纤维素纤维结构与性能

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1、第二节　纤维素纤维结构与性能以纤维素分子为基本化学结构的纤维。以β-D-葡萄糖剩基为结构单元的高分子化合物1.2.1几种纤维素纤维的结构形态图棉纤维麻纤维粘胶纤维1.2.1棉纤维结构形态单细胞：纤维素94%wt.,蜡状物0.6%wt.,灰分1.2%wt.,果胶物0.9%,含氮物等。长度：23～45mm；细度：0.15～0.2tex；扭曲数：60～120个/cm。1.2.1棉纤维结构形态结构与性质：初生胞壁---层厚0.1~0.2µm，决定棉纤维表面性质。拒水性，影响染整，前处理的去除对象。外层由果胶物质和蜡状物组成（角皮层），内二层是纤维素网状结构，横缠竖绕。次生胞壁---层厚约4µm

2、，占90%wt.，共生杂质少，决定棉纤维性质。层中很多同心日轮，同心轮按走向S、Z、S分三层，纤维走向与轴向夹角20~30度，走向变化，内层直。胞腔---中空，占横截面1/10，含蛋白质和色素，决定棉纤维颜色。染料和化学处理剂通道。1.2.2麻纤维形态结构和性能特点：竖纹和横节。端头多样：锤头、分支形（苎麻），细尖（亚麻）、钝角（大麻）。苎麻、亚麻、大麻等韧皮纤维：厚壁、端闭、狭腔单细胞。长短、外形、成分各异。纤维素含量不高。长径：苎麻---127~152mm(长),20~75µm(径)；亚麻---11~38mm(长),11~20(径)；大麻、黄麻：长度很短。麻纤维成分组成表成分组成（

3、％）纤维素蜡状物木质素果胶物半纤维素其它苎麻61.021.022.0015.81亚麻732.392.882.0412~15麻织物具有凉爽、吸湿、透气、排汗的特性，而且刚度高，吸汗不贴肉，最适合做夏季面料，是国际上最受欢迎的纺织面料之一。1.2.3粘胶纤维形态结构和性能*人造纤维，形态与纺丝成形方法有关。*纤维较纯净，在丝生产中已除杂。*皮芯结构，皮层紧密取向，阻碍染料进入，芯层结构松，强度低。★附注：通过制浆、纺丝、拉伸方法改变，可得人造纤维素其他纤维：富强纤维、Tencil纤维、modal纤维，这些新型纤维应用较广泛。Lyocell天丝天丝纤维：采用绿色环保原料，它是在木桨中提炼出来

4、的天然纤维素，它具有良好的吸湿性，干或湿强力远超过棉花的产品，手感柔滑具有丝一样光泽。天丝是英国ACORDIS公司和奥地利LENZING公司经数十年研究开发的再生纤维素纤维。天丝特点：高强--强度接近涤纶；高吸湿--吸湿性好过棉；以及自身原纤化--只要整理得法即可赋予天丝织物特有的桃皮绒手感，除此之外，天丝织物还有出众的悬垂性，舒适的手感，适中的弹性，比棉和粘胶织物好的抗皱性，飘逸华贵，可机器洗涤等。Lyocell（天丝）纤维、纱线的特性1.具有纤维素纤维的优异特性Lyocell纤维织物手感挺爽，吸湿透气性好，具有丝绸的悬垂性，触感可由棉变到毛、真丝以及各种感觉。2.原纤化倾向Lyoc

5、ell纤维在湿状态下，受机械力作用纤维表面被拉出细小原纤，能改变织物表面的性能。通过酶处理，去除较长的原纤，进行二次原纤化，可得到桃皮绒效果。3.尺寸稳定性好Lyocell纤维织物收缩率低，可洗性好。1.2.4　纤维素纤维的超分子结构超分子结构：在分子结构基础上、由许多个分子集聚时所形成的分子聚集态结构。其地位介于纤维形态结构和分子结构之间。描述纤维中长链分子（高分子）排列状态、排列方向、聚集松紧程度。无定形区　　结晶区　　　超分子结构结晶度---结晶区所占重量%取向度---链或微晶向与纤维向夹角棉、麻、丝光棉、粘胶结晶度分别为70、90、50、40%超分子结构与性能超分子结构：对纤维

6、的化学、物理或力学性能影响很大结晶度与物理性能：结晶度高，分子间紧密、作用力大，纤维强度大；纤维断裂在于超分子结构缺陷处。结晶度低，分子间松散，纤维强度也较低，断裂延伸度可能较大取向度与物理性能：取向度高（丝光棉），纤维强度高，断裂延伸度降低，因为分子链、微晶排列轴向平行，分子间作用力大，应力集中点（缺陷）少，分子链不易断裂和滑移。超分子结构与化学性能：结晶度高，结构紧密，空隙小又少，化学物质不能进入结晶区，例如染料分子不易进入，只在无定形区，得色深不易（麻）。1.2.5　纤维素纤维的化学结构纤维素纤维：有不同形态结构和超分子结构，但其化学分子的单元结构和链接方式都一样——由葡萄糖剩基

7、单元通过苷键相连接。不同种纤维葡萄糖剩基单元数不同，即平均分子链长不同。纤维素分子化学式：(C6H10O5)n式中n：聚合度；n：10000~15000(棉、麻)；n：250~500（粘胶）纤维素分子结构式结构特点：环上三个—OH，反应活性点环间—O—，酸分解之，碱稳链端：有一隐-CHO，M低还原性链刚性，H-键多，强度高1.2.6　纤维素纤维的化学性质由纤维素分子化学结构所决定，受超分子结构、形态结构影响。与碱作用常温稀碱中稳定，浓碱溶胀，高