图解纤维材料
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1.纤维的基础知识

1.1 纤维分类

按照传统教科书的定义,所谓纤维是指具有一定长度和柔性的长条状物质,其长径比一般要大于1000。用作纺织材料的纤维还应当具有一定的强度、韧性和尺寸稳定性。

为了叙述的方便和便于读者按照历史习惯的查阅,故将纤维的分类按照下述的思路进行编排,即纤维的分类规则如下所示。

1.1.1 天然纤维(natural fibers)

(1)纤维素纤维(cellulose fibers)包括:种子毛纤维——棉、木棉,韧皮纤维——亚麻、苎麻、大麻、黄麻,叶脉纤维——马尼拉麻、西沙尔麻,竹原纤维。

(2)蛋白纤维(protein fibers)包括:兽毛纤维——羊毛、开司米、马海毛、羊驼毛、骆驼毛,蚕丝纤维——蚕丝(家蚕、野蚕),羽毛纤维——鸭毛、鹅毛等禽类羽毛。

(3)无机纤维(inorganic fibers)包括:矿物纤维——石棉。

1.1.2 化学纤维(人造纤维)

1.1.2.1 依据材料的化学结构分类

按材料的化学结构不同,化学纤维(chemical fibers、man-made fibers)可分为再生纤维和合成纤维。

(1)再生纤维(regenerated fibers)包括再生纤维素纤维、半合成纤维、再生蛋白纤维、海藻纤维及甲壳素类纤维等。

①再生纤维素纤维(regenerated cellulose fibers)包括:粘胶纤维:长丝及短纤维,高湿模量纤维(波利诺西克、莫代尔、富强纤维)以及帘子线用高强高模纤维;铜氨纤维;天丝。

②半合成纤维(semi-synthetic fibers)包括:醋酸纤维素纤维:二醋酸纤维素纤维、三醋酸纤维素纤维,硝酸纤维素纤维。

③再生蛋白纤维(regenerated protein fibers)包括:聚丙烯腈(聚乙烯醇)—牛乳蛋白共聚纤维,聚乙烯醇(聚丙烯腈)—大豆蛋白共聚纤维。

④海藻纤维(藻朊酸盐纤维)(alginic acid fibers)。

⑤甲壳素类纤维(chitin fibers)包括:甲壳素纤维、壳聚糖纤维。

(2)合成纤维(synthetic fibers)包括聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈系纤维等。

①聚酰胺纤维(polyamide fibers)包括:脂肪族聚酰胺纤维(锦纶6、锦纶66等),全芳香族聚酰胺纤维:聚对苯二甲酰对苯二胺纤维(芳纶1414、PPTA纤维、Kevlar纤维),聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(芳纶1313、PMIA纤维、Nomex纤维)。

②聚酯纤维(polyester fibers)包括:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维、聚乳酸(PLA)纤维、聚丁二酸乙二醇酯纤维、芳香族聚酯纤维。

③聚丙烯腈系纤维(polyacrylonitrile fibers)包括:聚丙烯腈(PAN)纤维、聚丙烯腈—聚氯乙烯共聚纤维(腈氯纶)。

④聚烯烃纤维(polyolefin fibers)包括:聚乙烯(PE)纤维、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维(高强高模量聚乙烯纤维)、聚丙烯(PP)纤维。

⑤聚乙烯醇缩甲醛(PVA)纤维(polyvinyl alkohol fibers)。

⑥聚氯乙烯系纤维(polyvinyl chloride fibers)包括:聚氯乙烯(PVC)纤维(氯纶)、聚过氯乙烯纤维(过氯纶)。

⑦聚氨酯(PU)纤维(氨纶)(polyurethane fibers)。

⑧聚四氟乙烯(PTFE)纤维(氟纶)(polytetrafluoroethylene fibers)。

⑨杂环高分子高强度高模量纤维(heterocyclic polymer fibers)包括:PBZ纤维:聚对亚苯基苯并双噻唑(PBT)纤维、聚对亚苯基苯并双唑(PBO)纤维和聚酰亚胺(PI)纤维。

(3)人造无机纤维包括:碳纤维(PAN基、纤维素基、沥青基),玻璃纤维,矿渣纤维(矿渣棉纤维),硅碳化钙纤维,硼纤维,无机单晶纤维,岩石纤维(火山岩纤维),铝纤维,金、银丝,不锈钢纤维,合金金属纤维。

1.1.2.2 依据化学纤维材料的性状分类

依据化学纤维材料的性状不同可分为:长丝、短纤维、复合纤维、异形截面纤维、超细纤维等。

(1)长丝(filament)包括:预取向丝(POY),牵伸未取向丝—拉伸加捻(UDY—DT)、预取向丝—拉伸加捻(POY—DT)、全取向丝(FDY)、高取向丝(HOY)等,[假捻丝(涤纶低弹丝(DTY)、锦纶高弹丝]、空气变形丝(ATY)及膨体变形长丝(BCF)。

(2)短纤维(staple fibers)包括:棉型、毛型、中长型及牵切丝束。

(3)复合纤维(composite fibers)包括:皮芯复合纤维、并列复合纤维、多层并列复合纤维、橘瓣型复合纤维、中空橘瓣型复合纤维、齿轮型复合纤维、米字型复合纤维及海岛型复合纤维等。

(4)异形截面纤维(irregularly shaped fibers)包括:三角形、Y形、W形、米字形、十字形、多角形、方形、圆中空形(单孔、多孔)、三角中空形、一字形、T形等。

(5)超细纤维(ultra-fine fibers)包括:直纺法超细纤维、复合纺丝法超细纤维、共混纺丝法超细纤维、熔喷法超细纤维、静电纺丝法超细纤维、闪蒸法超细纤维及天然超细纤维。

1.1.2.3 依据化学纤维的功能性分类

依据化学纤维的功能性不同可分为:阳离子染料(高温高压型及常压型)可染聚酯纤维,分散染料常压可染聚酯纤维,可染聚丙烯纤维,吸湿、排汗、速干性纤维,抗静电性纤维,导电性纤维,抗起球性纤维,阻燃性纤维,弹性纤维,抗紫外线纤维,抗菌抑菌性纤维,耐氯漂性纤维,疏水性纤维,形状记忆性纤维,有色纤维(母粒着色),不同光泽(半消光、全消光、大有光)纤维等。