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。
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。
植物纤维
复纳新材料 木质纤维
复纳新材料 木质纤维
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。
动物纤维
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。
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。
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。
人造纤维
复纳新材料 纤维
复纳新材料 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。
合成纤维
合成纤维的化学组成和天然纤维*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x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。
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。
其他分类
按长度与细度有棉型(38 ~ 51mm)、毛型(64 ~ 114mm)、丝型(长丝)、中长型(51 ~ 76mm)、超细型(<0.9dtex)之分。
按截面形态有普通圆形、中空和异形纤维以及环状或皮芯纤维。
按卷曲有高卷曲、低卷曲、异卷曲、无卷曲之分。
差别化纤维;高性能纤维;功能或智能纤维。
按加工方式对天然纤维有不同初加工和改性的纤维。
按纺织方式有高速纺丝、牵伸丝(DTY)、预或全取向丝(POY或FDY)、变形丝(DTY)等。
按资源储备状态可分为大种纤维和特种纤维。
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。
聚丙烯腈纤维
聚丙烯腈纤维
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,汉密哈顿具有优良的化学稳定性和电绝缘性。
纤维特性
纤维特性
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。
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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*一致。
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