原纤结构.ppt

第四章 通用高分子材料 之纤维篇 4.3.3 纤维结构与性能的一般关系 4.3.3.2 形态结构 纤维的形态结构：多重原纤结构和表面形态、横截面形状和皮芯结构以及纤维中的孔洞等对纤维的宏观性能都有很大影响。 多重纤维结构使纤维中不仅存在着大小不等、排列方式不同的晶区和非晶区，而且还存在许多不同尺寸的缝隙、沟槽、孔洞等。纤维的各种物理、化学、机械性质均与纤维的多重原纤结构有关，在很大程度上取决于纺丝工艺条件。 B. 纤维横截面形状和皮芯结构 纤维横截面形状： 几乎所有的天然纤维都属于非标准圆形截面纤维。 由于组成复合纤维的两种组分，在热处理时会发生不同程度的收缩，使纤维产生三维空间的螺旋状稳定卷曲形状。因此，具有很高的体积蓬松性、弹性和覆盖能力，使纤维的毛型感强. 4.3.4 天然纤维和人造纤维 粘胶纤维 1905年开始工业化生产，是化学纤维中发展最早的品种。原料易得，成本低廉、应用广泛。 应用： 人造丝、 人造毛、 人造棉 铜铵纤维 经提纯的纤维素溶解于铜铵溶液中，纺制而成的一种再生纤维素纤维。 合成纤维 聚酰胺纤维 商品名锦纶、尼龙等 结构：分子主链含有酰胺键 商品名涤纶(的确良)、达柯纶等 由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成 由二元酸和二元醇经缩聚制得，大分子主链含有酯基 商品名腈纶、奥纶、开司米纶等 以丙烯腈( ) 为原料聚合而成 性能特点： 弹性模量高，仅次于聚酯纤维，保型性好 耐光性与耐气候性能，除氟纤维外最好的 具有很高的化学稳定性，对酸、氧化剂及有机溶剂极为稳定。耐热性也较好。 用途：无论外观或手感都很像羊毛，强度高、密度小，广泛地用来代替羊毛。可与羊毛混纺制成毛织物等。还适用于制作军用帆布、窗帘、帐篷等。 * 4.3.3.1 分子结构 纺织纤维用高聚物指能通过化学和机械加工而制成纤维、并使纤维具有一定的综合性能的高聚物。 (2)分子中有极性基团存在。 (3)高分子链立体结构具有一定的规整性。 (4)具有相当高的分子量和比较窄的分子量分布。 (1) 具有线型的可伸展大分子链，没有庞大的侧基，且大分子之间无化学键。 结构特征： δ 成纤高聚物的分子量上限：随着高聚物分子量的增大，纺丝液的粘度大大增大，对纺丝及后加工不利。 如果成纤高聚物的分子量低于一定值，就不能制得强度和弹性好的纤维。聚合度的下限与其化学结构有关，特别是随所含极性基团的种类和性质而变化。 分子量分布对纤维的性质也有很大影响，采用多分散性大的PET时，纤维强度较低，断裂伸长率大。 多重原纤维结构 纤维是由线型大分子链排列、堆砌组合而成。其间有许多丝状结构（原纤结构）通过分子间的作用力相互结合而构成整根纤维单丝。原纤结构又由各级微结构组成，称多重原纤结构 基原纤 微原纤 原纤 由几条线型长链分子互相平行地结合而成的很细的分子束，直径约1~3nm 由若干根基原纤平行排列而成的大分子束，直径约10~50nm 由若干根基本平行排列的微原纤结合而成的大分子束，直径约100~500nm 纤维组成： 基原纤－－微原纤－－原纤－－大原纤－－纤维 A 纤维的多重原纤结构和表面形态 表面形态 化学纤维的表面形态取决于纤维品种、成型方法和纺丝工艺条件。对摩擦性、粘着性以及纺织加工性等有很大影响 化学纤维具有连续光滑和较规整的表面形态，对光线的反射比较均匀，因而纤维表面具有明显的光泽。生产中为了获得消光或半消光纤维，通过改变成型条件或进行后处理破坏纤维的光滑表面，以及在纺丝液中添加与成纤高聚物折射率不同的物质，以减弱纤维表面的光泽。 (a) 棉花的横截面；(b) 蚕丝的横截面；(c) 羊毛不同染色的横截面；(d) 羊毛不对称皮质的名称和性质。 天然纤维的形态结构 棉花是一种具有天然卷曲的空心纤维，具有良好的保暖性和吸湿性。 蚕丝的三角形截面使它产生特殊的光泽。 羊毛是由两种吸水能力不同的组分组成的双组分纤维，使它具有稳定的卷曲与良好的蓬松性和弹性。 用简单的方法改变合成纤维的截面形状就可赋予用化学方法所不能获得的特性，这是异形纤维得到迅速发展的原因。 化学纤维通常具有圆形或近似圆形横截面，使纤维表面光滑、抱合力差、光泽不好。 反弹性好，蓬松、特殊的风格，具有蚕丝般的柔和的光泽。 仿毛 高膨松度，手感好，覆盖性好，抗起球 仿毛、质轻保暖 纺丝 闪光性强、耐污、覆盖性强 复合纤维是仿羊毛形态结构的化学纤维。 将两种或两种以上成纤聚合物的熔体或溶液输入同一个喷丝头，汇合后从同一纺丝孔喷出而形成。 双组分复合纤维横截面 并列型 皮芯型 按不同组成在横截面中的分布情况