纺织材料学_纤维的细度课件.ppt

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1、第二章纺织纤维的形态及基本性质本章知识点1.纤维的细度、长度、长度分布、卷曲及拉伸强度指标的定义2.异形截面纤维的特征与指标。3.纤维细度、长度指标与可纺性及纺织品性能的关系。4.纤维的回潮率、公定回潮率以及吸湿机理，吸湿性对性能的影响。第一节纤维的细度及其分布纤维细度是指纤维粗细的程度。一、纤维的细度表征纤维的细度指标有直接和间接两种。直接指标是纤维粗细的指标，一般用纤维的直径和截面积表示，适于圆形纤维。间接指标是以纤维质量或长度确定，即所具有的质量（定长制）或长度（定重制）表示，无截面形态限制。定长制有纤度或称旦数(Den)和线密度或称特数(tex)、分特数(dtex)；

2、定重制有公制支数。1．分特数Ndt(dtex)我国法定的线密度单位为特克斯（tex），简称特，表示千米长的纤维或纱线在公定回潮率时的质量克数。而为规范应用于纤维，采用更细的分特（dtex）表达，即万米长的纤维所具有的质量克数，为1/10特。特的计算为：2．旦数ND旦数即旦尼尔数（Denier），较多地用于丝和化纤长丝中，又称纤度。是指9000m长的纤维在公定回潮率时的质量克数，即3．公制支数Nm公制支数简称支数，是指在公定回潮率时1g纤维或纱线所具有的长度米(m)数，即4．直径与截面积通过光学显微镜或电子显微镜观测直径d和截面积A，常用于羊毛及其他动物毛，圆形化学纤维的细度表

3、达。由于纤维很细，以微米为单位，近似圆形的计算为纤维直径d可用于长丝线密度的计算。设纤维的密度为（g/cm3），则可以看出纤维细度值相同时，其的直径可能不同，即有纤维密度的影响。其间换算为式中，下标1，2表示两种不同的纤维。二、纤维细度不匀指标纤维的细度不匀主要包括二层含义，一是纤维之间的粗细不匀，一是纤维本身沿长度方向上的粗细不匀。以往的表达，较多地关注纤维间的不匀，甚至更严格地说是纤维集合体之间的不匀，因为习惯采用的指标是平均概念的“细度”。纤维如此细小，几乎无人去一段段地切开、称重，完成细度的测量。现代光电和图像分析测量方法提供了对单根纤维间细度（直径）不匀的测量，如光

4、学纤维直径分析仪(OFDA)和激光纤维直径分析仪(SiroLan-LaserScan)。甚至可以测量单根纤维内的直径不匀，即纤维的轮廓，如单纤维分析仪（SIFAN）。远非过去切断称重、气流仪等的测量，只能给出纤维平均细度，无法给出纤维的细度不匀。1．细度不匀的概念（1）对天然纤维天然纤维在生长过程中，因为自然环境和各方面因素的影响，生长的纤维在粗细、形态上存在很大的差异。同一棉包的棉纤维，因胞壁厚度、生长部位的不同而粗细不同；同一根棉纤维还两端细、中段粗并截面形态变化。同一毛包的毛纤维，不仅纤维间因在羊体上的生长部位不同而粗细不同（变异系数达20~35%），而且单纤维因生长季

5、节和营养的影响也会有明显的粗细差异（粗细差异可达3~10），并且有截面形态的变化。蚕丝本身粗细差异在总长度上较为明显，茧外层和内层的丝较细，中间主茧层的丝相比较粗，由于缫丝的合并，均匀性较好。麻纤维的粗细差异更大，不仅单纤维的粗细差异大（变异系数达30~40%），而且工艺纤维因分离的随机性粗细差异更大。应该说对纤维粗细不匀的表征，只有毛做得较好。可能是因为其直径和直径不匀太为重要。棉、麻、丝都未有很好的测量分析。（2）对化学纤维化纤短纤维与天然纤维一样，甚至更糟，很少表达细度不匀。因为一方面其被认为细度均匀性比天然纤维好（一般CVd<10%）；另一方面已有的表征方法大多由天然

6、纤维引出，化纤成为附带。但这种情况将随着人们对纤维细度不匀表征技术的发展，会得到改善。化纤长丝的粗细不匀是工业加工中的主控参数，因为其关系到纺丝的连续性及可控性（或称可纺性）和后处理加工的容易性，以及成丝质量。一般CV控制在5%以内，故有专门的测量，如UsterIII型。但大多为长丝束和成品测量。2．细度不匀指标及分布（1）不匀率指标根据细度的定义，细度不匀的指标合理的只能是几何粗细的表达。线密度类指标（间接指标）只能反映纤维集合体的细度总体差异，如气流仪法、切断称重或摇取长度称重法，是纤维团间或纤维段间的不匀。因此，直径不匀是纤维细度不匀的最主要和有效的指标。其包括直径均方

7、差及变异系数CV，以及平均差及平均差系数，这在纱线中使用。（2）纤维间细度不匀的分布可以参照纤维长度分布的原理，表达纤维的细度（直径）不匀，其典型分布曲线为图3-16。纤维的平均直径，变异系数CVd均可求得。图3-16纤维直径分布直方图及分布曲线纤维粗细的不匀会引起纱条不匀。粗纤维易产生刺痒感；细纤维易弯曲缠绕和折钩影响纺纱加工。而纤维内的直径偏细，则可能引起纤维的弱节。所以分布测量就是关注偏粗、偏细纤维的含量，尤其是细节纤维的含量。三、纤维细度及分布的测量方法1．称重与长度的测量称重与长度结合的测量，