2嘉兴学院纺织导论第二章纺织纤维及其形态结构特征(薛元).doc

第二章 纺织纤维及其形态结构特征 纤维是一种细长而柔软的材料，在自然界中具有这种特定形态的素材无处不在。例如，动物身上的毛纤维、桑蚕吐出的蚕丝、蜘蛛编网的蜘蛛丝、棉花苞中的棉纤维等材料都具有这种特征。细长而柔软的纤维与纤维会自然地集合、纠缠在一起，也会在外力或人工的作用下堆积、排列、取向，构成不同的纤维集合体，如纤维团、纤维网、纱线、绳索、织物、服装、包装袋、传送带等形形色色的纺织品。纤维也可以与其他类型的物质材料一起构成具有两相结构的复合材料。在生物体中也有大量的纤维存在，如蔬菜、木材中的纤维素，人体中的基因、神经，光导纤维在构筑Internet网络世界中也发挥了重要的作用。在本章中我们重点介绍能够用于纺织加工的纤维材料。 第一节 纤维的定义及分类 一、纤维的定义 纤维是一种细长而且柔软的材料，它的直径较细，为几微米或几纳米，长度则为几毫米、几十毫米甚至上千米，细而长是纤维材料的主要几何形状特征。纤维还必须具有一定的模量、断裂强度、断裂伸长等力学性能。纤维同时还是一种柔软的材料。根据上述分析，纤维可以简单地定义为细长且具一定力学性能的柔性材料。 从广义的角度来看，纤维作为具有特定形状特征的材料普遍地出现在食品、生物材料、复合材料等各类材料中。从纺织工业（狭义）的角度来看，纤维材料主要是指能在纺织工业体系中加工并用于纺织产品生产的纤维，也称为纺织纤维材料，或简称为纺织材料。在本书中，“纤维材料”的含义与“纺织纤维材料”“纺织材料”意义基本等同，主要是指可进行纺织加工、用于制作纺织品的纤维材料，一般须满足以下条件：①满足纺织产品使用功能的要求；②具有某些特定的物理和化学性能，可以进行物理和化学的加工；③生产成本较低，产量较大，能以较低的价格大量地供应纺织工业生产。 二、纤维的分类 纤维的种类很多，也有多种不同的分类方法。如果根据纤维的使用范围和场所来分类，可以分为服用纤维、家用（装饰用）纤维和产业用纤维。如果根据纤维的性能和功能来分类，可以分为常用纤维、高性能纤维和功能纤维。如果根据纤维的来源分类，可以分为天然纤维和化学纤维两大类。如果根据纤维的长度来分类，可以分为长丝纤维和短纤维。 三、天然纤维与化学纤维的分类 根据纤维来源分类，可分为天然纤维和化学纤维。 天然纤维又可以细分为来自生物质的天然纤维和来自矿物质的天然纤维。生物质天然纤维可从自然界中的植物、动物上获取，如棉纤维、毛纤维、蚕丝纤维等。矿物质天然纤维可从自然界中的矿物质提取，如天然石棉矿石纤维等。 化学纤维也可以细分为再生纤维和合成纤维。再生纤维主要以天然高聚物、无机材料、金属材料为原料经工业化生产加工成纤维材料，如粘胶纤维、醋酯纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、钢丝、铜丝等。再生纤维生产过程中并未改变原有材料的分子组成与结构，故称为再生纤维。合成纤维是以石油化工的低聚物原料出发，经过聚合反应将低聚物合成为高聚物，然后将其加工成纤维材料，如涤纶、锦纶、腈纶、氨纶等。 纤维的分类如表2-1所示。 表2-1 纤维的分类 纺织纤维 天然 纤维 植物纤维 种子纤维：棉、木棉等 叶纤维： 剑麻、蕉麻等 韧皮纤维：苎麻、亚麻、大麻、黄麻、罗布麻等 动物纤维 动物毛发：绵羊毛、山羊毛、牦牛毛、兔毛等 腺分泌物： 桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝等 矿物纤维 石棉 化学 纤维 再生纤维 再生纤维素纤维：粘胶纤维、天丝纤维 竹纤维、醋酯纤维等 再生蛋白质纤维：牛奶纤维等 无机纤维：玻璃纤维、陶瓷纤维、铜丝纤维等 金属纤维：铜丝纤维、不锈钢纤维等 合成纤维 涤纶、锦纶、腈纶、丙纶维纶、氯纶、氨纶等 （一）天然纤维的分类 天然纤维可分为植物纤维和动物纤维和矿物纤维三大类。 1、植物纤维：植物纤维是指从自然界生长的植物中提取的纤维，其中有从种子壳内采收的棉纤维，有从植物茎杆上剥取韧皮制得的韧皮纤维，也有用植物的叶制取的叶纤维。苎麻、亚麻、黄麻、大麻、罗布麻就是从相应植物的茎杆上剥取韧皮制得的韧皮纤维，剑麻、蕉麻等就是利用相应植物的叶子制得的叶纤维。 2、动物纤维：动物纤维是利用动物的动物毛发或腺分泌物经过初步加工而制取的纤维，也称为动物蛋白纤维。羊毛是直接从羊体剪取而得的动物毛发。桑蚕丝是从茧子上抽丝而得到的。茧子是蚕宝宝由体内绢丝腺分泌作成的，人们抽取其丝而获得品质极高、性能优良的桑蚕丝。 3、矿物纤维：矿物纤维是从纤维状结构的矿物岩石中获得的纤维，如石棉等。 （二）化学纤维的分类 化学纤维可分为再生纤维和合成纤维两大类。 1、再生纤维：再生纤维是用天然原料经过适当的化学处理经纺丝而得到的纤维，也称之为人造纤维。这类纤维是由天然物质加工制成，纺丝加工过程中化学组成和化学结构不变，所以称为再生纤维。 2、合成纤维：合成纤维是