纺织材料学 第一章绪论 1.1特点1.2研究内容13纺织纤维的分类(普通纤维)14纱线的分类15织物分类1.6纺织材 料的发展 内容提要:本课程的地位、性质、特点、基本内容,纺织材料的概念及简要分类。 重点难点:纺织工业的历史地位和发展趋势,学习方法,内容特点 解决方法:采用举例、发散式教学法,努力提高学生的学习热情和对纺织业的正确认识。 内容提要:本课程的地位、性质、特点、基本内容,纺织材料的概念及简要分类。 重点难点:纺织工业的历史地位和发展趋势,学习方法,内容特点 解决方法:采用举例、发散式教学法,努力提高学生的学习热情和对纺织业的正确认识。 说到纺织我们在座的应感到自豪,因为纺织品的出现标志着人类从原始时代而进入文明社会,但纺织业的 飞速发展也只是近半个世纪的事,这当然也和其他科学的发展是分不开的(举例说明)。除了吃饭,穿衣 则是最重要事情,衣服除完成蔽体御寒之外,还起到美化人民生活、促进社会文化发展的作用。今天的纺 织品不光是用于衣着,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(举例说 明,并结合当前的现状介绍在国民经济中的地 纺织材料是纺织原料及由其制得的半成品,制品的统称。 (一)第一门纺织专业课,实用技术课,也是专业基础课。因我们的生活离不开纺织,但对它又知之甚少 所以感到既熟悉又陌生,学起来挺有趣。无论在生产中还是在生活中都很实用的课程,实践性很强。涉及 面广,体系庞大。 (二)因果关系的多对应性。(举例说明) (三)定性描述多于定量描述。应当注意防止形而上学,坚持实践是检验真理的唯一标准。(举例说明) (四)主观评价与客观评价并存。结论的相对性、条件性。(举例说明) 二、研究内容 (一)结构与性能的关系(通过石墨与金刚石的关系比较来说明大原则) 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
纺织材料学 第一章 绪论 1.1 特点 1.2 研究内容 1.3 纺织纤维的分类(普通纤维)1.4 纱线的分类 1.5 织物分类 1.6 纺织材 料的发展 内容提要:本课程的地位、性质、特点、基本内容,纺织材料的概念及简要分类。 重点难点:纺织工业的历史地位和发展趋势,学习方法,内容特点 解决方法:采用举例、发散式教学法,努力提高学生的学习热情和对纺织业的正确认识。 内容提要:本课程的地位、性质、特点、基本内容,纺织材料的概念及简要分类。 重点难点:纺织工业的历史地位和发展趋势,学习方法,内容特点 解决方法:采用举例、发散式教学法,努力提高学生的学习热情和对纺织业的正确认识。 说到纺织我们在座的应感到自豪,因为纺织品的出现标志着人类从原始时代而进入文明社会,但纺织业的 飞速发展也只是近半个世纪的事,这当然也和其他科学的发展是分不开的(举例说明)。除了吃饭,穿衣 则是最重要事情,衣服除完成蔽体御寒之外,还起到美化人民生活、促进社会文化发展的作用。今天的纺 织品不光是用于衣着,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(举例说 明,并结合当前的现状介绍在国民经济中的地。 纺织材料是纺织原料及由其制得的半成品,制品的统称。 一、特点 (一) 第一门纺织专业课,实用技术课,也是专业基础课。因我们的生活离不开纺织,但对它又知之甚少, 所以感到既熟悉又陌生,学起来挺有趣。无论在生产中还是在生活中都很实用的课程,实践性很强。涉及 面广,体系庞大。 (二) 因果关系的多对应性。(举例说明) (三) 定性描述多于定量描述。应当注意防止形而上学,坚持实践是检验真理的唯一标准。(举例说明) (四) 主观评价与客观评价并存。结论的相对性、条件性。(举例说明) 二、研究内容 (一) 结构与性能的关系(通过石墨与金刚石的关系比较来说明大原则) 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……
原科+“工艺产品 (二)性能与工艺的关 原料性能是我们制定工 艺参数的依据,达到合理使用原料之目的,工艺是产生结构的手段,根据人们的需要,生产不同结构的产 品,使之具有不同的性能。如果我们再仔细想一下,就会发现这种关系是互逆的,我们可根据原料的性能, 采用不同的工艺,去开发它的新用途,也可根据用途的要求,涉及不同的产品,去选取不同的原料,或制 造新原料。 (三)测试技术、方法与标准 原料的性能质量如何?产品的性能质量如何?怎样知道?怎样评定?一句话:通过检测。采用一定的测试 手段和方法,使用一定的仪器,取得我们所需要的指标。贸易经商,制定工艺,考核质量,科学研究,质 量分析与控制……这些都需要指标和标准(企业标准,行业标准,国家标准,国际标准等)。不但要求使 用标准、遵守标准,而且还要会制定、修订标准 纺织纤维的分类 纤维,大家对此并不陌生,纤维是以细而长的特征的,不同用途的纤维,要求它具有不同的性能,作用纺 织纤维,一般而必要的条件有两条 (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—自然界生长形成的纤维 (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 棉纤维以柔软舒适为特点。产量最多,用途很广,除大量用于衣服、床单等生活用品之外,还可用于工业 如作帆布,传送带,也可用作保温用的填充材料。 麻纤维挺爽吸汗。其大多数品种用于制作绳牵、包装品(麻袋),少部分优良品种的纤维用于纺织,作衣 服,装饰织物等。 毛纤维具有非常好的手感、弹性、保暖性。其产量比棉要少得多,但却是优良的纺织原料,产品大多是高 档的,只有毛纤维具有毡缩性能,是毡制品和地毯的上好原料 丝纤维轻滑亮丽暖。产量也不高,也是高档原料。 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)是出现最早的化学纤维( man-made fibre),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)
(二) 性能与工艺的关系 原料性能是我们制定工 艺参数的依据,达到合理使用原料之目的,工艺是产生结构的手段,根据人们的需要,生产不同结构的产 品,使之具有不同的性能。如果我们再仔细想一下,就会发现这种关系是互逆的,我们可根据原料的性能, 采用不同的工艺,去开发它的新用途,也可根据用途的要求,涉及不同的产品,去选取不同的原料,或制 造新原料。 (三) 测试技术、方法与标准 原料的性能质量如何?产品的性能质量如何?怎样知道?怎样评定?一句话:通过检测。采用一定的测试 手段和方法,使用一定的仪器,取得我们所需要的指标。贸易经商,制定工艺,考核质量,科学研究,质 量分析与控制……,这些都需要指标和标准(企业标准,行业标准,国家标准,国际标准等)。不但要求使 用标准、遵守标准,而且还要会制定、修订标准。 三、纺织纤维的分类 纤维,大家对此并不陌生,纤维是以细而长的特征的,不同用途的纤维,要求它具有不同的性能,作用纺 织纤维,一般而必要的条件有两条: (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——自然界生长形成的纤维 (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 棉纤维以柔软舒适为特点。产量最多,用途很广,除大量用于衣服、床单等生活用品之外,还可用于工业 如作帆布,传送带,也可用作保温用的填充材料。 麻纤维挺爽吸汗。其大多数品种用于制作绳牵、包装品(麻袋),少部分优良品种的纤维用于纺织,作衣 服,装饰织物等。 毛纤维具有非常好的手感、弹性、保暖性。其产量比棉要少得多,但却是优良的纺织原料,产品大多是高 档的,只有毛纤维具有毡缩性能,是毡制品和地毯的上好原料。 丝纤维轻滑亮丽暖。产量也不高,也是高档原料。 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)是出现最早的化学纤维(man-made fibre),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 根据现状介绍(注意激发学习热情,提高投身纺织科技的兴趣) 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? 2.试对纺织纤维做一简要分类。 第二章天然纤维素纤维 内容提要:天然纤维素纤维(棉、麻)的分类:形态结构特征:主要性能的概念、指标,检验方法。 重点难点:重点的形态结构和指标。指标体系及表述是难点 解决方法:建立清晰的概念,讲课速度放慢一些,对在后面章节还会出现的长度、细度、强度等的概念和 指标可采用螺旋上升的方法教学。成熟度要讲透。 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) 、原棉的种类 棉花在植物学上为:被子植物门,双子叶植物纲,锦葵目,锦葵科,棉属。棉属植物很多,但在纺织上 有经济价值的裁培种目前只有四种。是一年生草本植物,多年生木本植物的木棉,目前主要用作纺织填料, 救生圈、衣类的浮力材料, (一)按棉花的品种分 1、亚洲棉(亦叫中棉):是中国利用较早的天然纤维之一,已有2000多年,因纤维粗而短,又称粗绒棉, 为一年生草本植物。种植面积很少,基本作为种子源保留。 2、非洲棉(草棉):也是粗绒棉,主体长度16~25mm,平均宽度20~25mm,细度0.25~0.4te 3、陆地棉:纤维长而细,又称细绒棉,它产量较高,纤维长,品质好,是世界上的主要裁培种,我国的种 植量占棉田总面积的95%。主体长度23~3mm,平均宽度18~20um,细度0.15~0.2tex。 4、海岛棉:纤维特别细长,又称长绒棉。是棉纤维中品质最好的,可纺很细的纱,生产高档织物或特种工 业用纱。为世界次要裁培种,主体长度30~60mm,平均宽度14~1m,细度0.12~0.14tex。 (二)按棉花的初步加工分 皮辊棉:用皮辊式轧棉机加工的皮棉。特点:皮棉是片状,含杂含短绒较多,长度整齐度较差,黄根较 多,但纤维长度损伤少,轧工疵点少。 2、锯齿棉:用锯齿式轧棉机加工的质棉。特点:皮棉呈松散状,含杂含短绒罗少,长度较整齐。但损伤较
(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 根据现状介绍(注意激发学习热情,提高投身纺织科技的兴趣) 作业: 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? 2. 试对纺织纤维做一简要分类。 第二章 天然纤维素纤维 内容提要:天然纤维素纤维(棉、麻)的分类;形态结构特征;主要性能的概念、指标,检验方法。 重点难点:重点的形态结构和指标。指标体系及表述是难点。 解决方法:建立清晰的概念,讲课速度放慢一些,对在后面章节还会出现的长度、细度、强度等的概念和 指标可采用螺旋上升的方法教学。成熟度要讲透。 ——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 棉花在植物学上为:被子植物门,双子叶植物纲,锦葵目,锦葵科,棉属。棉属植物很多,但在纺织上 有经济价值的裁培种目前只有四种。是一年生草本植物,多年生木本植物的木棉,目前主要用作纺织填料, 救生圈、衣类的浮力材料。 (一)按棉花的品种分 1、亚洲棉(亦叫中棉):是中国利用较早的天然纤维之一,已有 2000 多年,因纤维粗而短,又称粗绒棉, 为一年生草本植物。种植面积很少,基本作为种子源保留。 2、非洲棉(草棉):也是粗绒棉,主体长度 16~25mm,平均宽度 20~25mm,细度 0.25~0.4tex。 3、陆地棉:纤维长而细,又称细绒棉,它产量较高,纤维长,品质好,是世界上的主要裁培种,我国的种 植量占棉田总面积的 95%。主体长度 23~33mm,平均宽度 18~20μm,细度 0.15~0.2tex。 4、海岛棉:纤维特别细长,又称长绒棉。是棉纤维中品质最好的,可纺很细的纱,生产高档织物或特种工 业用纱。为世界次要裁培种,主体长度 30~60mm,平均宽度 14~17μm,细度 0.12~0.14tex。 (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。特点:皮棉是片状,含杂含短绒较多,长度整齐度较差,黄根较 多,但纤维长度损伤少,轧工疵点少。 2、锯齿棉:用锯齿式轧棉机加工的质棉。特点:皮棉呈松散状,含杂含短绒罗少,长度较整齐。但损伤较
长纤维,轧工疵点较多,含有棉结(束丝),带纤维籽屑 锯齿轧棉机产量高,细绒棉多用此方法 (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。很少用。 1、黄河流域棉区:最大棉区,约占50. 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,它是胚珠表皮细胞经伸长加厚而成的,一根棉纤维 就是一个植物单细胞。它的生长特点是:先伸长长度,然后充实加厚细胞壁。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:(用画图的方法,介绍生长特点,为下面的形态、结构内容做好铺垫 (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。见P24图13 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。见P24表1-,P25图14。纤维截面形状 随成熟程度不同而不同,正常成熟的棉纤维横截面呈腰园形,并可见中腔,未成熟的纤维横截面呈扁环状 胞壁薄,中腔长,过成熟的纤维截面呈近圆形,中腔园而小。总体形态特征如下图
长纤维,轧工疵点较多,含有棉结(束丝),带纤维籽屑。 锯齿轧棉机产量高,细绒棉多用此方法 (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。很少用。 1、黄河流域棉区:最大棉区,约占 50…… 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,它是胚珠表皮细胞经伸长加厚而成的,一根棉纤维 就是一个植物单细胞。它的生长特点是:先伸长长度,然后充实加厚细胞壁。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:(用画图的方法,介绍生长特点,为下面的形态、结构内容做好铺垫) (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。见 P24 图 1-3 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。见 P24 表 1-4,P25 图 1-4。纤维截面形状 随成熟程度不同而不同,正常成熟的棉纤维横截面呈腰园形,并可见中腔,未成熟的纤维横截面呈扁环状, 胞壁薄,中腔长,过成熟的纤维截面呈近圆形,中腔园而小。总体形态特征如下图:
(三)结构 由于棉纤维生长过程中,纤维素每天淀积一层,所以,纤维由外向内许多同心层组成。大体可分为三个 部分:见P25图1-5 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。外表皮是一层蜡质与果胶。初生层胞壁 呈原纤网状螺旋结构。厚约0.10.2μm 2、次生层:位于初生层的下面,占棉纤维的绝大部分,是棉纤维的主体。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。在壁内面了附有原生质干燥后的固整残留物。 在棉纤维横截面上,次生胞壁在各部位处的结构显著不同,主要表现为堆砌密度的差异。如下图所示 A区最密,B区比C区密。这种结构上的纤维素对称型密度不匀堆砌状态 称之为:双边结构,即两个最密点连成的直线两边密度是一大一小 三、原棉的性能与检验 原棉的性能要通过检验才能知晓,从而确定原棉的质量。对商业贸易来讲,是按质论价的需要,对纺织 厂来说,是为了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、増强效益″的目的。人们通过多年的不断探索,不断实践,总 结出了一套手感目测,仪器检验,单唛试纺三者相结合的综合检验方法,以全面了解原棉性能。三结合的 具体内容:业务检验、物理性能(常规)检验、逐包检査及单唛试纺 (一)商业检验(业务检验) 四项内容:品级、长度、水分、杂质疵点,检验突出一个快字。 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2mm为一价格差。(误差由国家长度标准 棉来校准) 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—一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。在准 确分析时,常用以下指标 杂质重量 100 原棉含杂率 棉样重量 (%)[反映制成率和质量] 标准规定的公定含杂率:皮辊棉为3%,锯齿棉2.5%。 疵点用手拣的方法。取10~20g代表性棉样,分类拣出各类疵点,计算含有粒数和重量百分数 疵点质量 疵点率=棉样重量 100(%)
(三)结构 由于棉纤维生长过程中,纤维素每天淀积一层,所以,纤维由外向内许多同心层组成。大体可分为三个 部分:见 P25 图 1-5。 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。外表皮是一层蜡质与果胶。初生层胞壁 呈原纤网状螺旋结构。厚约 0.1-0.2μm。 2、次生层:位于初生层的下面,占棉纤维的绝大部分,是棉纤维的主体。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。在壁内面了附有原生质干燥后的固整残留物。 在棉纤维横截面上,次生胞壁在各部位处的结构显著不同,主要表现为堆砌密度的差异。如下图所示: A 区最密,B 区比 C 区密。这种结构上的纤维素对称型密度不匀堆砌状态 称之为:双边结构,即两个最密点连成的直线两边密度是一大一小。 三、原棉的性能与检验 原棉的性能要通过检验才能知晓,从而确定原棉的质量。对商业贸易来讲,是按质论价的需要,对纺织 厂来说,是为了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。人们通过多年的不断探索,不断实践,总 结出了一套手感目测,仪器检验,单唛试纺三者相结合的综合检验方法,以全面了解原棉性能。三结合的 具体内容:业务检验、物理性能(常规)检验、逐包检查及单唛试纺。 (一)商业检验(业务检验) 四项内容:品级、长度、水分、杂质疵点,检验突出一个‘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 2mm 为一价格差。(误差由国家长度标准 棉来校准) 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。在准 确分析时,常用以下指标: 原棉含杂率= (%) [反映制成率和质量] 标准规定的公定含杂率:皮辊棉为 3% ,锯齿棉 2.5%。 疵点用手拣的方法。取 10~20g 代表性棉样,分类拣出各类疵点,计算含有粒数和重量百分数。 疵点率= × 100(%)
疵点质量 疵点数 棉样重量 (粒/100g) 疵点的详细分类见:教材第63页 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 这种分布反映了原棉的长短及整齐度的高低。而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。简述其关系 (3)长度指标的测定 长度测量意义重大,但为了反映整批原棉的长度全貌,用一个指标是不行的,只能多个指标综合表达, 某一指标只代表某一长度特征。不同的测量方法各项长度指标的含义也不同,目前普遍使用的长度指标有 以下几个。此处只介绍概念,具体计算在实验课解决。 ①主体长度:②平均长度(注意权”的介绍):③品质长度(为什么叫品质长度) ④短绒率:⑤均方差:⑥变异系数。 测量长度的仪器和方法很多,可根据不同需要,不同场合来选用,这里简单介绍几种:(原理,所测结果) 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) (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
疵点数= (粒/100g) 疵点的详细分类见:教材第 63 页 (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 这种分布反映了原棉的长短及整齐度的高低。而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。简述其关系 (3)长度指标的测定: 长度测量意义重大,但为了反映整批原棉的长度全貌,用一个指标是不行的,只能多个指标综合表达, 某一指标只代表某一长度特征。不同的测量方法各项长度指标的含义也不同,目前普遍使用的长度指标有 以下几个。此处只介绍概念,具体计算在实验课解决。 ①主体长度;②平均长度(注意“权”的介绍);③品质长度(为什么叫品质长度); ④短绒率;⑤均方差;⑥变异系数。 测量长度的仪器和方法很多,可根据不同需要,不同场合来选用,这里简单介绍几种:(原理,所测结果) 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:
由于直径无法正确表达棉纤维的粗细,而截面面积的测量费时费力,制做样片也较难,所以在实际工作 中,我们常采用间接指标来达:由于历史的原因,形成了许多指标,我国目前规定细度法定计量单位为特 克斯 ×1000 特克斯:单位长度(1000米)纤维的质量数(克)(分特克斯,符号含义) (特克 旦尼尔: L 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14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。越厚,成熟越高,这是棉纤维所独有的一个物理性能指标,是一个 反映内在质量的综合指标。棉纤维的几乎所有性能都与它有密切关系。见教材第23页图1-2 成熟程度与品种、生长条件的关系,成熟度的高低与纺纱工艺、成品质量的关系,请同学们自学。 (2)成熟度的表达 20( 26 M ①成熟度系数: (令M=0~5,线性回归后得此式) ②平均成熟度系数 ③未成熟纤维(百分率、含量) (3)成熟度的测量 ①中腔胞壁对比法:最基本的测试方法。(见教材第51页图1-17) ②偏振兴法: A、偏光显微镜法:用干涉的颜色判别 B、偏光成熟度仪:成熟度不同偏振光透过率不同,得平均成熟度等数。 ④18%NaOH膨胀法 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。 (采用多根测量和束方式测量的原因、差异 (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)
由于直径无法正确表达棉纤维的粗细,而截面面积的测量费时费力,制做样片也较难,所以在实际工作 中,我们常采用间接指标来达:由于历史的原因,形成了许多指标,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(1000 米)纤维的质量数(克)(分特克斯,符号含义) (特克 斯) 旦尼尔: (旦 ) 公制支数: (公支) 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。越厚,成熟越高,这是棉纤维所独有的一个物理性能指标,是一个 反映内在质量的综合指标。棉纤维的几乎所有性能都与它有密切关系。见教材第 23 页图 1-2。 成熟程度与品种、生长条件的关系,成熟度的高低与纺纱工艺、成品质量的关系,请同学们自学。 (2)成熟度的表达 ①成熟度系数: ,(令 M=0~5,线性回归后得此式) ②平均成熟度系数 ③未成熟纤维(百分率、含量) (3)成熟度的测量 ①中腔胞壁对比法:最基本的测试方法。(见教材第 51 页图 1-17) ②偏振兴法: A、 偏光显微镜法:用干涉的颜色判别 B、偏光成熟度仪:成熟度不同偏振光透过率不同,得平均成熟度等数。 ③气流仪法 ④18%NaOH 膨胀法 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。 (采用多根测量和束方式测量的原因、差异) (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)束東纤维强力机(注意:实测值、真实值、断裂不同时性,学习一种思维方式) ②卜氏强度机 ③斯特洛强力仪 ④单纤维强力仪 5、天然转曲: 棉纤维的外形特征之一,转曲的存在,使抱合力增大,有利于纺纱,提高产品的质量。形成的原因主要 在于: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 其指标的应用和测量在企业中很少见 6、综合检验与可纺性能 在纺织厂为了切实掌握原棉性能,搞好混配棉、工艺设计和操作管理,普遍采用手感目测、仪器检验, 单唛试纺结合的方法 (1)手感目测:可结合评定和手扯花度来进行,通过人体感觉器官进行原棉性能检验,是一种快速面广 的检验方式,但建立于长期经验的基础上。如用手扯、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 可在实验车间现场进行(逐包检验) 它检验面广,快速代表性强,但人的主观影响大,一般无具体数据 (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(重观性好), 人为因素少。但代表性较差,费时,且需专门仪器和经过训练的技术人员 (3)单唛试纺 其结果可直接利用,可测得其它方法不能或无法检验的内容,试验成本高,费时费力,一般只在新品种投 产时才做,现在有小型试纺机,可加工棉花50g。三个方法各有长短,三者相结,可全面了解原棉特性 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4045% 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,当钠浓度达10%以上,才发生膨胀,此时若施加强力,则 纤维会出现丝光一丝光外观,但当有氧或空气存在时,碱会使纤维发生氧化反应,而逐步降解破坏。可利 用碱的这些特殊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,微生物极易繁殖,他们会分泌出纤维酶和酸,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,但会与有些有机酸发生酯化,酢化反应。具体见教材第30~31页的 反应式
(3)测量: ①摆锤式(Y162)束纤维强力机(注意:实测值、真实值、断裂不同时性,学习一种思维方式) ②卜氏强度机 ③斯特洛强力仪 ④单纤维强力仪 5、天然转曲: 棉纤维的外形特征之一,转曲的存在,使抱合力增大,有利于纺纱,提高产品的质量。形成的原因主要 在于: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。 其指标的应用和测量在企业中很少见。 6、综合检验与可纺性能: 在纺织厂为了切实掌握原棉性能,搞好混配棉、工艺设计和操作管理,普遍采用手感目测、仪器检验, 单唛试纺结合的方法。 (1)手感目测:可结合 评定和手扯花度来进行,通过人体感觉器官进行原棉性能检验,是一种快速面广 的检验方式,但建立于长期经验的基础上。如用手扯、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。 可在实验车间现场进行(逐包检验) 它检验面广,快速代表性强,但人的主观影响大,一般无具体数据。 (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(重观性好), 人为因素少。但代表性较差,费时,且需专门仪器和经过训练的技术人员。 (3)单唛试纺 其结果可直接利用,可测得其它方法不能或无法检验的内容,试验成本高,费时费力,一般只在新品种投 产时才做,现在有小型试纺机,可加工棉花 50g。三个方法各有长短,三者相结,可全面了解原棉特性。 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,当钠浓度达 10%以上,才发生膨胀,此时若施加强力,则 纤维会出现丝光一丝光外观,但当有氧或空气存在时,碱会使纤维发生氧化反应,而逐步降解破坏。可利 用碱的这些特殊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,微生物极易繁殖,他们会分泌出纤维酶和酸,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,但会与有些有机酸发生酯化,酢化反应。具体见教材第 30~31 页的 反应式
第二节麻纤维 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:双子叶植物茎的韧皮层内部丛生成束的纤维。如:苎麻、亚麻、黄麻、大麻、苘麻、荨麻、罗 布麻等 叶纤维:单子叶植物的叶鞘和叶身内的维管束纤维,如剑麻、蕉麻、菠萝麻等 属于麻类的植物品种相当多,用于纺织的有十多种。韧皮纤维中的苎麻、亚麻是优良的麻种,其纤维没木 质化,强度高,伸长小,柔软细长,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。 黄麻、大麻、洋麻等纤维较粗,且短,适宜于包装材料:麻袋、麻绳等 对于叶纤维来讲,经济上有实用价值的品种主要为:剑麻和蕉麻,这类纤维比较粗硬,也称硬质纤维,因 纤维细胞壁已木质化,长度较长,伸长小,强度好,耐腐蚀,耐海水浸泡,常用于做航船和矿井用的绳缆, 也可编粗麻袋或包装用布,合成纤维的出现,麻制缆绳正逐渐被取代,此类纤维在纺织上几乎不用,所以 这里就不做进一步的介绍了 麻纤维的使用在我国已有几千年的历史,最在公元前4000年前就开始采用苎麻纤维作为纺织原料(中国 草),埃及人利用亚麻纤维纤维已有8000年的历史,麻的应用要比棉早得多,而且麻纺设备与毛纺设备 比较接近 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,只是各种成份的比例不一样而己。 麻纤维的化学组成(%) 麻别 成份 黄麻 纤维素 65-75 7080 57-60 半纤维素 14-16 12-15 14-17 木质素 0.8-1.5 2.5-5 10-13 4-5 1.4-5.7 1.0-1.2 水溶物 4-8 脂、蜡质 0.5-1.0 1.2-18 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) 麻纤维的形态特征 这里主要介绍一定苎麻、亚麻、黄麻这三个大量使用的麻纤维 (一)橫截形态特征 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 )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
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:双子叶植物茎的韧皮层内部丛生成束的纤维。如: 苎麻、亚麻、黄麻、大麻、苘麻、荨麻、罗 布麻等 叶纤维:单子叶植物的叶鞘和叶身内的维管束纤维,如剑麻、蕉麻、菠萝麻等。 属于麻类的植物品种相当多,用于纺织的有十多种。韧皮纤维中的苎麻、亚麻是优良的麻种,其纤维没木 质化,强度高,伸长小,柔软细长,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。 黄麻、大麻、洋麻等纤维较粗,且短,适宜于包装材料:麻袋、麻绳等。 对于叶纤维来讲,经济上有实用价值的品种主要为:剑麻和蕉麻,这类纤维比较粗硬,也称硬质纤维,因 纤维细胞壁已木质化,长度较长,伸长小,强度好,耐腐蚀,耐海水浸泡,常用于做航船和矿井用的绳缆, 也可编粗麻袋或包装用布,合成纤维的出现,麻制缆绳正逐渐被取代,此类纤维在纺织上几乎不用,所以 这里就不做进一步的介绍了。 麻纤维的使用在我国已有几千年的历史,最在公元前 4000 年前就开始采用苎麻纤维作为纺织原料(中国 草),埃及人利用亚麻纤维纤维已有 8000 年的历史,麻的应用要比棉早得多,而且麻纺设备与毛纺设备 比较接近。 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,只是各种成份的比例不一样而己。 麻纤维的化学组成(%) 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 这里主要介绍一定苎麻、亚麻、黄麻这三个大量使用的麻纤维 (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
黄麻:单纤维细胞为(多角形)长管状,两端渐细成封闭钝角,表面光滑,无扭曲有光泽 在多根纤维成束状况下,纤维束上也有横节,横节是麻类纤维的特征之一。如下图所示: 四、麻纤维的物理机械性质 麻别 成份 单位 密度 克/厘米3 1.51~1.53 1.21 单纤维长度 20~250 17~25 2~4 单纤维细度 12~17 15~18 1100~22003500 单纤维强度 7.6 断裂伸长率 3.8 2~4 工艺纤维强度 分斤/克 30~40 工艺纤维细度 公支 1100~2200400~800200~450 工艺纤维长度 厘米 45~75 100~350 亚麻,黄麻单纤维长度都很短,特别是黄麻只有24毫米,难以用来纺纱,在它们的韧皮组织中数十 个纤维细胞胶粘在一起,又相互搭接成网状(大麻不成网状),为了能使纤维得以利用,采用半脱胶的方 法,使粘接的纤维部分松散,再经过梳理加工(梳头一样)制成适于纺纱需要的纤维条,这种纤维条中的 纤维束称为工艺纤维。 常用的这些麻,其吸湿性比棉好,热分解点高(200摄氏度)耐日晒,但大都比较粗硬,不太柔软,与棉 的化学性质类似 1.试述棉纤维的品种、初加工方式、生长发育特点及形态特征 2.简述棉纤维的结构层次和各层次的结构特点 3.为什么成熟度是棉纤维的特征性质? 4.习题集中第6~7页的判断题 5.简述常用麻纤维的基本品质特征、形态特征。 第三章天然蛋白质纤维
黄麻:单纤维细胞为(多角形)长管状,两端渐细成封闭钝角,表面光滑,无扭曲有光泽。 在多根纤维成束状况下,纤维束上也有横节,横节是麻类纤维的特征之一。如下图所示: 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 % 3.8 3 2~4 工艺纤维强度 分斤/克 25 30~40 工艺纤维细度 公支 1100~2200 400~800 200~450 工艺纤维长度 厘米 45~75 100~350 亚麻,黄麻单纤维长度都很短,特别是黄麻只有 2-4 毫米,难以用来纺纱,在它们的韧皮组织中数十 个纤维细胞胶粘在一起,又相互搭接成网状(大麻不成网状),为了能使纤维得以利用,采用半脱胶的方 法,使粘接的纤维部分松散,再经过梳理加工(梳头一样)制成适于纺纱需要的纤维条,这种纤维条中的 纤维束称为工艺纤维。 常用的这些麻,其吸湿性比棉好,热分解点高(200 摄氏度)耐日晒,但大都比较粗硬,不太柔软,与棉 的化学性质类似。 作业: 1. 试述棉纤维的品种、初加工方式、生长发育特点及形态特征。 2. 简述棉纤维的结构层次和各层次的结构特点。 3. 为什么成熟度是棉纤维的特征性质? 4. 习题集中第 6~7 页的判断题。 5. 简述常用麻纤维的基本品质特征、形态特征。 第三章 天然蛋白质纤维