来宝网 2010/4/5点击3221次
纺织材料学
绪论
纺织品的出现标志着人类从原始时代而进入文明社会，纺织业的飞速发展和其他科学的发展密不可分。今天的纺织品不仅仅用于衣着，它还应用于工业、农业、军事、航天、航海、交通、医疗卫生等诸多方面。
一、特点
(一) 纺织专业首门专业课，也是专业基础课。实践性很强。涉及面广，体系庞大。
(二) 以论述纤维、纱线、织物为主线。
（三）使纺织工程各专业课程的先修课程和基础。
二、研究内容
(一) 结构与性能的关系
1. 结构：
纤维的结构：形成的特点，组织物质，内部大分排列形态，外观形态
纱线的结构：纤维在纱中的配置和空间形态
织物的结构：纱线在织物中的排列关系及本身的屈曲
2. 性能：性能是结构的产物，结构决定性能
工艺性能——长度、细度、卷曲……
物理性能——热、光、电、吸湿……
化学性能——耐腐蚀（酸碱……）
机械性能——拉、弯、磨、压……
服用性能——起毛起球、折皱、缩水……
(二) 性能与工艺的关系
原料性能是制定工艺参数的依据，工艺是产生结构的手段。
(三) 测试技术、方法与标准
原料、产品的性能质量需要采用一定的测试手段和方法，使用一定的仪器，相关的指标。
三、纺织纤维的分类
纺织纤维，一般必须具备两个条件：
（1）具有一定的化学，物理，稳定性（固体）
（2）具有一定的强度，柔曲性，可纺性，弹性和可塑性等。
（一）按来源和组成分：
1、天然纤维—
（1）植物纤维（天然纤维素纤维）：棉、麻
（2）动物纤维（天然蛋白质纤维）：毛、蚕丝（唯一的天然长丝）
（3）矿物纤维：石棉，（存在于地壳的岩层中，用于建筑和防火材料）
大量用于纺织的是：棉、麻、毛、丝，这四种纤维
2、化学纤维：以天然或合成高聚物为原料，经化学和机械加工而成的纤维。
（1）人造纤维（再生纤维），它以天然纤维素，蛋白质、无机物为原料加工而成。
①人造纤维素纤维：粘胶、醋酯纤维、天丝
②人造蛋白质：酪素，大豆纤维
③人造无机纤维：玻璃纤维，金属纤维，碳纤维，陶瓷纤维
（2）合成纤维
涤纶——聚酯；锦纶——聚酰胺；腈纶——聚丙烯腈；维伦——聚乙烯醇缩甲醛；
丙纶——聚丙烯；氨纶——聚氨酯。
四、纱线的分类
（一）按形成方式和结构分
1、普通纱线（环锭纺）：（1）单纱；（2）股线
2、新型纺纱线：（1）自由端纺纱线（气流纱、静电纱）；（2）非自由端纺织（自捻纱）
（3）变形线（膨体纱，弹力丝）；（4）花式线
3、长丝短纤维组合纱（包芯纱、包缠纱）
五、织物分类：
（一）机织物（梭织物）；（二）针织物；（三）编结物；（四）非织造物；
（五）其他：三向织物，多向织物，组合织物等（平面或立体）。
六、纺织材料的发展
讲授与讨论：
1． 纺织工业在国民经济、社会发展、人文文化中的地位和作用如何？
天然纤维素纤维
——天然生成，以纤维素为主要组织物质的纤维。
——也叫植物纤维，本章主要介绍棉、麻两大类。
第一节 原棉
原棉——供纺织厂作纺纱原料等用的皮棉。
皮棉——籽棉经轧棉机加工，除去棉籽所得的纤维。
籽棉——从棉铃中拾取的带籽的棉瓣。
衣分（率）——皮棉重量占籽棉重量的百分率。
剥桃棉——从非自然开裂的棉铃中剥取的棉花。
棉花——棉植物种子上的纤维，籽棉和皮棉的统称。（有时亦做为棉植物，棉植物开的花的名称）
一、原棉的种类
（一）按棉花的品种分
1、亚洲棉（亦叫中棉）。
2、非洲棉（草棉）。
4、海岛棉。
（二）按棉花的初步加工分
1、皮辊棉：用皮辊式轧棉机加工的皮棉。
2、锯齿棉：用锯齿式轧棉机加工的质棉。
（三）按原棉的色泽分
1、白棉：正常成熟，为纺用棉
2、黄棉：霜黄棉。少量使用。
3、灰棉：雨灰棉，棉铃开裂时由于日照不足或雨淋，潮湿，霜等原因造成。
二、棉纤维的形成，形态和结构
（一）棉纤维的形成
棉纤维是棉属植物种子表面生成的绒毛——种子纤维。整个棉纤维的形成过程可分为三个时期。
1、伸长期：
2、加厚期：
3、转曲期：
（二）形态特征
1、纵向：具有天然转曲，可见中腔。成熟度不同，形态和可纺性不同。
2、截面：棉纤维沿长度方向截面的形状和面积都有很大变化。总体形态特征如下图：
（三）结构
1、初生层：棉纤的外层，即在伸长期所长成的初生胞壁和外表皮。
2、次生层：位于初生层的下面，呈原纤变向螺旋结构。
3、中腔：棉纤维停止生长后遗贸下来的空隙。
三、原棉的性能与检验
目的：充分掌握原棉的性能，达到合理使用原料，提高成纱质量（制定工艺参数）和产量，实现“优棉优价、优棉优用、粗粮细做、合理搭配、增强效益” 的目的。
手感目测，仪器检验，单唛试纺三者相结合。
（一）商业检验（业务检验）
四项内容：品级、长度、水分、杂质疵点，突出一个‘快’字。
1、品级检验：按成熟度、色泽特征、轧工质量将细绒棉分为七级，1级最好，1-5级为纺用棉。细绒棉分五级，一级最好。实物标准是最低标准。
2、长度检验：用手扯法来测定，以手扯长度为计价的依据，每
3、水分检验：常用电阻式测湿仪快速测定。公定含水率10%。
4、杂质疵点：收购以时常用手工和目测法估算，或用纤维杂质分析机测定。
杂质——夹杂的非纤维性物质，如：泥纱，枝叶，棉籽，破籽，虫屎等。
疵点——原棉中含有的有害纺纱的纤维性物质，如，索丝，棉结，软籽表皮，带纤维籽屑，黄根等。
疵点率=
疵点数=
（二）物理性能检验（常规检验）用专门的仪器进行检验，在实验室内进行
1、长度：
（1）概念：①伸直长度：伸直纤维两端间的距离
②自然长度：自然伸展时两端间的距离。相当于手扯长度。
（2）长度分布与工艺的关系
长短与整齐度决定着成纱质量的好坏，生产效率的高低及工艺参数的制定。
（3）长度指标的测定：
A、遂根测量——基础方法
B、罗拉式长度分析仪（朱可夫长度仪）
C、梳片式长度分析仪
D、光电长度仪（手扯长度仪，照影机）
E、YG081纤维长度分析仪（电容式）
2、细度：
（1）概念：纤维的直径或截面面积的大小。
（2）细度与成纱质量
（3）细度指标：
我国目前规定细度法定计量单位为特克斯。
特克斯：单位长度（
旦尼尔：
公制支数：
马克隆尼值 M：用马克隆尼气流仪测得的综合表达棉纤维细度与成熟度的指标。值越大，纤维越粗。
（4）细度测定：（原理、指标）
①中段切断称重法（注意教材第25页图1-4的介绍）
②气流仪法
③其它方法：
A：测长称重法（单根）B显微放大投影法（宽度、截面积）
3、成熟度：
（1）概念：棉纤维细胞壁的加厚程度。
4、强度：
（1）概念：强力：纤维拉伸到断裂所需的外力。强度：拉断单位细度纤维所需的外力。
（2）指标：（单纤维）断裂长度。单位是千米，但表示的是纤维的相对强弱。定义：自身重力等于纤维断裂强力时纤维所具的长度。 （千米）
（3）测量：
①摆锤式（Y162）束纤维强力机
②单纤维强力仪
5、天然转曲：
转曲的存在，使抱合力增大，有利于纺纱，提高产品的质量。形成原因：棉纤维生长发育过程中微原纤集体性沿纤维轴向的螺旋变向所致。
6、综合检验与可纺性能：
（1）手感目测：用手扯、手捏、手摸、耳听、鼻闻等。主要评价：长度及整齐度，强度，弹性，成熟度，色泽，抱合力，柔软性，杂质疵点及其他质量问题等。
（2）仪器检验：实验室专门仪器进行单项性测试，如长度、细度……，结果准确，可靠、稳定。
（3）单唛试纺
现在有小型试纺机，可加工棉花
7、其他性能：
（1）物理性能：①光学性能；②热学性能；③电学性能；④密度；⑤服用性能。
优点：吸湿好，透气，保暖，抗溶，染色好……。
缺点：耐用差，抗皱免烫差，外观保持性差，易发霉，弹性差……。
（2）化学性能：
①水的作用：不溶于水，但会膨胀，纵：1-2%，横40-45%
②酸的作用：酸会使纤维素水解，或发生酯化反应，对棉纤维的破坏能力，随强解，浓度，时间，温度的变化而变化。不耐酸。
③碱的作用：纤维在碱中很稳定，不会被破坏。可利用碱的作用机理对棉纤维进行变性处理：如提高强度，吸湿少，染色少，光泽和尺寸稳定性。
④氧化剂的作用：氧化剂会使纤维素发生降解破坏，特别在碱性条件下更严重。
⑤微生物的作用：在潮湿条件下，微生物使纤维变质变色而破坏。
⑥有机溶剂的作用：不溶于一般溶剂。
第二节 麻纤维
一、麻纤维的种类
它有韧皮纤维和叶纤维两大类，所以麻纤维是韧皮纤维和叶纤维的总称。
韧皮纤维；
叶纤维。
韧皮纤维中的苎麻、亚麻是优良的麻种，可纺性能好，是织造夏季衣料的良好材料。用它们织成的织物挺括，吸汗，不贴身，透气，凉爽。
二、麻纤维的化学组成：
麻与棉同是天然纤维素，所以化学组成差不多。
|
成份 |
麻别 |
||
|
苎麻 |
亚麻 |
黄麻 |
|
|
纤维素 |
65-75 |
70-80 |
57-60 |
|
半纤维素 |
14-16 |
12-15 |
14-17 |
|
木质素 |
0.8-1.5 |
2.5-5 |
10-13 |
|
果胶 |
4-5 |
1.4-5.7 |
1.0-1.2 |
|
水溶物 |
4-8 |
|
|
|
脂、蜡质 |
0.5-1.0 |
1.2-1.8 |
0.3-0.6 |
|
灰分 |
2-5 |
0.8-1.2 |
0.5-1.5 |
半纤维素：木糖或甘露糖等组成的多糖的总称（多缩戊糖）
三、麻纤维的形态特征
（一）横截形态特征
苎麻：横截面呈腰园形，有中腔，胞壁上有裂纹。
亚麻和黄麻的横截面呈多角形（五或六角）边有中腔，（以上是单纤维）
（二）纵向形态特征：
苎麻：比较平直，有横节，竖纹
亚麻：细长的两端封闭的尖状体，表面比较平滑但有横向裂节。
四、麻纤维的物理机械性质
|
成份 |
单位 |
麻别 |
||
|
苎麻 |
亚麻 |
黄麻 |
||
|
密度 |
克/厘米3 |
1.51~1.53 |
1.46 |
1.21 |
|
单纤维长度 |
毫米 |
20~250 |
17~25 |
2~4 |
|
单纤维细度 |
微米 |
40 |
12~17 |
15~18 |
|
|
公支 |
1100~2200 |
3500 |
|
|
单纤维强度 |
克/旦 |
7.6 |
|
|
|
断裂伸长率 |
推荐仪器
 | |||
