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纺织纤维概述

       纺织纤维是一种较柔软、细而长并具有可纺性的物质。可供纺织用的纤维,其长度和直径之比普通应大于1000:1。作为纺织纤维还应具有良好的物理机械性能,如有肯定的强度、弹性以及比较好的化学稳定性。自然界中的棉、毛、丝、麻是比较理想的天然纺织纤维,此外用化学办法创造出来的化纤,在纺织纤维中已占有重要地位,它们又可分成再生纤维与合成纤维两大类。再生纤维包含再生纤维素纤维(粘胶、铜氨、富强、Tencel纤维等),纤维素酯(醋酯纤维),再生蛋白质纤维(酪素纤维、大豆蛋白质纤维等)。合成纤维包含锦纶、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、维纶、丙纶、氯纶、氨纶等。随着科学技术的长进,这些纤维的品种正在不断扩大,科研人员正在开辟新型的再生纤维与合成纤维。
       一切纺织纤维的基本组成物质都是高分子化合物,包含天然高分子化合物(纤维素、蛋白质)与人工合成的高分子化合物。人工合成的高分子化合物,按所用原材料的名称来命名,并在前面加“聚”字。如聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原材料聚合而成的。高分子化合物的相对分子质量很大,普通在104~107之间。由于高分子化合物的基本组成是以其大分子某一单元组成的重复浮现,并以主价键形式联结而成的,其重复次数称作聚合度(以面表示),如构成棉纤维的纤维大分子可容易表示为(C6H1005)n。n值为聚合度。不同高分子化合物具有不同的聚合度,各种纺织纤维的聚合度也不同,如棉纤维的DP=2500~10000,粘胶纤维的DP=250~500。不论相对分子质量或聚合度,都可表示高分子化合物分子链的大小,是鉴别纤维损伤程度的重要指标之一。
       高分子化合物和低分子化合物问明显的差别就是相对分子质量及大分子所引起的分子间力的大小不同。高分子化合物分子间作用力,包含范德华力、氢键等,这些作用力对纤维问分子发生变形或断裂、改变弹性以及对各种染料的上色性能都有很大影响。高分子化合物由于大分子主链的构造不同,其物化性能也不同,表现在强力、弹性、伸长、耐酸、耐碱与耐氧化、还原等性能的不同,这些不同特性,对制订染整加工工艺非常重要。高分子化合物的分子链很长,分子间结合力很高,所以惟独固态与液态,没有气态。固态高分子化合物中大分子有肯定的几何罗列,分子有序罗列并规整地堆砌的称为晶态;没有晶格结构的称为非晶态,又称无定形结构。上色时染料普通只能进入无定形区或结晶区边缘。过高的外力与过高的温度可使纤维大分子链晶体结构受到破坏或发生晶体熔融。非晶线型高分子化合物,在所受外力不变的情况下,随温度变幻呈现三种状态,即玻璃态、高弹态与黏流态。高分子化合物的这三种状态与两个转变温度(T9为玻璃态温度、Tf为黏流态温度)的确定,对高分子加工和应用具有有用意义。如锦纶的T为50°C,上色时温度惟独超过Tg染料方可上染;又如聚酯纤维的Tf为240°C左右,因此定形温度不能超过Tf,若超过此温度,纤维发生形变以致不能归复。
      各种纺织纤维都有肯定的外观形态与截面形态,如棉纤维的外观呈天然卷曲,截面呈腰子形;蚕丝的主体是丝朊,外面被丝胶包围;羊毛有鳞片层与皮质层。锦纶、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、维纶俗称四大纶,它们的截面有的相似,如锦纶、聚酯纤维的截面几乎都呈圆形;维纶的截面呈腰子形,有明显的皮芯结构,这些形态对鉴别纺织纤维、开辟纺织新品种都有很大的援助。此外,纤维的改性技术也在日新月异。物理改性如制成异形纤维、弹性纤维、松散纤维等;化学改性如棉纤维阳离子化,聚酯纤维的酸改性、丙纶的有机金属化合物改性以及等离子改性等,都极大地增添了新型纤维的品种与改进了纤维的上色性能,使人们的衣着、装饰更加丰富多彩。
       近年来,随着环保意识的增强,生物可降解的合成纤维的研究与开辟已引起全球的足够重视。生物可降解纤维是对环境友好的材料,它援助人类减少环境负担,并在现代文明与自然界之间达到良好的平衡关系。 

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