🧶 纺织材料

探索纤维的奥秘,掌握材料科学

纺织材料是纺织工业的基础。从天然纤维到高性能化学纤维,从传统棉麻丝毛到现代智能材料, 了解各种纤维的结构、性能与应用,是纺织学习的第一步。

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天然纤维

来自大自然的馈赠 - 植物纤维与动物纤维

💡 知识点

天然纤维是人类最早使用的纺织材料,具有吸湿透气、舒适亲肤的特点。主要分为植物纤维(纤维素纤维)和动物纤维(蛋白质纤维)两大类。

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棉纤维
Cotton

结构特点:棉纤维呈扁平带状,有天然扭曲(转曲),纵向有条纹,横截面呈腰圆形。纤维由外层的角质层、中层的初生层和次生层组成。

主要产地:中国、印度、美国、巴基斯坦、巴西等。中国主产区为新疆、黄河流域和长江流域。

主要性能:吸湿透气性好(公定回潮率8.5%),保暖适中,耐热性好,耐碱不耐酸,染色性能优良。

吸湿透气 舒适亲肤 易皱 耐用
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麻纤维
Linen/Ramie

主要品种:苎麻(中国草)、亚麻、黄麻、大麻、剑麻等。苎麻品质最优,有"中国草"之称。

结构特点:纵向有横节竖纹,横截面呈不规则多边形。纤维粗硬,有独特的凉爽感。

主要性能:吸湿放湿快(公定回潮率12%),导热性好,穿着凉爽,强度高(高于棉),抗菌防霉,耐晒。

凉爽透气 强度高 抗菌 易皱
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蚕丝
Silk

结构特点:蚕丝是由丝胶包裹的两根丝素单丝组成。纵向平直光滑,横截面呈不规则三角形。丝素蛋白含量70-80%。

主要产地:中国(占世界产量70%以上)、印度、乌兹别克斯坦、泰国等。中国以浙江、江苏、四川为主。

主要性能:光泽柔和亮丽(丝鸣现象),手感柔软滑爽,强度高(与钢丝相当),吸湿透气,保暖性好,耐热性优良。

光泽优雅 柔软滑爽 强度高 不耐日晒
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羊毛
Wool

主要品种:绵羊毛(美利奴羊毛最优)、山羊绒(开司米)、马海毛、羊驼毛、兔毛等。

结构特点:羊毛纤维表面有鳞片层,呈鳞片状覆盖。鳞片层使羊毛具有毡缩性。横截面呈圆形或椭圆形。

主要性能:保暖性极佳(卷曲结构储存空气),吸湿性好(公定回潮率16%),弹性回复性优良,耐酸不耐碱,易虫蛀。

保暖极佳 弹性好 吸湿 易毡缩

🎯 天然纤维典型应用

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内衣与T恤

采用精梳棉或长绒棉,柔软亲肤,吸汗透气,适合贴身穿着。高档内衣使用埃及长绒棉或皮马棉。

精梳棉 莫代尔混纺
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夏季西装

亚麻或苎麻面料,凉爽透气,吸湿排汗快,是夏季西装、衬衫的首选面料。

亚麻 混纺
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高档礼服

桑蚕丝面料,光泽优雅,垂感好,常用于旗袍、晚礼服、高档围巾等。

桑蚕丝 缎纹
🧥

冬季大衣

美利奴羊毛或羊绒面料,保暖性极佳,手感柔软,是高档大衣的首选材料。

羊绒 粗纺呢绒
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化学纤维

现代工业的智慧结晶 - 再生纤维与合成纤维

📊 化学纤维分类

化学纤维分为再生纤维(以天然高分子为原料,如粘胶、天丝)和合成纤维(以石油为原料,如涤纶、锦纶、腈纶、丙纶)两大类。

🔄 再生纤维素纤维

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粘胶纤维
Viscose / Rayon

生产工艺:以天然纤维素(木浆、棉短绒)为原料,经碱化、老化、黄化等工序制成粘胶溶液,再经纺丝凝固而成。

主要性能:吸湿性最好(公定回潮率13%),手感柔软光滑,染色鲜艳,穿着舒适。但湿强度低(干强50%),易皱,缩水率大。

吸湿性强 柔软光滑 湿强低 悬垂好
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莱赛尔/天丝
Lyocell / Tencel

生产工艺:采用NMMO溶剂直接溶解纤维素,干喷湿纺而成。溶剂回收率高达99%,被称为"21世纪绿色纤维"。

主要性能:兼具棉的舒适性、粘胶的悬垂性、涤纶的强度、真丝的手感。强度高(干湿强接近),吸湿透气,光泽柔和。

绿色环保 强度高 原纤化 桃皮绒感

🧪 合成纤维

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涤纶(聚酯纤维)
Polyester / PET

市场地位:世界产量最大的合成纤维,占化学纤维产量的80%以上。以精对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为原料。

主要性能:强度高、耐磨、弹性好、抗皱免烫、耐热性好、耐光性优良。缺点是吸湿性差(回潮率0.4%)、易起静电、透气性差。

改性品种:吸湿排汗涤纶、抗起球涤纶、阳离子可染涤纶、细旦涤纶等。

强度高 抗皱免烫 快干 吸湿差
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锦纶(尼龙/聚酰胺)
Nylon / Polyamide

历史意义:世界上第一种合成纤维(1935年杜邦公司发明),被称为" synthetic silk "。

主要性能:强度最高、耐磨性最好(棉的10倍)、弹性回复性优良、质轻。缺点是耐光性差、易变形、耐热性一般。

主要品种:锦纶6(聚己内酰胺)、锦纶66(聚己二酰己二胺)、锦纶610等。

强度最高 超耐磨 弹性好 耐光差
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腈纶(聚丙烯腈)
Acrylic

产品定位:被称为"合成羊毛",外观和手感类似羊毛,保暖性优良。

主要性能:蓬松柔软、保暖性好、耐日光性最佳(优于羊毛)、耐化学腐蚀。缺点是耐磨性差、易起球、吸湿性差。

主要应用:毛衫、毛毯、人造毛皮、户外遮阳织物等。

合成羊毛 耐晒 蓬松保暖 易起球
丙纶(聚丙烯)
Polypropylene / PP

独特优势:密度最小(0.91g/cm³,唯一比水轻的纤维),耐酸碱、耐化学腐蚀性能极佳。

主要性能:强度高、耐磨、弹性好、电绝缘性好。缺点是耐热性差(熔点165°C)、耐光性差、染色困难。

主要应用:地毯、渔网、绳索、土工布、医用卫生材料、运动服装(芯吸排汗)等。

最轻纤维 耐化学 芯吸排汗 耐热差
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新型高性能纤维

尖端科技材料 - 航空航天与特殊领域应用

⚠️ 注意

高性能纤维通常用于特殊领域,价格昂贵,加工困难,不适合普通服装使用。主要包括碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等。

碳纤维
Carbon Fiber

制备工艺:以聚丙烯腈(PAN)或沥青为原料,经预氧化、碳化(1000-1500°C)和石墨化(2000-3000°C)制成。

性能特点:强度和模量极高(比强度是钢的5倍),密度小(1.75-2.0g/cm³),耐高温(2000°C以上),导电导热,化学稳定性好。

主要应用:航空航天(飞机、卫星)、汽车(赛车、新能源汽车)、体育器材(自行车、高尔夫球杆)、建筑加固等。

超高强度 超轻 耐高温 昂贵
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芳纶纤维
Aramid / Kevlar

主要品种:对位芳纶(PPTA,如Kevlar、Twaron)和间位芳纶(PMIA,如Nomex)。

性能特点:强度极高(钢丝的5-6倍),耐高温(分解温度约400°C),阻燃自熄,绝缘性好。对位芳纶强度高,间位芳纶耐热阻燃。

主要应用:防弹衣、航空航天、轮胎增强、消防服、绝缘材料、高温过滤材料等。

防弹 耐高温 阻燃 高强
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超高分子量聚乙烯
UHMWPE / Dyneema

材料特性:分子量超过100万的聚乙烯,通过凝胶纺丝制成。商品名Dyneema(帝斯曼)和Spectra(霍尼韦尔)。

性能特点:比强度最高(比碳纤维高,比钢高15倍),密度最小(0.97g/cm³,可浮于水),耐磨、耐化学腐蚀、耐低温。

主要应用:防弹装甲、深海缆绳、帆船绳索、医疗器械、运动防护等。

比强度最高 浮于水 耐磨损 耐低温

功能纤维

智能与特种功能 - 满足特殊使用需求

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抗菌纤维

添加银离子、铜离子或天然抗菌剂,抑制细菌生长。用于内衣、袜子、医用纺织品。

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阻燃纤维

通过共聚或后整理赋予阻燃性能。极限氧指数(LOI)大于28。用于消防服、军用服装、航空内饰。

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防水透湿纤维

微孔膜或亲水基团实现防水同时排出水蒸气。用于冲锋衣、户外运动服。

🌡️

相变调温纤维

含有相变材料(PCM),在特定温度吸热或放热。用于户外服装、床上用品。

导电纤维

添加导电炭黑、金属纤维或导电聚合物。用于抗静电服、电磁屏蔽、智能服装。

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防紫外线纤维

添加紫外线吸收剂或反射剂,UPF值大于40。用于夏季服装、遮阳用品。

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纱线结构与性能

从纤维到纱线的转变 - 纺纱工艺基础

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单纱

由纤维直接纺成的纱线,结构较松散,强力较低。常用于织造粗支织物或作为股线的原料。

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股线

两根或以上单纱并合加捻而成,结构紧密,强力高,耐磨性好,光泽柔和。高档织物多用股线。

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花式纱

通过特殊工艺形成结节、圈圈、辫子等特殊外观效果。用于装饰织物、手工艺品。

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包芯纱

以长丝为芯,外包短纤维,兼具两者优点。如氨纶包芯纱(弹力牛仔布)、涤棉包芯纱。

📐 纱线细度表示方法

表示方法 定义 单位 适用纤维 数值特点
特克斯 (tex) 1000米纱线的克重 tex / dtex 化学纤维 数值越大纱越粗
公支 (Nm) 1克纱线的长度米数 公支 毛纺、麻纺 数值越大纱越细
英支 (Ne) 1磅纱线的840码倍数 英支 棉纺 数值越大纱越细
旦尼尔 (D) 9000米长丝的克重 长丝、化纤 数值越大丝越粗
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织物结构

从纱线到织物 - 织造与编织

机织物(梭织物)

经纱和纬纱交织而成。结构稳定,布面平整。包括平纹、斜纹、缎纹三大基础组织。

针织物

纱线弯曲成线圈相互串套而成。弹性好,柔软透气。分为纬编和经编两大类。

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非织造布

纤维直接通过机械、化学或热粘合方式成布。生产速度快,成本低。用于医疗、卫生、过滤等。

📊 织物组织对比

织物类型 特点 优点 缺点 典型应用
平纹 经纬纱一上一下交织 结构紧密、耐磨、挺括 手感较硬、光泽一般 衬衫、床单、帆布
斜纹 形成斜向纹路 手感柔软、光泽好、弹性 耐磨性次于平纹 牛仔布、卡其布
缎纹 浮长线长,交织点少 光泽优雅、手感柔滑 易勾丝、不耐磨 礼服、被面、领带
纬编针织 线圈横向串套 弹性好、柔软透气 易变形、卷边 T恤、毛衫、内衣
经编针织 线圈纵向串套 尺寸稳定、不易卷边 弹性较小 泳衣、窗帘、蕾丝
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纤维鉴别方法

感官识别与科学检测 - 准确判断纤维种类

👁️感官鉴别法

  • 目测:观察纤维形态、光泽、颜色
  • 手感:触摸柔软度、光滑度、冷暖感
  • 耳听:撕裂或摩擦时的声音
  • 鼻嗅:特殊气味(如羊毛的油脂味)
  • 适用于有经验者的快速初步判断

🔥燃烧鉴别法

  • 观察纤维接近火焰、在火焰中、离开火焰的状态
  • 闻燃烧气味
  • 观察灰烬形态和颜色
  • 快速、简便,破坏性检测
  • 适用于纯纺面料,混纺面料难以准确判断

🔬显微镜观察法

  • 纵向观察:纤维表面形态特征
  • 横截面观察:切片后观察截面形状
  • 可准确鉴别天然纤维和异形化纤
  • 需要显微镜设备和制样技术
  • 非破坏性检测,可重复验证

⚗️化学溶解法

  • 使用特定化学试剂溶解纤维
  • 根据溶解情况判断纤维种类
  • 可定量分析混纺比例
  • 准确度高,但操作复杂
  • 常用于实验室精确分析

🔥 常见纤维燃烧特征表

🌱 棉/麻
易燃,黄色火焰,烧纸味,灰烬细软灰色,一捻即碎
🐑 羊毛/蚕丝
不易燃,起泡,烧毛发臭味,黑色脆性灰烬,一捏即碎
💧 粘胶纤维
易燃,黄色火焰,烧纸味,灰烬细软灰色(类似棉)
💎 涤纶
熔融收缩,滴落,芳香甜味,黑色硬块,可拉丝
🎣 锦纶
熔融滴落,蓝色火焰,芹菜味,褐色硬珠,不易碎
🧸 腈纶
熔融收缩,黑烟,辛辣味,黑色硬块,易碎
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纤维性能综合对比

数据化分析 - 科学选材依据

纤维名称 类型 公定回潮率(%) 强度 耐磨性 抗皱性 保暖性 主要用途
天然 8.5
内衣、衬衫、牛仔
羊毛 天然 16.0
大衣、毛衫、西装
蚕丝 天然 11.0
礼服、丝巾、床品
涤纶 化学 0.4
运动服、外套、家纺
锦纶 化学 4.5
最优
最优
袜子、运动服、绳缆
腈纶 化学 2.0
毛衫、毛毯、人造毛皮
粘胶 再生 13.0
连衣裙、里料、家纺

🧠 小测验 - 检验你的学习成果

问题:以下哪种纤维被称为"合成羊毛",常用于制作保暖毛衫?
A. 涤纶(聚酯纤维)
B. 锦纶(尼龙)
C. 腈纶(聚丙烯腈)
D. 丙纶(聚丙烯)

提示:答案在本页面"化学纤维 - 合成纤维"部分可以找到!