服装材料纺织纤维

纺织纤维目录纺织纤维的概念纺织纤维的分类纺织纤维的形态结构纺织纤维的基本性能及其指标纺织纤维的鉴别纺织纤维的概念纤维是指细度很细（直径一般几微米至几十微米），长度比细度大百倍、千倍以上柔韧而纤细的物质，如肌肉、棉花、毛发等。纺织纤维：在纤维中能够用于生产纺织制品的纤维。服装面料的生产过程分为：纤维纱线织物面料。因此它是各种纺织制品中最小的可见的单元。纺织纤维的概念作为纺织纤维，必须具有一定的物理、化学和生理性质，以满足工艺加工和人类使用时的要求。这些性质包括：有一定的长度和细度。一般长度须在几十毫米以上，直径数微米到数十微米 有必要的强度及可变形性。有一定的化学稳定性和热稳定性。一定的服用性能，如吸湿性、耐磨性等。纺织纤维的分类根据来源可以分为：天然纤维和化学纤维两大类。天然纤维：在自然界中获得的可以直接用于纺织加工的纤维，包括植物纤维、动物纤维和矿物纤维。化学纤维：用天然的或合成的聚合物为原料，经过化学方法和机械加工制成的纤维。包括人造纤维和合成纤维。纺织纤维的分类纺织纤维天然纤维化学纤维植物纤维（天然纤维素纤维）动物纤维矿物纤维：石棉等种子纤维：棉韧皮纤维：苎麻、亚麻等动物毛：绵羊毛、山羊毛、山羊绒、兔毛等腺分泌物：蚕丝人造纤维合成纤维人造纤维素纤维：粘胶纤维、铜氨纤维等人造蛋白质纤维：大豆纤维、花生纤维等人造无机纤维：玻璃纤维、金属纤维等聚酯纤维（涤纶）、聚酰胺纤维（锦纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚丙烯纤维（丙纶）、聚氨基甲酸酯纤维（氨纶）、聚乙烯醇纤维（维纶）、聚氯乙烯纤维（氯纶）、其他纤维（芳纶等）纺织纤维的形态结构纺织纤维的形态结构是指用肉眼或借助光学显微镜可以直接观察到的纤维横截面特征、纵向结构特征和形态尺寸等。纺织纤维的形态结构纤维 纵向形态特征 横截面形态特征棉扁平带状，有天然转曲 腰圆形，有中腔 苎麻有横节、竖纹 腰圆形，有中腔及裂缝 亚麻有横节、竖纹 多角形，中腔较小 棉羊毛表面有鳞片，天然卷曲圆形或接近圆形，有些有毛髓桑蚕丝表面如树干状，粗细不匀 不规则的三角形或半椭圆形柞蚕丝表面如树干状，粗细不匀 相当扁平的三角形或半椭圆形纺织纤维的形态结构棉绵羊毛纺织纤维的形态结构纤维纵向形态横截面形态粘胶有细沟槽锯齿形，有皮芯结构涤纶平滑圆形锦纶平滑圆形腈纶平滑或有1-2根沟槽圆形或哑铃形醋酯平滑或有1-2根沟槽不规则形纺织纤维的基本性能及其指标细度细度是表示纤维的粗细程度（沿长度方向）的指标。细度是纤维重要的形态尺寸和质量指标之一，与纺纱工艺、成纱质量有密切关系，且直接影响织物的风格。纤维细度与纤维本身性能的关系纤维越细，比表面积越大，单纤维易于吸、放湿和吸附染料；纤维变细，影响反光面的曲率，形成更多的光散射，而内部的多次折射、反射又使纤维乳白化；纤维细度与功能的关系，如下图纤维细度种类直径（微米）性能特征细旦超细特细纳米尺度8.41-17.73.0-11.20.9-4.00.001-0.1柔软、均匀、高支轻薄吸湿、导湿、细腻、仿皮革透气、防水、细密、麂皮特征特殊功能纤维细度与成纱质量、纺纱工艺的关系与成纱强度的关系在其它条件相同的条件下，纤维越细，单位截面内的纤维根数越多，纤维间的接触点越多，成纱强度越高；与成纱条干的关系 在其它条件相同的条件下，纤维越细，单位截面内的纤维根数越多，有利于提高成纱的条干均匀度。纤维细度与成纱质量、纺纱工艺的关系与成纱强度的关系在其它条件相同的条件下，纤维越细，单位截面内的纤维根数越多，纤维间的接触点越多，成纱强度越高；与成纱条干的关系 在其它条件相同的条件下，纤维越细，单位截面内的纤维根数越多，有利于提高成纱的条干均匀度。纤维细度与成纱质量、纺纱工艺的关系在保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤维可纺较细的纱；与纺纱工艺的关系纤维越细，加工过程中容易扭结、缠绕、折断而产生棉结、短纤维。细度与织物性能的关系较细纤维制成的织物透气、透湿而防风、防水，可提供膨松多空的保暖、隔热效果。较细纤维可纺较细的纱线，织成轻薄的织物，光泽好、手感柔软，适于做夏季服装面料；反之，较粗的纤维纺成的纱线适于冬季服装面料。长度纤维长度与纱线质量的关系当其他条件相同时，纤维长度越长，成纱强度越高。在保证成纱具有一定强度的前提下，纤维的长度越长，纺出纱线的极限细度越细；纤维的长度越短，纺出纱的极限细度越粗。纤维长度愈长，长度整齐度越高时，细纱条干越好；纤维长度很短，特别是长度整齐度很差时，由于牵伸过程中大量短纤维成为浮游纤维，致使纱线条干恶化，成纱品质下降。长度如果对成纱强度要求一样，用比较长的纤维纺纱时，可取较低的捻系数，在细纱中的纤维端露出较少，成纱表面光洁，毛羽也少。与纺纱工艺的关系纤维长度整齐度不好时，需要进行梳棉工序。与织物的关系较长纤维纺的纱线可织成轻薄透气、手感柔软、表面光洁、坚牢度好的高档服装面料。密度与表面性能密度纤维的密度是指单位体积纤维的质量，常用g/cm3来表示。常用纤维的密度，如下表：纤维 密度（g/cm3）纤维密度（g/cm3）棉麻羊毛蚕丝粘胶1.541.501.321.331.50涤纶锦纶腈纶丙纶氨纶1.381.141.170.911.0-1.3表面性能纤维的表面性能是指纤维表面是否光滑、纤维自身是否顺直等性能。如：羊毛纤维表面的鳞片和天然卷曲；棉纤维的天然转曲；蚕丝纤维表面的不光滑；麻纤维表面的横节竖纹。棉麻羊毛丝密度、表面性能与织物的关系密度小、表面不光滑且有天然转曲或卷曲的纤维，其织物覆盖性大、蓬松柔软、质量轻且保暖性好，这是羊毛纤维织物之所以成为秋冬服装的优质材料的重要原因之一。密度大、表面光滑无卷曲的纤维，其织物做成的服装质量大、手感不好，并且由于纤维表面光滑，在穿用过程中，纤维极易被拉出而起毛起球，缝合部位横向手里后易撕裂、严重影响外观。吸湿性吸湿性吸湿性是指纤维及其制品在空气中吸收或放出气态水的能力，是影响服装舒适性的重要方面。吸湿性指标回潮率：纤维所含水分重量占纤维干燥重量的百分数。公式：式中：W-回潮率（%）；G-纤维湿重（g）；G0-纤 维干重（g）吸湿性含水率：纤维所含水分重量占纤维湿重的百分数。公式：式中：M-含水率（%）；G-纤维湿重（g）；G0-纤 维干重（g）。吸湿性的影响因素纤维分子结构中亲水基团极性的大小和数量的多少。亲水基团极性越大，数量越多，吸湿性越好。纤维内部分子排列的整齐程度。分子排列整齐紧密，水分子不容易进入，吸收水分子的能力越低。比表面积和内部空隙。比表面积越大，吸湿量越多；纤维内的空隙越多越大，吸湿性越好。纤维表面的杂质及伴生物。如棉纤维中含有蜡质、果胶、脂肪等，其中脂肪、蜡质不易吸水，因此棉纤维脱脂程度越高，其吸湿性越好。吸湿对性能的影响对体积的影响纤维吸湿后体积膨胀，其横向膨胀大而纵向膨胀小。织物缩水的解释：吸湿性好的纤维吸湿后直径变粗、导致纱线在织物中的弯曲程度增大，而纱线的长度基本不变，导致织物变厚收缩，干燥后织物无法回复到原来的状态。对机械性能的影响绝大多数的纤维吸湿后强度下降、断裂伸长率增加。原因是吸湿后分子链间的作用力减弱，分子易于滑移。涤纶的强度和断裂伸长率几乎不变。原因是涤纶几乎不吸湿。棉麻纤维吸湿后强度增大。原因是吸湿使大分子受力的不均匀性在分子间作用的部分解开与调整后得到改善，当分子受力时，承力的大分子数增多，纤维强度增大。吸湿对性能的影响对热学性能的影响纤维分子吸收水分子，其多余的能量会以热的形式放出，即吸湿放热。冬季人们从干燥暖和的室内到潮湿寒冷的户外，由于服装的吸湿放热，会使人们察觉不到温度的骤变，起到延缓温度变化的作用。对光学性能的影响纤维吸湿后对光的折射率、透射率和光泽会下降，光的吸收会增加，颜色会变深，光降解和老化会加剧等。吸湿对性能的影响吸湿对电学性质的影响纤维材料因吸湿而回潮率增大，纤维的比电阻减小，导电性增强。吸湿能改善纤维材料的抗静电性。机械性能纤维及其制品在拉伸、弯曲、扭转、摩擦、压缩等外力作用下会产生变形，统称为机械性能。拉伸性能：纤维及其制品在拉伸作用下表现出的变形能力。断裂强力（breaking strength）Pb纤维能承受的最大拉伸外力，或单根纤维受外力拉伸到断裂时所需要的力，单位：N，cN，gf拉伸性能断裂强度（breaking tenacity）pb 简称比强度 或比应力，指单位线密度纤维所能承受的拉伸力，单位为N/tex，常用cN/dtex。断裂应力s b指单位纤维横截面上纤维所那承受的最大拉力，标准单位为N/m2(即帕)，常用MPa(N/mm2)。拉伸性能断裂长度Lb纤维本身重力等于其断裂强力时的纤维长度，单位为km断裂伸长率表示纤维承受最大负荷时的伸长变形能力麻棉涤纶锦纶蚕丝腈纶粘胶醋纤羊毛影响纤维拉伸性能的因素纤维结构内因相对分子质量（或聚合度）分子链的刚柔性和极性基团的数量分子链堆砌紧密程度、结晶度分子链的取向（取向度）测试条件外因弹性外力作用于纤维或纱线，会产生相应的伸长变形，外力去除，其变形会部分恢复，这种可变形且外力去除后变形可回复的性能称为纤维的弹性。弹性回复率：可回复部分变形占总变形的百分比称为弹性回复率。弹性的影响因素纤维的结构-纤维大分子间具有适当的结合点或交联点，弹性好。羊毛、锦纶、涤纶的弹性优良棉、麻、粘胶纤维弹性较差测试条件弹性疲劳：用较小的外力长时间作用于纤维及其制品，变形会随时间的增加而继续增加，如果外力一直作用下去，纤维最后断裂，这种破坏现象称为“疲劳”。疲劳破坏：用较小的外力作用于纤维及其制品，产生一定的变形后去除外力，让纤维及其制品放松充分回复，再施加外力作用，再放松使之回复，反复作用一定次数后，纤维及其制品会断裂。服装在穿用过程中，需要勤洗勤换，使其变形得以回复，服装会更加耐穿。热学性能热学性能：纤维及其制品在不同温度下表现出的各种变化统称为热学性能。导热性：纤维及其制品在有温差的情况下，热量总是从高温向低温传递。常用导热系数表示。导热系数：指材料厚度为1m，两表面间温度差为1时，1s内通过1m2材料所传导的热量焦耳数W/(m)。导热系数越大，纤维的导热性越好，保暖性越差。常用纤维的导热系数纤维 导热系数W/(m)纤维 导热系数W/(m)棉羊毛蚕丝粘胶锦纶0.0170.0730.0520.0550.050.0550.0550.0710.2440.337涤纶腈纶丙纶静止空气水0.0840.0510.2210.3020.0270.697水的导热系数大。（解释穿潮湿衣服感觉寒冷）静止空气导热系数小（解释棉衣、中空纤维、羽绒服保暖）热转变温度玻璃态高弹态 粘流态玻璃化转变区粘弹转变区交联型分子Tg()Tf()随着温度的升高，大多数合成纤维会呈现出不同的物理状态，各状态表现出不同的物理机械性能。常用纤维的热转变温度纤维种类玻璃化温度软化点熔点分解点洗涤最高温度棉15090100羊毛1303040桑蚕丝1503040醋酯纤维186195205290300涤纶80,67,9023524025670100锦纶647,651802152208085锦纶66852252538085腈纶901902402803004045维纶85干 220-230，水110丙纶35145150163175氯纶82901002003040热塑性将合成纤维或制品加热到Tg以上温度，并加一定外力强迫其变形，然后冷却并去除外力，这种变形就可固定下来，以后遇到TTg时，则纤维或制品的形状就不会有大的变化。这种特性称之为热塑性。合成纤维服装熨烫定型后应该急速冷却，以使纤维内部分子结构快速冻结固定，从而保留熨烫效果。耐热性纤维及其制品能抵抗因热而引起的性能变化与破坏的性能，称为耐热性。包括遇热收缩、强度下降、熔孔和燃烧等。织物缩水：天然纤维和粘胶纤维织物在加工过程中的张力作用使织物内纱线产生一定的伸长，织物再经湿热条件会产生一定的收缩。各种纤维在热的长期作用下发生破坏，表现出颜色的变化、弹性变差、手感变硬、强度下降等，一般用纤维随温度升高强度降低的程度来表示耐热性。常见纺织纤维受热后的剩余强度(%)纤维在20未加热在100经过20d在100经过80d在130经过