纖維結構

纖維結構，包括形態結構和聚集態結構。形態結構包括截面形態和縱向表面形態，截面形態反映了纖維的橫截面形態和纖維內部空隙的數目、大小及分布，縱向表面反映了纖維表面的光滑和粗糙情況。

纖維結構

正文

纖維的化學結構並不複雜，它的分子都是由小的結構單元經多次重複而成的。組成纖維的分子有兩個突出的特點：一是呈鏈狀；二是與橫向尺寸相比，鏈長度非常大。由於分子非常長，且長度分布不勻，它們極難形成完善的三維有序結構。這些大分子的堆集狀況對於環境的影響特別敏感，這就使得纖維具有豐富的結構層次，其高層次的結構又頗多變化。
纖維是一種半結晶物質，由晶區和非晶區組成。晶區中的分子呈平面展開狀或螺鏇狀。圖1 為滌綸的晶體結構和分子結構,分子幾乎為平面展開狀。圖2為聚丙烯纖維的晶體結構和分子結構，分子呈螺鏇狀。在某些纖維（如羊毛）中，還可由幾個螺鏇狀分子再組成更複雜的大螺鏇。

纖維結構

纖維結構

晶區以晶粒的形式分散在纖維內。晶粒中的分子鏈軸與纖維軸大致平行，其他兩個晶軸為隨機取向。晶粒的不完善性表現在兩個方面：平均尺寸小（一般為數納米）;晶格（見點陣）畸變嚴重。圖3為纖維結構的一種常見的模型，可以看到一條分子鏈通過非晶區穿過幾個晶粒的情況。晶區內的分子經常在晶粒的上下表面形成摺疊，這種結晶形態稱為片晶。改變纖維的成形條件，其晶區也可表現為其他的形態。
在很多纖維中存在著沿纖維軸方向的一維超結構。它是由交替出現的晶區與非晶區形成的，其重複周期稱為長周期。有的纖維中還可劃分出微原纖的結構單元。利用電子顯微鏡和光學顯微鏡還可以觀察和研究纖維在更大尺寸上的結構不均勻性，例如孔隙、空洞、纖維表面與內部結構的差異等。
參考書目
　H.F.馬克等主編，北京化工學院譯：《化學纖維結構及紡絲原理》，化學工業出版社，北京，1980。(H.F.Mark, et al.,ManMade Fibers,Science and Technology, Vol.1, Interscience,New York, 1967.)

配圖

相關連線

纖維結構是纖維固有的特徵，是纖維的本質屬性。不同的纖維有不同的物理、化學性質，這些性質又決定著纖維各自的使用特性，而產生和保持這種特性的根本原因在於纖維自身的結構。對一種新纖維進行研究，首先就應從了解纖維結構開始。通過對纖維結構的測試，從本質上認識這種纖維材料，進而將其結構特徵與其物化性能聯繫起來，開發出最適合此類材料的產品。纖維結構的內容，可以深入到微觀的分子組成與形式，也可大到纖維本身的巨觀整體形貌；可以是纖維表層或表面結構與組成，也可以是纖維內部的組織結構與成分。這些結構基本單元的相互作用及排列形式是影響著纖維各項性能的內在原因[17]。所以說，人們在探索纖維的基本特性，開發新型纖維材料時，對纖維結構的認識與了解變得極為重要和必要。