第一章　纺织纤维

第一节　纺织纤维的定义、基本性能与分类

一、纺织纤维的定义与要求

将直径一般为几微米到几十微米，而长度比直径大百倍、千倍以上的细长物质，称为纤维，如棉花、肌肉、毛发等。长度达到数十毫米以上，具有一定的强度、可挠曲性和互相纠缠抱合性能及其他服用性能而可以用来制造纺织制品（如纱、线、绳带、机织物、针织物、非织造布等）的纤维，称为纺织纤维。纤维不仅可以纺织加工，而且可以作为填充料、增强基体，或直接形成多孔材料，或组合构成刚性或柔性复合材料。

纺织纤维必须具备一定的物理和化学性能，才能满足纺织加工和使用的要求。如具有一定的长度和整齐度；一定的强度；一定的弹性；一定的抱合力和摩擦力；一定的吸湿性；化学稳定性好，对光、热、酸、碱及有机溶剂等具有一定的耐受能力。

二、纺织纤维基本性能指标

（一）吸湿指标

吸湿性是指纺织纤维在空气中吸收或放出水蒸气的性能，表示纤维吸湿性的指标有回潮率和含水率。

1.回潮率　回潮率是指纺织纤维中所含水分的质量占其干重的百分比。

2.含水率　含水率是指纺织纤维中所含水分的质量占其湿重的百分比。

3.标准大气状态下的回潮率　各种纺织纤维的实际回潮率随大气的温湿度条件而变。为了比较各种纺织纤维的吸湿能力，往往把它们放在统一的标准大气条件下，一定时间后使它们的回潮率达到一个稳定值，这时的回潮率称为标准大气状态下的回潮率。

关于标准大气状态的规定，国际上是一致的，而容许的误差则在各国略有不同（表1-1）。我国规定标准大气状态采用2级A类：标准大气压下温度为（20±2）℃，相对湿度为（65±3）%。

表1-1　标准温湿度及允许误差

4.公定回潮率　在贸易和成本计算中，纺织纤维并非处于标准温湿度状态；而且，在标准温湿度状态下，同一种纺织纤维的实际回潮率也还因纤维本身的质量和含杂等因素而有变化，因此，为了计重和核价的需要，必须对各种纺织纤维的回潮率作统一规定，称为公定回潮率。

（二）长度指标

纺织纤维长度是指纤维伸直而未产生伸长时两端间的距离，常用毫米（mm）表示。纤维长度与成纱强度、可纺纱的细度有密切关系，纤维越长，成纱强度越高，可纺纱线越细。

天然纤维的长度是不均匀的，在一定的长度范围内形成一定的长度分布。测定纤维长度时，一般都是测定纤维集合体的长度。根据测定方法的不同，表征纤维长度的指标也很多，主要长度指标如下：

1.手扯长度　商业收购时使用。用手将纤维整理成一端平齐的纤维束，用直尺直接量出纤维束内大多数纤维共同具有的长度，也称唛号长度，即棉包上刷印的品级代号中的长度。

2.主体长度　用于棉纤维，是指一批棉样中含量最多的纤维长度。

3.平均长度　平均长度是指纤维长度的平均值，一般用重量加权平均长度。

4.品质长度　又称右半部平均长度，即比主体长度长的那一部分纤维的重量加权平均长度。品质长度通常较主体长度长2.5～3.5mm，是纺纱工艺中确定工艺参数的重要依据。

化学纤维的长度是根据需要而定的，可以人为控制，其长度一般是均一的。

（三）细度指标

细度是纺织纤维的重要指标。在其他条件相同的情况下，纤维越细，可纺纱的细度也越细，成纱强度也越高；细纤维制成的织物较柔软，光泽较柔和。在纺纱工艺中，用较细的纤维纺纱可降低断头率，提高生产效率，但纤维过细，易纠缠成结。

纤维细度指标有直接指标和间接指标两大类。

1.直接指标　直接指标有直径、投影宽度和截面积、周长、比表面积。截面直径是纤维主要的细度直接指标，它的量度单位用μm，只有当截面接近圆形时，用直径表示细度才合适。目前，纤维的常规试验中，羊毛采用直径来表示其细度。

2.间接指标　间接指标有定长制和定重制。它们是利用纤维长度和重量间的关系来间接表示纤维的线密度。

（1）线密度。线密度是指1000m长的纤维在公定回潮率时的重量克数，单位为特克斯（tex），线密度为法定单位制，其计算式为：

式中：Tt——纤维的线密度，tex；

L——纤维的长度，m；

GK——纤维的公量，g。

（2）纤度。纤度是指9000m长的纤维在公定回潮率时的重量克数，单位为旦尼尔，简称旦，数值上，它等于九分之一特克斯。其计算式为：

式中：Nden——纤维的旦尼尔数，旦。

（3）公制支数。公制支数是指在公定回潮率时质量为1g的纤维所具有的长度米数。其计算式为：

式中：Nm——纤维的公制支数，公支；

L——纤维的长度，m；

GK——纤维的公量，g。

（四）强度指标

纤维在纺纱过程中要不断受到外力的作用，具备一定的强度是纤维具有纺纱性能的必要条件。有强力、强度、断裂伸长率等。

1.断裂强力　断裂强力是指纤维能够承受的最大拉伸外力，单位为牛顿（N）。强力没有可比性。

2.相对强度　相对强度是用以比较不同粗细纤维的拉伸断裂性质的指标。

（1）断裂应力（强度极限）。断裂应力是指纤维或纱线单位面积上能承受的最大拉力，单位为N/mm2（即兆帕）。由于纤维的截面积很难测定，故生产上均不采用这一指标。

（2）断裂强度（相对强度，也称比强度）。断裂强度是指每特（每旦）纤维或纱线所能承受的最大拉力，单位是N/tex（或N/旦）。

（3）断裂长度　断裂长度是指重力等于强力时的纤维长度。

3.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；纤维拉伸至断裂时的伸长率为断裂伸长率。

三、纺织纤维的分类与命名

纺织纤维种类很多，习惯上，按它的来源分为天然纤维和化学纤维两大类。

1.天然纤维　由自然界中直接取得的纤维。主要天然纤维的来源分类与名称见表1-2。

表1-2　主要天然纤维的来源分类与名称

2.化学纤维　凡以天然的或合成的高聚物以及无机物为原料，经过人工加工制成的纤维状物体统称为化学纤维。其最为主要的特征是在人工条件下完成溶液或熔体→纺丝→纤维的过程。化学纤维的分类及名称见表1-3。

表1-3　化学纤维的分类及名称