紡織材料學(xué)_纖維的細(xì)度課件.ppt

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1、第二章紡織纖維的形態(tài)及基本性質(zhì)本章知識(shí)點(diǎn)1.纖維的細(xì)度、長(zhǎng)度、長(zhǎng)度分布、卷曲及拉伸強(qiáng)度指標(biāo)的定義2.異形截面纖維的特征與指標(biāo)。3.纖維細(xì)度、長(zhǎng)度指標(biāo)與可紡性及紡織品性能的關(guān)系。4.纖維的回潮率、公定回潮率以及吸濕機(jī)理，吸濕性對(duì)性能的影響。第一節(jié)纖維的細(xì)度及其分布纖維細(xì)度是指纖維粗細(xì)的程度。一、纖維的細(xì)度表征纖維的細(xì)度指標(biāo)有直接和間接兩種。直接指標(biāo)是纖維粗細(xì)的指標(biāo)，一般用纖維的直徑和截面積表示，適于圓形纖維。間接指標(biāo)是以纖維質(zhì)量或長(zhǎng)度確定，即所具有的質(zhì)量（定長(zhǎng)制）或長(zhǎng)度（定重制）表示，無(wú)截面形態(tài)限制。定長(zhǎng)制有纖度或稱(chēng)旦數(shù)(Den)和線密度或稱(chēng)特?cái)?shù)(tex)、分特?cái)?shù)(dtex)；

2、定重制有公制支數(shù)。1．分特?cái)?shù)Ndt(dtex)我國(guó)法定的線密度單位為特克斯（tex），簡(jiǎn)稱(chēng)特，表示千米長(zhǎng)的纖維或紗線在公定回潮率時(shí)的質(zhì)量克數(shù)。而為規(guī)范應(yīng)用于纖維，采用更細(xì)的分特（dtex）表達(dá)，即萬(wàn)米長(zhǎng)的纖維所具有的質(zhì)量克數(shù)，為1/10特。特的計(jì)算為：2．旦數(shù)ND旦數(shù)即旦尼爾數(shù)（Denier），較多地用于絲和化纖長(zhǎng)絲中，又稱(chēng)纖度。是指9000m長(zhǎng)的纖維在公定回潮率時(shí)的質(zhì)量克數(shù)，即3．公制支數(shù)Nm公制支數(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)支數(shù)，是指在公定回潮率時(shí)1g纖維或紗線所具有的長(zhǎng)度米(m)數(shù)，即4．直徑與截面積通過(guò)光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡觀測(cè)直徑d和截面積A，常用于羊毛及其他動(dòng)物毛，圓形化學(xué)纖維的細(xì)度表

3、達(dá)。由于纖維很細(xì)，以微米為單位，近似圓形的計(jì)算為纖維直徑d可用于長(zhǎng)絲線密度的計(jì)算。設(shè)纖維的密度為（g/cm3），則可以看出纖維細(xì)度值相同時(shí)，其的直徑可能不同，即有纖維密度的影響。其間換算為式中，下標(biāo)1，2表示兩種不同的纖維。二、纖維細(xì)度不勻指標(biāo)纖維的細(xì)度不勻主要包括二層含義，一是纖維之間的粗細(xì)不勻，一是纖維本身沿長(zhǎng)度方向上的粗細(xì)不勻。以往的表達(dá)，較多地關(guān)注纖維間的不勻，甚至更嚴(yán)格地說(shuō)是纖維集合體之間的不勻，因?yàn)榱?xí)慣采用的指標(biāo)是平均概念的“細(xì)度”。纖維如此細(xì)小，幾乎無(wú)人去一段段地切開(kāi)、稱(chēng)重，完成細(xì)度的測(cè)量?，F(xiàn)代光電和圖像分析測(cè)量方法提供了對(duì)單根纖維間細(xì)度（直徑）不勻的測(cè)量，如光

4、學(xué)纖維直徑分析儀(OFDA)和激光纖維直徑分析儀(SiroLan-LaserScan)。甚至可以測(cè)量單根纖維內(nèi)的直徑不勻，即纖維的輪廓，如單纖維分析儀（SIFAN）。遠(yuǎn)非過(guò)去切斷稱(chēng)重、氣流儀等的測(cè)量，只能給出纖維平均細(xì)度，無(wú)法給出纖維的細(xì)度不勻。1．細(xì)度不勻的概念（1）對(duì)天然纖維天然纖維在生長(zhǎng)過(guò)程中，因?yàn)樽匀画h(huán)境和各方面因素的影響，生長(zhǎng)的纖維在粗細(xì)、形態(tài)上存在很大的差異。同一棉包的棉纖維，因胞壁厚度、生長(zhǎng)部位的不同而粗細(xì)不同；同一根棉纖維還兩端細(xì)、中段粗并截面形態(tài)變化。同一毛包的毛纖維，不僅纖維間因在羊體上的生長(zhǎng)部位不同而粗細(xì)不同（變異系數(shù)達(dá)20~35%），而且單纖維因生長(zhǎng)季

5、節(jié)和營(yíng)養(yǎng)的影響也會(huì)有明顯的粗細(xì)差異（粗細(xì)差異可達(dá)3~10），并且有截面形態(tài)的變化。蠶絲本身粗細(xì)差異在總長(zhǎng)度上較為明顯，繭外層和內(nèi)層的絲較細(xì)，中間主繭層的絲相比較粗，由于繅絲的合并，均勻性較好。麻纖維的粗細(xì)差異更大，不僅單纖維的粗細(xì)差異大（變異系數(shù)達(dá)30~40%），而且工藝?yán)w維因分離的隨機(jī)性粗細(xì)差異更大。應(yīng)該說(shuō)對(duì)纖維粗細(xì)不勻的表征，只有毛做得較好?？赡苁且?yàn)槠渲睆胶椭睆讲粍蛱珵橹匾?。棉、麻、絲都未有很好的測(cè)量分析。（2）對(duì)化學(xué)纖維化纖短纖維與天然纖維一樣，甚至更糟，很少表達(dá)細(xì)度不勻。因?yàn)橐环矫嫫浔徽J(rèn)為細(xì)度均勻性比天然纖維好（一般CVd<10%）；另一方面已有的表征方法大多由天然

6、纖維引出，化纖成為附帶。但這種情況將隨著人們對(duì)纖維細(xì)度不勻表征技術(shù)的發(fā)展，會(huì)得到改善?；w長(zhǎng)絲的粗細(xì)不勻是工業(yè)加工中的主控參數(shù)，因?yàn)槠潢P(guān)系到紡絲的連續(xù)性及可控性（或稱(chēng)可紡性）和后處理加工的容易性，以及成絲質(zhì)量。一般CV控制在5%以?xún)?nèi)，故有專(zhuān)門(mén)的測(cè)量，如UsterIII型。但大多為長(zhǎng)絲束和成品測(cè)量。2．細(xì)度不勻指標(biāo)及分布（1）不勻率指標(biāo)根據(jù)細(xì)度的定義，細(xì)度不勻的指標(biāo)合理的只能是幾何粗細(xì)的表達(dá)。線密度類(lèi)指標(biāo)（間接指標(biāo)）只能反映纖維集合體的細(xì)度總體差異，如氣流儀法、切斷稱(chēng)重或搖取長(zhǎng)度稱(chēng)重法，是纖維團(tuán)間或纖維段間的不勻。因此，直徑不勻是纖維細(xì)度不勻的最主要和有效的指標(biāo)。其包括直徑均方

7、差及變異系數(shù)CV，以及平均差及平均差系數(shù)，這在紗線中使用。（2）纖維間細(xì)度不勻的分布可以參照纖維長(zhǎng)度分布的原理，表達(dá)纖維的細(xì)度（直徑）不勻，其典型分布曲線為圖3-16。纖維的平均直徑，變異系數(shù)CVd均可求得。圖3-16纖維直徑分布直方圖及分布曲線纖維粗細(xì)的不勻會(huì)引起紗條不勻。粗纖維易產(chǎn)生刺癢感；細(xì)纖維易彎曲纏繞和折鉤影響紡紗加工。而纖維內(nèi)的直徑偏細(xì)，則可能引起纖維的弱節(jié)。所以分布測(cè)量就是關(guān)注偏粗、偏細(xì)纖維的含量，尤其是細(xì)節(jié)纖維的含量。三、纖維細(xì)度及分布的測(cè)量方法1．稱(chēng)重與長(zhǎng)度的測(cè)量稱(chēng)重與長(zhǎng)度結(jié)合的測(cè)量，