（朱可夫長度儀） C、梳片式長度分析儀 D、光電長度儀（手扯長度儀，照影機(jī)） E、YG081纖維長度分析儀（電容式）細(xì)度： （1）概念：纖維的直徑或截面面積的大小。（2）細(xì)度與成紗質(zhì)量（3）細(xì)度指標(biāo)： 由于直徑無法正確表達(dá)棉纖維的粗細(xì)，而截面面積的測量費(fèi)時(shí)費(fèi)力，制做樣片也較難，所以在實(shí)際工作中，我們常采用間接指標(biāo)來達(dá)：由于歷史的原因，形成了許多指標(biāo)，我國目前規(guī)定細(xì)度法定計(jì)量單位為特克斯。特克斯：單位長度（1000米）纖維的質(zhì)量數(shù)（克）(分特克斯，符號(hào)含義) （特克斯）旦尼爾： (旦 ) 公制支數(shù)： （公支）馬克隆尼值 M：用馬克隆尼氣流儀測得的綜合表達(dá)棉纖維細(xì)度與成熟度的指標(biāo)。值越大，纖維越粗。（4）細(xì)度測定：（原理、指標(biāo)） ①中段切斷稱重法（注意教材第25頁圖14的介紹） ②氣流儀法 ③其它方法： A：測長稱重法（單根）B顯微放大投影法（寬度、截面積）成熟度：（1）概念：棉纖維細(xì)胞壁的加厚程度。越厚，成熟越高，這是棉纖維所獨(dú)有的一個(gè)物理性能指標(biāo)，是一個(gè)反映內(nèi)在質(zhì)量的綜合指標(biāo)。棉纖維的幾乎所有性能都與它有密切關(guān)系。見教材第23頁圖12。成熟程度與品種、生長條件的關(guān)系，成熟度的高低與紡紗工藝、成品質(zhì)量的關(guān)系，請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)。（2）成熟度的表達(dá) ①成熟度系數(shù)： ,（令M=0～5，線性回歸后得此式） ②平均成熟度系數(shù) ③未成熟纖維（百分率、含量）（3）成熟度的測量 ①中腔胞壁對(duì)比法：最基本的測試方法。（見教材第5