纤维结构ppt课件.ppt

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1、纤维结构..研究纤维结构的目的了解结构与性能关系，以便我们正确选择和使用纤维，更好地掌握生产条件提通过各种途径改变纤维结构，有效地改变性能，设计并生产具有指定性能的纤维和纺织产品。.纤维结构定义是指组成纤维的结构单元相互作用达到平衡时在空间的几何排列。.※大分子结构：化学组成、单基结构、端基组成聚合度及其分布、大分子构象、大分子链柔曲性等聚集态结构：晶态、非晶态、结晶度、晶粒大小、取向度、侧序分布等（形态结构）：纵横向几何形态、径向结构、表面结构、孔洞结构等纤维结构包括：.一、纤维的大分子结构纺织纤维除了无机纤维

2、（玻纤、石棉纤维、金属纤维）等外，绝大多数都是高分子化合物（即高聚物）,分子量很大。.1、单基（链节）m定义：构成纤维大分子的基本化学结构单元。A′－A－A……A－A－A〞或A′－(A)n－A〞A——单基；A′、A〞——端基；n——聚合度；.常用纤维的单基纤维素纤维：-葡萄糖剩基蛋白质纤维：-氨基酸剩基涤纶：对苯二甲酸乙二酯锦纶：己内酰胺丙纶：丙烯腈纶：丙烯腈.单基的化学结构、官能团的种类决定了纤维的耐酸、耐碱、耐光、吸湿、染色性等，单基中极性官能团的数量、极性强弱对纤维的性质影响很大。.2.聚合度n:定义：

3、构成纤维大分子的单基的数目，或一个大分子中的单基重复的次数。(n=int(M/m))注:大分子的分子量＝单基的分子量×聚合度n低时，一般来说，纤维的强度低些，湿强度也低些，脆性明显些。.常用纤维的n：棉麻的聚合度很高，成千→上万；羊毛n＝576；蚕丝n＝400再生纤维素纤维300-600涤纶130晴纶1000－1500维纶n＝1700丙纶n＝310-430一根纤维中各个大分子的n不尽相同，具有一定的分布→高聚物大分子的多分散性。.聚合度与力学性质的关系强度P聚合度nno制造化纤时，要控制n的大小n太小——强度不好

4、；n太大——纺丝困难.3、纤维大分子链的支化、构型纤维大分子的形状由于单基的键接方式的不同，可以分为三种构造形式：线型linear枝型branched网型network(crosslinked)..4、纤维大分子链的内旋性及柔曲性（1）纤维大分子链的内旋性、构象大分子链中的单键能绕着它相邻的键按一定键角旋转，称为键的内旋转。分子链由于围绕单键内旋转而产生的原子在空间的不同排列形式称为构象。纺织纤维大分子一般都呈卷曲着的构象。...（2）纤维大分子链的柔曲性1)定义：指纤维大分子在一定条件下，通过内旋转或振动而形成

5、各种形状的难易程度的特性。单键的内旋转是大分子链产生柔曲性的根源。对于高聚物而言，其中的大分子链的内旋转除了受分子内原子或基团相互影响外分子间作用力也有很大影响。.2)纤维大分子结构与柔曲性的关系主链上原子链弹性好，链节易绕主轴旋转，∴柔曲性↑；侧链较少，链节易绕主轴旋转，∴柔曲性↑主链四周侧基分布对称，链节易绕主轴旋转，∴柔曲性↑；侧基间（大分子间）作用力较少，链节易绕主轴旋转，∴柔曲性↑；温度↑，内旋转加剧，大分子链柔曲性↑。.柔顺性好的纤维，受外力易变形，伸长大，弹性较好，结构不易堆砌的十分密集，但在外力作

6、用下，易被拉伸，易形成结晶。单键的内旋转是大分子链产生柔曲性的根源。对于高聚物而言，其中的大分子链的内旋转除了受分子内原子或基团相互影响外分子间作用力也有很大影响。.二、纺织纤维的聚集态结构（一）、大分子间作用力（次价键力）纤维大分子间的作用力与大分子链间的相对位置，链的形状、大分子排列的密度及链的柔曲性等有关。这种作用力使纤维中的大分子形成一种较稳定的相对位置，或较牢固的结合，使纤维具有一定的物理机械性质。.纤维大分子的次价键力包括范得华力、氢键、盐式键、化学键、其产生的原因及特点如下.名称产生原因特点范得华力

7、定向力产生于极性分子间，是由它们的永久偶极矩作用而产生的作用能量3～5千卡/克分子与温度有关诱导力由相邻分子间的诱导电动势产生的，产生于极性分子与非极性分子之间1.5～3千卡/克分子与温度有关色散力由相邻原子上的电子云旋转引起瞬时的偶极矩而产生的。产生一切非极性分子中。0.2～2千卡/克分子与温度无关氢键大分子侧基（或部分主链上）极性基团之间的静电吸引力（如－NH，－COOH，－OH，－CONH等）能量1.3～10.2千卡/克分子距离2.3～3.2A与温度有关盐式键在部分大分子侧基上，某些成对基团之间接近时，产生

8、能级跃迁的原子转移，从而基团间形成相互结合的化学键是化学键中作用力较弱的一种，能量30～50千卡/克分子化学键少数纤维的大分子之间存在这桥式侧基。化学键主要包括共价键、离子键和金属键能量50～200千卡/克分子.四种结合力的能量大小：化学键＞盐式键＞氢键＞范得华力四种结合力的作用距离：化学键＜盐式键＜氢键＜范得华力.纤维大分子主要是通过范德华力和氢键聚集在一起。分子间力的