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1、化学纤维相关指标第1页，本讲稿共26页物理性能指标物理性能指标 机械性能指标机械性能指标（力学性能指标）（力学性能指标）稳定性能指标稳定性能指标 加工性能指标加工性能指标 长度长度细度细度比重比重光泽光泽吸湿性吸湿性热性能热性能电性能电性能断裂强度断裂强度断裂伸长断裂伸长初始模量初始模量回弹性回弹性耐多次变形性耐多次变形性高温和低温的稳定性高温和低温的稳定性对光大气的稳定性对光大气的稳定性化学试剂的稳定性化学试剂的稳定性微生物作用的稳定性微生物作用的稳定性抱合性抱合性起静电性起静电性染色性染色性2第2页，本讲稿共26页一、线密度一、线密度(纤度）纤度）分特分特 符号：符号：dtex 定义：定义
2、：10000m长纤维重量的克数。长纤维重量的克数。如如78dtex/24F 表示每万米的克重为表示每万米的克重为78克克 旦尼尔旦尼尔符号：符号：定义：定义：9000m长纤维重量的克数。长纤维重量的克数。3第3页，本讲稿共26页 细度是纤维粗细的程度。细度是纤维粗细的程度。分直接指标和间接指标两种。分直接指标和间接指标两种。直接指标一般用纤维的直径和直接指标一般用纤维的直径和截面积表示，由于纤维截面积不规则，且不易测量，通常用直接指标表示其粗细的时截面积表示，由于纤维截面积不规则，且不易测量，通常用直接指标表示其粗细的时候并不多，故常采用间接指标表示。间接指标是以纤维质量或长度确定，即候并不多
3、，故常采用间接指标表示。间接指标是以纤维质量或长度确定，即定长或定重定长或定重时纤维所具有的质量（定长制）或长度（定重制），时纤维所具有的质量（定长制）或长度（定重制），在化学纤维工业中通常以单位长度的纤维在化学纤维工业中通常以单位长度的纤维质量，即线密度（旧称纤度）表示，常用的有以下三种表示方法。质量，即线密度（旧称纤度）表示，常用的有以下三种表示方法。（一）表示方法（一）表示方法 1 1特（特（textex）或分特（）或分特（dtexdtex）特或分特是国际单位制（法定计量单位）。特或分特是国际单位制（法定计量单位）。10001000米长的纤维的重量克数称为特；其米长的纤维的重量克数称为特
4、；其十分之一为分特。由于纤维细度较细，用特数表示细度时数值较小，故通常以分特表十分之一为分特。由于纤维细度较细，用特数表示细度时数值较小，故通常以分特表示纤维的细度。示纤维的细度。对同一种纤维来讲（即纤维的比重一定时），特数越小，单纤维越细，手感越柔对同一种纤维来讲（即纤维的比重一定时），特数越小，单纤维越细，手感越柔软，光泽柔和且易变形加工。软，光泽柔和且易变形加工。4第4页，本讲稿共26页2 2旦（旦（denierdenier）90009000米长的纤维的重量克数称为旦。米长的纤维的重量克数称为旦。对同一种纤维来讲（即纤维的比重一定时），旦数越小，对同一种纤维来讲（即纤维的比重一定时），旦
5、数越小，单纤维越细。旦为线密度的非法定计量单位，目前已停止使用，而改为国际单位制。单纤维越细。旦为线密度的非法定计量单位，目前已停止使用，而改为国际单位制。3 3公制支数公制支数 公制支数简称公支，是指单位质量（公制支数简称公支，是指单位质量（g g）的纤维所具有的长度（）的纤维所具有的长度（m m）。对同一种纤）。对同一种纤维而言，支数越高，表示纤维越细。公制支数为线密度的非法定计量单位，目前已停维而言，支数越高，表示纤维越细。公制支数为线密度的非法定计量单位，目前已停止使用，而改为国际单位制。止使用，而改为国际单位制。特或分特、旦数和支数的数值可相互换算，关系如下：特或分特、旦数和支数的数
6、值可相互换算，关系如下：旦数旦数支数支数=9000=9000特数特数支数支数=1000=1000分特数分特数支数支数=10000=10000旦数旦数=9=9特数特数分特数分特数=10=10特数特数 5第5页，本讲稿共26页二、断裂强度二、断裂强度在规定条件下用强伸仪拉伸试样，直至断裂，得出断裂强在规定条件下用强伸仪拉伸试样，直至断裂，得出断裂强力和伸长值，由断裂强力和线密度计算出断裂强度。力和伸长值，由断裂强力和线密度计算出断裂强度。单位：单位：cN/dtexcN/dtex（相对强度）（相对强度）绝对强度与相对强度绝对强度与相对强度湿强度与干强度湿强度与干强度6第6页，本讲稿共26页 纤维的强
7、度是指纤维抵抗外力破坏的能力，它在很大纤维的强度是指纤维抵抗外力破坏的能力，它在很大程度上决定了纺织商品的耐用程度。程度上决定了纺织商品的耐用程度。纤维的强度可用纤维的绝对强度来表示，它是指纤维在纤维的强度可用纤维的绝对强度来表示，它是指纤维在连续增加负荷的作用下，直至断裂时所能承受的最大负荷。其法连续增加负荷的作用下，直至断裂时所能承受的最大负荷。其法定计算单位为牛顿（定计算单位为牛顿（N N）或厘牛顿（）或厘牛顿（cNcN）。过去习惯用克力或公斤）。过去习惯用克力或公斤力表示。力表示。由于纤维强度的与纤维的粗细有关，所以对不同由于纤维强度的与纤维的粗细有关，所以对不同粗细的纤维，绝对强度无
8、可比性，因此，常用相对强度来粗细的纤维，绝对强度无可比性，因此，常用相对强度来表示纤维的强度。表示纤维的强度。相对强度是指单位线密度（每特或每旦）相对强度是指单位线密度（每特或每旦）纤维所能承受的最大拉力。纤维所能承受的最大拉力。法定计量单位为牛法定计量单位为牛/特（特（N/texN/tex）或厘牛或厘牛/特（特（cN/texcN/tex）。过去习惯用克力）。过去习惯用克力/旦表示。旦表示。7第7页，本讲稿共26页三、断裂伸长率三、断裂伸长率 纤维拉伸时产生的伸长占原来长度的百分率称为伸长率。纤维拉伸时产生的伸长占原来长度的百分率称为伸长率。纤维拉伸至断裂时的伸长率称为断裂伸长率，它表示纤维承
9、受纤维拉伸至断裂时的伸长率称为断裂伸长率，它表示纤维承受拉伸变形的能力。拉伸变形的能力。断裂伸长率大的纤维手感比较柔软，在纺织加工时，可断裂伸长率大的纤维手感比较柔软，在纺织加工时，可以缓冲所受到的力，毛丝、断头较少；但断裂伸长率也不宜以缓冲所受到的力，毛丝、断头较少；但断裂伸长率也不宜过大，否则织物容易变形。过大，否则织物容易变形。普通纺织纤维的断裂伸长率在普通纺织纤维的断裂伸长率在10%10%30%30%范围内比较合适。范围内比较合适。但对于工业用强力丝，则一般要求断裂强度但对于工业用强力丝，则一般要求断裂强度高、断裂伸长率低，使其产品不易变形。高、断裂伸长率低，使其产品不易变形。8第8页
10、，本讲稿共26页 纤维的弹性模量也称纤维的弹性模量也称“初始模量初始模量”，它是指纤维拉伸曲线上，它是指纤维拉伸曲线上开始一段直线部分的应力开始一段直线部分的应力-应变比值。在实际计算中，一般应变比值。在实际计算中，一般可取负荷伸长曲线上伸长率为可取负荷伸长曲线上伸长率为1%1%时的一点来求得纤维的弹性时的一点来求得纤维的弹性模量。模量。纤维弹性模量的大小表示纤维在小负荷作用下的难易程度，纤维弹性模量的大小表示纤维在小负荷作用下的难易程度，它反映了纤维的刚性，并与织物的性能关系密切。当其他条件它反映了纤维的刚性，并与织物的性能关系密切。当其他条件相同时，纤维的弹性模量大，则织物硬挺，不易变形（
11、如涤纶）相同时，纤维的弹性模量大，则织物硬挺，不易变形（如涤纶）；反之，弹性模量小，则织物柔软，易变形（如锦纶）；反之，弹性模量小，则织物柔软，易变形（如锦纶）。四、初始模量四、初始模量9第9页，本讲稿共26页抗皱性决定于纤维初始模量的大小。初始模量是指较小的拉抗皱性决定于纤维初始模量的大小。初始模量是指较小的拉伸力与变形应力之比。初始模量越大，抗皱性越好；初始模伸力与变形应力之比。初始模量越大，抗皱性越好；初始模量越小，抗皱性越差。量越小，抗皱性越差。天然纤维：以麻纤维的初始模量属首位，且在所有纤维中其天然纤维：以麻纤维的初始模量属首位，且在所有纤维中其值最大，棉、蚕丝次之，羊毛最差。值最大
12、，棉、蚕丝次之，羊毛最差。化学纤维：初始模量从大到小依次是涤纶、粘胶纤维、腈纶、维纶、化学纤维：初始模量从大到小依次是涤纶、粘胶纤维、腈纶、维纶、丙纶、氯纶、锦纶。丙纶、氯纶、锦纶。10第10页，本讲稿共26页 各各种种纺纺织织纤纤维维的的化化学学组组成成、结结构构是是不不相相同同的的，因因此此它它们们的的燃燃烧烧性性能能也也各各不不相相同同。纤纤维维的的燃燃烧烧性性能能是是指指纤纤维维在在空空气气中中燃燃烧烧的的难难易易程程度度。为为了了测测定定和和表表征征纤纤维维及及其其制制品品的的燃燃烧烧性性能能，国国际际规规定定采采用用“极极限限氧氧指指数数”（Limiting Limiting Ox
13、ygen Oxygen Index,Index,简简称称LOILOI）法法。所所谓谓极极限限氧氧指指数数，就就是是使使着着了了火火的的纤纤维维离离开开火火源源，而而纤纤维维仍仍能能继继续续燃燃烧烧时时，环环境境中中氮氮和和氧混合气体中所含氧的最低百分率。氧混合气体中所含氧的最低百分率。根据纤维燃烧时引燃的难易程度、燃烧速度、离开火焰后的根据纤维燃烧时引燃的难易程度、燃烧速度、离开火焰后的续燃性等特征，可以将纺织纤维分为续燃性等特征，可以将纺织纤维分为易燃纤维、可燃纤维、难燃易燃纤维、可燃纤维、难燃纤维、不燃纤维。纤维、不燃纤维。五、燃烧性能五、燃烧性能11第11页，本讲稿共26页分分 类类燃烧
14、特征燃烧特征极限氧指极限氧指数数常见纤维品种常见纤维品种不燃纤维不燃纤维不能点燃不能点燃3535玻玻璃璃纤纤维维、金金属属纤纤维维、硼硼纤纤维维、石石棉棉纤纤维维、碳碳纤维纤维难燃纤维难燃纤维接接触触火火焰焰能能燃燃烧烧或或炭炭化化，离开火源后自熄离开火源后自熄2626-34-34氟氟纶纶、氯氯纶纶、偏偏氯氯纶纶、改改性性腈腈纶纶、芳芳纶纶、酚酚醛醛纤维等纤维等可燃纤维可燃纤维容容易易点点燃燃。会会延延燃燃伹伹燃烧速度较慢燃烧速度较慢2020-26-26涤涤纶纶、锦锦纶纶、维维纶纶、蚕蚕丝、羊毛、醋酯纤维丝、羊毛、醋酯纤维易燃纤维易燃纤维容容易易点点燃燃，燃燃烧烧速速度度很很快，并蔓延迅速快，
15、并蔓延迅速 20 丙纶丙纶 维纶维纶 乙纶乙纶 涤纶涤纶 腈纶腈纶 氯纶氯纶 毛毛 丝丝 棉棉 麻麻 富强纤富强纤维维 铜氨纤维铜氨纤维 粘胶纤维粘胶纤维 醋酯纤维醋酯纤维 玻璃纤维。玻璃纤维。十、纤维的耐磨性（补充）十、纤维的耐磨性（补充）23第23页，本讲稿共26页十一、对化学试剂及微生物作用的稳定性（补充）十一、对化学试剂及微生物作用的稳定性（补充）对化学作用的稳定性是材料的稳定性能之一，亦称耐化学性。它是纤维抵抗化学试剂作用对化学作用的稳定性是材料的稳定性能之一，亦称耐化学性。它是纤维抵抗化学试剂作用的能力的量度。对微生物作用的稳定性是指纤维抵抗蛀虫、霉菌作用的能力，亦称耐微生物性。的
16、能力的量度。对微生物作用的稳定性是指纤维抵抗蛀虫、霉菌作用的能力，亦称耐微生物性。化学纤维对化学试剂作用的稳定性主要决定于其聚合物的结构。一般碳链化学纤化学纤维对化学试剂作用的稳定性主要决定于其聚合物的结构。一般碳链化学纤维比杂链化学纤维对酸碱的稳定性好，但与侧基也有关系，例如：腈纶纤维的大分子维比杂链化学纤维对酸碱的稳定性好，但与侧基也有关系，例如：腈纶纤维的大分子链上有氰基，因此不耐强碱。链上有氰基，因此不耐强碱。涤纶纤维化学稳定性主要取决于分子结构。涤纶纤维除耐碱性差以外，耐其它化涤纶纤维化学稳定性主要取决于分子结构。涤纶纤维除耐碱性差以外，耐其它化学试剂性能均比较优良。涤纶纤维耐微生物
17、作用，不受蛀虫、霉菌等作用。学试剂性能均比较优良。涤纶纤维耐微生物作用，不受蛀虫、霉菌等作用。锦纶纤维耐碱性、耐还原剂作用的能力很好，但耐酸性和耐氧化剂作用性能比较差。锦纶锦纶纤维耐碱性、耐还原剂作用的能力很好，但耐酸性和耐氧化剂作用性能比较差。锦纶纤维耐微生物作用的能力较好，在淤泥水或碱中，耐微生物作用的能力仅次于氯纶纤维，但有纤维耐微生物作用的能力较好，在淤泥水或碱中，耐微生物作用的能力仅次于氯纶纤维，但有油剂或上浆剂的锦纶纤维，耐微生物作用的能力降低。油剂或上浆剂的锦纶纤维，耐微生物作用的能力降低。腈纶纤维耐酸、碱性好，腈纶纤维耐酸、碱性好，35%35%盐酸、盐酸、65%65%硫酸、硫酸
18、、45%45%硝酸对其强度无影响，在硝酸对其强度无影响，在50%50%苛性钠和苛性钠和28%28%氨水中强度几乎不下降。腈纶纤维耐虫蛀，耐霉菌性能好。氨水中强度几乎不下降。腈纶纤维耐虫蛀，耐霉菌性能好。维纶纤维耐酸性较差，在浓的盐酸、硝酸和硫酸中发生溶胀和分解。耐碱性良好。维纶纤维耐酸性较差，在浓的盐酸、硝酸和硫酸中发生溶胀和分解。耐碱性良好。在在50%50%苛性钠溶液中和浓氨水中强度几乎没有降低。维纶纤维耐虫蛀、霉菌性良好。苛性钠溶液中和浓氨水中强度几乎没有降低。维纶纤维耐虫蛀、霉菌性良好。24第24页，本讲稿共26页十二、耐光性和对大气作用的稳定性（补充）十二、耐光性和对大气作用的稳定性（
19、补充）对日光和大气作用的稳定性是纤维的稳定性指标之一，亦称耐候性。是纤维抵抗气候条对日光和大气作用的稳定性是纤维的稳定性指标之一，亦称耐候性。是纤维抵抗气候条件引起的性能变化能力的量度。件引起的性能变化能力的量度。耐光性是指纤维受光照后其力学性能保持不变的性能。对大气作用的稳定性是指纤维受光照耐光性是指纤维受光照后其力学性能保持不变的性能。对大气作用的稳定性是指纤维受光照射、空气中的氧气、热和水分的长时间作用后，不发生降解或光氧化，不产生色泽变化的性能。射、空气中的氧气、热和水分的长时间作用后，不发生降解或光氧化，不产生色泽变化的性能。化学纤维耐光性与纤维分子链节的组成、主链键和交联键的形成有
20、关；与分子基因的振化学纤维耐光性与纤维分子链节的组成、主链键和交联键的形成有关；与分子基因的振动能量和转换有关，与纤维的聚集态结构有关；与光辐射强度、照射时间和波长有关。动能量和转换有关，与纤维的聚集态结构有关；与光辐射强度、照射时间和波长有关。气候条件引起纤维性能的变化，主要是由于日光和空气中的氧引起的，因此提高气候条件引起纤维性能的变化，主要是由于日光和空气中的氧引起的，因此提高纤维的耐光性和对大气作用的稳定性是提高其光稳定性和氧稳定性。纤维的耐光性和对大气作用的稳定性是提高其光稳定性和氧稳定性。表表 2-9 2-9 常用纤维日晒后强力损失程度常用纤维日晒后强力损失程度 25第25页，本讲
21、稿共26页十三、密度（补充）十三、密度（补充）纤维的密度，是指单位体积纤维的质（重）量，常用单位为纤维的密度，是指单位体积纤维的质（重）量，常用单位为g/cmg/cm3 3。由于物质。由于物质组成、大分子排列堆砌以及纤维形态结构不同，各种纤维的密度是不同的。主要化组成、大分子排列堆砌以及纤维形态结构不同，各种纤维的密度是不同的。主要化学纤维品种中，丙纶的密度最小，粘胶纤维的密度最大。测定纤维密度的方法很多，学纤维品种中，丙纶的密度最小，粘胶纤维的密度最大。测定纤维密度的方法很多，有液体浮力法、比重瓶法、气体容积法、液体温升悬浮法和密度梯度法等。其中密有液体浮力法、比重瓶法、气体容积法、液体温升悬浮法和密度梯度法等。其中密度梯度法精确度较高，也较简单。度梯度法精确度较高，也较简单。表表2-3 2-3 主要主要纺织纤维的密度的密度 26第26页，本讲稿共26页