【正文】 大負(fù)荷，單位為cN。斷裂功和斷裂比功紡織纖維的斷裂功指纖維由拉伸開始至斷裂過程中外力所做的功，即拉斷纖維所需的能量，在數(shù)值上為負(fù)荷—伸長(zhǎng)曲線與橫坐標(biāo)所包圍的面積。紡織纖維彈性的優(yōu)劣對(duì)紡織工藝及最終產(chǎn)品服用性能影響較大。同一種纖維材料在不同測(cè)試條件下測(cè)得的回潮率結(jié)果并不相同。紡織纖維的比熱容一般在1．2l～2．05J/(g②高彈態(tài)與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度：當(dāng)溫度繼續(xù)升高，纖維材料的分子熱運(yùn)動(dòng)能量增大到足以克服阻礙分子鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)勢(shì)能時(shí)，分子鏈段運(yùn)動(dòng)開始激發(fā)，可以通過內(nèi)旋轉(zhuǎn)改變分子的構(gòu)象，部分分子鏈段可以產(chǎn)生滑移，但整個(gè)大分子運(yùn)動(dòng)仍然處于被凍結(jié)狀態(tài)。④熱分解點(diǎn)：高溫條件下，纖維材料將產(chǎn)生化學(xué)分解，我們把纖維材料產(chǎn)生化學(xué)分解所需的溫度稱為分解點(diǎn)。另一方面，可以充分利用合成纖維的熱收縮特性，例如通過原料組合、織物組織設(shè)計(jì)或采用熱軋等方法，可以使織物表面產(chǎn)生縐效應(yīng)、起絨效應(yīng)或泡泡效應(yīng)。干燥紡織纖維的比電阻都較大，導(dǎo)電性較差，在紡織生產(chǎn)中因摩擦作用而容易產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。通過電離，存在于纖維周圍空氣中的正負(fù)離子與纖維所帶電荷中和，從而消除靜電。化學(xué)纖維經(jīng)過原液著色可以制成各種有色纖維。當(dāng)纖維吸收光線的能力較強(qiáng)時(shí)，纖維光澤顯得比較暗淡。第四節(jié) 天然纖維及其性能指標(biāo)一、棉纖維棉纖維是紡織工業(yè)的重要生產(chǎn)原料。棉纖維的長(zhǎng)度棉纖維長(zhǎng)度是確定其成紗工藝及產(chǎn)品規(guī)格、品質(zhì)的重要因素之一。纖維線密度越小，纖維越細(xì)，同樣規(guī)格紗線內(nèi)包含的纖維根數(shù)越多，成紗強(qiáng)力越大，紗線條干均勻性越好，適合紡低特紗線。棉纖維的雜質(zhì)和疵點(diǎn)原棉中含有的各種非纖維物質(zhì)(包括固著于其上的棉纖維)稱雜質(zhì)，如不孕籽、破籽、籽棉、棉籽、砂塵、小棉枝等非纖維性夾雜物。棉纖維的斷裂強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率棉纖維的斷裂強(qiáng)度在紡織纖維中屬于中等水平，長(zhǎng)絨棉斷裂強(qiáng)度較高，細(xì)絨棉次之,粗絨棉強(qiáng)度偏低。羊毛的組成與形態(tài)結(jié)構(gòu)羊毛是由α氨基酸縮聚而成的蛋白質(zhì)組成，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。過去紡織行業(yè)習(xí)慣用“品質(zhì)支數(shù)”作為羊毛的品質(zhì)指標(biāo)，由于科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，纖維性能不斷改善，紡紗工藝和紡紗方法不斷改進(jìn)，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的要求不斷提高，品質(zhì)支數(shù)這一指標(biāo)已逐漸失去其原有意義。常規(guī)卷曲羊毛大多用于精梳毛紡，最終產(chǎn)品的光澤、彈性和手感較好，呢面光潔。羊毛的吸濕放熱現(xiàn)象較為明顯。山羊絨具有輕、細(xì)、柔軟、滑糯、光澤柔和、保暖等優(yōu)良特性。隨著山羊年齡增長(zhǎng)，纖維直徑逐漸增粗至25～90μm，有髓毛含量隨之增加，纖維品質(zhì)逐漸降低。因此，純紡?fù)妹啽容^困難，容易出現(xiàn)落毛、飛花，成紗強(qiáng)度很低。三、蠶絲蠶絲素有“纖維皇后”美譽(yù)，歷來是生產(chǎn)高檔紡織面料及裝飾品的纖維原料。繭絲縱向呈不平滑的樹干狀，粗細(xì)不勻，還有各種顴節(jié)，在顯微鏡下可看到內(nèi)有兩條透明的絲素和不透明的絲膠。圖29 繭絲的形態(tài)與結(jié)構(gòu)圖210 脫膠后繭絲的縱向和截面形態(tài)蠶絲纖維細(xì)度蠶絲纖維很細(xì)，單纖維細(xì)度平均在14～17μm。絹紡原料經(jīng)過精練、制絲工程后，絲纖維斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均有下降。苧麻纖維長(zhǎng)度較長(zhǎng)，纖維平均長(zhǎng)度約為60mm。(二)亞麻亞麻纖維在性能上與苧麻纖維比較相近，但也存在一些差異。（一）粘膠纖維粘膠纖維是由天然纖維素(棉短絨、木材、蘆葦?shù)?經(jīng)堿化，生成堿纖維素，再與二硫化碳作用生成纖維素黃酸酯，溶解于稀堿液內(nèi)，獲得粘稠溶液——粘膠紡絲液，粘膠經(jīng)濕法紡絲或干法紡絲以及一系列處理工序加工后成為粘膠纖維?！痙tex，伸長(zhǎng)率為25%～45%，%，醋酯纖維具有熱塑性，在200～230℃時(shí)軟化，260℃時(shí)熔融并分解。銅銨絲織物手感柔軟，光澤柔和有真絲感。它有近似圓形的截面，縱向表面均勻、光滑。錦綸的耐光性和耐熱性較差。滌綸纖維具有熱可塑性，熱處理溫度必須在玻璃化溫度以上，軟化點(diǎn)以下。由于滌綸具有良好的彈性和蓬松性，也可用滌綸制作絮棉。腈綸纖維比重較小，～，在紡織纖維中屬于較輕的纖維。腈綸的耐氣候性，特別是耐日光性能很好。～，比棉花小，強(qiáng)度與耐磨性能優(yōu)于棉花，它與棉花的1:～1倍。丙綸纖維比重很小，比水還輕。丙綸的染色性能也很差，從而限制了使用。氯綸纖維對(duì)熱敏感，軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)較低，在60℃時(shí)即收縮，沸水中收縮率大，因此在實(shí)用上受到限制。由小球把彈簧連接起來組成的網(wǎng)，是一個(gè)具有一定強(qiáng)度的彈性體，兩種鏈段以共價(jià)鍵連結(jié)在一起。利用氨綸纖維所具有的高彈性恢復(fù)性能，在服裝中可達(dá)到某些獨(dú)特的穿著舒適效果。被專家們預(yù)測(cè)為21世紀(jì)最主要的新纖維品種之一。利用靜電紡絲技術(shù)或者是海島纖維技術(shù)可以紡制截面尺度達(dá)到納米級(jí)的納米纖維。但一般抗靜電劑都是親水性聚合物，對(duì)濕度依賴性很大，在相對(duì)濕度較低的環(huán)境下，抗靜電性能就急劇下降。不同阻燃劑的阻燃機(jī)理一般是不同的。Lyocell纖維是一種新型的纖維素纖維，除了具有纖維素纖維的所有天然性能，如良好的吸濕性、舒適的穿著性、自然的光澤、極好的染色性能和可生物降解性等；還具有很好的干濕強(qiáng)度。使用TiO2微粒不僅能阻擋紫外線，還使光透過率大大降低，使織物感到?jīng)鏊?。其中甲殼胺是一種天然抗菌劑，對(duì)人體無害且能在自然界循環(huán)再生，備受矚目。超細(xì)纖維可以作為仿真絲織物、仿麂皮織物的原料；由超細(xì)纖維織制的高密織物，可用于高效潔凈布和由具有透氣透濕防風(fēng)功能的織物。③物質(zhì)分離功能：如中空分離性、反滲透性、微孔分離性、離子交換性、高吸水性等。ECDP纖維與普通滌綸相比，手感更為柔軟，纖維力學(xué)性能更趨向于中強(qiáng)中伸型或低強(qiáng)高伸型，服用性能更為優(yōu)良。聚氨酯纖維具有中等程度的熱穩(wěn)定性，軟化點(diǎn)為200℃以上。聚氨酯的高彈性質(zhì)與一般的彈力絲不同，它是由聚合物大分組成和超分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)決定的。由丙綸中空纖維制成的絮被，質(zhì)輕、保暖、彈性良好?！?8℃，軟化點(diǎn)為140～160℃，熔點(diǎn)為165～173℃。維綸主要缺點(diǎn)是耐熱水性差，在濕態(tài)110～115℃時(shí)，有明顯的變形和收縮，在水中煮沸3～4小時(shí)，織物明顯變形并發(fā)生部分溶解；彈性不好，織物易起皺；染色性也不好，色澤不鮮艷，這些因素限制了維綸的使用。一般濕紡的維綸纖維截面呈腰圓形，有明顯的皮芯結(jié)構(gòu)，皮層結(jié)構(gòu)緊密，結(jié)晶度和取向．度高，芯層結(jié)構(gòu)疏松，有很多空隙，結(jié)晶度和取向度低。隨著腈綸纖維生產(chǎn)工藝的改變，強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率也會(huì)改變。表27 滌綸纖維的力學(xué)性質(zhì)纖維種類強(qiáng)度（cN/dtex）伸長(zhǎng)度（%）初始模量（cN/dtex）彈性回復(fù)率（%）普通長(zhǎng)絲～20～32～95～100高強(qiáng)長(zhǎng)絲～7～17～95～100普通短纖維～35～5022～4490～95（三）腈綸──聚丙烯腈纖維聚丙烯腈纖維是用85%以上的丙烯腈和15%以下的第二、第三單體共聚的高分子聚合物所紡制的合成纖維，稱聚丙烯纖維，即腈綸纖維。滌綸纖維易產(chǎn)生靜電，易吸灰，易起球，易臟。（二）滌綸──聚酯纖維聚酯纖維是由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯經(jīng)紡絲所得的合成纖維，也稱為滌綸，是合成纖維中產(chǎn)量最高的第一大品種。錦綸纖維的強(qiáng)度在合成纖維中是最高，錦綸纖維的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)度和初始模量數(shù)值列于表21。這類纖維干強(qiáng)明顯高于一般的粘膠纖維，略低于滌綸纖維，濕強(qiáng)比粘膠纖維有了明顯的提高，在濕潤(rùn)狀態(tài)下，仍保持85%的干強(qiáng)(濕潤(rùn)時(shí)的強(qiáng)力仍明顯高于棉纖維)；它具有非常高的剛性；良好的水洗尺寸穩(wěn)定性(縮水率僅為2%)；并具有較高的吸濕性(標(biāo)準(zhǔn)回潮率粘膠為13%，棉為8%，%)；濕模量約高于粘膠纖維5倍，高于棉纖維2倍，且略高于滌綸。（三）銅銨纖維銅銨纖維是把纖維素溶解于銅銨溶液中得到銅銨紡絲液，然后從噴絲孔噴出，先經(jīng)水流高倍抽伸，后進(jìn)稀酸浴還原成銅銨纖維。用粘膠纖維制織的織物具有較好的舒適性。亞麻纖維的力學(xué)性能與苧麻比較接近。苧麻纖維具有較強(qiáng)的吸濕能力，纖維的回潮率為9%～11%。四、麻纖維麻纖維自然粗獷的風(fēng)格、舒適健康的服用性能備受現(xiàn)代消費(fèi)者的青睞。在絹紡成紗工程中，蠶絲纖維則被切斷成適合于絹紡工藝要求的短纖維，通常情況下，紡50dtex以下低特絹絲，混合絹纖維平均長(zhǎng)度在65mm以上，中特絹絲混合絹平均長(zhǎng)度在55mm以上。用有機(jī)酸處理絲織物，可增加其光澤，改善手感，但絲綢的強(qiáng)伸度稍有降低。蠶絲纖維的組成與形態(tài)結(jié)構(gòu)蠶絲是蠶成熟結(jié)繭時(shí)分泌出來的絲液自然固化后形成的連續(xù)長(zhǎng)絲纖維，每根繭絲包含兩根單絲，借助絲膠粘合包覆而成，單絲纖維(絲素)的截面為不規(guī)則的三角形。用剪取方法得到的是粗毛，其纖維粗細(xì)混雜。兔毛中含有絨毛和粗毛，品質(zhì)優(yōu)良的長(zhǎng)毛種兔毛的絨毛細(xì)而柔軟，平均直徑5～20μm，有少量淺波狀卷曲，絨毛含量為30%～90%。罵海毛的產(chǎn)量很低。粗腔毛率過高，表明羊毛的整體品質(zhì)水平較低，會(huì)對(duì)紡紗工藝造成不利，織物品質(zhì)也會(huì)隨之降低。羊毛纖維的力學(xué)性能 羊毛具有低強(qiáng)度、高伸長(zhǎng)的特點(diǎn)，斷裂伸長(zhǎng)率卻高達(dá)35%50%，羊毛具有較強(qiáng)的彈性回復(fù)能力。一般情況下，平均毛叢長(zhǎng)度在55mm以上的羊毛可以用于精梳毛紡，也可用于粗梳毛紡，但低于55mm的纖維只能用于粗梳毛紡。圖28為羊毛纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)，圖29為羊毛纖維的細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型，圖21為羊毛纖維層次結(jié)構(gòu)模型。圖25為中國(guó)美利奴羊。如索絲、棉結(jié)、僵片、黃根、軟籽皮、纖維籽屑等。國(guó)產(chǎn)原棉含水率一般在7%～11%之間，標(biāo)準(zhǔn)含水率為10%。棉纖維的線密度棉纖維的線密度也是其單位長(zhǎng)度的重量，表示了棉纖維的粗細(xì)程度，它可以用分特?cái)?shù)(dtex)表示。棉纖維成熟度是指纖維素充滿和胞壁增厚的程度。纖維材料的耐光性紡織纖維的耐光性指纖維在日光照射下保持其原有色澤和力學(xué)性能的能力。投射到纖維上的一束平行光線可以被分解為以下幾部分：①吸收光：吸收光是指被纖維吸收的那一部分光線；②表面反射光：表面反射光是指直接在纖維表面形成反射的那一部分光線。消靜電油劑包含抗靜電劑、潤(rùn)滑劑等，通過纖維表面抗靜電劑親水基團(tuán)的作用吸收空氣中的水分，提高纖維的含潮率，降低其比電阻。為了減小靜電對(duì)紡織加工的不利影響，可以采取一些消除靜電的工藝措施，常用的方法有：⑴提高空氣相對(duì)濕度。(二)纖維材料的電學(xué)性能纖維材料的比電阻纖維材料的導(dǎo)電能力可以用體積比電阻或質(zhì)量比電阻表示。纖維材料的熱收縮合成纖維受熱后長(zhǎng)度將產(chǎn)生收縮，即熱收縮。我們把纖維材料從玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度稱為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。纖維材料的相轉(zhuǎn)變溫度纖維材料受熱之后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)將隨著溫度升高而逐漸發(fā)生變化，并引起纖維物理狀態(tài)及性能的改變，在高溫條件下，纖維材料可以被分解。2%。紡織纖維吸濕的原因可以歸結(jié)為三個(gè)方面：⑴纖維大分子中存在著一定數(shù)量的親水基團(tuán)，纖維能夠通過親水基團(tuán)的極化作用而吸收水分；⑵纖維內(nèi)部存在著一定數(shù)量的微孔或縫隙，纖維能夠通過毛細(xì)管效應(yīng)吸收水分；⑶纖維能夠通過其表面的吸附作用而吸收水分。(二)纖維材料的彈性紡織纖維在外力作用下將產(chǎn)生一定的變形，而去除外力后纖維的變形并不能夠完全回復(fù)，根據(jù)這一特性可以將纖維的變形分為兩種基本類型，即彈性變形和塑性變形。上式中： L—拉伸致斷裂時(shí)纖維的絕對(duì)伸長(zhǎng)值（mm）；L0—試樣夾持距離或纖維試樣原長(zhǎng)（mm）；初始模量理論上楊氏模量為應(yīng)力與應(yīng)變的比值，彈性體的楊氏模量值在彈性范圍內(nèi)是恒定的。通常，各種紡織纖維的拉伸曲線形態(tài)不一，根據(jù)紡織纖維的拉伸曲線可以判斷各種纖維的力學(xué)性能特征。纖維的縱向形態(tài)和截面形態(tài)是纖維非常重要的外在幾何形貌特征，纖維以及纖維集合體的很多性能都與它的形貌特征有關(guān)。對(duì)于同一種纖維材料，英制支數(shù)越高，表明纖維越細(xì)；反之，英制支數(shù)越低，表明纖維越粗。⑵旦尼爾數(shù)(Den)旦尼爾數(shù)(Den)是指在公定回潮率條件下，9000m長(zhǎng)度纖維所具有的質(zhì)量克數(shù)。由于纖維截面的直徑、周長(zhǎng)、面積以及纖維沿長(zhǎng)度方向分布的線密度都與纖維的粗細(xì)度密切相關(guān)，所以從理論上來說，可以用纖維截面的直徑、周長(zhǎng)、面積及線密度來表示纖維的粗細(xì)度。品質(zhì)長(zhǎng)度：是指比主體長(zhǎng)度長(zhǎng)的那一部分纖維的重量加權(quán)平均長(zhǎng)度。大多數(shù)天然纖維都是短纖維，只有桑蠶絲是長(zhǎng)絲。纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征是指纖維的長(zhǎng)短、粗細(xì)、截面形狀、纖維的卷曲或轉(zhuǎn)曲狀態(tài)、纖維的表面形態(tài)等特征。⑹纖維：纖維由巨原纖堆砌而成，在巨原纖之間存在著比巨原纖更大的縫隙和孔洞，巨原纖之間的聯(lián)結(jié)也更疏松一些，有的纖維甚至要靠其他物質(zhì)如多細(xì)胞纖維的胞間物質(zhì)來聯(lián)結(jié)。為了能更充分、全面地研究纖維材料的各種性質(zhì)與性能，還可以將纖維材料的結(jié)構(gòu)作更為細(xì)致地劃分，最多可作如下六個(gè)層次的劃分：⑴大分子：由各種單基組成的不同聚合度的線型大分子，在纖維中一般具有相對(duì)穩(wěn)定的三維空間幾何形狀，有的大分子呈鋸齒形，有的呈波浪形，有的呈螺旋形。大分子上的原子可以圍繞聯(lián)結(jié)鍵進(jìn)行一定程度的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)旋轉(zhuǎn)的難易程度決定了大分子的柔曲性。在大分子的長(zhǎng)鏈中反復(fù)出現(xiàn)的單體被稱為大分子的基本鏈節(jié)(或稱為單基或基本單元)。(3)纖維大分子的取向與取向度：在拉伸力作用下，纖維內(nèi)大分子有沿纖維軸向平行排列的趨勢(shì)，我們把這種現(xiàn)象稱為纖維大分子的取向?；瘜W(xué)鍵的鍵能大于鹽式鍵。②氫鍵：它是大分子側(cè)基上或部分鏈段上極性基團(tuán)之間的靜電引力，在一定條件下能使相鄰分子較穩(wěn)定地結(jié)合。如圖22所示，分別為麻纖維、棉纖維、蠶絲纖維、羊毛纖維、羊絨纖維、滌綸纖維的外觀形態(tài)照片。隨著專業(yè)學(xué)習(xí)的深入和拓展，可以了解到，纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)纖維及其構(gòu)成紡織品的光澤、手感、吸濕性、染色性、保暖性和力學(xué)性能等都有直接或間接的影響?；瘜W(xué)纖維的聚合度則可以通過化合物的聚合工藝進(jìn)行調(diào)節(jié)。合成纖維：合成纖維是以人工合成的高分子化合物為原料，經(jīng)紡絲成形而得到的纖維。動(dòng)物纖維：動(dòng)物纖維是利用動(dòng)物的動(dòng)物毛發(fā)或腺分泌物經(jīng)過初步加工而制取的纖維，也稱為動(dòng)物蛋白纖維。化學(xué)纖維也可以細(xì)分為再生纖維和合成纖維。如果根據(jù)纖維的使用范圍和場(chǎng)所來分類，可以分為服用纖維、家用（裝飾用）纖維和產(chǎn)業(yè)用纖維。第一節(jié) 纖維的定義及分類一、纖維的定義纖維是一種細(xì)長(zhǎng)而且柔軟的材料，它的直徑較細(xì)，為幾微米或幾納米，長(zhǎng)度則為幾毫米、幾十毫米甚至上千米，細(xì)而長(zhǎng)是纖維材料的主要幾何形狀特征。本章知識(shí)要點(diǎn)了解紡織纖維的概念及其分類；了解纖維結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；掌握天然纖維和化學(xué)纖維的種類、結(jié)構(gòu)、性能以及新型纖維、差別化纖維、功能性纖維的