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纺织基础知识 (纤维、纤维分类、纤维特点及区别)(纤维的概念及分类是什么)

2023-09-25 02:33:10TONY杂谈166

纺织工艺流程:纤维+纺纱+织布+染整+成衣+降解或回用。初入纺织业,有一个基本问题,布是怎么来的?主要用来做什么?概括一句话,纤维纺成纱,纱织成坯布,再经过染整,最后验收合格即为成品布,然后由制衣厂裁剪、缝制成衣。纺织品的用途是御寒、美化生活和改善某一项功能等。

1.纤维:天然的或人工合成的长度远大于其直径并具有一定柔韧性的细长物质。

2.纺织纤维(textile+fibre):具有一定的长度、纤度和韧性细度很细(直径一般为几微米到几十微米),长度比直径大百倍、甚至千倍以上并具备一定加工性能和使用性能的细长物质称为纺织纤维。

1)纤维的线密度和长度

纤维的线密度是指纤维的粗细程度,纤维的长度是指纤维的长短程度。纺织纤维具有一定的线密度和长度,才能使纤维间相互抱合,这是进行纺织加工和使产品具有使用价值的必要条件之一。较细的纤维制成的织物较柔软,光泽较柔和,可以制得较为轻薄的织物,也可制造透气性好和仿丝绸效果好的服装面料。但细纤维制成的织物易起毛、起球。而粗纤维织物可用以制造为硬挺、粗犷和厚实的织物。

同样,纺织纤维的长度也与纺织和产品质量关系密切。纤维长度较长、长度整齐度好、短纤维含量少,则对纺织加工和产品质量有利。在相同条件下,纤维较长,则成纱强度高、条干均匀,成纱表面光洁,制成的织物牢度好,外观光洁,不易起毛、起球。此外,在保证一定成纱质量的前提下,纤维越长,则可纺的纱越细,可用来制造较为轻薄的织物。

在纺织纤维中,天然纤维的线密度和长度是不均一的,有时差异还较大,它随着纤维品种、生长条件等不同而不同。而化学纤维是人工制造的,纤维的线密度和长度可在一定范围内根据纤维加工和使用的要求,人为控制和确定。

2)纤维的耐化学性能

是指纤维对各种化学物质破坏的抵抗能力。纤维在纺织染整加工中,会不同程度地接触水、酸、碱、盐和其他化学物质,所以,作为纺织纤维必须具备一定的耐化学性能。正确了解各种纺织纤维的耐化学性能,合理地选择适当的加工条件,才能正确使用各种纤维制品。

在各种纺织纤维中,纤维素纤维对碱的抵抗能力较强,而对酸的抵抗能力很弱。蛋白质纤维的耐化学性能与纤维素纤维不同,它对酸的抵抗力较对碱的抵抗力强,蛋白质纤维无论在强碱还是弱碱中都会受到不同程度的破坏,甚至导致分解。合成纤维的耐化学性能要比天然纤维强,如丙纶和氯纶的耐酸、耐碱性能都非常优良。

3)纺织纤维的机械性能

是指纺织纤维在各种外力的作用下变形的性能。外力作用包括拉伸、压缩、弯曲、扭转、磨擦等各种形式。纺织纤维的机械性能应包括纤维的强度、伸长、弹性、耐磨性、弹性模量等。

A 纤维的强度:纤维的强度是指纤维抵抗外力破坏的能力,它在很大程度上决定了纺织商品的耐用程度。纤维的强度可用纤维的绝对强力来表示,它是指纤维在连续增加负荷的作用下,直至断裂时所能承受的最大负荷。其法定单位为牛顿(N)或厘牛顿(cN)。过去习惯用克力或公斤力表示。由于纤维强力的与纤维的粗细有关,所以对不同粗细的纤维,绝对强力无可比性,因此,常用相对强度来表示纤维的强度。相对强度是指单位线密度(每特或每旦)纤维所能承受的最大拉力。法定计量单位为牛/特(N/tex)或厘牛/特(cN/tex)。过去习惯用克力/旦表示。

B 纤维的弹性:纤维及其制品在加工和使用中,都要经受外力的作用,并且产生相应的变形。当外力的作用去除后,纤维的一部分变形可恢复,而另一部分变形则不会恢复。根据纤维的这一特性,可将纤维的变形为成三个部分,即当外力去除后能立即恢复的这部分变形称急弹性变形;当外力去除后,能缓慢地恢复的这部分变形称缓弹性变形;当外力去除后,不能恢复的这部分变形称塑性变形。纤维的弹性就是指纤维变形的恢复能力。表示纤维弹性大小的常用指标是纤维的弹性回复率或称回弹率。它是指急弹性变形和一定时间的缓弹性变形占总变形的百分率。纤维的弹性回复率高,则纤维的弹性好,变形恢复的能力强。用弹性好的纤维制成的纺织品尺寸稳定性好,服用过程中不易起皱,并且较为耐磨。如:涤纶具有优良的弹性,其制成的服装具有挺括、耐磨等特性。

C 纤维的耐磨性:纤维及其制品在加工和实际使用过程中,经受外力磨损的性能。纤维的耐磨性与其纺织制品的坚牢度密切相关。耐磨性的优劣是衣着用织物服用性能的一项重要指标。纤维的耐磨性与纤维的大分子结构、超分子结构、断裂伸长率、弹性等因素有关。常见纤维耐磨性高低的顺序如下:+锦纶>丙纶>维纶>乙纶>涤纶>腈纶>氯纶>毛>丝>棉>麻>富强纤维>铜氨纤维>粘胶纤维>醋酯纤维>玻璃纤维。

D 吸湿性能:纺织纤维放在空气中,会不断地和空气进行水汽的交换,纺织纤维在中吸收或放出水汽的性能称为纤维的吸湿性。纺织纤维的吸湿性是纺织纤维的重要物理性能之一。纺织纤维吸湿性的大小对纺织纤维的形态尺寸、重量、物理机械性能都有一定的影响,从而也影响其加工和使用性能。纺织纤维吸湿能力的大小还直接影响服用织物的穿着舒适程度。吸湿能力大的纤维易吸收人体排出的汗液,调节体温,解除湿闷感,从而使人感到舒适。

在常见的纺织纤维中,羊毛、麻、粘胶纤维、蚕丝、棉花等吸湿能力较强,合成纤维的吸湿能力普遍较差,其中维纶和锦纶的吸湿能力稍好,腈纶差些,涤纶更差,丙纶和氯纶则几乎不吸湿。目前,常将吸湿能力差的合成纤维与吸湿能力较强的天然纤维或粘胶纤维混纺,以改善织品的吸湿能力。

在纤维的吸湿性能中,除吸湿性外,纤维材料的吸水性也与织物的穿着舒适性密切相关。纤维的吸水性是指纤维吸着液体水的性能。人们在活动时所产生的水汽和汗水,主要依靠面料的吸湿和吸水性能,进行吸收并向外发散,从而使人感到舒适。一般来说,外衣主要是受雨水的浸湿,所以可选择吸水性小的纤维作外衣材料;内衣主要是受身体的不显性蒸发和出汗浸湿,因此要选择吸湿和吸水性大的纤维作内衣材料。

3.纺织纤维的种类很多,习惯上按他的来源分为天然纤维和化学纤维两大类。

天然纤维
化学纤维

天然纤维来源于自然界原有的或经人工培植的植物上、人工饲养的动物上直接取得的用于纺织的纤维,是纺织工业的重要材料来源。全世界天然纤维的产量很大,并且在不断增加,是纺织工业的重要材料来源。尽管20世纪中叶以来合成纤维产量迅速增长,但是天然纤维在纺织纤维年总产量中仍占据很大比例。

天然纤维根据来源又可分为「植物纤维」 「动物纤维」 「矿物纤维」

「植物纤维」的化学组成主要是纤维素,又称为天然纤维素纤维。是由植物上种籽、果实、茎、叶等处获得的纤维。根据在植物上成长的部位的不同,分为种子纤维、韧皮纤维、叶纤维和果实纤维。

「动物纤维」的化学组成主要是蛋白质,所以又称为天然蛋白质纤维,分为毛和腺分泌物两类。其中羊毛、羊绒、兔毛、马海毛、驼毛、驼绒、牦牛毛、羊驼毛和骆马毛等都是毛发类动物纤维,桑蚕丝、柞蚕丝等都是腺分泌物类动物纤维。

「矿物纤维」主要是石棉,其组成物质主要是无机硅酸盐类。是重要的建筑材料,也可以供纺织应用。

化学纤维是以天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物为原料,经过制备纺丝原液、纺丝和后处理等工序制得的具有纺织性能的纤维。化学纤维根据高聚物的来源不同可分为「再生纤维」(人造纤维)、「合成纤维」和「无机纤维」

「再生纤维」再生纤维的生产是受了蚕吐丝的启发,用纤维素和蛋白质等天然高分子化合物为原料,经化学加工制成高分子浓溶液,再经纺丝和后处理而制得的纺织纤维。以天然高聚物(如木材、棉短绒、大豆等)为原料,经纺丝加工制成的纤维。又称人造纤维。黏胶纤维、富强纤维、铜氨纤维和莱奥塞纤维都属于再生纤维素纤维。大豆纤维、牛奶纤维和玉米纤维等都属于再生蛋白质纤维。

「合成纤维」以石油、煤和天然气等材料中的小分子物质为原料,经人工合成得到的高分子化合物,再经纺丝制成的纤维。聚酯纤维(涤纶)、聚酰胺纤维(锦纶、尼龙)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚丙烯纤维(丙纶)、聚氨基甲酸纤维(氨纶)和聚乙烯醇纤维(维纶)等都是常用的合成纤维。合成纤维学名的中文名称中都有一个“聚”字,合成纤维商品名称的最后一个字都是“纶”。除腈纶外,合成纤维的英文名称中都含有相同的前缀“poly-”。

「无机纤维」无机纤维是以天然无机物或含碳高聚物纤维为原料,经人工抽丝或直接碳化制成。包括玻璃纤维,金属纤维和碳纤维。

4.天然纤维、再生纤维和合成纤维的区别、结构和性能的异同

天然纤维:天然纤维是取自植物、动物、矿物中的纤维。其中植物纤维主要组成物质为纤维素,并含有少量木质素、半纤维素等。动物纤维主要组成物质为蛋白质,但蛋白质的化学组成由较大差异.矿物纤维有SiO2+、Al2O3、Fe2O3、MgO。

再生纤维:以天然高聚物为原材料制成浆液,其化学组成基本不变并高纯净化后的纤维

合成纤维:以石油、煤、天然气及一些农副产品为原料制成单体,经化学合成为高聚物,纺制的纤维

5.在命名上如何区分

天然纤维:直接根据纤维来源命名。

丝纤维:根据“植物名+蚕丝”构成。

再生纤维:“原料名称+浆+纤维"+或+“+原料名称+黏胶”。

合成纤维:以化学组成为主,并形成学名及缩写代码,商用名为辅,形成商品名或俗称名。

6.纤维的鉴别

①鉴别的方法有手感、目测法、燃烧法、显微镜法、溶解法、药品着色法以及红外光谱法等。在实际鉴别时,常常需要用多种方法,综合分析和研究以后得出结果。

②一般的鉴别步骤如下:      

A. 首先用燃烧法鉴别出天然纤维和化学纤维。

B. 如果是天然纤维,则用显微镜观察法鉴别各类植物纤维和动物纤维。如果是化学纤维,则结合纤维的熔  点、比重、折射率、溶解性能等方面的差异逐一区别出来。      

C. 在鉴别混合纤维和混纺纱时,一般可用显微镜观察确认其中含有几种纤维,然后再用适当方法逐一鉴别。

对于经过染色或整理的纤维,一般先要进行染色剥离或其它适当的预处理,才可能保证鉴别结果可靠。

燃烧法
显微镜法

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