07-第6章 纤维表面性质.ppt

第六章 纤维的表面性质;表6-1 不同尺度材料表面结构所占体积比;第一节 纤维表面的内涵;图6-1 表面结构、形态及相互作用;图6-2 A/B物质的界面层示意图; 2. 表面能 所谓表面能，又称表面（自由）能，是指形成单位面积表面所消耗的功。 ;二、纤维表面涉及的内容 1. 纤维表面结构内涵 表面厚度（2nm~50nm ）、表面形态、表面组成（表层内粒子的构成及分布 ）、和表面结构（狭义的：表面中分子的聚集态结构 ） ; 2. 纤维表面所涉及的基本物理性质 摩擦性质、浸润性质、纤维表面的热学、光学、电学性质，以及表面缺陷引起的力学性质劣化等 ; 3. 纤维表面结构与性质的一般分析方法 ;表6-2 常用表面分析方法名称及用途;4. 纤维的表面改性 纤维表面改性是纤维表面分析研究的主要目的，是期望通过有效方便的表面处理获得理想、实用、新型纤维的主要方法 ;第二节 纤维的表面特征; 2. 毛发类纤维 ;图6-11 羽绒表面的原纤排列及“膜层”(TEM);二、化学纤维的表面特征 1. 再生纤维 2. 普通合成纤维 ;图6-13 腈纶纤维的表面形态与结构（SEM）;三、表面改性和高性能纤维的表面特征 1. 纤维粗糙化改性 增加纤维的有效外露面积，增加单位面积表面的吸附能（表面张力） 2. 纤维柔软化改性 改善纤维表面的摩擦性，上柔软剂，或表面涂层覆膜; 3. 合成纤维的丝光改性 主要是通过表面刻蚀的方式，在纤维表面产生微坑，通过微坑的反光聚焦作用产生闪光点 ; 4. 高性能纤维的表面特征 芳纶（Kevlar）是液晶纺丝，无明确的表层结构，受剪切作用后，产生原纤劈裂伸出的表面 ;第三节 纤维的摩擦性质;表6-3 纤维的动、静摩擦系数（μS，μD）;图6-17 滑动速度v与摩擦系数μ的关系;（2）表观接触面积的影响;（4）表面粗糙度的影响;（5）表面硬度的影响; 2. 粘－滑现象 产生粘－滑现象的本质原因是纤维的静、动摩擦力或静、动摩擦系数的差异所致 ;涤纶丝与涤纶丝的粘－滑作用产生与消失的相对移动速度范围 ; 3. 摩擦的对称性;图6-22 羊毛差微摩擦效应;图6-23 羊毛毡缩过程示意图;二、摩擦机理与测量 1. 纤维的摩擦机理;图6-24 绞盘法测量原理示意图;图6-25 纤维抽拔法实验原理;图6-26 刮动法测量装置原理图;第四节 纤维的浸润性与芯吸;θ;（2）非平衡浸润（铺展浸润、动态浸润） 在理论上已转化为氢键或化学键作用的吸附过程，Young-Dupré方程不再适用 铺展浸润的特征：液滴在固体表面上的展开成膜，原有的固－气界面消失 ; 2. 浸润的滞后性 固体表面第一次浸润（θ1）和第二次浸润（θ2 ）间存在的差异;图6-28 粗糙表面浸润模型图;二、纤维浸润性测量 1. 接触角θ测量;图6-32 浸润的前进角和后退角的测量示意; 2. 浸润力的测量;图6-34 典型的实验曲线及过程示意图;图6-35 液面和纤维的接触点的关系示意图;图6-36 实验曲线中力值变化分析示意图;表6-5 浸润因子与接触角θ的关系; 3. 铺展速度的测量 ;三、纤维芯吸与表征 1. 纤维集合体的浸润现象 纤维集合体的浸润有毛细吸水的现象，或称芯吸。 芯吸作用与单纤维的浸润作用和孔隙形状因子有关; 2. 芯吸高度;3. 芯吸速度