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纺织材料学 绪论 一、纺织材料的定义 二、研究内容 三、纺织材料的发展 纤维 纱线 织物 四、应关注的知识和理论 纺织材料是指纤维及纤维制品，具体表现为纤维、纱线、织物及其复合物。 “纤维与纤维制品” 原料，用于纺织加工的对象 产品，通过纺织加工而成的纤维集合体。 “纤维、纱线、织物及其复合物” 形成过程可以顺序进行，也可以跳跃完成 以材料的组成属性命名的学科 高分子材料、金属材料、有机、无机材料、生物材料等。 “纤维材料” 将材料作为一整体去实现材料结构、形态、性质及其变化。是宏观调控微观，多为均匀结构的讨论 以材料的应用属性命名的学科 工程材料、建筑材料、组织工程材料等。 “纺织工程材料” 将材料看作一个整体，或形态尺寸宏大的各单元的整体拼接，来实现结构功能和寿命，不属微尺度 纺织材料 以表面作用及排列组合为主要特征，以微小个体纤维构造（fabricate）的纤维集合体 在材料领域中具有“性状”属性的地位 纺织材料的内容包括纤维及纤维集合体。 纺织材料学：是纤维和纤维集合体的结构、性能及其间相互关系的学问，包括认知、表征（文、形、式）和发展。 长丝束： 从简单的变形加工，延伸到多组份、异粗细、异长度、异截面、异收缩、异卷曲的一步成形纺丝（异组合加工）。 长丝、短纤维纱的共性问题 如何能人为地控制纤维的形状，加工中的状态，成形后的形态，使其能扬长避短、优势互补 　　纱线的结构和功能的表征： 纱线品质评价： Uster仪器几乎包揽（除显微观察和图像处理技术的应用）。 织物的表征： 较为客观和具有理论指导意义的是织物手感（hand）与热湿舒适性（comfort）的评价方法与仪器 如川端的KES，澳大利亚联邦科学院（CSIRO）的FAST，动态悬垂表征和有限元算法模拟织物造形，以及多种暖体假人模型测量装置。 三、纺织材料的发展－表征方法 由科学表征、抽象思维产生的理论，绝大多数是国外学者的贡献。 Hearle教授的缨状原纤理论、纤维转移理论和纱线力学分析； Peirce博士的吸湿、弱环、弯曲、织物结构的理论； Binns、Peirce、川端季雄、Postle等织物手感风格的观点与理论； Woodcock的织物舒适性的透湿指数等， 以及高分子材料科学中的许多经典理论和方法。 　　 三、纺织材料的发展－表征方法 一、纺织材料的定义 一、纺织材料的定义 二、纺织材料的研究内容 1 0 “文”即文字，是人类文明的产物，原本为简化表达和记载，而今变得越来越复杂和冗长。 二、纺织材料的研究内容 1 0 “形”是物质或对象的直接表达，包括形状（照片与图像）和行为（关系和规律曲线或形态模型） 。 二、纺织材料的研究内容 棉纤维的形态结构模型 1 0 如今的图形、图像技术使其变得既直观又简便，甚至复杂的数学物理模型和材料行为过程都可以动态地表达出来。 图３　数字图形、物理模型及数学表达 二、纺织材料的研究内容 1 0 　“式”即数字的关系，可以将很长而又费解的文字、很大而又复杂的图形，甚至无法表达的内容，简明地表达出来。 ； 而 爱因斯坦相对论的质量－能量关系 甲壳素纤维的分子式 Peirce的弱环（Weak-link）定律 二、纺织材料的研究内容 1 0 　表达还可以借助其他手段与方法来实现，称为测量。这是实际的、直接的表达。 二、纺织材料的研究内容 1 0 　表达还可以虚拟地进行，即通过已有的结果，进行建模、替代实际的测量，来预见性地表达、或模拟性地表达。 纤维性质 fi (i=1,2,?, m) 流程方向 加工、设计过程 SK (K= 1,2,?, N) 成品特征 Fj (j =1,2,?, n) 可加工性评价 最优组合与 最低成本原则 检测（各过程与效果） 控制（纤维和纤维集合体的运动） 优化（加工工艺与设备） 特征与质量评价 舒适、风格、 功能、易护理、 可销毁和再利用 ? ? 某加工过程 fk(E?xi) IN gk(E?xi) OUT 二、纺织材料的研究内容 研究对象及其间关系 纤维、纤维制品的各层和相互关系图 1 0 纺织材料可以通过纤维的结合： 使刚性的材料变得柔软，使柔性的材料变得刚硬； 使性质均匀的材料变得各向异性，使各向异性的纤维组合成各向同性物质； 使部分物质（液、汽、气）能够出入自然，而使其它物质（颗粒、水、微生物、汽）无法通过； 可使材料在多孔状态下达到隔热、保暖； 可使材料在很大的变形下保持弹性； 可让其他材料无法实现的三维曲面造型，通过二维平面的纺织材料，柔性、自然地贴服于人体上。 研究对象及其间关系 1 0 古远天然纤维的采摘、绑扎、悬挂、编