《服装用纤维》PPT课件.ppt

第一章 服装用纤维原料,第一节 纤维分类及其结构分析 第二节 纤维服用性能分析 第三节 常用服装用纤维的性能特征 第四节 纤维鉴别,第一节 纤维分类及其形态结构特征,一、纤维的定义 二、纤维的分类 三、纤维的结构,一、纤维的定义,1、纤维 是一种细长而柔软的物质，长度比直径大很多倍。 直径为几微米到几十微米，长度则从几毫米几十毫米甚至上千米。 2、纺织纤维（服装用纤维） 是指具备一定纺织加工性能和服用性能的纤维,一、纤维的定义,3、纺织纤维应具备的基本性能 具有适当的长度和细度 具有一定的强伸度 具有一定的柔软性和弹性 具有一定的保暖性 具有一定的吸湿性 具有一定的化学稳定性,二、纤维的分类,1、按纤维来源 2、按纤维长度,二、纤维的分类,种子纤维：棉,韧皮纤维：麻,天然纤维素纤维,天然蛋白质纤维,动物毛：羊毛,丝：蚕丝,化学纤维,天然纤维,人造纤维：粘胶,合成纤维：七大纶,服用纤维原料,矿物纤维,自然界物质,人工制造,以天然高聚物为原料,以石油等中所提取的小分子为原料,1、按纤维来源,二、纤维的分类,2、按纤维长度 长丝：长度达几十米或上百米 天然长丝：蚕丝 化纤长丝 短纤维 ：长度较短的纤维 天然短纤维 棉：40mm 毛：50-75mm 苎麻：120-250mm 亚麻：25-30mm 化纤短纤维 棉型化纤： 30-40mm 毛型化纤 ：75-150mm 中长型化纤 ：40-75mm,三、纤维的结构,1、定义 是指构成纤维的长链分子的组成及它们在空间的排列位置 2、分类 （1）大分子结构 （2）超分子结构 （3）形态结构,（1）纤维的大分子结构,A. 单基（链节） 构成纤维大分子的基本化学结构单元 影响：耐酸、耐碱、耐光、吸湿性、染色性 B. 聚合度 （DP) 构成纤维大分子的单基的数目，或一个大分子中的单基重复的次数。 影响：强度,常用纺织纤维的单基化学组成,（1）纤维的大分子结构,C. 大分子的柔曲性 定义：指纤维大分子在一定条件下，通过内旋转或振动而形成各种形状的难易程度的特性。 因素 温度 纤维大分子结构 主链上原子价键的旋转性 侧基及其分布 侧基间结合力 影响：弹性,(1) 纤维的大分子结构,D. 链原子的类型与排列 碳链大分子 纤维的大分子主链都是靠相同的碳原子以共价键形式相联结的 可塑性比较好，但服用纤维有一定缺点 杂链大分子 主链是由两种以上的原子所构成的 强度较大，服用性能较好 梯形和双螺旋形大分子 主链不是一条单链，而是像一个“梯子”和“双股螺旋”的结构 较高的强力、耐高温,(2) 纤维的超分子结构,A. 大分子间的作用力 原因 类型 范德华力 氢键 盐式键 化学键 因素 影响：强度,(2) 纤维的超分子结构,B. 聚集态结构（结晶态和非晶态） 结晶态和结晶区 大分子链段排列规整； 结构紧密，缝隙孔洞较少； 相互间结合力强，互相接近的基团结合力互相饱和。 非晶态和非晶区 大分子链段排列混乱，无规律； 结构松散，有较多的缝隙、孔洞； 相互间结合力小，互相接近的基团结合力没饱和。 大小表征：结晶度 影响：吸湿性和染色性,(2) 纤维的超分子结构,C.整根纤维的一般特征 取向度 定义：指大分子排列方向与纤维轴向符合的程度。 取向度与纤维性能间的关系： 取向度大大分子可能承受的轴向拉力也大，强度较大，伸长较小，模量较高，各向异性明显,(2) 纤维的超分子结构,分子间作用力的大小取决于 单基化学组成（极性基团数目、极性强弱） 聚合度 分子间距离,（3）纤维的形态结构,A. 长度 B. 细度 C. 断面形态,（3）纤维的形态结构,A. 长度 定义：指纤维伸直但未伸长时两端的距离 表示：毫米（mm) 或米（m) 天然纤维长度 棉：40mm以下 毛：50-75mm 苎麻：120-250mm 亚麻：25-30mm 蚕丝：800-1000m 化学短纤维 棉型：30-40mm 毛型：75-150mm 中长型：40-75mm,（3）纤维的形态结构,B. 细度 定义：衡量服用纺织纤维粗细程度的指标 测定方法 直接指标 根据纤维截面形状直接测量纤维细度的指标 直径d表示， 单位mm 品质支数（表示羊毛的细度） 间接指标 定长制 定重制,（3）纤维的形态结构,定长制：是指一定长度纤维的重量 特克斯(Ntex) 是指1000m长纤维的重量(g)。 常用于衡量棉、麻和毛等纤维的细度 。 旦数(Nden) 是指9000m长纤维的重量(g)。 常用于化纤长丝和蚕丝。,（3）纤维的形态结构,定重制：是指一定重量纤维的长度 公制支数(Nm) 每克重纤维所具有的长度米数。 常用来衡量棉、毛纤维的细度。 英制支数(Ne) 1磅重的纤维长度有多少个840码，称为多少英支(s)。 多用于衡量纱线的细度。,纤维细度指标,（3）纤维的形态结构,C. 断面形态 因素 天然纤维的形态由品种决定 化学纤维的形态由喷丝孔形状、纺丝方法决定 各类纤维的纵横向形态 影响：外观,课后作业,1、纤维和纺织纤维的定义及其服装用纤维应具备的条件。 2、简述服装用纤维的分类。 3、试述纤维的结构及其对纤维性能的影响。 4、名词解释：特数、旦数、公制支数、英制支数 5、比较粗细：10tex与6tex，1D与2D，1公支与1英支，1号与1旦,第二节 纤维服用性能分析,一、外观性能 二、舒适性能 三、耐用性能 四、保养性能,一、 外观性能,1、色泽 2、刚度 3、弹性 4、可塑性 5、起毛起球,一、 外观性能,1、色泽 纤维表面的颜色 大分子结构：化学组成 超分子结构：结晶度 纤维表面的光泽 表面状态 截面形状 影响 织物和服装外观美感,一、 外观性能,2、刚度 定义：纤维抵抗弯曲变形的能力 因素：初始模量和细度 影响：织物的手感和悬垂性,一、 外观性能,3、弹性 定义：纤维在外力作用下发生形变，撤消外力后，恢复形变的能力 因素：超分子结构（分子间作用力） 影响：织物的抗皱性、回复性、形状稳定性,一、 外观性能,4、可塑性 定义：指纤维在加湿、加热的状态下，通过机械作用改变形状的能力。 作用：使服装永久定形,一、 外观性能,5、起毛起球 因素 长度 细度 截面形状 影响 服装的美感,二、舒适性能,（一）导热性 （二）吸湿性 （三）触觉感和弹性 （四）体积质量 （五）抗静电性,二、舒适性能,（一）导热性 定义：指纤维传导能量的能力。 表示：导热系数(导热率W/(m)，当材料的厚度为1米及表面之间的温度差为1时，单位时间内材料传导的热量。 因素：纤维层夹持空气的数量和状态。(静止空气远远小于水) 影响：最终产品的保暖性和触感。 方法：制造空心纤维，使每根纤维内部夹有较多的静止空气。纤维层的体积重量在0.03-0.06g/cm3范围时，导热系数最小的，即纤维层的保暖性是最好的。,二、舒适性能,（二）吸湿（水）性 定义 是指纤维在吸收、放出气态和液态水的能力 。 吸湿指标 因素 化学成分 结晶度 影响,二、舒适性能,（二）吸湿（水）性 吸湿指标 回潮率和含水率 含水率： 回潮率： 混合回潮率：,G：纤维湿重 G0：纤维干重,P1，P2，Pn分别为第一种、第二种、第n种纤维的干燥重量百分比,W1，W2，Wn分别为第一种、第二种、第n种纤维的回潮率,二、舒适性能,（二）吸湿（水）性 吸湿指标 标准状态下的回潮率 标准状态：温度为(202)；湿度为(652)%的环境状态。 标准回潮率：在标准状态下，将纤维放置24小时后测得的回潮率。 公定回潮率 公定回潮率：为了贸易上计价方便，对各种纺织材料的回潮率作的统一规定的回潮率。 公定重量：用公定回潮率计算出来的重量，又称标准重量。,二、舒适性能,（二）吸湿（水）性 影响 纤维吸湿后引起重量增加，影响贸易计价。 纤维吸湿后会导致织物缩水，影响服装的服用和加工性能。 纤维吸湿后还会影响制品的机械性能，大部分纤维吸湿后强度下降，弹性下降，服装的抗皱能力和保型能力变差。 纤维吸收人体汗水，穿着舒适，不容易产生静电，吸尘抗污能力增强，衣裤之间不容易纠缠，不易粘贴皮肤。,织物的缩水：纤维吸水后会引起纤维和纱线横向膨胀，纱线屈曲增大，导致织物尺寸缩短，干燥后无法回复，这种现象称为织物的缩水。,例：有一批毛涤粘为304030混纺原料，实际称得重量为1000Kg，实测回潮率为9.5%，求(1)该批原料的公定回潮率；(2)该批原料的公定重量和干重。(羊毛、涤纶和粘胶的公定回潮率分别为16%、0.4%和13%，保留两位小数)。,二、舒适性能,（三）触觉感和弹性 因素 纤维表面 初始模量 影响 适应人体动作,二、舒适性能,（四）体积质量 定义：指单位体积的纤维重量（g/cm3或g/mm3） 因素：聚合度和结晶度 影响 织物的覆盖性 服装的重量,二、舒适性能,（五）抗静电性 因素 纤维的吸湿性 环境的温湿度 影响 加工 服用,三、耐用性能,（一）拉伸性 （二）耐气候性和耐磨性 （三）耐热性和阻燃性 （四）熔孔性 （五）耐化学品性,三、耐用性能,（一）拉伸性能 指标 绝对指标 断裂强力：P（N，cN，gf，kgf） 断裂伸长：L=La-L0 相对指标 断裂应力：=P/s（N/m2，N/mm2） 断裂强度：P0 Ptex=P/Ntex（N/tex，cN/dtex ） Pden=P/Nden N/den，cN/den ） 断裂伸长率：a= L/L0,三、耐用性能,（一）拉伸性能 指标 拉伸曲线 初始模量：E=d/d 屈服点b 断裂点a 断脱点d,三、耐用性能,（一）拉伸性能 指标 拉伸曲线 功指标：反映纺织材料的韧性大小 断裂功：负荷伸长曲线下的面积 断裂比功：应力应变曲线图中的曲线下部的面积 功系数（充满系数）：是指断裂功与断裂强力和断裂伸长之乘积的比值，即在负荷伸长曲线中就是负荷伸长曲线下方的面积与过断裂点的直方形的面积之比。 断裂功、断裂比功和功系数大的纤维，在受到拉伸等外力作用时能吸收较多的能量，即破坏该纤维需要施加较大的功，它的产品比较抗拉伸，耐磨损，比较坚韧。,三、耐用性能,（一）拉伸性能 因素 超分子结构：聚合度、取向度和结晶度 温湿度 试验条件：长度、根数 影响 服装耐用性,三、耐用性能,（二）耐气候性和耐磨性 耐气候性 定义：是指纤维制品在太阳辐射、风雪、大气等气候因素作用下，不发生破坏，保持性能不变的特性。 原因：日光中的紫外线对纤维长链分子有较强的破坏性，会使纤维发黄变脆、强度降低。 分类 天然纤维：羊毛和麻较好；棉（粘胶）较差；蚕丝最差 合成纤维：腈纶最好；涤纶较好，接近羊毛；锦纶最差，和蚕丝接近；丙纶和维纶也差,三、耐用性能,（二）耐气候性和耐磨性 耐磨性 定义：抵抗纤维在相互之间或与其它物体间摩擦过程中产生磨损的性能。 因素 取向度、聚合度、结晶度 分子链柔曲性,三、耐用性能,（三）耐热性和阻燃性 耐热性 定义：指纤维抵抗高温的能力。 影响： 强度降低 热收缩 软化 熔融 分解,三、耐用性能,几个概念 热收缩：当纤维受热时的温度超过一定限度时，纤维中的约束减弱，从而产生收缩。这种因受热的作用而产生的收缩，叫热收缩。 热塑性：将合成纤维或制品加热到玻璃化温度以上，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，以后遇到的温度不超过玻璃化温度，则纤维或制品的形状就不会有大的变化，这种性质称为合成纤维的热塑性。这种加工处理，叫热定形。 热定形性：指纤维在热及机械力的作用下容易变形并能使形变固定下来的性能。,三、耐用性能,（三）耐热性和阻燃性 阻燃性 指标 一种是表示纤维是否容易燃烧，评定可燃性。 另一种是表示纤维能否经受燃烧，评定阻燃性。 表征 点燃温度、发火点温度 极限氧指数：表示纤维点燃后在大气中维持燃烧所需的最低含氧量的体积百分数。,三、耐用性能,（三）耐热性和阻燃性 阻燃性 分类 易燃(燃烧迅速)：棉，麻，粘胶和腈纶； 可燃的(容易燃烧，但燃烧速度较慢)：羊毛、蚕丝、锦纶、涤纶、维纶； 难燃的(与火焰接触时燃烧，离开火源后自行熄灭)：氯纶； 不燃的(与火焰接触也不燃烧)：石棉和玻璃纤维。 方法 制造难燃纤维 防火整理，棉(20.1%)和涤纶(20.6%),三、耐用性能,（四）熔孔性 定义 在接触到烟灰和火花等热体时，在织物上形成孔洞的性能，叫熔孔性。 织物抵抗熔孔现象的性能，叫抗熔孔性。 因素 吸湿性 导热系数,三、耐用性能,（五）耐化学品性 定义 指纤维抵抗化学品破坏的能力。 分类 耐酸性：蛋白质纤维的耐酸性好于纤维素纤维的耐酸性 耐碱性：纤维素纤维的耐碱性好于蛋白质纤维的耐碱性,四、 保养性能,洗涤 熨烫 存放 天然纤维：易受霉菌的侵蚀 纤维素纤维：易发霉 蛋白质纤维：易被虫蛀 合成纤维：对霉虫和蛀虫等抵抗力强,课后作业,1、材料的导热性和保暖性分别指什么，举例说明静止空气和水对于材料保暖性的影响。 2、为什么羊毛常被做冬季大衣？ 3、按公定回潮率排列天然纤维、粘胶以及化学纤维（七大纶）吸湿、性大小的次序，并简述吸湿性与材料性能的关系。 4、有一批纺织原料，其混纺比例为羊毛40/涤纶40/粘胶20，实际称、得重量为3500Kg，回潮率为8。求该批纺织原料的公定重量是多少？（羊毛的公定回潮率为16，涤纶的公定回潮率为0.4，粘胶的公定回潮率为13）（保留1位小数） 5、论述影响纤维强伸性的主要因素? 6、简述纤维燃烧性能的指标及其常用纤维的燃烧性能。 7、有一批纺织纤维，它们的细度及测得的平均单纤维强力值如下：棉6000公支、5.6cN；苎麻200公支、26.88cN；粘胶纤维2.78dtex(2.5旦) 、7.5cN；锦纶3.33dtex(3旦)、17cN；涤纶2.78dtex、16.8cN；腈纶6.67dtex(6旦)、22.2cN。计算并列出断裂强度的大小和顺序。 8、为什么天然纤维和粘胶纤维抗熔孔性好于涤纶和锦纶？,第三节 常用服装用纤维的性能特征,一、天然纤维 （一）棉纤维 （二）麻纤维 （三）毛纤维 （四）蚕丝 二、化学纤维 粘胶、涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、氨纶、氯纶、维纶,（一）棉纤维,1、分类 按棉花的品种分 陆地棉：细绒棉 海岛棉：长绒棉 亚洲棉：粗绒棉 非洲棉,（一）棉纤维,1、分类 按原棉的色泽分 白棉 黄棉 灰棉 按棉花的初步加工分 皮辊棉 锯齿棉,棉纤维的加工过程,1,2,3,（一）棉纤维,2、化学组成和分子结构 化学分子式：（C6H10O5)n n=6000-11000 分子间作用力：氢键 结晶度：60-70% 取向度:20-30,棉和麻纤维的组成,（一）棉纤维,3、形态结构 横截面：腰圆形，有中腔 纵向：转曲带状，有天然转曲 直径：16-20mm,（一）棉纤维,4、性能 （1）光泽较暗淡 （2）染色性好，易于上染各种颜色； （3）较柔软，手感温暖，悬垂性能较好； （4）弹性差，不挺括，穿着时易起皱，不易回复； （5）吸湿性好，不易产生静电，穿着舒适； （6）耐水洗； （7）耐热性好； （8）耐碱不耐酸; （9）易发霉； （10）无熔点。（为什么？）,（一）棉纤维,5、丝光棉 丝光：通常是指棉织品（纱、布）在紧张状态下经浓碱液(NaOH或液氨)处理，以获得持久的光泽，并提高对染料吸附能力的加工过程。 结构变化：天然转曲消失成为棒状； 无定形区有所增加，结晶区有所下降； 取向度视张力变化而定。 性能变化：光泽、染色性改善；强力增大,（二）麻纤维,1、麻纤维的分类 （1）韧皮纤维：苎麻、亚麻、黄麻、大麻、洋麻 （2）叶纤维：剑麻、蕉麻 2、结构 聚合度：万以上 结晶度：90%以上 取向度:7-8 纵向：无明显扭曲，粗细不匀，有横节，有不规则条纹（纵纹） 横向：扁圆形，不规则的多角形，有中腔 颜色：象牙色、棕黄色和灰色 单纤维尺寸：长20-250mm（600mm)，宽30-40mm,几种常见麻纤维的长度和宽度,（二）麻纤维,3、性能 （1）光泽较好，不易漂白染色； （2）粗硬，刺痒感 （3）弹性差，易起皱； （2）吸湿性好，放湿快，不易产生静电； （4）强度高，但延伸性差，折叠处容易脆性断裂; （5）耐水洗； （6）耐热性好； （7）耐碱不耐酸 （8）易发霉；,（三）毛纤维,1、分类 绵羊毛、山羊绒、兔绒、兔毛、骆驼绒等 2、结构 大分子结构 化学组成：-氨基酸以酰胺键相联形成的多缩氨酸链 空间形态：螺旋链（型） 超分子结构 分子间作用力：范德华力、盐式键、氢键、二硫键结晶取向度：小于蚕丝,（三）毛纤维,（三）毛纤维,2、结构 形态结构 纵向：天然卷曲的圆柱状，表面有鳞片 横向：近似圆形，可分为鳞片层，皮质层和髓质层,（三）毛纤维,3、性能 （1）手感柔软,弹性好； （2）天然纤维中吸湿性最好； （3）保暖性好； （4）耐酸不耐碱 （5）耐热性不如棉 （6）易被虫蛀 （7）缩绒性 （8）不耐水洗,（三）毛纤维,3、性能 缩绒性 定义：羊毛纤维集合体在湿热及化学试剂作用下，经机械外力作用下, 羊毛纤维集合体逐渐收缩紧密，并互相穿插、纠缠、交编毡化使羊毛集合体体积缩小的性能。 利：使羊毛织物有独特的风格 弊：使羊毛织物尺寸不稳定,（四）蚕丝,1、分类 桑蚕丝：家蚕丝 柞蚕丝：野蚕 绢丝和忬丝：缫丝和纺织过程中短纤维和下脚 2、结构 大分子结构 化学组成：-氨基酸以酰胺键相联形成的多缩氨酸链 空间形态：折叠链（型）,（四）蚕丝,2、结构 超分子结构 分子间作用力：范德华力、盐式键、氢键 结晶度和取向度：大于羊毛 形态结构 纵向：桑蚕丝平直、光滑；柞蚕丝表面有条纹，内部有毛细孔 横向：桑蚕丝近似三角形；柞蚕丝似桑蚕丝并更扁平,桑蚕丝纵横向形态,柞蚕丝纵横向形态,（四）蚕丝,3、性能 （1）光泽好； （2）染色性好； （3）强度高于羊毛; （4）耐热性优于羊毛； （5）耐酸性小于羊毛，耐碱性强于羊毛； （6）耐光性差,羊毛和蚕丝性能比较,粘胶纤维,1、分类 按性能分：普通粘胶、富强粘胶 按形态分：长丝、短纤维 2、结构 聚合度：300-600 结晶度：30-40% 取向度：30 纵向：普通粘胶表面有细沟槽；富强粘胶平滑 横向：普通粘胶截面呈不规则的锯齿形，有明显的皮芯结构；富强粘胶较少齿形或接近圆形,粘胶纤维,3、性能 （1）染色性好，色牢度好； （2）弹性差，易皱； （3）吸湿性好，回潮率13-15% （4）湿强是干强的一半； （5）耐碱不耐酸，耐碱性不棉； （6）易发霉。,应力应变曲线:反映纤维在承受拉伸负荷直到断裂的全过程中应力和应变的变化关系。 从曲线上可得到一系列重要指标，如：断裂强度、断裂延伸度、初妈模量、断裂功等。 麻：初始模量高，断裂强度高，但伸长和断裂功低，表现：硬而脆 粘纤：初始模量、断裂强度、断裂功低，伸长中等，表现：软而弱 棉：介于二者之间，表现：硬而强 棉、麻 羊毛：初始模量小，延伸度大，断裂强度低，断裂功不低，表现：软而韧 蚕丝：初始模量、断裂强度较羊毛高，延伸度较羊毛低，断裂功大，表现：硬而韧 锦纶：高强、高延伸、低模，断裂功大，表现：柔软而韧 涤纶：高强、高延伸、高模，断裂功大表现：硬而韧 聚合度高、结晶取向高，分子间次价力总和大于主价键力，它的断裂，首先破坏缺口和弱点部分，缺口逐渐扩大，分子链拉断，导致纤维断裂。 湿强度干强度，因为水具有增塑作用，消除纤维中的弱点，使应力均匀，强度增大。 粘胶纤维 聚合度低，结晶取向低，次价力总和小于主价键力，容易因分子链间的相对滑移使纤维断裂。 湿强度干强度，水分子溶胀作用，削弱分子间力，更易发生相对滑移。,醋酯纤维,1、分类 二醋酯纤维、三醋酯纤维 2、结构 化学成分：纤维素醋酸酯 纵向：平直光滑 横向：花朵状,醋酯纤维,3、性能 （1）手感平滑柔软，二醋纤有丝绸风格，三醋纤风格像锦纶； （2）比重小于纤维素纤维，质量轻； （2）二醋纤、三醋纤回潮率6-7%和2.5-3.5% （3）二醋纤维强度比粘胶差，耐磨性差； （4）二醋纤耐热性较差；三醋纤耐热性比二醋纤高，可以热定型； （5）醋纤耐酸碱性不如纤维素,涤纶,结构（聚对苯二甲酸乙二酯）,性能特点：具有优良的弹性和回复性,涤纶,