2-第二章纤维的结构特征r1摘要.ppt

图2- 26 维纶纤维的晶胞结构示意图 （5）维伦（PVA) 2. 差别化纤维 图2-27 中空微孔纤维SEM照片 （1）异形与多孔纤维 图2-28 多种复合纤维的截面结构示意图 （2）复合与超细纤维 图2-30 典型超细纤维成形方法示意图 图2-29 复合纺丝法制成的夹层导电纤维 图2-31 两种弹性结构的示意图 （3）弹性结构纤维 1．名词解释：单基 聚合度 结晶度 取向度 两相结构 2．?结晶度和取向度与纤维结构及性能有何关系？ 3．典型的再生纤维素纤维在结构上与天然纤维素纤维有哪些异同？ 4．?天然纤维与化学纤维的形态结构分别由什么因素决定的？ 思考题? 3. 纤维的取向结构 纤维大分子排列方向与纤维轴向吻合的程度称为取向度。一般将这一特征明显的结构称为取向结构。 结晶与取向是两个概念，结晶度大不一定取向度高.结晶与取向有一定联系，对于加工丝，一般说来，结晶度高，取向度也高。???? 取向度与纤维性能间的关系：纤维的取向度大，大分子可能承受的轴向拉力也大，拉伸强度较大，伸长较小，模量较高，光泽较好，各向异性明显 。 一、纤维的形态结构 1. 基本内容 纤维的形态结构，是指纤维在光学显微镜或电子显微镜、乃至原子力显微镜下能被直接观察到的结构。一般按尺度和部位分为三类：表观形态、表面结构和微细结构。 影响纤维的形态的因素:? 天然纤维的形态由品种决定 化学纤维的形态由喷丝孔形状、纺丝方法决定 2. 纤维的原纤结构 基原纤—微原纤—原纤—巨原纤—细胞 （1）基原纤 由几根以至十几根长链分子，相互平行或螺旋状地按一定距离、相对稳定地结合在一起的大分子束组成，直径1-3nm，并具有一定的柔曲性。 （2）微原纤 由若干根基原纤平行排列组合在一起的大分子束，直径4-8nm，也有高达100nm。 图2-1 微原纤的堆砌形式示意图 （3）原纤 由若干基原纤或含若干根微原纤大致平行组合在一起的更为粗大的大分子束，直径10-30nm。 （4）巨原纤 由多个微原纤或原纤堆砌而成的结构体，直径100-600nm。 （5）细胞 由巨原纤或微原纤直接堆砌而成的，并有明显的细胞边界。 第二节 纤维的结构特征与测量 一、纺织纤维结构的一般特征 从形态上看：要求具有一定的长度和细度；较高的长径比；具备形成一维材料的基本条件； 从聚集态结构看：要求具有一定的结晶和取向，但又必须有一定的无定形区； 从大分子组成和结构上看：要求分子量较高、且分子量分布应比较窄，支链较短，侧基要小。 二、纤维化学结构的测量 1. 化学结构的测量 （1）质谱分析 通过对纤维样品的气相离子的质量电荷比和离子的强度，对纤维的组成和链结构进行定量化的表征，或直接依据质谱图对纤维组分进行识别。 （2）红外吸收光谱 可对高聚物或混合物的极性基团及其含量的吸收带强度进行识别和定量分析，尤其是对链结构和组成敏感的特征吸收峰的分析，可以获得纤维的组分和链结构信息。 （3）紫外与可见光谱 可测定在10-400nm紫外吸收光谱范围及400-800nm可见光范围具有不饱和及不对称电子的分子。 （4）核磁共振光谱 可测定在外部磁场作用下，分子内部发生化学位移的核群及吸收带，以及相邻核的信息，计算出各吸收强度与各核群的比例。 2. 分子量及其分布的测量 端基法和粘度法：测量数均和粘均分子量； 凝胶渗透色谱法和光散射法：测量大分子溶液的重均和Z均分子量。 三、纤维聚集态结构的测量 1. 结晶结构及非晶结构 （1）测量方法 密度法 X射线衍射法 热分析法 红外光谱法 电子显微镜法 （2）表征指标 结晶度 晶体类型 结晶大小和形状 晶区分布 非晶区结构 2. 取向结构 （1）纤维的取向结构 可用显微观察方法，或进行各结构单元间的染色增强的制样方法来观察。其最为重要的表征指标是取向度。 （2）纤维取向度的测量方法 X射线或电子衍射法 红外二色性法 光学偏振法 声速模量法 染色二色性法 导热系数法 介电系数法 四、纤维形态结构特征的测量 1. 一般观察及测量 图2-8 SEM和TEM试样制备与观察流程示意图 光学显微镜：观察0.2um以上的结构形态； SEM和TEM：观察0.2um以下的结构形态。 2. 所需结构信息特征化的制样 对于纤维的横向截面：可采用切断后的溶胀、等离子体刻蚀等，以及快速或慢速拉断、冷冻断裂、超薄切片等方法； 对于纤维的纵向：可采用纵向切开及其断面的等离子体刻蚀处理，超薄切片及其片染强化，或研磨、撕裂、扭转劈裂破坏等方法； 对于纤维的多孔结构：可采用压汞法、气体吸附法和密度法等。