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第三节 常用天然纤维的性能特征
种类
长度
细度
(mm) (dtex)
纤维 品质
备注
长绒棉 (海岛棉)
>33 可达60-
70 mm
细绒棉 (陆地棉)
23-33
1.18- 1.43 1.54-2
粗绒棉(亚 洲棉和非洲棉) <23
>2.5
最著名的是埃及长绒棉, 优 我国新疆等地也有。用
于纺精梳棉纱(是高档 棉纺原料)
是棉花主要品种, 良 产量占世界棉纤维总产
量的85%,我国细绒棉占 棉花栽种面积约98%。
纤维短粗,手感硬,品 差 质差,产量低。用于纺
制中低支纱 。
(二)结构及形态
1、棉纤维的化学结构
(1)组成 棉纤维主要组成物质是纤维素,表层含蜡类
物质和少量糖类物。
(2)纤维素大分子的化学结构 纤维素是天然高分子聚合物,由葡萄糖剩基组成 一单元,分子式为,(C6H10O5)n,n为聚合度,棉 的平均聚合度约2000~3000。
左右(螺旋角越小,取向度越高)。 强度:麻>棉>粘胶纤维
3、棉纤维形态 思考:棉纵、横形态? (1)形态 ①纵向有转曲,横截面为扁平或腰 圆形,中间有中腔。 ②转曲愈多,品质愈好。
思考:比较棉毛的长度与细度
(2)棉的长度比毛短 棉在23-38mm之间, 毛在60-120mm。
(3)棉的细度比毛细 棉在1.3-1.7dtex之间, 毛在3.3-5.6dtex之间。
三、动物毛纤维 (一)羊毛 1、产地与种类 (1)产地
澳大利亚、新西兰、阿根廷南非和中国是世界
主要产毛国。澳大利亚是全球最大的羊毛出口国。
新疆、内蒙古、青海等是我国羊毛主要产地。
澳大利亚的美利奴绵羊 (MERINO)
毛纤维
毛纤维
毛线
纯毛面料
(2)绵羊毛种类
按细度和长度分:细羊毛、半细羊毛和粗羊毛。 细羊毛的毛质细而均匀,手感柔软而有弹性,光 泽柔和,毛丛长而整齐(毛丛长度50-120mm)。卷 曲密而均匀,纺纱性能优良,品质最好。 细羊毛中以澳洲的澳大利亚的美利奴羊毛最细 (直径小于25μm),质量最好。是高档毛制品的优 良原料。
第一章 服装材料用纤维 第三节 常用
天然纤维的性 能特征
一、棉纤维
棉(cotton)纤维是棉花的种子纤维。
彩棉
(一)产地及种类
1、产地
世界主要产地:中国、美国、埃及、巴基斯坦、 印度等国。
中国主要产地:江苏、河北、河南、山东、湖北、 新疆等省。
2、棉纤维种类
由于品种和产地的气温和土壤等种植条件不同,棉花品质有很大差异, 通常按棉纤维的粗细、长短和强度分为三种: 长绒棉(又称海岛棉)、 细绒棉(又称陆地棉或高原棉)、粗绒棉(又称亚洲棉和非洲棉)。
剩余强度(%)
100℃
130℃
20天 80天 20天 80天
92 68 38 10
70 41 24 12
62 26 12
6
73 39 -
-
90 62 44 32
82 43 21 13
100 96 95 75
100 100 91 55
7、耐光性 耐光性居中,如长时间与日光接触,纤维强 力会降低,并发硬变脆。
淡黄色,光泽较好。
(四)麻用途
1、可纯纺或混纺,适宜制作夏季衣料。 因麻织物有①吸湿好,②吸湿放湿快,
③导热性好,④挺括出汗后不贴身,透气性好等特 点,所以麻织物具有独特的“清凉感 ”适宜做夏衣。
2、装饰布、凉席等。 3、渔网线和耐水要求高的场合,如消防管等。
亚麻织物
(五)麻织物的主要风格:挺括、凉 爽、粗犷、豪放。
纤维素由碳、氢、氧三元素组成。
(3)结构特点
大分子链中含大量羟基(-OH) 使棉吸湿性较高,吸色性较好。
2、结晶度和取向度
思考:结晶度、取向度与强度的关系?麻、 棉、粘胶纤维强度?
①棉的结晶度较麻低 棉的结晶度为70%。 麻纤维结晶度为90%,
粘胶纤维结晶度为40%。 ②棉的取向度较麻低。 棉的螺旋角在30-35°左右,麻的螺旋角为6°
(2)形态 纵向有横节竖纹,横截面不规则,呈椭圆
形或扁圆形,有较大中腔及裂缝。
(3)细度和长度 平均长度约120-250mm。最长可达550mm。 平均直径为20-45μm。 苎麻纤维较亚麻长、粗,在天然短纤维中最粗最 长。
2、亚麻结构及形态
(1)结构 经脱胶的亚麻纤维中纤维素占
70%——80%,其余为伴生物。
湿断裂伸 长率(%)
21-29
25-50 27-33 2.0-2.4
思考:考核变形能力的指标是什么? (2)伸长率
因断裂伸长率较低,约为3%-7%,弹性模量较高, 所以变形能力较差。
纤维
弹性模量(N/mm2)
麻(亚麻、苎麻) 棉(美棉) 羊毛 蚕丝
24500—53900 9310—12740 1274—2940 6370—11760
( Ⅱ )丝光处理后结构与性能的变化 a光泽提高,可获得蚕丝样光泽。 因棉纤维吸碱溶胀,直径增大,横截面由腰子形变
成近似圆形,特有的胞腔和螺旋状扭曲外观消失。 棉制品会变得平整光滑。
b改善吸湿性和染色性。 因丝光后结晶度降低,无定形区比例增大。天 然棉纤维的结晶度达70%,经浓碱处理后的丝光棉 纤维,结晶度降至50%-60%。
二、麻纤维 (一)麻产地及种类
服装用麻主要是苎麻和亚麻,近年还开发出 大麻。
苎麻起源于中国,所以又称为“中国草”, 目前中国、菲律宾、巴西是苎麻的主要产地。我 国苎麻主要产于湖南、湖北、广东、广西、江西、 四川、贵州等地。我国苎麻中的纤维素含量高、 强度高、光泽好,广受国际市场欢迎。
亚麻主要产于前苏联、比利时和爱尔兰等 地,我国亚麻主要产于黑龙江和吉林省。
②纤维素与碱的作用 纤维素纤维能在碱溶液中吸收碱,吸收的碱又能用水 洗去,在此过程中,主链不断 ,纤维不损伤。
纤维素-OH+NaOH←→纤维素-ONa+H2O
碱纤维素
钠离子是一种水化程度很高的离子,当它与 棉大分子结合时,有大量的水分被带入纤维内部, 从而引起了纤维的剧烈溶胀。
③纤维素耐碱应用 Ⅰ丝光(丝光处理) (Ⅰ)丝光:棉纤维(棉纱线、织物)在常温 或低温下浸入浓度为18-25%的NaOH溶液中, 在拉力作用下(施加外力,限制其收缩),处 理0.5-1.5分钟后清洗。 则可产生强烈光泽、强度增加,改善吸湿性, 提高吸色能力,易于染色和印花性。
耐日光性优劣次序大致是:
腈纶>麻>棉>毛>粘胶纤维>醋酯纤维>涤纶>锦纶> 蚕丝>丙纶。
8、纤维素的化学性质 (1)纤维素耐碱不耐酸
①纤维素纤维与酸的作用
纤维素大分子主链,在酸性下易水解,主链断裂, 大分子的聚合度降低,分子间力减弱,纤维受到损伤 或破坏。
纤维素纤维遇酸后,手感变硬,强度严重降低。
麻被誉为凉爽和高贵的纤维。因产量较少和 风格独特,被誉为珍贵纤维。
苎麻是麻纤维中品质最好的纤维,在日本苎 麻织物被称为“绢麻织物”,即有蚕丝的优点。
苎麻的麻杆和生麻
(二)麻结构及形态
麻属纤维素纤维,因此麻许多品质与棉相似。
1、苎麻结构及形态 (1)结构
苎麻的纤维构成中纤维素占65%-75%,其余为伴 生物的胶质等。脱胶后的纤维洁白、光泽好。
织物会尺寸收缩,变得紧密、丰厚,富有弹性,保 形性好,这一过程称为碱缩。
(2)耐氧化性 氧化剂能使棉纤维生成氧化纤维素,强力
下降,甚至发脆。 (3)棉纤维可溶于铜氨溶液,从而制得铜氨 纤维。
9、抗皱性 (1)棉织物的抗皱性差,穿着和洗后容易起皱。 (2)提高棉织物抗皱性措施
①对棉织物进行免烫整理(亦称洗可穿整理, 属树脂整理)。
4、麻纤维导热性比其它纤维强(好)。 5、麻纤维的强度很高 6、耐水洗涤,并耐海水侵蚀,抗霉和防蛀性能 较好
7、耐碱不耐酸,耐酸碱性比棉强些。 8、麻纤维耐热性好,在常用纤维中熨烫温度最高。
能承受熨烫温度高达170-190℃,熨烫最高温度 可达200℃。
9、色泽 苎麻色白且具有真丝般的光泽,优良的亚麻为
c强度增加。 因丝光后取向度稍有增加。 d尺寸稳定,缩水率降低。 因在丝光过程中,纤维素分子间的引力获得拆 散和重建的机会,纤维中的内应力可以消除,内应 力低,尺寸稳定好。
Ⅱ、碱缩
碱缩:棉纤维在常温或低温下浸入浓度为 18-25%的NaOH溶液中,若不施加张力,可使纤维 直径膨胀,长度缩短,织物收缩。
3、刚性很大,弹性差。因此麻织物硬挺,不贴 身,透气性好。但较脆硬,折叠处易断裂 ,悬垂 性较差、易折皱。
①亚麻纤维的强度和刚性都远大于棉纤维,但 小于苎麻纤维。亚麻伸长率很低,接近苎麻。
②亚麻纤维手感比棉纤维粗硬,但比苎麻纤维 柔软。
③因麻织物较脆硬,折叠处易断裂,麻织物保 存时不宜重压,褶裥处不宜反复熨烫
(三)性能
1、外观性能 色泽通常为白色、乳白色或淡黄色,光泽较差。
2、染色性 染色性较好,易于上染各种颜色。
梳理过的棉纤维
3、强度和伸长率 (1)强度 思考:比较棉、毛强度
①棉强力较高。 干态强力约为2.6-4.9cN/dtex, 天然纤维强度(干态)由大到小: 麻、蚕丝、棉、羊毛。 ②棉吸湿后强力稍有上升。
纤维 名称 粘胶
(普短)
棉 羊毛 蚕丝 苎麻
干强 (cN/dtex)
2.2-2.7
2.6-4.3 0.9-1.5 3.0-3.5 4.9-5.7
湿强 (cN/dtex)
1.2-1.8
2.9-5.6 0.7-1.4 1.9-2.5 5.1-6.8
干断裂伸 长率(%)
16-22
3-7 25-35 15-25 1.2-2.3
4、吸湿性 (1)公定回潮率8.5%,吸湿能力虽不如羊毛、麻、 蚕丝和粘胶高,但也算较好之列。