第2节纤维素纤维结构与性能.ppt

第二节　纤维素纤维结构与性能 以纤维素分子为基本化学结构的纤维。 以β- D-葡萄糖剩基为结构单元的高分子化合物 1.2.1 几种纤维素纤维的结构形态图 棉纤维　　　　　　　麻纤维　　　　　粘胶纤维 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.2.1 棉纤维结构形态 单细胞： 纤维素94% wt.,蜡状物0.6%wt.,灰分1.2%wt.,果胶物0.9%,含氮物等。 长度： 23～45 mm；细度：0.15～0.2tex ；扭曲数：60～120个/cm。 1.2.1 棉纤维结构形态 结构与性质： 　　初生胞壁---层厚 0.1~0.2 μm，决定棉纤维表面性质。拒水性，影响染整，前处理的去除对象。外层由果胶物质和蜡状物组成（角皮层），内二层是纤维素网状结构，横缠竖绕。 　　次生胞壁---层厚约4μm ，占90%wt.，共生杂质少，决定棉纤维性质。层中很多同心日轮，同心轮按走向 S、Z、S分三层，纤维走向与轴向夹角20~30度，走向变化，内层直。 　　胞腔---中空，占横截面1/10，含蛋白质和色素，决定棉纤维颜色。染料和化学处理剂通道。 1.2.2 麻纤维形态结构和性能 特点：竖纹和横节。 端头多样：锤头、分支形（苎麻），细尖（亚麻）、钝角（大麻）。 苎麻、亚麻、大麻等韧皮纤维：厚壁、端闭、狭腔单细胞。 长短、外形、成分各异。纤维素含量不高。 长径：苎麻---127~152mm(长),20~75μm(径)； 亚麻---11~38mm(长),11~20(径)； 大麻、黄麻：长度很短。 麻纤维成分组成表 麻织物具有凉爽、吸湿、透气、排汗的特性，而且刚度高，吸汗不贴肉，最适合做夏季面料，是国际上最受欢迎的纺织面料之一。 1.2.3 粘胶纤维形态结构和性能 *人造纤维，形态与纺丝成形方法有关。 *纤维较纯净，在丝生产中已除杂。 *皮芯结构，皮层紧密取向，阻碍染料进入，芯层结构松，强度低。 ★附注：通过制浆、纺丝、拉伸方法改变，可得人造纤维素其他纤维：富强纤维、Tencil纤维、modal纤维，这些新型纤维应用较广泛。 Lyocell 天丝 　天丝纤维：采用绿色环保原料，它是在木桨中提炼出来的天然纤维素，它具有良好的吸湿性，干或湿强力远超过棉花的产品，手感柔滑具有丝一样光泽。 天丝是英国ACORDIS公司和奥地利LENZING公司经数十年研究开发的再生纤维素纤维。 ? 天丝特点：高强--强度接近涤纶；高吸湿--吸湿性好过棉；以及自身原纤化--只要整理得法即可赋予天丝织物特有的桃皮绒手感，除此之外，天丝织物还有出众的悬垂性，舒适的手感，适中的弹性，比棉和粘胶织物好的抗皱性，飘逸华贵，可机器洗涤等。 Lyocell（天丝）纤维、纱线的特性 1.具有纤维素纤维的优异特性 Lyocell纤维织物手感挺爽，吸湿透气性好，具有丝绸的悬垂性，触感可由棉变到毛、真丝以及各种感觉。 2.原纤化 倾向Lyocell纤维在湿状态下，受机械力作用纤维表面被拉出细小原纤，能改变织物表面的性能 。通过酶处理，去除较长的原纤，进行二次原纤化，可得到桃皮绒效果。 3.尺寸稳定性好 Lyocell纤维织物收缩率低，可洗性好。 1.2.4　纤维素纤维的超分子结构 超分子结构： 在分子结构基础上、由许多个分子集聚时所形成的分子聚集态结构。其地位介于纤维形态结构和分子结构之间。描述纤维中长链分子（高分子）排列状态、排列方向、聚集松紧程度。 无定形区　　结晶区 　　　超分子结构 结晶度---结晶区所占重量% 取向度---链或微晶向与纤维向夹角 棉、麻、丝光棉、粘胶结晶度分别为70、90、 50 、40 % 超分子结构与性能 超分子结构：对纤维的化学、物理或力学性能影响很大 结晶度与物理性能：结晶度高，分子间紧密、作用力大，纤维强度大；纤维断裂在于超分子结构缺陷处。结晶度低，分子间松散，纤维强度也较低，断裂延伸度可能较大 取向度与物理性能：取向度高（丝光棉），纤维强度高，断裂延伸度降低，因为分子链、微晶排列轴向平行，分子间作用力大，应力集中点（缺陷）少，分子链不易断裂和滑移。 超分子结构与化学性能：结晶度高，结构紧密，空隙小又少，化学物质不能进入结晶区，例如染料分子不易进入，只在无定形区，得色深不易（麻）。 1.2.5　纤维素纤维的化学结构 纤维素纤维： 有不同形态结构和超分子结构，但其化学分子的单元结构和链接方式都一样——由葡萄糖剩基单元通过苷键相连接。不同种纤维葡萄糖剩基单元数不同，即平均分子链长不同。 纤维素分子化学式： (C6H10O5)n 式中n： 聚合度；n：10000~1500