【正文】 現(xiàn)在已廣泛用于消費紡織品和產(chǎn)業(yè)用紡織品。芳香族聚酰胺纖維即芳綸性能特征 芳綸1313——耐高溫纖維——機械性質(zhì)：強度較高。在通常情況下，斷裂伸長率為17% 。——纖維密度：?！獰釋W性質(zhì)：芳綸1313具有良好的耐熱性，其耐腐蝕性和防燃性。如在260℃的高溫下連續(xù)使用1000h，其強度仍能保持原強度的65%；在300℃的高溫下連續(xù)使用一周，仍可保持原強度的50%?！瘜W性能：具有良好的耐堿性，耐酸性好于錦綸，具有良好的耐有機溶劑、漂白劑以及抗蟲蛀和霉變。芳綸1414——高強度纖維 ——機械性質(zhì)：芳綸1414是目前使用的有機纖維中強度最高的，斷裂伸長率為4%。初始模量遠高于其它纖維，其初始模量為 4400 CN/tex，為聚酰胺纖維的11倍，為滌綸六倍左右。 ——纖維密度：~。 ——熱學性質(zhì)：纖維的熱穩(wěn)定性遠高于其它纖維，在150℃下纖維的收縮率為0，在較高的溫度下仍能保持很高的強度。熔點為600℃，最高使用溫度為232℃?！瘜W性能：具有良好的耐堿性，耐酸性好于錦綸，具有良好的耐有機溶劑、漂白劑以及抗蟲蛀和霉變。對橡膠具有良好的粘附性?！季]1414主要用于高速行駛或重載汽車和飛機的輪胎簾子線。由于其強度高，密度小，因此用它制成的輪胎重量大大減輕，輪胎層薄，熱容易散發(fā)，輪胎的使用壽命將延長。此外，還可用作：皮帶、軟膠管；繩索、繩纜；防護、防彈材料；摩擦材料；復合材料的增強材料?！季]1313由于該纖維性能優(yōu)良，其產(chǎn)品主要用于航空飛行服、宇宙航行服、原子能工業(yè)的防護服以及絕緣服、消防服等。另外，它也用于制作防火簾、防燃手套、高溫下化工過濾布和氣體濾袋、高溫運輸帶、機電高溫絕緣材料以及民航飛機中的裝飾織物等。此外，還可以作室內(nèi)織物、產(chǎn)業(yè)材料、蜂窩狀結(jié)構(gòu)材料。 碳纖維：碳纖維是指纖維的化學組成中碳元素占總質(zhì)量90%以上的纖維。（書161頁）碳纖維的性能（十項優(yōu)點；三項缺點）（1）、在纖維軸方向顯示高抗拉強度和高彈性模量（2）、比重輕——~（3）、纖度細（4）、不生銹、耐腐蝕（5）、既能耐低溫，又能耐超高溫，（唯一的一種在高溫下隨著溫度升高而強度增大的材料。）（6）、能耐溫度急變，熱膨脹系數(shù)?。?）、常溫下導熱性能良好，高溫下導熱性能低（8）、突出的導電性能（它們的電阻值可以通過制造過程中控制碳化溫度來調(diào)節(jié)）（9）、優(yōu)良的吸附性能（10）、碳纖維還具有耐輻射，能反射中子等特性。 碳纖維的缺點：——A、比較脆、怕受壓和剪切碳纖維尤其害怕“打結(jié)”和“急拐彎”?！狟、抗氧化性差碳纖維抗氧化性差，在高溫下容易生成二氧化碳跑掉，所以它不耐氧化?！狢、破壞前無預報碳纖維在斷裂前沒有預報。碳纖維由于彈性模量高，受力后產(chǎn)生的變形很小，所以即使當它被拉斷時，%的伸長變形。因此碳纖維在斷裂之前，沒有任何明顯的征兆，人們不能在事故發(fā)生之前采取預防措施。4. 用途 碳纖維主要用作復合材料中的增強材料?？芍谱黠w機、火箭等的殼體。纖維的結(jié)構(gòu)特征 一、纖維結(jié)構(gòu)：纖維結(jié)構(gòu)：組成纖維的結(jié)構(gòu)單元相互作用達到平衡時在空間的幾何排列。①大分子結(jié)構(gòu)：化學組成、單基結(jié)構(gòu)、端基組成、聚合度及其分布、大分子構(gòu)象、大分子鏈柔曲性。②超分子結(jié)構(gòu)：晶態(tài)、非晶態(tài)、結(jié)晶度、晶粒大小、取向度、側(cè)序分布等；③形態(tài)結(jié)構(gòu)：表觀形態(tài)（纖維的長度、粗細、截面形狀和卷曲或轉(zhuǎn)曲等 ）、表面結(jié)構(gòu)、微細結(jié)構(gòu)（原纖結(jié)構(gòu)與排列 ）。（1）形態(tài)結(jié)構(gòu)：（表觀形態(tài)、表面結(jié)構(gòu)、微細結(jié)構(gòu)） 基原纖→微原纖→原纖→巨原纖→細胞范德華力 氫鍵 鹽式鍵 化學鍵（2）聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：構(gòu)成纖維的大分子鏈之間的作用形式與堆砌方式，又稱“超分子結(jié)構(gòu)”或“分子間結(jié)構(gòu)” 結(jié)晶 （1）結(jié)晶態(tài)：纖維大分子有規(guī)律地整齊排列的狀態(tài)。 ①結(jié)晶區(qū)：纖維大分子有規(guī)律地整齊排列的區(qū)域。 晶區(qū)特點： a. 大分子鏈段排列規(guī)整； b. 結(jié)構(gòu)緊密，縫隙，孔洞較少；c. 相互間結(jié)合力強，互相接近的基團結(jié)合力飽和。 ②結(jié)晶度：纖維內(nèi)部結(jié)晶區(qū)占整個纖維的百分率 重量結(jié)晶度：纖維內(nèi)部結(jié)晶區(qū)的重量占纖維總重量的百分率。體積結(jié)晶度：纖維內(nèi)部結(jié)晶區(qū)的體積占纖維總體積的百分率。 結(jié)晶度對纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響 結(jié)晶度↑→纖維的拉伸強度、初始模量、硬度、尺寸穩(wěn)定性、密度↑；纖維的吸濕性、染料吸著性、潤脹性、柔軟性、化學活潑性↓。 結(jié)晶度↓→纖維吸濕性↑，容易染色，拉伸強度降低，變形較大，纖維較柔軟，耐沖擊，彈性有所改善，密度較小，化學反應(yīng)性比較活潑。 （2）非晶態(tài)：纖維大分子無規(guī)則聚集排列的狀態(tài)。①非晶區(qū)：纖維大分子無規(guī)則聚集排列的區(qū)域。非晶區(qū)特點：，無規(guī)律； ，有較多的縫隙、孔洞；，互相接近的基團結(jié)合力沒飽和。直接影響著纖維的吸濕、染色、熱定形、力學彈性及伸長等 取向度（1）定義：大分子排列方向與纖維軸向吻合的程度稱作取向度 。（2）取向度與纖維性能間的關(guān)系：取向度大→大分子可能承受的軸向拉力也大，拉伸強度較大，伸長較小，模量較高，光澤較好，各向異性明顯。 側(cè)序：在垂直于纖維取向軸方向上分子鏈排列的有序性。 （3）大分子結(jié)構(gòu) 單基：構(gòu)成纖維大分子的基本化學結(jié)構(gòu)單元。 聚合度n定義：構(gòu)成纖維大分子的單基的數(shù)目，或一個大分子中的單基重復的次數(shù)?！咎烊焕w維的聚合度一般較高，成千上萬；而化學纖維為了紡絲順利，需將熔體或溶液粘度控制在適當范圍，以保證既可紡絲又有纖維強度，聚合度通常不宜過高。】聚合度與力學性質(zhì)的關(guān)系A(chǔ)：n→臨界值，纖維開始具有強力； n↑，纖維強力↑；但增加的速率減?。籲至一定程度，強力趨于不變。B：n的分布：n分布集中，分散度小，對纖維的強度、耐磨性、耐疲勞性、彈性都有好處。 內(nèi)旋性：纖維大分子內(nèi)的單基之間在鍵長鍵角保持不變條件下，相鄰單基可繞單鍵旋轉(zhuǎn)的特性。 構(gòu)象：由于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子在空間的不同形態(tài)稱為構(gòu)象(或內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體) 【構(gòu)象與構(gòu)型的根本區(qū)別在于，構(gòu)象通過單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)可以改變，而構(gòu)型無法通過內(nèi)旋轉(zhuǎn)改變?！? 柔曲性（1）定義：指纖維大分子在一定條件下，通過內(nèi)旋轉(zhuǎn)或振動而形成各種形狀的難易程度的特性。（2）纖維大分子結(jié)構(gòu)與柔曲性的關(guān)系：①主鏈彈性好，柔曲性↑ ②側(cè)鏈較少，柔曲性↑ ③主鏈四周側(cè)基分布對稱，柔曲性↑④側(cè)基間（大分子間）作用力較少，柔曲性↑ ⑤溫度↑，內(nèi)旋轉(zhuǎn)加劇，大分子鏈柔曲性↑（3）單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)是大分子鏈產(chǎn)生柔曲性的根源；大分子柔曲性是判斷高聚物彈性的主要條件之一。構(gòu)型：指分子中由化學鍵所固定的原子在空間的排列。要改變構(gòu)型，必須經(jīng)過化學鍵的斷裂和重組。二、纖維結(jié)構(gòu)的測量 纖維化學結(jié)構(gòu)的測量質(zhì)譜分析 通過對纖維樣品的氣相離子的質(zhì)量電荷比，對纖維的組成和鏈結(jié)構(gòu)進行定量化的表征 紅外吸收光譜可對高聚物或混合物的極性基團及其含量的吸收帶強度進行識別和定量分析 紫外與可見光譜 可測定在10～400nm紫外吸收光譜范圍及 400～800nm 可見光范圍具有不飽和鏈及不對稱電子的分子。核磁共振光譜可測定在外部磁場作用下，分子內(nèi)部發(fā)生化學位移的核群及吸收帶，以及相鄰核的信息，計算出各吸收強度與各核群的比例?？捎糜诖蠓肿拥臉?gòu)型及構(gòu)象和分子量的分析。 纖維聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的測量 ●結(jié)晶結(jié)構(gòu)及非晶結(jié)構(gòu) 纖維是結(jié)晶與非晶結(jié)構(gòu)共存的材料。主要指標有結(jié)晶度、晶體類型、結(jié)晶大小和形狀、晶區(qū)分布及非晶區(qū)結(jié)構(gòu)等。測量方法：密度法、X射線衍射法、熱分析法、紅外光譜法、電子顯微鏡法等。●取向結(jié)構(gòu) 纖維取向度的測量：顯微鏡觀察法、X 射線或電子衍射法、紅外二色性法、光學偏振法、聲速模量法、染色二色性法、導熱系數(shù)法、介電系數(shù)法等纖維吸濕性纖維材料在大氣中吸收或放出氣態(tài)水的能力稱為吸濕性。一、指標回潮率：指纖維所含水分質(zhì)量與干燥纖維質(zhì)量的百分比。含水率：指纖維所含水分質(zhì)量與纖維實際質(zhì)量的百分比。標準回潮率：紡織材料在標準大氣條件下放置一段時間后所達到的平衡回潮率。公定回潮率：貿(mào)易上為了計重和核價的需要，由國家統(tǒng)一規(guī)定的各種紡織材料的回潮率。平衡回潮率：纖維材料在一定的大氣條件下,吸、放濕作用達到平衡穩(wěn)定的回潮率，稱～。吸濕平衡：將具有一定回潮率的纖維，放置在一個新的大氣條件下，將立刻吸濕或放濕，經(jīng)過一定時間后，它的回潮率將趨于一個穩(wěn)定值，這種現(xiàn)象就是~~。二、吸濕等溫線、等壓線、等濕線吸濕等溫線：在一定的大氣壓力和溫度條件下，纖維材料因吸濕（或放濕）達到的平衡回潮率與大氣相對濕度的關(guān)系曲線，稱為纖維材料的吸濕（或放濕）等溫線，簡稱“等溫線”。吸濕等壓線：在一定的大氣壓力和濕度條件下，纖維材料因吸濕（或放濕）達到的平衡回潮率與溫度的關(guān)系曲線，稱為纖維材料的吸濕（或放濕）等濕線，簡稱“等濕線”。吸溫等濕線：在一定的溫度和濕度條件下，纖維材料因吸濕（或放濕）達到的平衡回潮率與大氣壓力的關(guān)系曲線，稱為纖維材料的吸溫等濕線，簡稱“變壓線”。 吸濕等溫線的特點：（1）在相對濕度較小時，回潮率增加率大，這是因為纖維中的極性基團直接吸水的速率較大； （2）在相對溫度15%~70%范圍內(nèi)，纖維的回潮率增加較??；由于纖維表面已被水分子所覆蓋，再進入纖維的水分子主要靠間接吸附，并存在于小空隙中，形成毛細水，所以纖維在此階段吸收的水分比開始階段少。（3）當相對濕度很大時，水分子進入纖維內(nèi)部較大的空隙，毛細水大量增加，特別是由于纖維本身的膨脹，使空隙增加，表面的吸附能力也大大增加，進一步增加了回潮率的上升速率。三、吸濕機理：是指水分與纖維的作用及其附著與脫離過程。Peirce理論（用于棉纖維吸濕的二相理論）認為，水分子在纖維中的存在形式有：（1）直接水：親水性基團直接吸著的水，取決于纖維中的 極性基團，影響纖維的物理性能；（2）間接水：直接水本身因具有極性而再吸著的水，取決于纖維中的空隙和無序區(qū)，影響纖維的物理機械性能和纖維的形態(tài)。間接吸收的水分子存在于纖維內(nèi)部的微小間隙中成為 微毛細水，當濕度很高時，間接吸收的水分子可以填充到纖維內(nèi)部較大的間隙中，成為大毛細水，大毛細水的結(jié)合力除氫鍵引力以外包括范德華力、表面張力等，所以結(jié)合力小。三、吸濕滯后性 同種纖維在一定的大氣溫濕度條件下，從放濕達到平衡的回潮率大于從吸濕達到的平衡回潮率，這一性能稱為纖維的吸濕滯后性，也稱“吸濕保守現(xiàn)象”四、影響吸濕的因素影響纖維吸濕的因素有內(nèi)因和外因兩個方面影響吸濕的內(nèi)部因素⑤ 親水基團的作用親水基團的作用是影響吸濕性的最本質(zhì)因素。親水基團的數(shù)量越多，極性越強，纖維的吸濕能力越高。親水基團：COOH,NH2 ,OH, CONH（酰胺基）羊毛： CONH；COOH,NH2,OH（羊毛的吸濕性優(yōu)于蠶絲）蠶絲： CONH；少COOH,－NH2,OH棉: 每個葡萄糖?；齻€OH；粘膠：OH；維綸：OH； 腈綸：CN 強極性；錦綸：CONH滌綸： 含COO、CH2，其吸水性弱⑥ 結(jié)晶度和聚合度的影響化學組成相同的纖維，吸濕性不一定相同，因內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。①結(jié)晶度增大，吸濕性減?。ㄎ鼭裰饕l(fā)生在無定形區(qū)） 如棉經(jīng)絲光后，由于結(jié)晶度降低使吸濕性增加；②聚合度增大，游離基團減小，吸濕性減小 如棉: 結(jié)晶度70%左右，聚合度10000,% 粘膠:結(jié)晶度30%左右，聚合度500左右,回潮率13% 　 粘膠吸濕性好于棉。⑦ 纖維的比表面積和內(nèi)部空隙 ①比表面積：單位體積的纖維所具有的表面積纖維的表面具有吸附作用。纖維的比表面積越大表面能越高，表面吸附的水分子數(shù)則越多，吸濕性越好。細纖維的比表面積大，故比粗纖維的吸濕性好些。成熟度差的棉吸濕較高。②纖維內(nèi)部孔隙（eg:超細滌綸、表面改性滌綸、多微孔滌綸） 內(nèi)部孔隙越多越大，水分子越易進入，纖維的吸濕能力越強。同時，也相當于比表面越大。⑧ 纖維內(nèi)的伴生物和雜質(zhì) 纖維的各種伴生物和雜質(zhì)對吸濕能力也有影響。、果膠利于吸濕，棉蠟、脂肪等不易吸著水分；（拒水）；；影響吸濕的外部因素①溫濕度和氣壓集中體現(xiàn)在纖維表面的凝水和纖維間的毛細吸水。②空氣流速的影響當纖維材料周圍空氣流速快時，有助于纖維表面吸附水分的蒸發(fā)，纖維的平衡回潮率會降低。五、吸濕性對紡織材料性能的影響 纖維材料的重量隨吸著水分量的增加而成比例地增加。 吸濕后纖維體積膨脹，且即橫向膨脹遠遠大于縱向膨脹。原因：大分子沿軸向排列，吸濕后分子間距增大，而大分子的長度不會增長。 開始密度隨著回潮率的增大而增大，以后隨著回潮率的增大而減小。一般纖維，隨著回潮率的增大，其強力、模量、彈性和剛度下降，其伸長增加。 原因：大分子鏈間的相互作用減弱，分子易于構(gòu)象變化和滑移。不吸濕的纖維，一般這類性質(zhì)不發(fā)生變化。分子量大的棉、麻纖維還會因吸濕而強度略微上升。這是因為吸濕使大分子的不均勻性，由于分子間作用的部分解開與調(diào)整，得到改善。當纖維受力時，承力的大分子根數(shù)增多，反而使纖維強度增大。纖維吸濕后，纖維的脆性、硬度有所減弱，塑性變形增加，摩擦系數(shù)有所增大。 纖維在吸濕時會放出熱量，這是由于運動中的水分子被纖維大分子吸附時，水分