纤维的物理性能（吸湿性、拉伸力学性能、耐热性和导热性、光泽）一、光泽影响纤维光泽的因素：1、纤维层状结构对光泽的影响在纤维体内，层状结构使纤维体内光的折射率产生差异。

当光照射到具有层状结构的纤维上时，经一系列的反射和折射，所有从纤维内部各个层面上产生的反射光，部分被纤维吸收，部分仍折回到纤维表面而射出纤维体。

多层反射作用使到达纤维表面的反射光产生叠加，不同波长光还会产生干涉作用，使纤维呈现较强的光泽而不耀眼。

2、纤维纵向形态对光泽的影响纤维沿纵向的表面形态结构对光泽有重要的影响，纤维纵向表面平滑一致，则漫反射少，纤维表现出较强的光泽。

没有卷曲长丝的化学纤维，镜面反射较多使得光泽较强；丝光处理后的棉纤维，纤维膨胀使天然卷曲消失，纵向表面较为平滑，光泽较强；粗羊毛鳞片较稀疏，紧贴毛干，表面较为光滑，光泽较强。

细羊毛鳞片稠密，毛干贴紧程度较差，光泽较柔和。

若羊毛鳞片受损伤，光泽就会变得暗淡。

3、纤维横截面形状对光泽的影响对圆形截面纤维，进入纤维的光线可在纤维内部反射面上产生透射和反射。

平行光束照射时，透射光会形成聚焦，形成极光点或线，称为“极光”效应。

对三角形截面纤维，照射在纤维上的光线会产生强烈的镜面反射效果，进入纤维内部的光线，会产生镜面反射和平行的透射，像棱柱晶体一样转动或不同视角观察，产生光泽暗淡相间的现象，称为“闪光”效应。

获得具有不同光泽度纤维的措施：清除极光、呆板和刺眼现象，采取添加消光剂；实现光泽的层次感、柔和性和细腻闪烁化，采取仿生。

如天然纤维的原纤结构，能增加散射和多次反射与透射，达到柔和、细腻和微闪烁作用；天然纤维原纤的层状排列结构，能增加多层次的折射与反射，达到层次感和柔和作用。

二、吸湿性影响纤维吸湿性的因素：（1）、纤维内在因素1、亲水基团的作用：纤维分子中，亲水基团的多少和亲水性的强弱能影响其吸湿能力的大小。

数量越多，极性越强，纤维的吸湿能力越高。

（论述题增添如下：各种基团对纤维素纤维，蛋白质纤维，合成纤维吸水性都有很大的影响，如羟基、酰胺基、羧基、氨基等，与水分子的亲和力很大，能与水分子形成化学结合水。

纤维素纤维：如棉、粘胶、铜氨等纤维，大分子中的每一葡萄糖剩基含有三个羟基，在水分子和羟基之间可形成氢键，所以吸湿性较大。

醋酯纤维中大部分羟基都被乙酸基取代，而乙酸基对水的吸引力又不强，因此醋酯纤维的吸湿性较低。

蛋白质纤维：主链上含有亲水性的酰胺基、氨基、羧基等亲水性基团，因此吸湿性很好，尤其是羊毛，侧链中亲水基团较蚕丝更多，故其吸湿性优于蚕丝。

合成纤维：维纶——大分子中含有羟基，经缩醛化后一部分羟基被封闭，吸湿性减小，但在合成纤维中其吸湿性能力最好。

锦纶6、锦纶66——大分子中，每6个碳原子上含有一个酰胺基，所以也具有一定的吸湿能力。

腈纶——大分子中只有亲水性弱的极性基团氰基，故吸湿能力小。

涤纶、丙纶——因缺少亲水性基团，故吸湿能力极差，尤其是丙纶基本不吸湿。

）2、纤维的结晶度：结晶度越低，吸湿能力就越强。

在同样的结晶度下，微晶体的大小对吸湿性也有影响。

一般来说，晶体小的吸湿性较大。

（如：棉经丝光后，由于结晶度降低使吸湿量增加；棉和粘胶，同属纤维素纤维，每一个葡萄糖剩基上都含有3个羟基，但棉纤维的结晶度为70%左右，而粘胶纤维仅30%左右，W 粘胶>W棉。

纤维无定形区内缝隙孔洞越多越大，纤维吸湿能力越强。

如粘胶纤维结构比棉纤维疏松，缝隙孔洞多，是其吸湿能力远高于棉的原因之一；合成纤维结构一般比较致密，而天然纤维组织中有微隙，这也是天然纤维的吸湿能力远大于合成纤维的原因之一。

）4、纤维的比表面积：比表面积越大，表面能也就越大，表面吸附能力越强，吸附的水分子数也越多，吸湿性越好。

细纤维的比表面积大，比粗纤维的回潮率偏大些。

5、纤维内的伴生物和杂质：A、棉：纤维中有含氮物质、棉蜡、果胶、脂肪等，其中含氮物质、果胶较其主要成分更能吸着水分，而蜡质、脂肪不易吸着水分，因此棉纤维脱脂程度越高，其吸湿性越好。

B、羊毛：表面油脂是拒水性物质，使吸湿能力减弱。

C、麻纤维的果胶和蚕丝中的丝胶有利于吸湿。

D、化学纤维：表面的油剂对纤维吸湿能力有影响，当油剂表面活性剂的亲水基团向着空气定向排列时，纤维吸湿量变大；而疏水基团向外时，纤维吸湿性变弱。

（2）外界因素1、温度的影响：在一般的情况下，随着空气和纤维材料温度的提高，纤维的平衡回潮率将会下降。

2、相对湿度的影响：在一定温度条件下，相对湿度越高，空气中水蒸气的压力越大，也即是单位体积空气内的水分子数目越多，水分子到达纤维表面的机会越多，纤维的吸湿也就越多。

（在温度和湿度这两个因素：对亲水性纤维来说，相对湿度对回潮率的影响是主要的，对疏水性的合成纤维来说，温度对回潮率的影响明显。

）3、气压的影响（可以不做答，包括4、5）4、纤维原来回潮率大小的影响：由吸湿滞后性知，当纤维材料置于一新的大气条件下时，其从放湿达到平衡时的回潮率要高于从吸湿达到的回潮率。

故纤维原来回潮率大小也有一定的影响。

5、空气流速的影响：当纤维材料周围空气流速快时，有助于纤维表面吸附水分的蒸发，纤维的平衡回潮率会降低。

改进纤维吸湿性或消除纤维吸湿性的方法：根据吸湿的极性基团、高比表面积、多微孔、高表面能和吸湿性杂质等机制，方法：引入吸湿基团，采用超细多微孔纤维，进行表面改性与活化，实施掺杂等方法，实现纤维吸湿性能的改善。

三、导热性（1）、纤维的导热性：指纤维材料将热量从高温物体向低温物体传递的性能。

（2）、表征导热性的指标：1、导热系数：当纺织材料的厚度为1m及两表面间的温度差为1℃时，1秒钟内通过1m2材料所传导的热量焦耳数。

W/m. ℃2、绝热率：指包覆试样前、后保持热体恒温所需热量的差值，对包覆试样前保持热体恒温所需热量的百分率。

3、克罗值：在室温20~21℃，相对湿度小于50%，气流为不超过10cm/s（无风）的条件下，一个人静坐不动或从事轻度劳动，保持保持舒适状态，能将皮肤平均温度维持在33℃左右时，所穿着服装的隔热值为1克罗值。

（3）、纤维的导热性的主要影响因素：1、纤维的结晶和取向：结晶度越高，有序排列的部分越多，连续性越好，有利于热振动的传递，导热系数越大。

纤维中的分子沿纤维轴的取向排列越高越多，有利于热在此方向上的传递，分子的取向度越高，沿纤维轴向的导热系数越大。

2、纤维集合体的密度：纤维本身的空穴和集合体的多孔结构，使其具有典型的低导热特征，多孔结构的材料可以携带较多的空气，尤其是静止空气，具有很好的绝热特征；同样的纤维填充密度，当两端气压越大时，空隙中的气体流动性增大，导热系数增大。

填充密度变化，导热系数先大后小，再增大。

3、纤维排列方向：纤维平行于热辐射方向排列，即纤维垂直于纤维层方向取向时，导热能力较强；当纤维垂直热辐射方向，即纤维平行于纤维层排列时，导热能力较低。

4、纤维细度和中空度：当纤维排列特征相同时，纤维细度越细，纤维制品的热辐射穿透能力越弱。

同样密度下相对的空隙越小，静止空气的作用越强，导热系数越小。

纤维中的空腔量越大，在不压扁的状态下，所持有的静止空气及空间越多，纤维集合体的导热系数越小。

5、环境温、湿度：一般认为，温度升高后，纤维分子的热运动频率升高，小分子的自由程度增大，热量的传递能力增强，导热系数随温度升高而增大。

因为水的导热系数较大，湿度增大，纤维的回潮率增加，纤维导热系数增大。

四、拉伸力学性能（1）、表征指标：1、断裂强力（绝对强力）：纤维能承受的最大拉伸外力。

2、相对强度A、断裂强度（比强度）：指每特（或每旦）纤维能承受的最大拉力。

B、断裂应力（强度极限）：指纤维单位截面上能承受的最大拉力。

C、断裂长度：纤维的自身重力与其断裂强力相等时所具有的长度。

（2）、影响纤维拉伸性能的因素：1、纤维的内部结构：a、聚合度：聚合度增加，大分子链间的次价键数目增多，剪切阻力增大，大分子链间不易滑移，所以纤维断裂强度提高。

聚合度足够大，分子链间滑动阻力已大大超过分子链的断裂强力，再增加聚合度，作用越来越不显著。

B、取向度：取向度决定有效承力分子数，取向度高的纤维，分子链张力在纤维轴向的有效分力越大，纤维强度也越高。

C、结晶度：结晶度越高，纤维中分子排列愈规整，缝隙孔洞较少且较小，分子间结合力愈强，纤维的断裂强度、屈服应力和初始模量表现较高，但其伸长率低，脆性增强。

2、试验条件的影响：a、温度和相对湿度：在纤维回潮率一定的条件下，温度高时，纤维大分子热运动能高，大分子柔曲性提高，分子间结合力消弱，纤维断裂强度下降，断裂伸长率增大，初始模量降低。

空气相对湿度或纤维回潮率越大，大分子之间结合力越弱，分子链间越松散，易滑移，一般情况下，纤维回潮率高，则纤维的断裂强度降低，断裂伸长率增大，初始模量降低。

B、试样长度：试样越长，弱环出现的概率越大。

C、试样根数：束纤维根数越多，只算成单纤维强度越低。

D、拉伸速度：拉伸速度大，拉伸至断裂经历的时间短，纤维强力偏高，初始模量偏大，但断裂伸长率无一定的规律。

E、拉伸试验机类型：不同的类型的拉伸试验机，在拉伸过程中对试样施加负荷的方式不同。

如：等速伸长型，等加负荷型和等速牵引型。

天然纤维（棉、麻、丝、毛）一、棉（1）、基本化学组成、特点：纤维素94%~95%和其他物质5%~6%，存在于纤维的主体层（次生层）中；果胶和蜡质，分布于表皮初生层上，其含量随纤维产地和品种不同；在中腔层还附有微量的色素、灰质和蛋白质，色素决定纤维的颜色。

（2）、纤维形态结构特征：形态：多层状带中腔结构，梢端尖而封闭，中段较粗，尾端稍细而敞口，呈扁平带状，有天然的转曲；截面常态腰圆形，中腔呈干瘪状。

结构：截面结构由许多同心圆柱组成，由外至内依次为，表皮层、初生层、次生层和中腔。

表皮层：由蜡质、脂肪和果胶的混合物组成，有细丝状皱纹，具有防水盒润滑作用。

初生层：是纤维的初生细胞壁，由网状原纤组成，对纤维整体起约束和保护作用。

次生层：是棉纤维的主体，基本成原纤不规则变向螺旋结构，含有非纤维物质，并有缝隙和孔洞。

中腔：中腔的大小取决于次生层的厚度，棉纤维越成熟，中腔越小，其中留有原生质、细胞核残余。

（3）、主要的物理与化学性能特点：①拉伸力学性能：强度较高，湿强高于干强；断裂伸长率较低；②刚柔性与弹性：弹性模量较高，变形能力较差，弹性较差。

③吸湿性：具有较强的吸湿能力，在标准大气条件下的回潮率为7.6%左右；④化学稳定性：具有较好的耐碱性，即使在较浓的碱液中也会膨化而不溶解，耐酸性较差；⑤隔热耐磨性较好，耐光性一般，耐有机溶剂，具有较好的染色性能，耐虫蛀易发霉。

（4）、服用棉纤维的应用情况：棉纤维可以制成纯棉织物，也可以与其他纤维制成混纺织物或叫织物。

棉织物通过不同的加工工艺，可以形成风格迥异的外观：或硬挺粗犷，或细腻光滑如丝绸，或在织物表面起绒毛、凸条或泡泡花纹等，还可制成弹力织物、烂花布、涂层织物等具有特殊外观和性能的织物。