| 词条 | 纤维 |
| 释义 | 纤维（Fiber）：一般是指细而长的材料。纤维具有弹性模量大，塑性形变小，强度高等特点，有很高的结晶能力，分子量小，一般为几万。 拼音纤(xiān)维(wéi） 纤维（美：fiber；英：fibre）是指由连续或不连续的细丝组成的物质。在动植物体内，纤维在维系组织方面起到重要作用。纤维用途广泛，可织成细线、线头和麻绳，造纸或织毡时还可以织成纤维层；同时也常用来制造其他物料，及与其他物料共同组成复合材料。 纤维可被分作天然纤维及人造纤维。 纤维分类一、天然纤维天然纤维是自然界存在的，可以直接取得纤维，根据其来源分成植物纤维、动物纤维和矿物纤维三类。 (一)植物纤维 植物纤维是由植物的种籽、果实、茎、叶等处得到的纤维，是天然纤维素纤维。从植物韧皮得到的纤维如亚麻、黄麻、罗布麻等；从植物叶上得到的纤维如剑麻、蕉麻等。植物纤维的主要化学成分是纤维素，故也称纤维素纤维。 植物纤维包括：种子纤维、韧皮纤维、叶纤维、果实纤维。 种子纤维：是指一些植物种子表皮细胞生长成的单细胞纤维。如棉、木棉。 韧皮纤维：是从一些植物韧皮部取得的单纤维或工艺纤维。如：亚麻、苎麻、黄麻、竹纤维。 叶纤维：是从一些植物的叶子或叶鞘取得的工艺纤维。如：剑麻、蕉麻。 果实纤维：是从一些植物的果实取得的纤维。如：椰子纤维。 (二)动物纤维 动物纤维是由动物的毛或昆虫的腺分泌物中得到的纤维。从动物毛发得到的纤维有羊毛、兔毛、骆驼毛、山羊毛、牦牛绒等；从动物腺分泌物得到的纤维有蚕丝等。动物纤维的主要化学成分是蛋白质，故也称蛋白质纤维。 动物纤维 (天然蛋白质纤维) 包括：毛发纤维和腺体纤维。 毛发纤维：动物毛囊生长具有多细胞结构由角蛋白组成的纤维。 如：绵羊毛、山羊绒、骆驼毛、兔毛、马海毛。 丝纤维: 由一些昆虫丝腺所分泌的，特别是由鳞翅目幼虫所分泌的物质形成的纤维，此外还有由一些软体动物的分泌物形成的纤维。如：蚕丝。 (三)矿物纤维 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，如二氧化硅、氧化铝、氧化镁等，其主要来源为各类石棉，如温石棉，青石棉等。 二、化学纤维化学纤维是经过化学处理加工而制成的纤维。可分为人造纤维（再生纤维），合成纤维和无机纤维。 (一)人造纤维（再生纤维） 人造纤维也称再生纤维。 人造纤维是用含有天然纤维或蛋白纤维的物质，如木材、甘蔗、芦苇、大豆蛋白质纤维等及其他失去纺织加工价值的纤维原料，经过化学加工后制成的纺织纤维。主要用于纺织的人造纤维有：黏胶纤维、醋酸纤维、铜氨纤维。 再生纤维是指将天然高聚物制成的浆液高度纯净化后制成的纤维，如再生纤维素纤维、再生蛋白质纤维、再生淀粉纤维以及再生合成纤维。 (二)合成纤维 合成纤维的化学组成和天然纤维完全不同，是从一些本身并不含有纤维素或蛋白质的物质如石油、煤、天然气、石灰石或农副产品，先合成单位，再用化学合成与机械加工的方法制成纤维。如聚酯纤维（涤纶）、聚酰胺纤维（锦纶或尼龙）、聚乙烯醇纤维（维纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚丙烯纤维（丙纶）、聚氯乙烯纤维（氯纶）等。 (三)无机纤维 无机纤维是以天然无机物或含碳高聚物纤维为原料，经人工抽丝或直接碳化制成。包括玻璃纤维，金属纤维和碳纤维。 三、其他分类度与细度有棉型（38 ~ 51mm）、毛型（64 ~ 114mm）、丝型（长丝）、中长型（51 ~ 76mm）、超细型（<0.9dtex）之分。 面形态有普通圆形、中空和异形纤维以及环状或皮芯纤维。 曲有高卷曲、低卷曲、异卷曲、无卷曲之分。 化纤维；高性能纤维；功能或智能纤维。 工方式对天然纤维有不同初加工和改性的纤维。 纤维有高速纺丝、牵伸丝（DTY）、预或全取向丝（POY或FOY）、变形丝等。 维资源状态可分为大宗纤维和特种纤维。 纤维在各行各业中纤维在纺织业纤维是天然或人工合成的细丝状物质．在现代生活中，纤维的应用无处不在，而且其中蕴含的高科技还不少呢。导弹需要防高温，江堤需要防垮塌，水泥需要防开裂，血管和神经需要修补，这些都离不开纤维这个小身材的“神奇小子”。 穿得舒服， 御寒防晒，是我们对衣服的最初要求，如今这个要求已很容易达到。海藻碳纤维做成衣服后，穿着时能长期使人体分子摩擦产生热反应，促进身体血液循环，因此能蓄热保温，而防紫外线辐射的纤维制成衣服便可减少我们夏日撑伞的麻烦。 不过现在人们不仅要求穿得暖和，还增加了许多新要求，纤维都能一一满足：过去的年代曾经流行过 “涤盖棉”、“丙盖棉”，面料外涤里棉，是因为棉和肌肤的亲和性好，而涤与丙纶结实耐磨，方便洗涤。现在的新材料有了颠覆性的转变，可以“棉盖涤”、“棉盖丙”，新型的抗菌导湿纤维，比通常的纤维直径?穴10μm一100μm?雪要小，织成的面料可以使汗液透过，却不附着，这样汗液便被排到外层的棉布层，衣服贴身面便可随时保持干爽……千变万化，只为了帮我们穿着更舒适。 纤维在军事而纤维更大的作用早已不仅停留在日常穿着了，粘胶基碳纤维帮导弹穿上“防热衣”，可以耐几万度的高温；无机陶瓷纤维耐氧化性好，且化学稳定性高，还有耐腐蚀性和电绝缘性，航空航天、军工领域都用得着；聚酰亚胺纤维可以做高温防火保护服、赛车防燃服、装甲部队的防护服和飞行服；碳纳米管可用作电磁波吸收材料，用于制作隐形材料、电磁屏蔽材料、电磁波辐射污染防护材料和“暗室”（吸波）材料。 纤维在环保聚乳酸作为可完全生物降解性塑料，越来越受到人们重视。可将聚乳酸制成农用薄膜、纸代用品、纸张塑膜、包装薄膜、食品容器、生活垃圾袋、农药化肥缓释材料、化妆品的添加成分等。 纤维在医药方面的应用已非常广泛。甲壳素纤维做成医用纺织品，具有抑菌除臭、消炎止痒、保湿防燥、护理肌肤等功能，因此可以制成各种止血棉、绷带和纱布，废弃后还会自然降解，不污染环境；聚丙烯酰胺类水凝胶可能控制药物释放；聚乳酸或者脱乙酰甲壳素纤维制成的外科缝合线，在伤口愈合后自动降解并吸收，病人就不用再动手术拆线了。 纤维在建筑领域防渗防裂纤维可以增强混凝土的强度和防渗性能，纤维技术与混凝土技术相结合，可研制出能改善混凝土性能，提高土建工程质量的钢纤维以及合成纤维，前者对于大坝、机场、高速公路等工程可起到防裂、抗渗、抗冲击和抗折性能，后者可以起到预防混凝土早期开裂，在混凝土材料制造初期起到表面保护。在公路、水电、桥梁、国家大剧院、上海市公安局指挥中心屋顶停机坪、上海虹口足球场等大型工程中已露了一手。 纤维在生物科技随着生物科技的发展，一些纤维的特性可以派上用场。类似肌肉的纤维可制成“人工肌肉”、“人体器官”。聚丙烯酰胺具有生物相容性，一直是人体组织良好的替代材料，聚丙烯酰胺水凝胶能够有规律地收缩和溶胀，这些特性正可以模拟人体肌肉的运动。 胶原是人体中最多的蛋白质，人体心脏、眼球、血管、皮肤、软骨及骨路中都有它的存在，并为这些人体组织提供强度支撑。合成纳米纤维能在骨折处形成一种类似胶质的凝胶，引导骨骼矿质在胶原纤维周围生成一个类似于天然骨骼的结构排列，修补骨骼于无形之中。 蜘蛛丝一直是人类想要模仿制造的，天然蜘蛛丝的直径为4微米左右，而它的牵引强度相当于钢的5倍，还具有卓越的防水和伸缩功能。如果制造出一种具有天然蜘蛛丝特点的人造蜘蛛丝，将会具有广泛的用途。它不仅可以成为降落伞和汽车安全带的理想材料，而且可以用作易于被人体吸收的外科手术缝合线。 纤维在塑料纤维的充填能有效地提高塑料的强度和刚度。纤维增强塑料属刚性结构材料。 纤维增强塑料主要有两个组分。基体是热固性塑料或热塑性塑料，用纤维材料充填。通常基体的强度较低，而纤维填料具有较高的刚性但呈脆性。两者复合得到的增强塑料中，纤维承受很大的载荷应力，基体树脂通过与纤维界面上的剪切应力，支撑了纤维传递了外载荷。 热固性塑料纤维增强塑料略写成FRP（fiber reinforced plastics）,热塑性纤维增强塑料略写成FRTP（fiber reinforced thermoplastics）.若用玻璃纤维增强则前缀G，如GFRP、GFRTP；如用碳纤维增强前缀C；用硼纤维则前缀B；用芳纶聚酰胺纤维（Kevlar）增强则前缀K。 增强塑料以玻璃纤维使用占优势，其品种很多，无碱玻璃（E-glass）为常用普通纤维，碱金属氧化物含量很低，具有优良的化学稳定性和电绝缘性。高强度玻璃纤维（S-glass）含有镁铝硅酸盐等成分，具有比E-glass纤维高10%-50%的强度。由于化学成分和生产工艺的不同，还有高模量、中碱和高碱等各种玻璃纤维。碳纤维具有较大的刚性和优良的耐腐性，常用于增强热固性塑料。硼纤维本身是钨丝和硼的复合材料，具有较高的弹性模量，但纤维较粗且制造成本高。常用环氧树脂作基体。低密度的芳纶纤维国内已经躬行并使用，它用于承受拉应力的缆绳和承力构件。 表面处理是在纤维表面涂覆表面处理剂，表面处理剂包括浸润剂及一系列偶联剂和助剂。偶联剂能在纤维与基体树脂间形成一个良好黏合界面，从而有效提高两者的黏结强度，也提高了增强塑料的防水、绝缘和耐磨等性能。 __________ 注记：在数学里也有类似的“纤维”的概念，详见词条“曲面纤维化”。实际上，这一概念与日常生活中的“纤维”概念完全一致。 纤维实验单纤维拉伸性能测试 1 概述 纺织纤维的拉伸性能测试是纤维品质检验的重要内容，纺织纤维在加工和使用过程中会受到各种外力的拉伸作用而产生变形，甚至被破坏，拉伸性能与纤维的纺织加工性能和纺织品的服用性能有密切的关系。 2 目的与要求 掌握单纤维拉伸性能的测试方法，了解电子单纤维强力仪的结构和原理，并对试样的测试结果进行处理和分析。 3 采用标准 3.1 采用标准：GB 9997《化学纤维单纤维断裂强力和断裂伸长的测定》、GB/T 14337《合成短纤维断裂强力及断裂伸长试验方法》 3.2 相关标准：GB/T 14334《合成短纤维取样方法》、GB/T 14335《合成短纤维线密度测试方法》、GB 6529《纺织品的调试和试验用标准大气》等4 仪器与用具 4.1 LLY-06型电子单纤维强力仪，见图1。 4.2 黑绒板、镊子、天平。 5 原理 被测单纤维的一端由上夹持器夹持住，另一端施加标准规定的预张力后由下夹持器夹紧。测试时下夹持器以恒定的速度拉伸试样，下夹持器下降的位移即为纤维的伸长。试样受到的拉伸力通过和上夹持器相连的传感器转变成电信号，经放大器放大及A/D转换器转换后，由单片机计算出纤维在拉伸过程中的受力情况。原理框图见图2。6 取样 按GB/T 14334取出实验室样品。 7环境及修正 7.1 预调湿用标准大气，温度不超过50℃，相对湿度10%～25%。 7.2 调湿和测试用标准大气按GB 6529执行：温度（20±2）℃,相对湿度（65±3）%。 8 试样及制备 从实验室样品中随机均匀取出10g作为测试样品，进行预调湿和调湿，使试样达到吸湿平衡(每隔30min连续称量的质量递变量不超过0.1%)。从已达平衡的样品中随机取出约500根纤维，均匀铺放于绒板上以备测定。 9 程序与操作 9.1 确定测试参数 9.1.1 名义隔距长度 纤维名义长度大于或等于35mm时名义隔距长度为20mm；纤维名义长度小于35mm时为10mm。 9.1.2 拉伸速度按表1设定。 表1 纤维拉伸速度设定 纤维平均断裂伸长率，% <8 ≥8，<50 ≥50 拉伸速度，mm/min 50%名义隔距长度 100%名义隔距长度 200%名义隔距长度 9.1.3 预张力 腈纶、涤纶：0.075cN/dtex；丙纶、氯纶、锦纶：0.05cN/dtex。 注：预张力按纤维的名义线密度计算，湿态试验时，预张力为干态时的一半,某些纤维如不适合上述预张力，经有关部门协商可另行确定。 9.1.4 计算线密度 按GB/T 14335《合成短纤维线密度试验方法》测定该试样的平均线密度。 9.2 仪器调整 9.2.1 打开电源开关，预热10min。 9.2.2 调节夹持器距离，使上下夹持器的隔距等于纤维的名义隔距长度。 9.2.3 用力值砝码校验仪器测力系统准确度。 9.3 测试 9.3.1 一次拉伸断裂测试 9.3.1.1 设置测试参数 将仪器功能设定为一次拉伸断裂测试，同时设定预加张力、初始长度、试样线密度、拉伸速度、测试次数等参数。 9.3.1.2 取下上夹持器， 用张力夹随机地从绒板上夹取一根纤维一端，另一端用上夹持器夹紧，然后将上夹持器挂在挂钩上，试样在规定的张力下悬垂并穿过下夹持器，夹紧下夹持器。应保证纤维放在上、下夹持器的中间位置。 9.3.1.3 按“拉伸”键，仪器开始拉伸，拉伸断裂后，下夹持器返回，显示屏显示断裂强力、断裂伸长、断裂时间、断裂功、初始模量及三个不同伸长时的应力值。 9.3.1.4 重复测试，每个试样测试50次，直到本组测试完毕。仪器可显示和打印一组的平均值(X)，标准差(S)、不匀率(CV值)及每一根试样的测试结果。 9.3.2 定伸长弹性测试 纤维被拉伸至设定伸长值L1（即纤维总伸长）后，仪器自动停止拉伸，让纤维即处于应力松弛状态,并维持设定时间T1（即定时1）下夹持器回升，纤维内应力逐渐减小，至设定的预张力值时的伸长回复值即纤维的急弹性变形L2 。夹持器停止，让纤维继续松弛设定时间T2(即定时2)后，下夹持器继续回升到达上限位置后，再次拉伸纤维，当纤维内应力等于设定的预加张力时，对应的拉伸值为纤维的塑性变形L3，下夹持器则回升到上限位后自停，结束测试。 9.3.2.1 设置测试参数 选定定弹性拉伸功能，并设定预加张力、初始长度、定伸长百分率、拉伸速度、定时1（T1）、定时2（T2）、测试次数等。 注：定伸长百分率是相对于初始长度而言的。 9.3.2.2 按标准要求夹好纤维，同9.3.1.2。按“拉伸”键，仪器自动测试并显示和打印L1、L2、L3、L4（总弹性L4=L1—L3）以及弹性功回复率W2/W1（其中W2为纤维回复时所做的功，W1为纤维拉伸到定伸长值时所做的功）。当到达设定的测试根数时，仪器显示或打印出L1、L2、L3、L4及W2/W1的统计值（X、S及CV）。 9.3.3 其他拉伸性能测试 根据不同的测试要求，按上述方法在仪器上设定不同的拉伸功能和相应的参数进行测试,可得到反映纤维拉伸性能的其它指标,具体操作详见单纤维强力仪的说明书。 10 结果计算 10.1 平均断裂强力 (14-1) 式中： －断裂强力测得值,cN； ―测试根数； -平均断裂强力，cN。 10.2 平均断裂强度 （14-2） 式中： －平均断裂强力，cN； －实测线密度，dtex； -平均断裂强度, cN/dtex。 10.3 平均断裂伸长率 （14-3） 式中： －断裂伸长率测得值，%； ―测试根数； －平均断裂伸长率，%。 10.4 断裂强力和断裂伸长率的标准差及变异系数 （14-4） （14-5） 式中： －标准差； —断裂强力、断裂伸长率的各次测得值； ——断裂强力、断裂伸长率的平均值； ―测试根数； －变异系数，%。 注：强力、断裂强度、变异系数均计算到小数点后三位，按GB 8170修约到小数点后二位。伸长率计算到小数点后二位，修约到小数点后一位。 11 测试报告 11.1 说明: 执行标准，仪器型号，试样名称，夹持的长度，温湿度等。 11.2 结果计算：平均断裂强力，平均断裂强度，平均断裂伸长率，断裂强力和断裂伸长的变异系数等。 纤维：21或22号切片 胶原纤维被伊红染成粉红色，为粗细不等的束状结构，交叉排列，有的较直或呈波浪形，其中的原纤维大多看不清。 弹性纤维染成蓝紫色，单条分布而不成束，纤维粗细不等，有分支，并交织成网。 高倍镜下绘图，显示部分疏松结缔组织。 注解：胶原纤维、弹性纤维、成纤维细胞、巨噬细胞、肥大细胞和浆细胞。 原棉试样制备1 概述 原棉或棉型化纤原料进厂后，为了检验其质量，首先要采取随机抽取的原则抽取实验室样品。而原棉物理性能检验，必须从实验室样品中再取样，制成试样棉条，用于测定棉纤维长度、线密度及束纤维强力等指标。 2 目的与要求 掌握用纤维引伸器制作试样棉条的方法，了解纤维引伸器的结构和原理。 3 采用标准 3.1 采用标准：GB/T 6097《棉纤维试验取样方法》 3.2 相关标准：GB/T 3291《纺织 纺织材料性能和试验术语》 4 仪器与用具4.1 纤维引伸器，图1。 4.2 镊子，黑绒板等。 5 原理 要制作试样棉条需要将棉纤维伸直和混合。伸直作用是由于纤维引伸器输出罗拉的直径比给棉罗拉的直径大一倍，纤维通过两对罗拉时产生四倍的牵伸，从而使纤维平行伸直。纤维经过两对罗拉的牵伸，被拉成一薄层棉条，从输出罗拉输出后卷绕在绒辊上，从而产生混合作用。 6 取样 取样应具代表性。成包皮棉从棉包上部开包后，去掉棉包表层棉花，抽取完整成块样品。每个取样棉包从上部开包后，去掉棉包表层棉花，抽取完整成块检验样品约300g，形成批样。 7 试样及制备 将实验室样品稍加撕松混和，平铺在工作台上，制成厚薄均匀、面积约为0.25m的棉层。采用多点取样法，即从棉层正反面各16个分布大致均匀的部位，均匀的抽取32丛，每丛约70mg，构成2～2.5g的试验样品，以制备试样棉条。 8 环境及修正 试验环境的变化对棉条制作影响不大，因此试验可在一般大气条件下进行，但试验室室内温湿度应保持相对稳定。 9 程序与操作 9.1 仪器调整 9.1.1 调整弹簧施于给棉罗拉的压力为1200cN，输出罗拉的压力为2000cN。 9.1.2 给棉罗拉至输出罗拉的隔距由隔距指针在毫米刻度尺上指示，根据皮棉的手扯长度按表1-1准确调整隔距指针在毫米刻度尺上指出的隔距读数。 表1-1隔距读数 手扯长度(mm) 27及以下 29～31 33及以上 罗拉隔距(mm) 手扯长度+6 手扯长度+8 手扯长度+10 9.2 试样棉条制作（见图2） 9.2.1 将2～2.5g的试验样品撕松混匀，并清除较大杂质，然后分成二等份，分别通过纤维引伸器不少于5次（若棉条较厚，可沿不揭层的纵向分为二个小条喂入，并注意横向混合）。 9.2.2 引伸后，将每根棉条横向分为两个半根，丢弃每根的一半，把其余两个半根合并成一根棉条，再通过纤维引伸器不少于5次。 9.2.3 用镊子轻轻拣出一切杂质和疵点，注意避免带出纤维，能松开的索丝要进行松解，再经纤维引伸器5次，最后制成一根平直光洁的试验棉条。每次喂入棉条引伸时，应注意调换棉条前进的方向。 10 测试报告 10.1 记录：试样的来源（批号）、品种、品级长度、实验室样品编号、试验日期、温湿度及仪器的工作参数等。 10.2 说明：棉条的制备过程。 11 相关知识 纤维引伸器使用后应将其压力卸去。从绒辊上取下纤维时，应顺着绒毛的方向，以免使棉条中的纤维产生紊乱。 纤维鉴别各种纤维织品的燃烧特性： 1. 棉、麻、竹等植物纤维和粘胶纤维（主要成分是纤维素）：容易燃烧，产生黄色及蓝色火焰，有烧纸或草的气味。灰烬呈灰色，易飞扬。 2.羊毛、蚕丝（蛋白质）：燃烧缓慢，徐徐冒烟；燃烧时缩成一团，有特殊的焦臭味；灰烬呈小球状，一压即碎。 3.合成纤维： ⑴尼龙：边燃烧边熔化，无烟或略有白烟。火焰小，呈蓝色。有烧焦的芹菜味，灰烬为浅褐色小硬珠，不易捻碎。 ⑵涤纶：燃烧时边卷缩边熔化边冒烟，火焰为黄白色，有芳香味，灰烬为褐色小珠，可以用手捻碎。 ⑶腈纶：一边缓慢燃烧，一边熔化，火焰为亮白色，有时略有黑烟，有鱼腥味，灰烬为黑色小珠，脆而易碎。 ⑷维尼纶：缓慢燃烧并迅速收缩，火焰小，呈红色，，有黑烟和特殊气味，灰烬为褐色小珠，可用手捻碎。 ⑸ 氯纶：难于燃烧，当接近火焰时边收缩边燃烧，离火即灭，有氯气的气味，灰烬为黑色硬块。 ⑹丙纶：燃烧时边卷缩边熔化，火焰明亮，呈蓝色，有燃烧蜡质的气味，灰烬为硬块，但可以捻碎。 ⑺玻璃纤维：不燃烧，熔融不变色，灰烬为本色，小玻璃珠状。
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