第一节 纤维的分类及识别
纤维是一种细长而呈柔韧形状的物体。长径比至少在10:1以上,截面积小于0.05mm##2##,宽度小于0.25mm。具有一定的柔曲性、强度、模量、伸长和弹性等。
一、纤维的分类
1.按原料来源分类
纤维按原料来源可分为天然纤维和化学纤维两大类,下面列出了纤维的分类及其细分品种。
(1)天然纤维。由纤维状的天然物质直接分离、精制而成。天然纤维是从自然界原有的或经人工培植的植物、人工饲养的动物身上直接取得的纺织纤维以及矿物质纤维。
①植物纤维:主要组成物质是纤维素,又称为天然纤维素纤维。是从植物的种子、果实、茎、叶等处获得的纤维。主要有棉、木棉、麻等。
②动物纤维:主要组成物质是蛋白质,又称为天然蛋白质纤维,主要有羊毛、骆驼毛、兔毛、桑蚕丝等。
③矿物纤维:是从纤维状结构的矿物岩石中获得的纤维,主要组成物质为各种氧化物、各类石棉等。
(2)化学纤维。化学纤维是以天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物为原料,经过制备纺丝原液、纺丝和后处理等工序制得的具有纺织性能的纤维。
①再生纤维:是指以纤维素和蛋白质等天然高分子化合物为原料,经化学加工制成高分子浓溶液,再经纺丝和后处理而制得的纺织纤维。
②合成纤维:合成纤维是将人工合成的、具有适宜相对分子质量并具有可溶(或可熔)性的线型聚合物,经纺丝成型和后处理而制得的化学纤维。通常将这类具有成纤性能的聚合物称为成纤聚合物。合成纤维除了具有化学纤维的一般优越性能,如强度高、质轻、易洗快干、弹性好、不怕霉蛀等外,不同品种的合成纤维各具有某些独特性能。
2.按纤维长度分类
按照纤维长度可分为长丝和短纤维丝两类,目前全世界生产的化学纤维中,长丝和短纤维产量大约各占一半。
(1)长丝。长丝是指其连续长度很长,通常是以千米计算的连续丝条。一束长丝如果由单根或由6根以下单丝组合而成,可统称为单丝;由数以10计的单丝组成的长丝,则称为复丝。如图1-1所示为涤纶膨体长丝(PET—BCF)。
图1-1 涤纶膨体长丝(PET—BCF)
一些典型长丝纤维的特点如下:
①膨化变形长丝(bulked continuous filament, BCF):是指经过纺丝、拉伸、热空气变形处理制成的蓬松长丝。主要品种有锦纶和丙纶长丝。丝条具有三维卷曲,蓬松性好、覆盖度大、回弹性好的特点。
②预取向长丝(preoriented yarn, POY):是指经高速纺丝获得的取向度在未取向丝(undrawn yarn, UDY)和牵伸丝之间的化纤长丝,高速纺丝的纺丝速度为3000~6000m/min,纺丝速度4000m/min以下的卷绕丝具有较高的取向度,为预取向丝。
③全拉伸长丝(fully drawn yarn, FDY):由纺丝、拉伸一步法获得的具有高取向度和中等结晶度的卷绕丝称为全拉伸丝。常规的有涤纶和锦纶全拉伸丝,都属于化纤长丝。
④拉伸加弹长丝(draw texturing yarn, DTY):是在加弹机器上进行连续或同时拉伸、经过加捻器变形加工后的成品丝。既有变形丝的蓬松性和良好的弹性,又有许多周期性的网络点,提高了长丝的紧密度,省去了纺织加工的若干工序,并能改善丝束通过喷水织机的能力。
⑤全取向长丝(fully oriented yarn, FOY):是指由超高速熔体纺丝制得的高取向卷绕丝。纤维取向度高,染色性好,不匀率低,卷装大。纺丝卷绕速度为5500~6000m/min,甚至高达7000~8000m/min。
(2)短纤维。短纤维是指切成短段状的纤维。仿棉的短纤维线密度较小,长度一般为35~38mm,称为棉型短纤维,仿羊毛的短纤维线密度较大,长度一般为75~150mm,则称为毛型短纤维。
3.按单根纤维组成分类
按照单根纤维内在组成分为单组分纤维和多组分纤维。由同一种高聚物组成的纤维称为单组分纤维,大多数常规纤维为单组分纤维;由两种或两种以上高聚物组成的纤维称为多组分纤维。由两种或两种以上聚合物或具有不同性质的同类聚合物,经复合纺丝制成的纤维,称为复合纤维;如各组分随机分散或较均匀混合的纤维,则称为共混纤维。
4.按纤维横截面形状分类
按照纤维横截面形状可分为常规截面纤维和异形截面纤维。常规截面纤维是指用圆形喷丝孔纺制的纤维,异形截面纤维是指用非圆形喷丝孔或用中空纺丝法纺制的纤维。
溶法纺丝的常规截面纤维,其横截面通常为圆形或近圆形,但用湿法纺丝所得的常规截面纤维,其横截面形状随纤维的种类或纺丝条件而变化,如普通黏胶纤维为圆锯齿形,聚丙烯腈纤维为哑铃形或腰形或近圆形。异形截面纤维(包括溶纺或湿纺的纤维)的横截面均为非圆形,如三角形、三叶形或中空形等。
二、纤维的识别
纤维的识别方法很多,以下只介绍燃烧识别方法,各种纺织纤维由于化学组成不同,在燃烧过程中会产生不同的现象,人们可以从织物边抽出几根经纱和纬纱,退捻使其呈松散状作为试样,放在火焰上燃烧,仔细观察纤维束燃烧时产生的现象。表1-1为几种常用纤维的燃烧识别方法。
表1-1 几种常用纤维的燃烧识别方法