纺织纤维相关知识cfzs.docx

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1、纺织纤维维是结晶晶态和非非结晶态态的混合合物，从从整根纤纤维来看看，表现现出两方方面的特特征：第第一是大大分子排排列方向向和纤维维方向的的关系。大大分子排排列方向向与纤维维轴向符符合的程程度叫“取向度”。第二二是纺织织纤维中中结晶区区的比例例用“结晶度”来表达达。结晶晶度一般般是指结结晶区的的体积占占纤维总总体积的的百分数数。纺纺织纤维维的鉴别别：是根根据纤维维内部结结构、外外观形态态、化学学与物理理性能的的差异来来进行的的。鉴别别步骤是是先判断断纤维的的大类再再具体分分析出品品种，然然后作最最后验证证。常规规的鉴别别方法有有：手感目测测法：手手感目测测法是鉴鉴别纤维维最简单单的方法法。它是是

2、根据纤纤维的外外观形态态、色泽泽、手感感及拉伸伸等特征征来区分分天然纤纤维棉、麻麻、毛、丝丝及化学学纤维，适适用于呈呈散纤维维状态的的纺织原原料。天天然纤维维中，棉棉、麻、毛毛属于短短纤维，它它们的纤纤维长短短差异很很大，长长度整齐齐度差，蚕蚕丝是长长丝，长长而纤细细，具有有光泽。化化学纤维维中，粘粘胶纤维维的干、湿湿强力差差异很大大，而其其他化学学纤维，因因其外观观特征在在一定程程度上可可人为控控制，所所以无法法用手感感目测法法来区别别。下面面两个表表是常用用纤维的的手感目目测比较较如表1、2所示。表1天然然纤维与与化学纤纤维手感感目测比比较观察内容容/纤维类类别天然纤维维化学纤维维长度、细

3、细度差异很大大相同品种种比较均均匀含杂附有各种种杂质几乎没有有色泽柔和但欠欠均一近似雪白白，均匀匀，有的的有金属属般光泽泽表2各种种天然纤纤维手感感目测比比较观察内容容/纤维品品种棉苎麻羊毛蚕丝手感柔软粗硬弹性好，有有暖感柔软、光光滑，有有冷感长度（毫毫米）15-440离散大大60-2250离散大大20-2200离散大大很长细度（微米）10-22520-88010-44010-330含杂类型型碎叶、硬硬籽、僵僵片、软软籽等麻屑、枝枝叶草屑、粪粪尿、汗汗渍、油油脂等清洁、发发亮显显微镜观观察法：用生物物显微镜镜放大30004000倍左右右，观察察纤维的的截面与与纵向形形态，就就能把它它们鉴别别出

4、来。下下面是纤纤维断面面形态在在显微镜镜下观察察纤维的的纵向和和横向断断面可以以发现不不同纤维维的明显显差异，如如图/表3所示。表表3常见纤纤维纵横横向形态态纤维纵向形态态特征断面形态态特征棉扁平带状状，有天天然转曲曲腰圆形，有有中腔苎麻有横节、竖竖纹腰圆形，有有中腔及及裂缝亚麻有横节、竖竖纹多角形，中中腔较小小羊毛表面有鳞鳞片圆形或接接近圆形形，有些些有毛髓髓兔毛表面有鳞鳞片哑铃形桑蚕丝表面如树树干状，粗粗细不匀匀不规则的的三角形形或半椭椭圆形柞蚕丝表面如树树干状，粗粗细不匀匀相当扁平平的三角角形或半半椭圆形形粘胶纤维维纵向有细细沟槽锯齿形，有有皮芯结结构富强纤维维平滑较少齿形形或接近近圆形

5、醋酯纤维维有1-22根沟槽槽不规则的的带状维纶有1-22根沟槽槽腰圆形腈纶平滑或有有1-2根沟槽槽圆形或哑哑铃形氯纶平滑或有有1-2根沟槽槽接近圆形形涤纶、锦锦纶、丙丙纶平滑圆形密密度梯度度法：密密度法根根据各种种纤维具具有不同同的特点点来鉴别别纤维。测测定纤维维密度的的方法很很多，其其中常用用的密度度梯度法法，它利利用悬浮浮原理来来测定固固体密度度。分三三个步骤骤鉴别：1.配定密密度梯度度液；2.标定密密度梯度度管；3.测定和和计算荧荧光法：荧光法法根据紫紫外线荧荧光灯照照射纤维维时，纤纤维呈现现不同颜颜色来鉴鉴别。各各种纤维维的荧光光颜色参参考如下下表：纺织纤维维的荧光光颜色纤维种类类荧光

6、颜色色纤维种类类荧光颜色色棉棉（丝光光）黄麻（生生）黄麻羊毛丝（脱胶胶）淡黄色淡红色紫褐色淡蓝色淡黄色淡蓝色粘胶纤维维粘胶纤维维（有光光）涤纶锦纶维纶（有有光）白色紫阴阴光淡黄色紫紫阴光白色青光光很亮淡蓝色淡黄色紫紫阴光燃烧法：各种纤纤维的化化学组成成不同，其其燃烧特特征也不不同。通通过观察察纤维观观察接近近火焰、在在火焰中中和离开开火焰后后的燃烧烧特征，散散发的气气味及燃燃烧后的的残留物物，可将将常用纤纤维分为为三类，即即纤维素素纤维、蛋蛋白质纤纤维及合合成纤维维三大类类。这三三大纤维维的燃烧烧特征有有明显差差异，如如下表所所示。三大纤维维的燃烧烧特征纤维类别别接近火焰焰在火焰中中离开火焰焰

7、后残留物形形态味道纤维素纤纤维不熔不缩缩迅速燃烧烧继续燃烧烧细腻、灰灰白色烧纸味蛋白质纤纤维收缩渐渐燃烧烧不易延燃燃松脆、黑黑灰烧毛发臭臭味合成纤维维收缩、熔熔融熔融燃烧烧继续燃烧烧硬快各种特殊殊气味燃烧法能能有效地地识别上上述3大类纤纤维，在在特定条条件下，也也可用于于鉴别纤纤维，但但难以鉴鉴别相同同种类中中的不同同品种。化学溶解解法：利利用各种种纤维在在不同的的化学溶溶剂中的的溶解性性能来鉴鉴别纤维维的方法法。它适适用于各各种纺织织纤维，特特别是合合成纤维维，包括括染色纤纤维或混混合成分分的纤维维、纱线线与织物物。根据据溶解情情况对照照下表几种常见见纤维在在化学溶溶液中的的溶解纤维化学溶液

8、液15%盐酸37%盐酸75%硫酸甲酸（浓浓）间甲酚（浓）5%氢氧氧化钠（煮煮沸）二甲基甲酰胺二甲苯棉不溶（沸沸部分溶）不溶溶不溶不溶不溶不溶不溶麻不溶（沸沸部分溶）不溶溶不溶不溶不溶不溶不溶蚕丝不溶（沸沸溶）溶溶不溶不溶溶不溶不溶纤维化学溶液液15%盐酸37%盐酸75%硫酸甲酸（浓浓）间甲酚（浓）5%氢氧氧化钠（煮煮沸）二甲基甲酰胺二甲苯羊毛不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶粘纤不溶（沸沸部分溶）溶溶不溶不溶不溶不溶不溶锦纶溶溶溶溶溶不溶不溶不溶腈纶不溶不溶不溶（沸沸溶不溶不溶不溶溶（加热热）不溶涤纶不溶不溶不溶不溶溶（加热热）不溶不溶（沸沸部分溶溶或溶）不溶维纶不溶（沸沸溶溶溶溶溶（加热热）不

9、溶不溶不溶丙纶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶（沸沸溶氯纶不溶不溶不溶不溶部分溶（沸沸溶）不溶溶不溶氨纶不溶不溶溶不溶溶不溶溶（加热热）不溶着色法：该法根根据不同同纤维对对某种着着色剂呈呈色反应应的不同同来鉴别别纤维。它它适用于于未染色色纤维、纯纯纺纱线线和纯纺纺织物。国国家标准准规定的的着色剂剂为HI-1号纤维维鉴别着着色剂还还有常用用的碘碘化钾钾溶液和和锡莱着着色剂A。下表表为几种种常见纤纤维的着着色反应应纤维HI-11号纤维维着色剂剂碘碘化化钾溶液液锡莱着色色剂A棉灰N不染色蓝麻深紫5BB不染色紫蓝（亚亚麻）蚕丝紫3R淡黄褐羊毛桃红5BB淡黄鲜黄粘纤绿3B黑蓝青紫红醋纤艳橙3KK黄褐绿黄

10、涤纶黄R不染色微红锦纶深棕3RRB黑褐淡黄腈纶艳桃红44B褐微红维纶桃红3BB蓝灰褐丙纶黄4G不染色不染色氨纶红棕2RR-氯纶-不染色不染色熔点法：熔点法法是根据据某些合合成纤维维的熔融融特性，在在化纤熔熔点仪或或附有加加热和测测温装置置的偏振振光显微微镜下观观察纤维维消光时时的温度度来测定定纤维的的熔点，从从而鉴别别纤维。但但大多数数的合纤纤不像纯纯晶体那那样有确确切的熔熔点，而而同一品品种的纤纤维因制制造厂或或型号不不同其熔熔点也有有出入。因因而熔点点法适用用于未经经抗熔等等处理的的单一成成分的纤纤维材料料。双折射率率测定法法：由于于不同纤纤维的双双折射率率不同，因因此可用用双折射射率大小

11、小来鉴别别棉、麻麻、丝、毛毛和化纤纤。下面面为一些些主要的的纺织纤纤维的折折射率纤维折射率n/nn/-n棉157731158111522411534400441000511亚麻159941533200557000688粘胶纤维维159931155001511411523300118000366三醋酯纤纤维1477414779-00005羊毛1555315566154421154700009000122桑蚕丝157771533700440锦纶6156681511500553锦纶666157701158001522011530000440000600涤纶172251533701888腈纶15000

12、1151001500011510000000-00055维纶154471522200225含氯、含含氮呈色色反应试试验法：各种含含氯、含含氮的纤纤维用火火焰法、酸酸碱法检检测，会会呈现特特定的呈呈色反应应。但这这种方法法适用于于化学纤纤维的粗粗分类以以便进一一步定性性鉴别。系统鉴别别法：在在实际鉴鉴别中，有有些材料料使用单单一方法法较难鉴鉴别，需需将几种种方法综综合运用用、综合合分析才才能得到到正确结结论。鉴别程序序：（1）将将未知纤纤维稍加加整理，如如果不属属于弹性性纤维，可可采用燃燃烧试验验法将纤纤维初步步分为纤纤维素纤纤维、蛋蛋白质纤纤维和合合成纤维维三大类类；（2）纤纤维素纤纤维和蛋蛋

13、白质纤纤维有各各自不同同的形态态特征，用用显微镜镜就可鉴鉴别；（3）合合成纤维维一般采采用溶解解试验法法，即根根据不同同化学试试剂在不不同温度度下的溶溶解特性性来鉴别别。新新型测试试分析方方法有如如下：显显微分析析法：显显微分析析法是采采用透镜镜光学放放大原理理或探针针等，直接观观察纤维维微观形形态结构构的方法法，不同同微分析析技术具具有不同同放大倍倍数和分分辨距离离，目前前共有三三种不同同类型的的显微分分析方式式：（1）光学学显微镜镜（如下下图），其其放大倍倍数为10000倍左右右，分辨辨距离可可到约为为02m。可见光显显微镜的的分辨能能力可达达12m，其物物镜和显显微镜的的分辨能能力分别别

14、为和m，则物物镜的数数值孔径径（辨别别物体较较细小特特征的能能力A）可根根据下式式近似计计算：=/A；m=（A+AAK）；A=nnsinn式中为光光波的波波长（）；AK为显微微镜的数数值孔径径（AKA）；n为标本本和物镜镜同介质质的折射射率（空空气为1，水为13，甘油油为147，雪松松油为151）；为试样样中位于于物镜光光轴任一一点与射射入物镜镜边缘光光线间的的夹角。采用折射射率较大大的液态态介质的的浸没法法，可提提高分辨辨能力和和数值孔孔径。（2）电子子显微镜镜（如图图示），其其放大倍倍数可达达到100万倍以以上，分分辨距离离可到0102nm。利用透射射式电子子显微镜镜，在纤纤维超薄薄切片和

15、和电子染染色等条条件下，可可观察到到纤维的的各级结结构，还还可进行行电子衍衍射图分分析（3）原子子力显微微镜，其其横向分分辨距离离为02nm，纵向向分辨距距离为01nmmX射线衍衍射法：x射线衍衍射是由由x射线管管中的灯灯丝发射射高速电电子流轰轰击铜靶靶产生特特征X射线，经经单色器器（滤光光器）和和准直器器分出一一束计息息的平行行单色X射线（射射线波长长为015339nmm），照射射到纤维维样品上上，X射线会会受到纤纤维中的的各链节节、原子子团等散散射、反反射，这这些散射射或反射射光会产产生相互互干涉，由由物理光光学可知知，由于于纤维结结晶区中中规则排排列的原原子间距距离与X射线波波长具有有相

16、同的的数量级级，这些些相互干干涉的射射线，在在光程差差等于波波长的整整数倍的的各方向向上得到到加强，而而在光程程差等于于波长的的整数半半倍数的的各个方方向上相相互抵消消，从而而形成特特定的X射线线衍射斑斑点图样样，根据据衍射方方向(斑点的的位置、形形状)和衍射射强度（斑斑点黑度度）确定定纤维晶晶细胞的的晶系、晶晶粒的尺尺寸和完完整性、结结晶度以以及晶粒粒的取向向度。根据获取取试验结结果的方方式不同同，X射线衍衍射有两两种方法法，一种种为照相相法，利利用照相相底片摄取试样样衍射图图像的方方法；另另一种为为扫描法法，利用用衍射测测角仪、核核辐射探探测器等等装置获获得X射线通通过试样样的衍射射强度与

17、与衍射角角度的关关系曲线线。 照照相法常常被用来来确定晶晶胞的结结构特征征和参数数，不同同纤维的的衍射图图不同，可可以根据据衍射图图中斑点点的位置置、形状状、黑度度等确定定各组晶晶面间的的距离，并并由此推推断出显显微晶胞胞的晶系系，各级级重复周周期和晶晶胞的结结构参数数。扫扫描法可可以较为为方便地地计算纤纤维中的的结晶度度以及晶晶粒的取取向度等等。结晶晶度的算算法有衍衍射曲线线拟合分分峰法、作作图法、结结晶指数数法、回回归线法法、Rullandd法等。红红外光谱谱分析法法：高聚聚物纤维维中大分分子的原原子或基基团会在在其平衡衡位置处处产生周周期性的的振动，按按照振动动时的键键长和键键角的改改变

18、，这这种振动动包括伸伸缩振动动和变形形振动（价价键的弯弯曲振动动和原子子团绕主主键轴扭扭摆振动动），而而每一种种振动均均有其各各自特有有的自振振频率，也也就是说说大分子子中的各各种键有有各自特特有的自自振频率率。采用用连续不不同频率率的红外外线照射射样品，当当某一频频率的红红外线与与分子中中键的振振动频率率相同时时，将会会产生共共振而被被吸收的的现象，从而获得红外吸收光谱，并且这种基团越多，这种波长的光被吸收得越多。根据对红外吸收光谱中各吸收峰对应频率的分析，可以对纤维的分子结构判定，进而鉴别纤维的品种类别；也可以对纤维超分子结构中的结晶度、取向度等进行测定。核核磁共振振法：核核磁共振振是指利

19、利用核磁磁共振现现象获取取分子结结构、纤纤维内部部结构信信息的技技术。原原子核是是带正电电的粒子子，能绕绕自身轴轴做自转转运动，并并形成一一定的自自转角动动量。当当原子核核自转时时，会由由自转产产生一个个磁矩，这这一磁矩矩的方向向与原子子核的自自转方向向相同，大大小与原原子核的的自转角角动量成成正比。通通常原子子核的磁磁矩可以以任意取取向，但但若将原原子核置置于外加加磁场中中，且当当原子核核磁矩与与外加磁磁场方向向不同时时，则原原子核除除自转外外还将沿沿外磁场场方向发发生一定定的量子子化取向向，产生生能级的的分裂。根根据量子子力学原原理，原原子核磁磁矩与外外加磁场场之间的的夹角并并不是连连续分

20、布布的，而而是由原原子核的的磁量子子数决定定的，原原子核磁磁矩的方方向只能能在这些些磁量子子数之间间跳跃，而而不能平平滑地变变化，这这样就形形成了一一系列的的能级。当当用具有有特定频频率并且且方向垂垂直于静静磁场的的交变电电磁场作作用于样样品时，原原子核接接受交变变磁场能能量输入入后，就就会发生生能级跃跃迁。这这种能级级跃迁是是获取核核磁共振振信号的的基础。根根据物理理学原理理可以知知道在外外加射频频场的频频率与原原子核自自转运动动的频率率相同时时，射频频场的能能量才能能够有效效地被原原子核吸吸收，为为能级跃跃迁提供供助力。因因此采用用连续波波频率扫扫描，或或用经过过调制的的射频脉脉冲电磁磁波

21、辐射射，对于于某种特特定的原原子核，在在给定的的外加磁磁场中，只只吸收某某一特定定频率射射频场提提供的能能量，这这样就形形成了一一个核磁磁共振信信号。核核磁共振振可用于于测定纤纤维大分分子的相相对分子子质量、高高聚物的的空间结结构及结结构规整整性、共共聚物的的结构以以及高分分子的运运动研究究等方面面。差差热分析析法：差差热分析析法是测测定纺织织纤维结结构及其其变化的的一种相相当灵敏敏的方法法。 此法以以测定纤纤维物质质在加热热或冷却却过程中中的热效效应为基基础。物物质加热热或冷却却时，通通常伴随随着吸热热或放热热过程。吸吸热过程程会出现现熔融和和解取向向，而放放热过程程会出现现结晶化化。纤维维

22、在玻璃璃化过程程中其焓焓值保持持不变。但但比热发发生剧烈烈变化。所所有这些些变化均均可记录录在热谱谱图上，从从而确定定纺织纤纤维结构构和性能能的特点点参考文献献：大卫卫R.萨利姆姆，聚聚合物纤纤维结构构的形成成；焦焦剑，雷雷渭媛，高高聚物结结构、性性能与测测试；姜怀，纺纺织材料料学；姚穆，纺纺织材料料学；张红华华，服服装材料料学Refeerenncess: DDaviid ? R. Saalimm, thee foormaatioon oof ppolyymerr fiiberr sttruccturres; JJiaoo Jiian, Leei WWei Yuaan, Poolymmer Strructturee, PPropperttiess annd TTestt; Jiaang Huaai, Teextiile Matteriialss; Yaoo Muu, Texxtille MMateeriaals.ZhaangHHongghuaa, Cloothiing Matteriialss