纺织纤维的
内部结构
纺织纤维的内部结构
? 纺织纤维内部结构主要可以分为三层：
?大分子结构
?超分子结构
?形态结构
一、大分子结构
（一）大分子结构的基本特点
1,由许多相同或相似的原子团彼此以共价键联结
而成 。 这些相同或相似的原子团称为大分子的单
基 。
2,组成高聚物大分子的单基数目称为聚合度 。 纤维
中各个大分子的聚合度不都是相同的, 它们具有一定
的分布, 这称为高聚物大分子的多分散性 。
3、由于化学键而引起的原子在空间的排列形式称为
构型。大分子的构型有线型、枝型、网型三种。纺
织纤维的大分子大多属于线型构造。羊毛纤维角朊
大分子之间有一些二硫键 — S— S— 连接，可属于网
型构造。
?（ 二 ） 键的内旋转, 大分子的构象
和柔曲性
?1,内旋转,大分子链中的单键能绕
着它相邻的键按一定键角旋转 。
?2,构象,由于键的内旋转引起的大
分子中原子在空间的排列形式 。
?3,大分子的柔曲性,大分子内旋转
的难易程度 。
（三）大分子结构对纤维性能的影响
大分子结构 对纤维性质的影响
单基的化学结构、
官能团的种类
大分子上亲水基
团的多少和强弱
纤维的耐酸、耐碱、耐光以及染色等化学性能。
纤维的吸湿性
大分子的聚合度
纤维的力学性质，特别是拉伸强度。
聚合度达到临界聚合度时，纤维开始有强力。纤维强力随
平均聚合度的增大而增大。当聚合度增大到一定值时，纤
维强力不再增大。
大分子的柔曲性 影响纤维的弹性、柔软性和变形能力。
决定
决定
决定
二、超分子结构
? 超分子结构又称为 聚集态结构, 指纺织纤维中大
分子间的结构关系 。
（一）大分子间的结合力
纺织纤维大分子间的结合力有 范德华力, 氢键,
盐式键和共价键 四种, 其中以 范德华力和氢键 为主 。
? （ 二 ） 结晶度
? 1,纤维内某些区域由于大分子的侧吸引力使大分子相
互整齐稳定地排列成具有高度的几何规整性, 称为 结
晶结构或有序结构 。
? 纺织纤维的大分子极少有严格的三维空间的结晶结
构, 但习惯上仍将排列整齐有规律的区域称为 结晶区 。
另一些区域的大分子随机弯曲配置, 排列不规则, 称
为 无定形区 。
? 2,纺织纤维内部结晶部分占整根纤维的百分比称为 结
晶度 。
? （ 三 ） 取向度
? 指纤维内大分子链主轴与纤维轴平行的程度 。
（四）超分子结构对纤维性能的影响
结晶度的大小 纤维的吸湿性、染色
性、密度、力学性质
取向度 纤维的强度和伸长。
取向度高时，纤维强
度较大，伸长能力较
小。
三、纺织纤维的形态结构
?形态结构指测试手段能看到的结构, 又分为
微形态结构和宏形态结构 。
?微形态结构 指电子显微镜能观察到的结构,
如微纤, 微孔等 。
?宏形态结构 指光学显微镜能观察到的结构,
如皮芯结构, 截面形态等 。
纺织纤维
的鉴别
纺织纤维的鉴别
? 纤维鉴别的基本步骤：
?,判断纤维的大类；
?,具体分出品种；
?,作最后验证 。
第一节 纺织纤维的常规鉴别法
?一, 手感目测法
? 是最简单最常用的一种鉴别方法 。
它是根据纤维的外观形态, 色泽, 手感
及拉伸等特征来区分各种纤维 。
? 此法适用于呈散纤维状态的纺织原
料 。
二、显微镜观察法
? 显微镜观察法是根据各种纤维的纵面,
截面形态特征来识别纤维 。 天然纤维有独特
的形态特征, 因此用显微镜鉴别法易于鉴别
出来 。 而大部分化学纤维的截面特征不太明
显, 因此必须把显微镜鉴别法与其他方法结
合起来进行 。 通常是用显微镜进行初步鉴别
后, 还须用其他方法加以验证 。
三、燃烧法
?燃烧法是鉴别纺织纤维的一种快速而简
便的方法 。 它是根据纤维的化学组成不
同, 燃烧特征也不同, 从而粗略地区分
出纤维的大类 。
? 适用于单一成分的纤维, 纱线和织
物, 不适用于混合成分的纤维, 纱线和
织物 。
鉴别步骤：
?将试样接近火焰, 观察试样在火焰热带中的反
应；
?将试样放入火焰中, 观察其燃烧情况；
?离开火焰, 观察其延燃的情况；
?用嗅觉闻燃烧时产生的气味, 并观察试样燃烧
后灰烬的特征等 。
?常见纤维的燃烧特征
四、化学溶解法
?化学溶解法是根据各种纤维的化学
组成不同, 在各种化学溶液中的溶
解性能不同的原理来鉴别纤维 。
?此法可靠, 准确, 适用于各种纺织
材料 。 常在用其他方法作初步鉴别
后, 再用溶解法加以证实 。
五、药品着色法
?根据各种纤维的化学组成不同, 对各种
化学药品有着不同的着色性能, 由此可
迅速鉴别纤维 。 适用于未经染色或未经
整理剂处理过的单一成分的纤维, 纱线
和织物 。
?国家标准规定的着色剂为 HI-1号纤维鉴
别着色剂 。 目前常用的还有碘 -碘化钾溶
液和锡莱着色剂 A。
六、密度梯度法
?密度法是根据各种纤维具有不同密度的特点来
鉴别纤维的 。
?测定纤维的密度不但可以了解纤维的基本物理
性能, 而且可以作为研究纤维的某些超分子结
构和形态结构的一种有效手段 。
?测定纤维密度的方法很多, 其中常用的是密度
梯度法 。 这种方法是利用悬浮原理来测定固体
密度的一种方法 。
七、熔点法
?熔点法是根据某些合成纤维的溶解特性, 在化纤
熔点仪或附有加热和测温装置的偏振光显微镜下
观察纤维消光时的温度来测定纤维的熔点, 从而
鉴别纤维 。
?由于大多数的合纤没有确切的熔点, 因此该方法
一般不单独应用, 而是在初步鉴别后作为验证的
辅助手段 。
?此法适用于未经抗熔等处理的单一成分的纤维与
织物 。
纺织材料的
吸湿性
纺织材料的吸湿性
?第一节 吸湿指标和测试方法
?一, 吸湿指标
?回潮率,指纺织材料中所含水分重量对纺织材料干重
的百分比 。
?含水率,指纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿重
的百分比 。
二、吸湿指标的测试方法
（ 一 ） 直接测试法
?1,烘箱干燥法
?原理,利用烘箱使纤维中水分蒸发, 然后称得干重,
按公式计算材料的回潮率 。
?特点,结果比较稳定, 准确性高, 温度易控制, 但费
时较多, 耗电量大 。 目前是日常测试的主要方法, 并
用以核对其他方法的准确性 。
?温度控制,利用水银触点式温度控制器 。
称取干重的方法：
1） 箱内热称：操作简便, 目前大多采用
这种方法 。 但称得的干重偏重 。
2） 箱外热称：称得的重量偏轻, 且结果
稳定性差 。
3）箱外冷称：称得的重量准确但操作较
麻烦，实用于小量试样。
2、红外线干燥法
?特点：烘干迅速，设备简单，耗电省，但温
度无法控制，受热不均。
3、其它方法
? 真空干燥法：工作简便，试样用量少，测试结果精
确可靠。
? 高频加热干燥法：快速准确，热损耗小，受热均匀，
但设备费用高，投资多。
? 吸湿剂干燥法：结果精确，但费时，多用于科学研
究。
间接测试法
? （一）电学测定
? 1,电阻测湿仪,利用纤维在不同的回潮率下具有
不同的电阻值，通过测电流的大小，可知回潮率的
大小。
? 2,电容测湿仪,以一定量的纤维材料，放在一定
容量的电容器中，由于纺织材料和水的介电常数相
差很大，材料含水量的变化引起电容的变化，从而
通过测电容的变化而测定回潮率
? （二）微波吸收法
利用水和纤维对微波的吸收和衰减程度不同，根据微
波通过试样后的衰减情况，借以测得纤维的含水率或
回潮率。
微波测试仪器包括微波源、接受检测部和中间波导部
等基本部分所组成。
特点：不必接触试样，快速方便，分辨能力高，可连
续测定，便于生产上的自动控制 。
（三）红外光谱法
? 水对红外线不同的波长有不同的吸收率，而吸水量又
与纤维中水分的含量有关，根据试样对红外光谱的吸
收图谱，从而推测试样的回潮率。
纺织纤维的吸湿机理
? 一、纤维的吸湿机理
? 1、表面吸附 —— 水分子停留在纤维表面
? 2、化学吸着水 —— 水分子与亲水基团结合
? 3、毛细凝结水 —— 水分子进入纤维的微孔和缝隙
? 二、平衡回潮率
? 当大气条件一定时，经过一定时间，纤维吸收的水分
子与从纤维中脱离的水分子数量相等，纤维的回潮率
趋于一个稳定值。处于这种平衡状态的纤维回潮率就
称为平衡回潮率。
? 三、吸湿滞后性
? 1、定义 （见图）
? 在相同大气条件下，从放湿得到的平衡回潮率高于吸
湿平衡得到的回潮率，这种现象称为吸湿滞后性或吸
湿保守性。
? 2、形成原因
? 1、吸湿时，水分子进入纤维的无定形区，大分子间距
离增加，少数连接点被拆开而与水分子形成氢键。放
湿时，水分子离开纤维，但由于大分子上极性基团与
水分子相吸引，阻止水分子离去，而且大分子间距离
也不能恢复到原来情况，因而保留了部分水分子。
? 2、纤维吸湿后由干结构变为湿结构，分子间距离增加。
放湿时，水分子脱离后，湿结构中的活性基团变成游
离基，由于分子间距较大，游离基很容易吸收水分子。
因而就产生了吸湿滞后现象。（如图）
? 四、吸湿等温线
? 在一定温度条件下，纤维材料因吸湿达到的平衡回潮
率和大气相对湿度的关系曲线。
? 常见纤维的吸湿等温线如图
? 吸湿等温线的规律：
? 1、曲线呈上升趋势，表明随着相对湿度的增大，纤维
的回潮率增大。
? 2、形状都呈反 S形。说明各种纤维的吸湿机理基本一
致，即在相对湿度很小时，回潮率增加率较大；相对
湿度很大时，回潮率增加率也较大；但在中间阶段，
回潮率增加率则较小。
? 形成原因如图
? 由吸湿等温线和放湿等温线表示吸湿滞后性如图
影响纺织材料吸湿性的因素
? 影响吸湿性的因素有内因和外因两个方面：
? 一、内因
? 1、亲水基团的多少和极性大小
? 2、纤维的结晶度
? 3、纤维的比表面积和内部空隙
? 4、纤维内的伴生物和杂质
? 二、外因
? 1、相对湿度的影响 —— 吸湿等温线
? 2、温度的影响 —— 一般情况，温度上升，纤维的回潮
率会下降。如图
? 3、空气流速的影响
? 当空气流速快时，纤维的平衡回潮率降低。
? 五、标准回潮率和公定回潮率
? 1、标准回潮率：纺织材料在标准大气条件下放置一段
时间后所达到的平衡回潮率。我国规定的标准大气状
态是一个大气压下温度为 20± 3℃,相对湿度为 65
± 3%。
? 2、公定回潮率：为了计重和核价的需要，必须对各种
纺织材料的回潮率作统一规定，这称为公定回潮率。
? 六、调湿和预调湿
? 调湿是将纺织材料在标准空气条件下放置一定时间，
使其达到标准回潮率。其目的是消除回潮率对纤维性
能的影响。
? 预调湿是将纤维在低温下（ 45 ± 2℃ ）预烘，使其回
潮率低于标准回潮率。其目的是为了保证调湿通过吸
湿过程进行，从而避免吸湿滞后性对纤维回潮率的影
响。
吸湿对纤维性质和纺织工艺的影响
? 一、吸湿对纤维性质的影响
? 1、对重量的影响：吸湿后重量增加，因此计
算纺织材料重量时，必须折算成公定回潮率时
的重量（公量）。
? 2、吸湿膨胀：具有各向异性，即横向膨胀远
远大于纵向膨胀。
? 3、对密度的影响：开始阶段，水分子进入是
重量增加而体积变化不大，因而密度增加。待
水分子充满孔隙 后再吸湿，纤维体积明显膨胀，纤
维密度变小。
? 4、对力学性质的影响
? 一般纤维，回潮率增大，强力下降，伸长增大；
? 棉、麻、柞蚕丝，回潮率增大，强力增大，伸长增大。
? 5、对电学性质的影响
? 回潮率增大，质量比电阻下降
? 6、吸湿放热
? 纤维在吸湿时会放出热量，这是由于空气中的水分子
被纤维分子上的极性基团吸引而与之结合，分子的动
能降低而转换为热能释放出来。
? 纤维在一定回潮率下吸着 1克水放出的热量称为吸湿微
分热。
? 在一定温度下,1克重的绝对干燥纤维从开始吸湿到完
全润湿时所放出的总热量，称为吸湿积分热。
? 二、吸湿对纺织工艺的影响
? 1、纺纱工艺方面
? 湿度太高，纤维回潮率太大，不易开松除杂，纤维易
相互扭结使成纱外观疵点增多。
? 湿度太低，回潮率太低，会产生静电现象。对棉纤维，
断头率增加。
? 2、织造工艺方面
? 棉织工艺：湿度太低，纱线回潮率太小时，纱线发毛，
会造成断头增多，开口不清而形成疵点。所以棉织车
间一般相对湿度控制较高。
? 3、针织工艺方面
? 湿度太低，纱线回潮率太小，纱线发毛发硬，成圈时
易碎，增加断头。
? 湿度太高，纱线回潮率太大，纱线与机件间摩擦增大，
张力增大，织出的织物较紧。
纱线分类
? 一、按结构和外形分
? （一）长丝纱
? 1、单丝纱 指长度很长的单根连续纤维。
? 2、复丝纱 指两根或两根以上的单丝合并一起的丝
束。
? 3、捻丝 复丝加捻即成捻丝。
? 4、复合捻丝 捻丝再经一次或多次合并、加捻即成。
? 5、变形丝 化纤原丝经过变形加工使之具有卷曲、螺
旋、环圈等外观特征而呈现蓬松性、伸缩性的长丝纱。
? （二）短纤纱
? 1、单纱 由短纤维集束成条，依靠加捻而成。
? 2、股线 两根或两根以上单纱合并加捻而成。
? 3、复捻股线 由两根或多根股线合并加捻而成。
? 4、花式捻线 由芯线、饰线和包线捻合而成。
? 5、花式线 主要有膨体纱和包芯纱。
编织变形丝
假捻变形丝
? 二、按组成纱线的纤维种类分
? 1、纯纺纱线 用一种纤维纺成的纱线。
? 2、混纺纱线 用两种或多种纤维混纺而成的纱线。
? 三、按纺纱工艺、纺纱方式分
? （一）按纺纱工艺分
? 分为棉纱、毛纱、麻纺纱、绢纺纱。
? （二）按纺纱方式分
? 分为环锭纱、新型纺纱
? 四、按组成纱线的纤维长度分
? 1、棉型纱线用原棉或棉型纤维在棉纺设备上加工而成。
? 2、毛型纱线用羊毛或毛型纤维在毛纺设备上加工而成。
? 3、中长纤维纱线 用长度、细度介于毛、棉之间的纤
维在专用设备上加工而成，具有一定毛型感的纱线。
? 五、按纱的用途和粗细分
? （一）按纱的用途分
? 1、针织用纱
? 2、机织用纱 要求粗细均匀，结头和粗细节少
? 3、起绒用纱 供织入绒类织物，形成绒层或毛层的
纱
? 4、特种工业用纱
? （二）按纱的粗细分
? 棉型纱可分为：
? 1、特细特纱 线密度在 10tex及一下的纱
? 2、细特纱 线密度在 11～ 20tex的较细的纱线
? 3、中特纱 线密度在 21～ 31tex的纱线
? 4、粗特纱 线密度在 32tex以上的纱线
纤维和纱线的
细度
纤维和纱线的细度指标及测试
? 一、细度指标及换算
? 纤维和纱线的细度指标分为直接指标和间接指
标两大类。
? 1、直接指标：直径、宽度、截面积，其中常
用的是直径。
? 直径 —— 圆形截面的纤维和纱线适用。纤维中
只有羊毛纤维用直径表示细度。
? 2、间接指标
特数（号数）,1000米长的纤维或纱线在公定回潮率下
的重量克数。单位是特克斯（ tex)
旦数,9000米长的纤维或纱线在公定回潮率下的重量克
数。单位是旦（ den)
Ntex= 1000× GkL
Nden= 9000× GkL
? (2)定重制
? 公制支数：公定回潮率时每克纤维的米数。
? 英制支数：
? 棉型纱线：在公定回潮率时 1磅纱线中有多少个 840码
的长度数。
Nm= LG
k
Ne= Le840× G
e
k
? 3、细度指标间的换算
? （ 1）间接指标间的换算：
? 旦尼尔和公制支数的换算,Nden× Nm=9000
? 特克斯和公制支数的换算,Ntex× Nm=1000
? 特克斯和旦尼尔的换算,Nden÷ Ntex=9
? （ 2）间接指标与直接指标间的换算
? 二、细度指标的测试
? 1、直径的测试 —— 显微镜法
? 2、间接指标的测试：
? 纤维 —— 中段切断称重法、气流仪法、振动法；
? 纱线 —— 缕纱称重法
? 三、股线的细度表示方法
? 特数制：单纱特数 × 合股数
? 支数制：单纱支数 /合股数
纱线细度的不均匀性
? 一、纱线细度不匀率的指标
? 1、平均差系数
? 2、变异系数
? 3、极差系数
? 二、纱线线密度不匀率的测试方法
? 1、目光检验法（黑板条干法）
? 根据标准样照评定细纱的条干级别。棉纱条干
级别分为优级、一级和二级。
? 此方法得到的是短片段纱的直径不匀。
? 2、切断称重法
? 称取绞纱的重量，计算绞纱间的重量不匀率来
表示纱线的线密度不匀情况。
? 它反映了一定长度纱线之间的线密度不匀情况。
3、光电式条干均匀度试验仪测试法
? 工作原理见图
? 优点：可以排除纱线回潮率对测定结果的影响，
且被测纱线不变形。
? 缺点：反映某一平面的阴影轮廓不匀，对评定
不规则截面纱线不匀率时会失真。
? 4、电容式条干均匀度试验仪测试法
? 目前使用最广泛的是乌斯特（ Uster)电容式条
干均匀度仪，它由检测仪、控制仪、波谱仪、
纱疵仪组成。（如图）
? 主要功能：
? （ 1）画出不匀率曲线（如图）
? （ 2）显示纱条不匀率 —— 平均差系数 U%和变
异系数 CV%。
? （ 3）作出波谱图 根据波谱图可以分析纱条
不匀的原因。（如图）
? （ 4）记录粗节、细节、棉结疵点数。
? 电容式条干均匀度反映的是重量不匀率
纱线的加捻与纤维
在纱中的几何配置
第一节 纱线的加捻
? 一、加捻的意义、指标及其相互换算
? （一）加捻的意义
? 加捻是使纱条的两个截面相对回转。对短纤纱来说，
加捻是成纱的必要手段。对长丝纱和股线来说，加捻
是为了形成一个不易被横向外力所破坏的紧密结构。
? （二）表示加捻方向的指标
? —— 捻向
? 捻向是根据加捻后纤维在纱中的倾斜方向而定的，有 Z
捻和 S捻两种。（ 如图 ）
? 大多数单纱采用 Z捻。一般当单纱采用 Z捻，股线采用
S捻。
? （二）表示加捻程度的指标
? 1、捻度
? 纱线加捻时，两个截面的相对回转数称为捻回数。
? 纱线单位长度的捻回数称为捻度。
? 特数制捻度 Ttex的单位长度是 10cm。
? 公制支数制捻度 Tm的单位长度为 1m。
? 英制捻度 Te的单位长度为 1in。
? Ttex=3.937× Te=0.1× Tm
? 捻度不能用来比较不同粗细纱条的加捻程度。
? 2、捻回角
? 加捻后表层纤维与纱条轴线的夹角。（如图）
? 图中 β角为捻回角，反映了加捻后纤维的倾斜程度，可
以比较不同粗细纱条的加捻程度。
? 3、捻幅
? 加捻时，纱截面上的一点在单位长度内转过的弧长称
为捻幅。（如图）
? 由图可见，捻幅实际就是捻回角的正切，所以它也能
表示加捻程度的大小。
? 4、捻系数
? 实际生产中常用捻系数来表示纱线的加捻程度。
? 它是根据纱线的捻度和特数或支数计算而得的。
? 特数制捻系数 ?tex=Ttex√ Ntex
? 公制支数捻系数 ?m=Tm/ √ Nm
? 英制捻系数 ?m=Te/ √ Ne
? 二、捻度的测试
? 目前常用的捻度测试方法有两种：
? 1、解捻法 将试样完全解捻后在回转夹头
的计数盘上读得回转数，即为该段试样的捻回
数，从而进一步计算出捻度。
? 此法适用于长丝纱和股线。
? 2、张力法 使一定张力下一定长度的纱解捻，
然后再反向加捻相同的捻回数，最后读数是该
段纱捻回数的 2倍。
? 短纤纱采用此法。
? 两种方法所用仪器都是 Y331型纱线捻度机。
（如图）
? 三、加捻对纱线性质的影响
? 1、加捻对纱线长度的影响 —— 捻缩
? 捻缩大小有捻缩率表示，它指加捻前后纱条长
度的差值占加捻前原长的百分率。
? 股线捻缩的大小以加捻后股线的长度与加捻前
单纱的长度来计算。
? 单纱的捻缩率随捻系数的增大而变大。
? 同向加捻的股线捻缩率随捻系数的增大而变大；
反向加捻的股线捻缩率随捻系数的增大，开始
减小，然后增大。（见图）
μ= L0- L1L
0 × 100%
? 2、加捻对纱线密度和直径的影响
? 当捻系数增大，纱内纤维密集，使纱的密度增
加，而直径减小；
? 当捻系数增加到一定程度后，纱的可压缩性减
小，密度和直径就变化不大，相反由于纤维倾
斜直径可能稍加粗。
? 同向加捻的股线与单纱的变化相同；
? 反向加捻的股线，在捻度较小时，由于单纱的
解捻作用，会使股线密度减小，直径加大，随
着捻度的加大密度增大而直径减小。
? 3、加捻对纱线强度的影响
? 纱线断裂有两种情况：一是由于纤维间的滑脱而断裂，一是
由于纤维本身断裂而使纱断裂。当捻系数较小时，有利因素
大于不利因素，纱线强度随着捻系数的增加而增大；当捻系
数增加到一定值，再增加捻系数，不利因素大于有利因素，
纱线强力反而下降。
纤维对纱轴的向心压力增大，纤维间的
摩擦力增大，不易滑脱
加捻中捻度较多地分布在细节，使纱的弱
环得以改善
加捻的有利因素
纤维倾斜，纤维强力在纱轴向的分力降低
加捻张力影响纤维承受拉伸的能力
加捻的不利因素
? 纱线强度达到最大值时的捻系数叫 临界捻系数 。
? 工艺设计中一般采用小于临界捻系数的捻度，以在保
证细纱强度的前提下提高细纱机的生产率。
? 捻丝的临界捻系数比短纤纱小得多。
? 同向加捻的股线，当单纱捻系数大时，股线强度随着
捻系数的增加而下降；当单纱捻系数小时，开始随着
捻系数增大，股线强力稍有上升，以后则随捻系数增
大强度下降。
? 反向加捻的股线，开始随着捻系数增加，平均捻幅下
降，股线强力下降。后来，由于捻幅分布逐渐均匀，
使纤维均匀受力，股线强度上升。当各处捻幅分布均
匀时（双股线股线捻系数与单纱捻系数比值等于
1.414时）表现出股线强度最高。
? 4、加捻对纱线断裂伸长率的影响
? （ 1）单纱
? 一般捻系数范围，有利因素大于不利因素，所以，随
着捻系数的增加细纱断裂伸长率增大。
? （ 2）股线
? 同向加捻的股线，随捻系数增大，断裂伸长率增大；
? 反向加捻的股线，开始随着捻系数增大，断裂伸长率
稍有下降，以后又呈上升趋势。
纤维伸长变形加大，影响承受变形的能力
加捻后，纤维间较难滑动
不利因素
有利因素 纤维倾斜角加大，受拉时有使倾斜角减小
的趋势，从而使细纱伸长增加
? 5、加捻对纱线光泽和手感的影响
? 纱的捻系数较大时，光泽较差，手感较硬。
? 股线的光泽和手感主要取决于表面纤维的倾斜
程度。外层纤维捻幅大，光泽就差，手感就硬；
外层纤维捻幅小，光泽就好，手感柔软。
? 双股线反向加捻，当股线捻系数与单纱捻系数
的比值等于 0.707时，外层捻幅为零，即纤维
平行于股线轴线，此时股线光泽优良，手感柔
软。
第二节 纤维在纱中的几何配置
? （一）纤维在纱中的几何形状
? 1、短纤维环锭纱
? 纤维在纱中多次内外转移，形成复杂的圆锥形螺旋线。
（如图）
? 2、捻丝
? 捻丝中单丝也是呈半径变化的复杂圆锥形螺旋线。
? （二）纱的毛羽
? 1、定义
? 短纤纱中纤维的两端在加捻三角区中因为不受张力而
被挤在纱的外层，就形成毛羽。
? 2、毛羽的形状
? （如图）
? 3、纱线毛羽对织物加工和风格的影响
? 毛羽多的纱线织成的织物手感松软，不滑爽，织纹不
清晰。
? 毛羽多的纱线在机织过程中会造成开口不清，针织过
程中会造成摩擦过大等弊病。
? 4、纱线毛羽的测试方法
? （ 1）目光评定法 直观，综合性强，但只能作比较
判断，没有具体数据。
? （ 2）烧毛失重法 采用烧毛方法去除毛羽，根据其
重量差值来评定纱线的毛羽情况。
? 此法简便，但变化条件较难控制，只能求得毛羽总重
量，准确度较低。
? （ 3）光学投影法
? 通过光电传感器对毛羽进行计数。可根据需要选取毛
羽设定长度和纱线片段长度。
? （ 4）静电法 利用高压电源使毛羽带电，然后用环
形电极将纱线毛羽的静电引出，根据毛羽负荷的静电
量来评定毛羽的数量。
? 此方法属于间接方法，难以准确地测定纱线的毛羽形
状和长度。
? 5、减少纱线毛羽的措施
? （ 1）合理选择原料
? 控制纤维的线密度、长度、整齐度及短绒率
? （ 2）合理的前纺工艺，提高纤维平行伸直度
? （ 3）防止纤维的扩散
? 适当选择各牵伸区的工艺参数，如罗拉隔距、
牵伸倍数、捻系数等。
? （ 4）减少对纤维的摩擦
纤维和纱线的
拉伸性质
纤维和纱线的一次拉伸性质
? 一、纤维和纱线一次拉伸断裂性质的基本指标及换算
? 1,强力 P 纤维或纱线能够承受的最大拉伸外力。
单位, 牛顿
? 2,强度 单位细度纤维或纱线的强力。可比较不同
粗细纤维或纱线的拉伸断裂性质。包括以下三个：
? （ 1） 断裂应力 δ 纤维或纱线单位截面积能承受的最
大拉力。单位,牛每平方毫米 。
? （ 2） 断裂强度 p 指每特或每旦纤维或纱线能承受的
最大拉力。单位,牛 /特 牛 /旦
δ= PS
Ptex= PN
tex
Pden= PN
den
? （ 3） 断裂长度 LP 设想将纤维连续悬吊起来，直到
它因自重而断裂的长度，即重力等于强力时的纤维长
度。单位,千米
? 3、断裂应力、断裂强度和断裂长度的换算
? 断裂应力和断裂强度的换算,δ=r× ptex
? δ=9× r× pden
? 特数制断裂强度和旦数制断裂强度的换算：
? ptex=9 × pden
? 断裂长度和断裂强度的换算：
LP= Pg × Nm (km)
LP= Ptexg LP= Pdeng
? 4、断裂伸长和断裂伸长率
? 5、强力不匀率和伸长不匀率
? 二、拉伸曲线及有关指标
? （一）拉伸曲线
? 1、负荷伸长曲线 以负荷为纵坐标，伸长为横坐标
的拉伸过程图。（ 如图 ）
? 对不同粗细和不同长度的纤维或纱线没有可比性。
? 2、应力应变曲线 以相对负荷（通常以牛 /特表示）
为纵坐标，伸长率为横坐标得到的曲线。
? 可比较不同粗细和不同长度的纤维或纱线的拉伸情况。
? （二）拉伸曲线的有关指标
? 1、初始模量
? 定义,指纤维或纱线拉伸曲线上起始段直线部分的应
力应变的比值。应力应变曲线上，反映为曲线起始段
的斜率。
? 意义,初始模量的大小表示纤维在小负荷下变形的难
易程度，它反映了纤维的刚性。
? 2、屈服应力与屈服伸长率
? 屈服点,拉伸曲线上伸长变形由较小转向较大时的转
折点。其对应的相对负荷和伸长率就是屈服应力和屈
服伸长率。
? 屈服点的求法有三种,如图
? 意义,屈服点以前的伸长变形是弹性变形，屈服点以
后的变形是塑性变形。屈服点高，纤维的弹性好。
? 3、断裂功、断裂比功和功系数
? 断裂功,拉断纤维材料所作的功。在负荷伸长曲线上，
断裂功就是曲线下的面积。
? 断裂功对不同粗细和长度的试样没有可比性 。
? 断裂比功：拉断单位细度（ 1特或 1旦）单位长度
（ 1cm） 纤维材料所需的能量牛厘米。单位常用牛每
特或牛每旦表示。
? 它对不同粗细和长度的纤维材料具有可比性。
? 功系数,断裂功与强力和断裂伸长乘积之比。
? 意义：断裂功、断裂比功和功系数的大小说明纤维的
韧性 。当断裂功、断裂比功和功系数较大时，纤维受
拉伸时能吸收较大的能量，因此它不易被破坏，韧性
较好，而且耐磨，其制品坚牢度好。
? 三、常见纤维的拉伸曲线
? 四、拉伸断裂性质的测试
? 1、摆锤式强力仪
? 工作原理：利用力矩平衡原理（ 见图 ）
? 强力由摆锤的摆动角度测定。
? 伸长由上、下夹持器下降距离之差得到。
? 属于等速牵引式强力仪
? 2、杠杆式强力仪 —— Pressley强力仪
? 工作原理：利用杠杆平衡原理（ 见图 P212）
? 属于等加负荷式强力仪
? 3、电子式强力仪
? 测力机构：张丝式传感器
? 测伸长机构：由带动下夹持器的步进电机的转速得到。
? 五、纤维的拉伸断裂机理及影响纤维强、伸度的因素
? （一）纤维拉伸断裂机理
? 纤维的断裂由于,大分子断裂 和 大分子相互滑脱 引起
? 纤维的伸长由于,大分子伸直、伸长、分子间滑移 引
起。
纤维受拉 无定形区大分子伸直 键长键角增大，大分子伸长
部分分子拉断
或抽拔出来
大分子断裂，大
分子相互滑移 纤维断裂
? （二）影响强、伸度的因素
? 1、内因
? 大分子结构：柔曲性和聚合度
? 超分子结构：结晶度和取向度
? 形态结构：孔洞、缝隙和形态结构的不均一性
? 2、外因
? （ 1）温湿度
? 随着温度的提高，纤维的强度下降而伸长增大；
? 随着相对湿度的提高，一般纤维，强度下降而伸长增
大；棉、麻纤维强度增大伸长增大。
? （ 2）试验条件
? 试样长度：试样长度长，测得的强度较低。
? 试样根数：随着试样根数增加，测得的束纤维强度折
算成单纤维强度会下降。
? 拉伸速度：拉伸速度大，测得的强力较大而伸长较小
? 六、纱线的拉伸断裂机理及影响强、伸度的因素
? （一）纱线的拉伸断裂机理
? 摩擦阻力等于纤维强力时纤维伸出长度称为 滑脱长度。
? 长度小于二倍滑脱长度的纤维，在纱线断裂时必定是
滑脱而不会断裂。
? 纱线伸长的原因,纤维的伸直、伸长；倾斜纤维沿轴
向排列；纤维间滑移。
长丝纱
受拉
伸直的纤维先
承受外力断裂
其它纤维承
受外力断裂
短纤纱
受拉
部分纤维滑脱
部分纤维断裂
? （二）影响纱线强、伸度的因素
? 1、纤维性质
? 纤维长度 较长,细度 较细 时，成纱强度 较高 ；纤维长
度 整齐度较好,细度 细而均匀 时，成纱条干均匀，成
纱 强度高 。
? 2、纱线结构
? 纱线结构对强伸度的影响主要反映在捻度。
? 3、混纺比
? 混纺纱的强度与混纺比有很大关系，它与混纺纤维的
性质差异特别是伸长能力的差异密切相关。
? （ 1）当两种纤维断裂伸长率接近时，随着强度的纤维
的混纺比的增加，混纺纱的强度上升。
? （ 2）当混纺的两种纤维断裂伸长率差异大时，受拉后
有两个断裂阶段。第一阶段伸长能力小的纤维先断；
第二阶段伸长能力大的纤维断裂。
多次反复拉伸性质
? 一、拉伸变形和弹性
? （一）拉伸变形的种类
? 1,急弹性变形 当外力去除后能 立即恢复 的
这一部分变形。它是由于纤维大分子的 键长、
键角变化 引起。
? 2,缓弹性变形 当外力去除后，能 缓慢地恢
复 的这一部分变形。它是由于弯曲的 大分子 逐
渐 伸直,倾斜的 大分子沿纤维轴向排列 形成的
变形。
? 3,塑性变形 外力去除后,不能恢复 的这一
部分变形。它是由于纤维大分子间 相互滑移 造
成的不可恢复的变形。
? （二）弹性
? 弹性是指纤维或纱线变形的恢复能力。
? 1、弹性的指标
? 表示弹性大小的指标是弹性恢复率或回弹率。
它指急弹性变形和一定时间的缓弹性变形占总
变形的百分率。
R?= L1-L2
L1-L0 × 100%
R?—— 弹性恢复率（％）
L0—— 纤维或纱线加预加张力时的长度
L1—— 纤维或纱线加负荷伸长后的长度
L2—— 纤维或纱线去负荷后加预张力的长度
? 2、影响弹性的因素
? 弹性的两个条件：适当的结合点和较大的局部
流动性。因此，纤维大分子由柔性大的软链段
和刚性大的硬链段嵌段而成的纤维的弹性优良
? 纱线的弹性除与纤维的弹性有关外，还与纱线
的结构有关。结构良好紧密的纱线弹性好。
二、蠕变和应力松弛
? （一）蠕变
? 定义：纤维材料在一恒
定拉伸外力的作用下，
变形随受力时间的延长
而逐渐增加的现象。
（如图）
? 形成原因：随外力作用
时间延长，大分子沿外
力方向伸展排列或产生
相对滑移而使伸长增加。
? （二）应力松弛
? 定义：纤维材料受外力
拉伸时保持一定，纤维
材料内的应力随时间的
延长而逐渐减小的现象。
? 形成原因：由于纤维发
生变形时具有内应力，
使大分子逐渐重新排列，
逐渐达到新的平衡位置，
形成新的结合点从而使
内应力逐渐减小。
三、疲劳特性
? 1、一种疲劳指对纤维施
加一不大的恒定拉伸力，
当外力所作的功累积到一
定程度，材料被破坏。
? 2、纤维经受多次加负荷、
去负荷的反复作用，因为
塑性变形的累积，纤维局
部损伤，形成裂痕，最后
被破坏的现象。图中 oa为
第一次加负荷； ab为停顿 ;
bc为去负荷； cd为去负
荷停顿； de为第二次加负
荷； od为第一次剩余变形。
? 表示疲劳特性的指标常
采用坚牢度,
? 它指纤维能承受的加负
荷、去负荷反复循环次
数。
? 坚牢度与纤维的弹性回
复率、屈服应力和断裂
强度有关。此外，每次
加负荷的大小对坚牢度
的影响很大，如图；当
负荷小到一定值时几乎
不会疲劳损坏。
内部结构
纺织纤维的内部结构
? 纺织纤维内部结构主要可以分为三层：
?大分子结构
?超分子结构
?形态结构
一、大分子结构
（一）大分子结构的基本特点
1,由许多相同或相似的原子团彼此以共价键联结
而成 。 这些相同或相似的原子团称为大分子的单
基 。
2,组成高聚物大分子的单基数目称为聚合度 。 纤维
中各个大分子的聚合度不都是相同的, 它们具有一定
的分布, 这称为高聚物大分子的多分散性 。
3、由于化学键而引起的原子在空间的排列形式称为
构型。大分子的构型有线型、枝型、网型三种。纺
织纤维的大分子大多属于线型构造。羊毛纤维角朊
大分子之间有一些二硫键 — S— S— 连接，可属于网
型构造。
?（ 二 ） 键的内旋转, 大分子的构象
和柔曲性
?1,内旋转,大分子链中的单键能绕
着它相邻的键按一定键角旋转 。
?2,构象,由于键的内旋转引起的大
分子中原子在空间的排列形式 。
?3,大分子的柔曲性,大分子内旋转
的难易程度 。
（三）大分子结构对纤维性能的影响
大分子结构 对纤维性质的影响
单基的化学结构、
官能团的种类
大分子上亲水基
团的多少和强弱
纤维的耐酸、耐碱、耐光以及染色等化学性能。
纤维的吸湿性
大分子的聚合度
纤维的力学性质，特别是拉伸强度。
聚合度达到临界聚合度时，纤维开始有强力。纤维强力随
平均聚合度的增大而增大。当聚合度增大到一定值时，纤
维强力不再增大。
大分子的柔曲性 影响纤维的弹性、柔软性和变形能力。
决定
决定
决定
二、超分子结构
? 超分子结构又称为 聚集态结构, 指纺织纤维中大
分子间的结构关系 。
（一）大分子间的结合力
纺织纤维大分子间的结合力有 范德华力, 氢键,
盐式键和共价键 四种, 其中以 范德华力和氢键 为主 。
? （ 二 ） 结晶度
? 1,纤维内某些区域由于大分子的侧吸引力使大分子相
互整齐稳定地排列成具有高度的几何规整性, 称为 结
晶结构或有序结构 。
? 纺织纤维的大分子极少有严格的三维空间的结晶结
构, 但习惯上仍将排列整齐有规律的区域称为 结晶区 。
另一些区域的大分子随机弯曲配置, 排列不规则, 称
为 无定形区 。
? 2,纺织纤维内部结晶部分占整根纤维的百分比称为 结
晶度 。
? （ 三 ） 取向度
? 指纤维内大分子链主轴与纤维轴平行的程度 。
（四）超分子结构对纤维性能的影响
结晶度的大小 纤维的吸湿性、染色
性、密度、力学性质
取向度 纤维的强度和伸长。
取向度高时，纤维强
度较大，伸长能力较
小。
三、纺织纤维的形态结构
?形态结构指测试手段能看到的结构, 又分为
微形态结构和宏形态结构 。
?微形态结构 指电子显微镜能观察到的结构,
如微纤, 微孔等 。
?宏形态结构 指光学显微镜能观察到的结构,
如皮芯结构, 截面形态等 。
纺织纤维
的鉴别
纺织纤维的鉴别
? 纤维鉴别的基本步骤：
?,判断纤维的大类；
?,具体分出品种；
?,作最后验证 。
第一节 纺织纤维的常规鉴别法
?一, 手感目测法
? 是最简单最常用的一种鉴别方法 。
它是根据纤维的外观形态, 色泽, 手感
及拉伸等特征来区分各种纤维 。
? 此法适用于呈散纤维状态的纺织原
料 。
二、显微镜观察法
? 显微镜观察法是根据各种纤维的纵面,
截面形态特征来识别纤维 。 天然纤维有独特
的形态特征, 因此用显微镜鉴别法易于鉴别
出来 。 而大部分化学纤维的截面特征不太明
显, 因此必须把显微镜鉴别法与其他方法结
合起来进行 。 通常是用显微镜进行初步鉴别
后, 还须用其他方法加以验证 。
三、燃烧法
?燃烧法是鉴别纺织纤维的一种快速而简
便的方法 。 它是根据纤维的化学组成不
同, 燃烧特征也不同, 从而粗略地区分
出纤维的大类 。
? 适用于单一成分的纤维, 纱线和织
物, 不适用于混合成分的纤维, 纱线和
织物 。
鉴别步骤：
?将试样接近火焰, 观察试样在火焰热带中的反
应；
?将试样放入火焰中, 观察其燃烧情况；
?离开火焰, 观察其延燃的情况；
?用嗅觉闻燃烧时产生的气味, 并观察试样燃烧
后灰烬的特征等 。
?常见纤维的燃烧特征
四、化学溶解法
?化学溶解法是根据各种纤维的化学
组成不同, 在各种化学溶液中的溶
解性能不同的原理来鉴别纤维 。
?此法可靠, 准确, 适用于各种纺织
材料 。 常在用其他方法作初步鉴别
后, 再用溶解法加以证实 。
五、药品着色法
?根据各种纤维的化学组成不同, 对各种
化学药品有着不同的着色性能, 由此可
迅速鉴别纤维 。 适用于未经染色或未经
整理剂处理过的单一成分的纤维, 纱线
和织物 。
?国家标准规定的着色剂为 HI-1号纤维鉴
别着色剂 。 目前常用的还有碘 -碘化钾溶
液和锡莱着色剂 A。
六、密度梯度法
?密度法是根据各种纤维具有不同密度的特点来
鉴别纤维的 。
?测定纤维的密度不但可以了解纤维的基本物理
性能, 而且可以作为研究纤维的某些超分子结
构和形态结构的一种有效手段 。
?测定纤维密度的方法很多, 其中常用的是密度
梯度法 。 这种方法是利用悬浮原理来测定固体
密度的一种方法 。
七、熔点法
?熔点法是根据某些合成纤维的溶解特性, 在化纤
熔点仪或附有加热和测温装置的偏振光显微镜下
观察纤维消光时的温度来测定纤维的熔点, 从而
鉴别纤维 。
?由于大多数的合纤没有确切的熔点, 因此该方法
一般不单独应用, 而是在初步鉴别后作为验证的
辅助手段 。
?此法适用于未经抗熔等处理的单一成分的纤维与
织物 。
纺织材料的
吸湿性
纺织材料的吸湿性
?第一节 吸湿指标和测试方法
?一, 吸湿指标
?回潮率,指纺织材料中所含水分重量对纺织材料干重
的百分比 。
?含水率,指纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿重
的百分比 。
二、吸湿指标的测试方法
（ 一 ） 直接测试法
?1,烘箱干燥法
?原理,利用烘箱使纤维中水分蒸发, 然后称得干重,
按公式计算材料的回潮率 。
?特点,结果比较稳定, 准确性高, 温度易控制, 但费
时较多, 耗电量大 。 目前是日常测试的主要方法, 并
用以核对其他方法的准确性 。
?温度控制,利用水银触点式温度控制器 。
称取干重的方法：
1） 箱内热称：操作简便, 目前大多采用
这种方法 。 但称得的干重偏重 。
2） 箱外热称：称得的重量偏轻, 且结果
稳定性差 。
3）箱外冷称：称得的重量准确但操作较
麻烦，实用于小量试样。
2、红外线干燥法
?特点：烘干迅速，设备简单，耗电省，但温
度无法控制，受热不均。
3、其它方法
? 真空干燥法：工作简便，试样用量少，测试结果精
确可靠。
? 高频加热干燥法：快速准确，热损耗小，受热均匀，
但设备费用高，投资多。
? 吸湿剂干燥法：结果精确，但费时，多用于科学研
究。
间接测试法
? （一）电学测定
? 1,电阻测湿仪,利用纤维在不同的回潮率下具有
不同的电阻值，通过测电流的大小，可知回潮率的
大小。
? 2,电容测湿仪,以一定量的纤维材料，放在一定
容量的电容器中，由于纺织材料和水的介电常数相
差很大，材料含水量的变化引起电容的变化，从而
通过测电容的变化而测定回潮率
? （二）微波吸收法
利用水和纤维对微波的吸收和衰减程度不同，根据微
波通过试样后的衰减情况，借以测得纤维的含水率或
回潮率。
微波测试仪器包括微波源、接受检测部和中间波导部
等基本部分所组成。
特点：不必接触试样，快速方便，分辨能力高，可连
续测定，便于生产上的自动控制 。
（三）红外光谱法
? 水对红外线不同的波长有不同的吸收率，而吸水量又
与纤维中水分的含量有关，根据试样对红外光谱的吸
收图谱，从而推测试样的回潮率。
纺织纤维的吸湿机理
? 一、纤维的吸湿机理
? 1、表面吸附 —— 水分子停留在纤维表面
? 2、化学吸着水 —— 水分子与亲水基团结合
? 3、毛细凝结水 —— 水分子进入纤维的微孔和缝隙
? 二、平衡回潮率
? 当大气条件一定时，经过一定时间，纤维吸收的水分
子与从纤维中脱离的水分子数量相等，纤维的回潮率
趋于一个稳定值。处于这种平衡状态的纤维回潮率就
称为平衡回潮率。
? 三、吸湿滞后性
? 1、定义 （见图）
? 在相同大气条件下，从放湿得到的平衡回潮率高于吸
湿平衡得到的回潮率，这种现象称为吸湿滞后性或吸
湿保守性。
? 2、形成原因
? 1、吸湿时，水分子进入纤维的无定形区，大分子间距
离增加，少数连接点被拆开而与水分子形成氢键。放
湿时，水分子离开纤维，但由于大分子上极性基团与
水分子相吸引，阻止水分子离去，而且大分子间距离
也不能恢复到原来情况，因而保留了部分水分子。
? 2、纤维吸湿后由干结构变为湿结构，分子间距离增加。
放湿时，水分子脱离后，湿结构中的活性基团变成游
离基，由于分子间距较大，游离基很容易吸收水分子。
因而就产生了吸湿滞后现象。（如图）
? 四、吸湿等温线
? 在一定温度条件下，纤维材料因吸湿达到的平衡回潮
率和大气相对湿度的关系曲线。
? 常见纤维的吸湿等温线如图
? 吸湿等温线的规律：
? 1、曲线呈上升趋势，表明随着相对湿度的增大，纤维
的回潮率增大。
? 2、形状都呈反 S形。说明各种纤维的吸湿机理基本一
致，即在相对湿度很小时，回潮率增加率较大；相对
湿度很大时，回潮率增加率也较大；但在中间阶段，
回潮率增加率则较小。
? 形成原因如图
? 由吸湿等温线和放湿等温线表示吸湿滞后性如图
影响纺织材料吸湿性的因素
? 影响吸湿性的因素有内因和外因两个方面：
? 一、内因
? 1、亲水基团的多少和极性大小
? 2、纤维的结晶度
? 3、纤维的比表面积和内部空隙
? 4、纤维内的伴生物和杂质
? 二、外因
? 1、相对湿度的影响 —— 吸湿等温线
? 2、温度的影响 —— 一般情况，温度上升，纤维的回潮
率会下降。如图
? 3、空气流速的影响
? 当空气流速快时，纤维的平衡回潮率降低。
? 五、标准回潮率和公定回潮率
? 1、标准回潮率：纺织材料在标准大气条件下放置一段
时间后所达到的平衡回潮率。我国规定的标准大气状
态是一个大气压下温度为 20± 3℃,相对湿度为 65
± 3%。
? 2、公定回潮率：为了计重和核价的需要，必须对各种
纺织材料的回潮率作统一规定，这称为公定回潮率。
? 六、调湿和预调湿
? 调湿是将纺织材料在标准空气条件下放置一定时间，
使其达到标准回潮率。其目的是消除回潮率对纤维性
能的影响。
? 预调湿是将纤维在低温下（ 45 ± 2℃ ）预烘，使其回
潮率低于标准回潮率。其目的是为了保证调湿通过吸
湿过程进行，从而避免吸湿滞后性对纤维回潮率的影
响。
吸湿对纤维性质和纺织工艺的影响
? 一、吸湿对纤维性质的影响
? 1、对重量的影响：吸湿后重量增加，因此计
算纺织材料重量时，必须折算成公定回潮率时
的重量（公量）。
? 2、吸湿膨胀：具有各向异性，即横向膨胀远
远大于纵向膨胀。
? 3、对密度的影响：开始阶段，水分子进入是
重量增加而体积变化不大，因而密度增加。待
水分子充满孔隙 后再吸湿，纤维体积明显膨胀，纤
维密度变小。
? 4、对力学性质的影响
? 一般纤维，回潮率增大，强力下降，伸长增大；
? 棉、麻、柞蚕丝，回潮率增大，强力增大，伸长增大。
? 5、对电学性质的影响
? 回潮率增大，质量比电阻下降
? 6、吸湿放热
? 纤维在吸湿时会放出热量，这是由于空气中的水分子
被纤维分子上的极性基团吸引而与之结合，分子的动
能降低而转换为热能释放出来。
? 纤维在一定回潮率下吸着 1克水放出的热量称为吸湿微
分热。
? 在一定温度下,1克重的绝对干燥纤维从开始吸湿到完
全润湿时所放出的总热量，称为吸湿积分热。
? 二、吸湿对纺织工艺的影响
? 1、纺纱工艺方面
? 湿度太高，纤维回潮率太大，不易开松除杂，纤维易
相互扭结使成纱外观疵点增多。
? 湿度太低，回潮率太低，会产生静电现象。对棉纤维，
断头率增加。
? 2、织造工艺方面
? 棉织工艺：湿度太低，纱线回潮率太小时，纱线发毛，
会造成断头增多，开口不清而形成疵点。所以棉织车
间一般相对湿度控制较高。
? 3、针织工艺方面
? 湿度太低，纱线回潮率太小，纱线发毛发硬，成圈时
易碎，增加断头。
? 湿度太高，纱线回潮率太大，纱线与机件间摩擦增大，
张力增大，织出的织物较紧。
纱线分类
? 一、按结构和外形分
? （一）长丝纱
? 1、单丝纱 指长度很长的单根连续纤维。
? 2、复丝纱 指两根或两根以上的单丝合并一起的丝
束。
? 3、捻丝 复丝加捻即成捻丝。
? 4、复合捻丝 捻丝再经一次或多次合并、加捻即成。
? 5、变形丝 化纤原丝经过变形加工使之具有卷曲、螺
旋、环圈等外观特征而呈现蓬松性、伸缩性的长丝纱。
? （二）短纤纱
? 1、单纱 由短纤维集束成条，依靠加捻而成。
? 2、股线 两根或两根以上单纱合并加捻而成。
? 3、复捻股线 由两根或多根股线合并加捻而成。
? 4、花式捻线 由芯线、饰线和包线捻合而成。
? 5、花式线 主要有膨体纱和包芯纱。
编织变形丝
假捻变形丝
? 二、按组成纱线的纤维种类分
? 1、纯纺纱线 用一种纤维纺成的纱线。
? 2、混纺纱线 用两种或多种纤维混纺而成的纱线。
? 三、按纺纱工艺、纺纱方式分
? （一）按纺纱工艺分
? 分为棉纱、毛纱、麻纺纱、绢纺纱。
? （二）按纺纱方式分
? 分为环锭纱、新型纺纱
? 四、按组成纱线的纤维长度分
? 1、棉型纱线用原棉或棉型纤维在棉纺设备上加工而成。
? 2、毛型纱线用羊毛或毛型纤维在毛纺设备上加工而成。
? 3、中长纤维纱线 用长度、细度介于毛、棉之间的纤
维在专用设备上加工而成，具有一定毛型感的纱线。
? 五、按纱的用途和粗细分
? （一）按纱的用途分
? 1、针织用纱
? 2、机织用纱 要求粗细均匀，结头和粗细节少
? 3、起绒用纱 供织入绒类织物，形成绒层或毛层的
纱
? 4、特种工业用纱
? （二）按纱的粗细分
? 棉型纱可分为：
? 1、特细特纱 线密度在 10tex及一下的纱
? 2、细特纱 线密度在 11～ 20tex的较细的纱线
? 3、中特纱 线密度在 21～ 31tex的纱线
? 4、粗特纱 线密度在 32tex以上的纱线
纤维和纱线的
细度
纤维和纱线的细度指标及测试
? 一、细度指标及换算
? 纤维和纱线的细度指标分为直接指标和间接指
标两大类。
? 1、直接指标：直径、宽度、截面积，其中常
用的是直径。
? 直径 —— 圆形截面的纤维和纱线适用。纤维中
只有羊毛纤维用直径表示细度。
? 2、间接指标
特数（号数）,1000米长的纤维或纱线在公定回潮率下
的重量克数。单位是特克斯（ tex)
旦数,9000米长的纤维或纱线在公定回潮率下的重量克
数。单位是旦（ den)
Ntex= 1000× GkL
Nden= 9000× GkL
? (2)定重制
? 公制支数：公定回潮率时每克纤维的米数。
? 英制支数：
? 棉型纱线：在公定回潮率时 1磅纱线中有多少个 840码
的长度数。
Nm= LG
k
Ne= Le840× G
e
k
? 3、细度指标间的换算
? （ 1）间接指标间的换算：
? 旦尼尔和公制支数的换算,Nden× Nm=9000
? 特克斯和公制支数的换算,Ntex× Nm=1000
? 特克斯和旦尼尔的换算,Nden÷ Ntex=9
? （ 2）间接指标与直接指标间的换算
? 二、细度指标的测试
? 1、直径的测试 —— 显微镜法
? 2、间接指标的测试：
? 纤维 —— 中段切断称重法、气流仪法、振动法；
? 纱线 —— 缕纱称重法
? 三、股线的细度表示方法
? 特数制：单纱特数 × 合股数
? 支数制：单纱支数 /合股数
纱线细度的不均匀性
? 一、纱线细度不匀率的指标
? 1、平均差系数
? 2、变异系数
? 3、极差系数
? 二、纱线线密度不匀率的测试方法
? 1、目光检验法（黑板条干法）
? 根据标准样照评定细纱的条干级别。棉纱条干
级别分为优级、一级和二级。
? 此方法得到的是短片段纱的直径不匀。
? 2、切断称重法
? 称取绞纱的重量，计算绞纱间的重量不匀率来
表示纱线的线密度不匀情况。
? 它反映了一定长度纱线之间的线密度不匀情况。
3、光电式条干均匀度试验仪测试法
? 工作原理见图
? 优点：可以排除纱线回潮率对测定结果的影响，
且被测纱线不变形。
? 缺点：反映某一平面的阴影轮廓不匀，对评定
不规则截面纱线不匀率时会失真。
? 4、电容式条干均匀度试验仪测试法
? 目前使用最广泛的是乌斯特（ Uster)电容式条
干均匀度仪，它由检测仪、控制仪、波谱仪、
纱疵仪组成。（如图）
? 主要功能：
? （ 1）画出不匀率曲线（如图）
? （ 2）显示纱条不匀率 —— 平均差系数 U%和变
异系数 CV%。
? （ 3）作出波谱图 根据波谱图可以分析纱条
不匀的原因。（如图）
? （ 4）记录粗节、细节、棉结疵点数。
? 电容式条干均匀度反映的是重量不匀率
纱线的加捻与纤维
在纱中的几何配置
第一节 纱线的加捻
? 一、加捻的意义、指标及其相互换算
? （一）加捻的意义
? 加捻是使纱条的两个截面相对回转。对短纤纱来说，
加捻是成纱的必要手段。对长丝纱和股线来说，加捻
是为了形成一个不易被横向外力所破坏的紧密结构。
? （二）表示加捻方向的指标
? —— 捻向
? 捻向是根据加捻后纤维在纱中的倾斜方向而定的，有 Z
捻和 S捻两种。（ 如图 ）
? 大多数单纱采用 Z捻。一般当单纱采用 Z捻，股线采用
S捻。
? （二）表示加捻程度的指标
? 1、捻度
? 纱线加捻时，两个截面的相对回转数称为捻回数。
? 纱线单位长度的捻回数称为捻度。
? 特数制捻度 Ttex的单位长度是 10cm。
? 公制支数制捻度 Tm的单位长度为 1m。
? 英制捻度 Te的单位长度为 1in。
? Ttex=3.937× Te=0.1× Tm
? 捻度不能用来比较不同粗细纱条的加捻程度。
? 2、捻回角
? 加捻后表层纤维与纱条轴线的夹角。（如图）
? 图中 β角为捻回角，反映了加捻后纤维的倾斜程度，可
以比较不同粗细纱条的加捻程度。
? 3、捻幅
? 加捻时，纱截面上的一点在单位长度内转过的弧长称
为捻幅。（如图）
? 由图可见，捻幅实际就是捻回角的正切，所以它也能
表示加捻程度的大小。
? 4、捻系数
? 实际生产中常用捻系数来表示纱线的加捻程度。
? 它是根据纱线的捻度和特数或支数计算而得的。
? 特数制捻系数 ?tex=Ttex√ Ntex
? 公制支数捻系数 ?m=Tm/ √ Nm
? 英制捻系数 ?m=Te/ √ Ne
? 二、捻度的测试
? 目前常用的捻度测试方法有两种：
? 1、解捻法 将试样完全解捻后在回转夹头
的计数盘上读得回转数，即为该段试样的捻回
数，从而进一步计算出捻度。
? 此法适用于长丝纱和股线。
? 2、张力法 使一定张力下一定长度的纱解捻，
然后再反向加捻相同的捻回数，最后读数是该
段纱捻回数的 2倍。
? 短纤纱采用此法。
? 两种方法所用仪器都是 Y331型纱线捻度机。
（如图）
? 三、加捻对纱线性质的影响
? 1、加捻对纱线长度的影响 —— 捻缩
? 捻缩大小有捻缩率表示，它指加捻前后纱条长
度的差值占加捻前原长的百分率。
? 股线捻缩的大小以加捻后股线的长度与加捻前
单纱的长度来计算。
? 单纱的捻缩率随捻系数的增大而变大。
? 同向加捻的股线捻缩率随捻系数的增大而变大；
反向加捻的股线捻缩率随捻系数的增大，开始
减小，然后增大。（见图）
μ= L0- L1L
0 × 100%
? 2、加捻对纱线密度和直径的影响
? 当捻系数增大，纱内纤维密集，使纱的密度增
加，而直径减小；
? 当捻系数增加到一定程度后，纱的可压缩性减
小，密度和直径就变化不大，相反由于纤维倾
斜直径可能稍加粗。
? 同向加捻的股线与单纱的变化相同；
? 反向加捻的股线，在捻度较小时，由于单纱的
解捻作用，会使股线密度减小，直径加大，随
着捻度的加大密度增大而直径减小。
? 3、加捻对纱线强度的影响
? 纱线断裂有两种情况：一是由于纤维间的滑脱而断裂，一是
由于纤维本身断裂而使纱断裂。当捻系数较小时，有利因素
大于不利因素，纱线强度随着捻系数的增加而增大；当捻系
数增加到一定值，再增加捻系数，不利因素大于有利因素，
纱线强力反而下降。
纤维对纱轴的向心压力增大，纤维间的
摩擦力增大，不易滑脱
加捻中捻度较多地分布在细节，使纱的弱
环得以改善
加捻的有利因素
纤维倾斜，纤维强力在纱轴向的分力降低
加捻张力影响纤维承受拉伸的能力
加捻的不利因素
? 纱线强度达到最大值时的捻系数叫 临界捻系数 。
? 工艺设计中一般采用小于临界捻系数的捻度，以在保
证细纱强度的前提下提高细纱机的生产率。
? 捻丝的临界捻系数比短纤纱小得多。
? 同向加捻的股线，当单纱捻系数大时，股线强度随着
捻系数的增加而下降；当单纱捻系数小时，开始随着
捻系数增大，股线强力稍有上升，以后则随捻系数增
大强度下降。
? 反向加捻的股线，开始随着捻系数增加，平均捻幅下
降，股线强力下降。后来，由于捻幅分布逐渐均匀，
使纤维均匀受力，股线强度上升。当各处捻幅分布均
匀时（双股线股线捻系数与单纱捻系数比值等于
1.414时）表现出股线强度最高。
? 4、加捻对纱线断裂伸长率的影响
? （ 1）单纱
? 一般捻系数范围，有利因素大于不利因素，所以，随
着捻系数的增加细纱断裂伸长率增大。
? （ 2）股线
? 同向加捻的股线，随捻系数增大，断裂伸长率增大；
? 反向加捻的股线，开始随着捻系数增大，断裂伸长率
稍有下降，以后又呈上升趋势。
纤维伸长变形加大，影响承受变形的能力
加捻后，纤维间较难滑动
不利因素
有利因素 纤维倾斜角加大，受拉时有使倾斜角减小
的趋势，从而使细纱伸长增加
? 5、加捻对纱线光泽和手感的影响
? 纱的捻系数较大时，光泽较差，手感较硬。
? 股线的光泽和手感主要取决于表面纤维的倾斜
程度。外层纤维捻幅大，光泽就差，手感就硬；
外层纤维捻幅小，光泽就好，手感柔软。
? 双股线反向加捻，当股线捻系数与单纱捻系数
的比值等于 0.707时，外层捻幅为零，即纤维
平行于股线轴线，此时股线光泽优良，手感柔
软。
第二节 纤维在纱中的几何配置
? （一）纤维在纱中的几何形状
? 1、短纤维环锭纱
? 纤维在纱中多次内外转移，形成复杂的圆锥形螺旋线。
（如图）
? 2、捻丝
? 捻丝中单丝也是呈半径变化的复杂圆锥形螺旋线。
? （二）纱的毛羽
? 1、定义
? 短纤纱中纤维的两端在加捻三角区中因为不受张力而
被挤在纱的外层，就形成毛羽。
? 2、毛羽的形状
? （如图）
? 3、纱线毛羽对织物加工和风格的影响
? 毛羽多的纱线织成的织物手感松软，不滑爽，织纹不
清晰。
? 毛羽多的纱线在机织过程中会造成开口不清，针织过
程中会造成摩擦过大等弊病。
? 4、纱线毛羽的测试方法
? （ 1）目光评定法 直观，综合性强，但只能作比较
判断，没有具体数据。
? （ 2）烧毛失重法 采用烧毛方法去除毛羽，根据其
重量差值来评定纱线的毛羽情况。
? 此法简便，但变化条件较难控制，只能求得毛羽总重
量，准确度较低。
? （ 3）光学投影法
? 通过光电传感器对毛羽进行计数。可根据需要选取毛
羽设定长度和纱线片段长度。
? （ 4）静电法 利用高压电源使毛羽带电，然后用环
形电极将纱线毛羽的静电引出，根据毛羽负荷的静电
量来评定毛羽的数量。
? 此方法属于间接方法，难以准确地测定纱线的毛羽形
状和长度。
? 5、减少纱线毛羽的措施
? （ 1）合理选择原料
? 控制纤维的线密度、长度、整齐度及短绒率
? （ 2）合理的前纺工艺，提高纤维平行伸直度
? （ 3）防止纤维的扩散
? 适当选择各牵伸区的工艺参数，如罗拉隔距、
牵伸倍数、捻系数等。
? （ 4）减少对纤维的摩擦
纤维和纱线的
拉伸性质
纤维和纱线的一次拉伸性质
? 一、纤维和纱线一次拉伸断裂性质的基本指标及换算
? 1,强力 P 纤维或纱线能够承受的最大拉伸外力。
单位, 牛顿
? 2,强度 单位细度纤维或纱线的强力。可比较不同
粗细纤维或纱线的拉伸断裂性质。包括以下三个：
? （ 1） 断裂应力 δ 纤维或纱线单位截面积能承受的最
大拉力。单位,牛每平方毫米 。
? （ 2） 断裂强度 p 指每特或每旦纤维或纱线能承受的
最大拉力。单位,牛 /特 牛 /旦
δ= PS
Ptex= PN
tex
Pden= PN
den
? （ 3） 断裂长度 LP 设想将纤维连续悬吊起来，直到
它因自重而断裂的长度，即重力等于强力时的纤维长
度。单位,千米
? 3、断裂应力、断裂强度和断裂长度的换算
? 断裂应力和断裂强度的换算,δ=r× ptex
? δ=9× r× pden
? 特数制断裂强度和旦数制断裂强度的换算：
? ptex=9 × pden
? 断裂长度和断裂强度的换算：
LP= Pg × Nm (km)
LP= Ptexg LP= Pdeng
? 4、断裂伸长和断裂伸长率
? 5、强力不匀率和伸长不匀率
? 二、拉伸曲线及有关指标
? （一）拉伸曲线
? 1、负荷伸长曲线 以负荷为纵坐标，伸长为横坐标
的拉伸过程图。（ 如图 ）
? 对不同粗细和不同长度的纤维或纱线没有可比性。
? 2、应力应变曲线 以相对负荷（通常以牛 /特表示）
为纵坐标，伸长率为横坐标得到的曲线。
? 可比较不同粗细和不同长度的纤维或纱线的拉伸情况。
? （二）拉伸曲线的有关指标
? 1、初始模量
? 定义,指纤维或纱线拉伸曲线上起始段直线部分的应
力应变的比值。应力应变曲线上，反映为曲线起始段
的斜率。
? 意义,初始模量的大小表示纤维在小负荷下变形的难
易程度，它反映了纤维的刚性。
? 2、屈服应力与屈服伸长率
? 屈服点,拉伸曲线上伸长变形由较小转向较大时的转
折点。其对应的相对负荷和伸长率就是屈服应力和屈
服伸长率。
? 屈服点的求法有三种,如图
? 意义,屈服点以前的伸长变形是弹性变形，屈服点以
后的变形是塑性变形。屈服点高，纤维的弹性好。
? 3、断裂功、断裂比功和功系数
? 断裂功,拉断纤维材料所作的功。在负荷伸长曲线上，
断裂功就是曲线下的面积。
? 断裂功对不同粗细和长度的试样没有可比性 。
? 断裂比功：拉断单位细度（ 1特或 1旦）单位长度
（ 1cm） 纤维材料所需的能量牛厘米。单位常用牛每
特或牛每旦表示。
? 它对不同粗细和长度的纤维材料具有可比性。
? 功系数,断裂功与强力和断裂伸长乘积之比。
? 意义：断裂功、断裂比功和功系数的大小说明纤维的
韧性 。当断裂功、断裂比功和功系数较大时，纤维受
拉伸时能吸收较大的能量，因此它不易被破坏，韧性
较好，而且耐磨，其制品坚牢度好。
? 三、常见纤维的拉伸曲线
? 四、拉伸断裂性质的测试
? 1、摆锤式强力仪
? 工作原理：利用力矩平衡原理（ 见图 ）
? 强力由摆锤的摆动角度测定。
? 伸长由上、下夹持器下降距离之差得到。
? 属于等速牵引式强力仪
? 2、杠杆式强力仪 —— Pressley强力仪
? 工作原理：利用杠杆平衡原理（ 见图 P212）
? 属于等加负荷式强力仪
? 3、电子式强力仪
? 测力机构：张丝式传感器
? 测伸长机构：由带动下夹持器的步进电机的转速得到。
? 五、纤维的拉伸断裂机理及影响纤维强、伸度的因素
? （一）纤维拉伸断裂机理
? 纤维的断裂由于,大分子断裂 和 大分子相互滑脱 引起
? 纤维的伸长由于,大分子伸直、伸长、分子间滑移 引
起。
纤维受拉 无定形区大分子伸直 键长键角增大，大分子伸长
部分分子拉断
或抽拔出来
大分子断裂，大
分子相互滑移 纤维断裂
? （二）影响强、伸度的因素
? 1、内因
? 大分子结构：柔曲性和聚合度
? 超分子结构：结晶度和取向度
? 形态结构：孔洞、缝隙和形态结构的不均一性
? 2、外因
? （ 1）温湿度
? 随着温度的提高，纤维的强度下降而伸长增大；
? 随着相对湿度的提高，一般纤维，强度下降而伸长增
大；棉、麻纤维强度增大伸长增大。
? （ 2）试验条件
? 试样长度：试样长度长，测得的强度较低。
? 试样根数：随着试样根数增加，测得的束纤维强度折
算成单纤维强度会下降。
? 拉伸速度：拉伸速度大，测得的强力较大而伸长较小
? 六、纱线的拉伸断裂机理及影响强、伸度的因素
? （一）纱线的拉伸断裂机理
? 摩擦阻力等于纤维强力时纤维伸出长度称为 滑脱长度。
? 长度小于二倍滑脱长度的纤维，在纱线断裂时必定是
滑脱而不会断裂。
? 纱线伸长的原因,纤维的伸直、伸长；倾斜纤维沿轴
向排列；纤维间滑移。
长丝纱
受拉
伸直的纤维先
承受外力断裂
其它纤维承
受外力断裂
短纤纱
受拉
部分纤维滑脱
部分纤维断裂
? （二）影响纱线强、伸度的因素
? 1、纤维性质
? 纤维长度 较长,细度 较细 时，成纱强度 较高 ；纤维长
度 整齐度较好,细度 细而均匀 时，成纱条干均匀，成
纱 强度高 。
? 2、纱线结构
? 纱线结构对强伸度的影响主要反映在捻度。
? 3、混纺比
? 混纺纱的强度与混纺比有很大关系，它与混纺纤维的
性质差异特别是伸长能力的差异密切相关。
? （ 1）当两种纤维断裂伸长率接近时，随着强度的纤维
的混纺比的增加，混纺纱的强度上升。
? （ 2）当混纺的两种纤维断裂伸长率差异大时，受拉后
有两个断裂阶段。第一阶段伸长能力小的纤维先断；
第二阶段伸长能力大的纤维断裂。
多次反复拉伸性质
? 一、拉伸变形和弹性
? （一）拉伸变形的种类
? 1,急弹性变形 当外力去除后能 立即恢复 的
这一部分变形。它是由于纤维大分子的 键长、
键角变化 引起。
? 2,缓弹性变形 当外力去除后，能 缓慢地恢
复 的这一部分变形。它是由于弯曲的 大分子 逐
渐 伸直,倾斜的 大分子沿纤维轴向排列 形成的
变形。
? 3,塑性变形 外力去除后,不能恢复 的这一
部分变形。它是由于纤维大分子间 相互滑移 造
成的不可恢复的变形。
? （二）弹性
? 弹性是指纤维或纱线变形的恢复能力。
? 1、弹性的指标
? 表示弹性大小的指标是弹性恢复率或回弹率。
它指急弹性变形和一定时间的缓弹性变形占总
变形的百分率。
R?= L1-L2
L1-L0 × 100%
R?—— 弹性恢复率（％）
L0—— 纤维或纱线加预加张力时的长度
L1—— 纤维或纱线加负荷伸长后的长度
L2—— 纤维或纱线去负荷后加预张力的长度
? 2、影响弹性的因素
? 弹性的两个条件：适当的结合点和较大的局部
流动性。因此，纤维大分子由柔性大的软链段
和刚性大的硬链段嵌段而成的纤维的弹性优良
? 纱线的弹性除与纤维的弹性有关外，还与纱线
的结构有关。结构良好紧密的纱线弹性好。
二、蠕变和应力松弛
? （一）蠕变
? 定义：纤维材料在一恒
定拉伸外力的作用下，
变形随受力时间的延长
而逐渐增加的现象。
（如图）
? 形成原因：随外力作用
时间延长，大分子沿外
力方向伸展排列或产生
相对滑移而使伸长增加。
? （二）应力松弛
? 定义：纤维材料受外力
拉伸时保持一定，纤维
材料内的应力随时间的
延长而逐渐减小的现象。
? 形成原因：由于纤维发
生变形时具有内应力，
使大分子逐渐重新排列，
逐渐达到新的平衡位置，
形成新的结合点从而使
内应力逐渐减小。
三、疲劳特性
? 1、一种疲劳指对纤维施
加一不大的恒定拉伸力，
当外力所作的功累积到一
定程度，材料被破坏。
? 2、纤维经受多次加负荷、
去负荷的反复作用，因为
塑性变形的累积，纤维局
部损伤，形成裂痕，最后
被破坏的现象。图中 oa为
第一次加负荷； ab为停顿 ;
bc为去负荷； cd为去负
荷停顿； de为第二次加负
荷； od为第一次剩余变形。
? 表示疲劳特性的指标常
采用坚牢度,
? 它指纤维能承受的加负
荷、去负荷反复循环次
数。
? 坚牢度与纤维的弹性回
复率、屈服应力和断裂
强度有关。此外，每次
加负荷的大小对坚牢度
的影响很大，如图；当
负荷小到一定值时几乎
不会疲劳损坏。
