1、纤维化学与物理纤维化学与物理 詹怀宇詹怀宇 主编主编纤维化学与物理课程内容纤维化学与物理课程内容绪论绪论植物纤维原料的化学成分及生物植物纤维原料的化学成分及生物结构结构纤维素纤维素(cellulose)(cellulose)半纤维素半纤维素(hemicellulose(hemicellulose)木素木素(Lignin)(Lignin)第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 纤维的来源与分类纤维的来源与分类纤维概念纤维概念 指长度与截面直径之比较大，具有一指长度与截面直径之比较大，具有一定柔性和强度的细长物体。定柔性和强度的细长物体。天然纤维天然纤维化学纤维化学纤维人造纤维人造纤维合成纤维合成纤维
2、植物纤维植物纤维动物纤维动物纤维一、纤维的分类一、纤维的分类天然纤维天然纤维化学纤维化学纤维人造纤维人造纤维合成纤维合成纤维植物纤维植物纤维动物纤维动物纤维纤维的分类纤维的分类第二节第二节 纤维的基本结构纤维的基本结构纤维结构的三个层次纤维结构的三个层次一次结构一次结构二次结构二次结构三次结构三次结构一次结构：一次结构：（链结构）（链结构）1 1、基本结构单元、连接类型、基本结构单元、连接类型2 2、分子大小、空间排布（如伸直链、折叠链）、分子大小、空间排布（如伸直链、折叠链）与溶解性、粘度、密度、熔点等各种特性有关与溶解性、粘度、密度、熔点等各种特性有关链结构描述一个分子链中原子或基因的几何
3、链结构描述一个分子链中原子或基因的几何排列情况。排列情况。二次结构二次结构（聚集态结构、超分子结构）聚集态结构、超分子结构）聚集态结构指高分子整体的内部结构，包括晶聚集态结构指高分子整体的内部结构，包括晶体结构、非晶体结构、取向态结构以及液晶结体结构、非晶体结构、取向态结构以及液晶结构。构。决定高分子的使用性能决定高分子的使用性能三次结构三次结构（形态结构）（形态结构）尺度比超分子结构更大的一些单元的特征。如：尺度比超分子结构更大的一些单元的特征。如：纤维断面的结构、形态，纤维中的空洞、裂隙纤维断面的结构、形态，纤维中的空洞、裂隙的大小分布等。的大小分布等。一、纤维的分子结构一、纤维的分子结构
4、1、链的化学结构：、链的化学结构：纤维化学与物理纤维化学与物理P3表表1-1纤维化学与物理纤维化学与物理P4表表1-12、链的化学异构和立体异构：、链的化学异构和立体异构：具有相同的分子式而性质完全不同的化具有相同的分子式而性质完全不同的化学物称为异构体学物称为异构体链的化学异构：链的化学异构：支化异构、顺序异构、结构异构支化异构、顺序异构、结构异构链的立体异构：链的立体异构：旋光异构、几何异构旋光异构、几何异构3、链的长度、链的长度相对分子量及其分布相对分子量及其分布以统计方法得到的高聚物的平均相对分子量以统计方法得到的高聚物的平均相对分子量n 数均分子量数均分子量n 重均分子量重均分子量n
5、 黏均分子量黏均分子量n Z均分子量均分子量4、链的柔顺性、链的柔顺性二、纤维的聚集态结构二、纤维的聚集态结构1、纤维的晶态结构：、纤维的晶态结构：（2）高聚物形成晶态的条件：）高聚物形成晶态的条件：（1）晶体学基本概念：）晶体学基本概念：2、纤维的非晶态结构：、纤维的非晶态结构：非结晶性高聚物的纤维非结晶性高聚物的纤维 非结晶态非结晶态结晶性高聚物的纤维结晶性高聚物的纤维 结晶态和非结晶态共存于结晶态和非结晶态共存于一体，结晶态和非结晶态之间存在过渡状态一体，结晶态和非结晶态之间存在过渡状态3、纤维的取向结构：、纤维的取向结构：三、纤维的形态结构指纤维中尺寸比超分子结构更大一些单元的敛集特征
6、。指纤维中尺寸比超分子结构更大一些单元的敛集特征。第三节 纤维的基本性质一、纤维的长度、宽度与密度一、纤维的长度、宽度与密度纤维的长度和宽度一般指平均纤维长度和平均纤维纤维的长度和宽度一般指平均纤维长度和平均纤维宽度。宽度。单位：毫米，微米单位：毫米，微米纤维粗度：纤维每单位长度的质量，纤维粗度：纤维每单位长度的质量，mg/100m二、纤维的吸湿、润胀和溶解二、纤维的吸湿、润胀和溶解1、纤维的吸湿：、纤维的吸湿：纤维从大气中吸水或纤维中的水逸散到大纤维从大气中吸水或纤维中的水逸散到大气中的综合现象称为纤维的吸湿性气中的综合现象称为纤维的吸湿性 吸湿的主要原因：吸湿的主要原因：影响吸湿性的因素：
7、影响吸湿性的因素：回潮率、含水率回潮率、含水率纤维的吸湿性纤维的吸湿性2、纤维的润胀与溶解：、纤维的润胀与溶解：纤维的高分子与溶剂的结合纤维的高分子与溶剂的结合润胀润胀无限润胀无限润胀溶解溶解影响纤维溶解的因素：影响纤维溶解的因素：n分子量分子量n支链支链n交联交联n结晶度结晶度1、纤维的主要力学性能、纤维的主要力学性能 断裂强度和断裂伸长断裂强度和断裂伸长 初始模量初始模量三、纤维的力学性能三、纤维的力学性能 屈服点屈服点 断裂功断裂功 回弹性回弹性 耐磨性耐磨性 耐疲劳性耐疲劳性2、纤维的应力、纤维的应力-应变曲线应变曲线纤维化学与物理纤维化学与物理P17 图图1-4四、纤维的光学性质四、
8、纤维的光学性质1、纤维的折光指数与双折射、纤维的折光指数与双折射2、光的反射、全反射与纤维的光泽、光的反射、全反射与纤维的光泽3、光吸收与二向色性、光吸收与二向色性五、纤维的热性质五、纤维的热性质1、纤维的比热容、纤维的比热容2、纤维的导热系数、纤维的导热系数3、纤维的耐热性、纤维的耐热性六、纤维的燃烧性能六、纤维的燃烧性能1、纤维的电阻、纤维的电阻2、纤维的静电现象、纤维的静电现象七、纤维的电学性能七、纤维的电学性能八、纤维的染色性能八、纤维的染色性能n一、纤维原料用于造纸工业一、纤维原料用于造纸工业n二、纤维材料用于制革工业二、纤维材料用于制革工业n三、纤维材料用于纺织工业三、纤维材料用于纺织工业n四、纤维材料用于其它工业四、纤维材料用于其它工业第四节 纤维材料的工业应用第五节 纤维鉴别概述n一、显微镜法一、显微镜法n二、燃烧法二、燃烧法n三、溶解法三、溶解法n四、着色性四、着色性
