第5章 纤维结构特征1.ppt

正皮质：软皮质 偏皮质：硬皮质 美利努羊：卷曲 马海毛：正皮质 林肯毛：副皮质 偏皮质由水湿到干缩收缩率显著大于正皮质。 2. 丝 蚕丝无细胞结构。 大分子也是α氨基酸结构，称丝朊或丝蛋白质。 蚕丝丝素是一个集合体，由结晶区（有序平行排列）和非结晶区（低序排列）组成 大分子为伸直β-折叠链结构，无二硫键（不含胱氨酸），分子间主要是氢键作用 取向度高 丝素蛋白结构 丝素结构 蚕丝的各层次结构 三、合成纤维结构 1. 涤纶 其大分子链化学结构式为： 链节刚性大 一个苯环、两个酯基和两个亚甲基(－CH2)构成。 －CH2－CH2－是柔性链； 苯环使分子链的刚性增大，结晶速率减缓 结构具有高度立体规整性，结晶倾向高。 初生纤维一般为非晶态，但经过拉伸取向可诱导快速结晶，不仅取向度高，而且结晶度也高。 涤纶纤维的分子及晶格示意图 PET纤维聚集态结构——伸直链和折叠链晶体共存的体系 2. 锦纶纤维 (PA) 主要特征是大分子链由酰胺键(－CONH－)连接 尼龙66： 尼龙6： PA分子间作用力 锦纶6分子间氢键结合 锦纶66分子间氢键结合 尼龙66的晶胞结构图 PA纤维聚集态结构 一般为折叠链，也有伸直链，折叠链结晶是其主要形式，为缨状片晶结构 3. 腈纶纤维 (PAN) 腈纶纤维即聚丙烯腈纤维，其主要重复单元化学式为：－CH2－CH(CN)－。 腈纶在内部大分结构上很独特，呈不规则的螺旋形构象，且没有严格的结晶晶区，属准晶（蕴晶）结构，侧向有序（垂直大分子链方向），有高序排列与低序排列之分。 序态：大分子排列的整齐程度 原因： （1）氰基极性强（同分子相邻排斥，分子间吸引） （2）分子结构中引入第二、第三单体。 4. 丙纶纤维（PP） 根据甲基在链上的排列位置不同，形成不同的立体构型，分为等规，间规、和无规。 5. 复合与超细 6. 弹性结构 弹性结构的获得主要是通过纤维的分子结构聚集态结构获得，分子结构中最为主要的是分子链的柔性和构象 氨纶纤维结构 软硬嵌段共聚高分子化合物 采用二步法形成聚氨酯嵌段共聚物，软链段在常温下受力后可以自由移动，链间作用力很弱 氨纶纤维结构 高熔点短硬段与低熔点长链软段嵌段共聚的特殊结构 软链段不具结晶性、分子量较大的低熔点（50以下）聚酯或聚醚长链，组成纤维的无定形区段，分子量2000～4000，Tg低（-50~-70），常温下处于高弹态，分子链卷曲，应力作用下很容易产生形变，纤维容易被拉长 硬链段通过相邻分子链中的氢键构成纤维的结晶区段，硬段长度较短，分子量500~700，熔点和Tg高，应力作用下基本不发生形变，防止大分子链间发生滑移，为软链段的大幅度伸长和回弹提供必要的结点条件，使纤维具有一定的强度，保证弹性纤维的热性能 复习题 1. 纤维结构一般分为哪几级？ 2. 纺织纤维的缨状微胞模型和缨状原纤模型的相异点。 3. 纤维的原纤结构的各层次组成及其特点。 4. 棉纤维和粘胶纤维在纤维分子结构和聚集态结构的相异点。 5. 比较羊毛和蚕丝的蛋白质大分子的分子构成、构象。 6. 简述：桑蚕丝、棉、苎麻、粘胶、涤纶、腈纶、锦纶及氨纶的结构特点。 三、 纤维形态结构　 纤维中尺寸比超分子结构更大一些单元的敛集特征 纤维的外观形貌、表面结构、断面结构、细胞构成和多重原纤结构，以及存在于纤维中的各种裂隙与空洞等。 目视观察 光学显微镜或电子显微镜，原子力显微镜(AFM) 纤维形态结构 按形态结构按尺度和部位可分为：表观形态、表面结构和微细结构 表观形态：宏观形状和尺寸（肉眼） 微细结构：比聚集态结构更大一些尺寸的单元（原纤结构）（显微镜） 表面结构：表面形态和表层构造，微观形态与尺度（肉眼＋显微镜） 1. 原纤结构 纤维中的原纤(fibril)是大分子有序排列的结构，或称结晶结构。 严格意义上是带有缺陷并为多层次堆砌的结构。 原纤在纤维中的排列大多为同向平行排列，提供给纤维良好的力学性质和弯曲能力。 天然纤维也有呈网状交叉排列的原纤——提供纤维侧向的保护及结构稳定性 原纤结构 纤维的原纤结构按其尺度大小和堆砌顺序可分为基原纤→微原纤→原纤→巨原纤→细胞→ 纤维。 纤维结构不必具备所有层次结构。 棉纤维无巨原纤，单细胞 羊毛无原纤，副皮质无巨原纤，多细胞 蚕丝和化学纤维无细胞 原纤间的堆砌 结构的堆砌是通过低密度或无序排列的分子，甚至是孔隙过渡 结构层次愈低，过渡区和孔隙愈小 过渡区小，结构紧密稳定；过渡区愈大，无连接的孔隙愈多，结构疏松而不稳定——染料和水分子进入，强力弱点（高性能纤维） 2. 各层次原纤的特征 (1) 基原纤(proto-fibril或elementary fibril) 原纤中最小、最基本的结构单元，亦称晶须，无缺陷。 一