纤维大分子的聚集态结构探究

纤维大分子之间主要依靠范德瓦尔斯力、氢键、共价键和盐式键的作用互相联系，形成各种聚集状态（排列形态），进而组成纤维。大分子间的结合力强，所组成纤维的强度就高。纤维性质和纤维中大分子的聚集态结构（aggregation structure）有着密切关系。在纤维中，大分子部分链段集结在某些区域呈现伸直的、有规则的、整齐排列的状态，称结晶态（crystal state），纤维中呈结晶态的区域叫结晶区（crystalline region）。在结晶区中，由于纤维大分子排列比较整齐密实，缝隙孔洞较少，大分子之间互相接近的基团结合力互相饱和，因而纤维的吸湿比较困难，强度较高，变形较小。在结晶区以外，另一部分大分子链段并不伸直，而是随机弯曲着，排列成无规则的状态，这叫非晶态或无定形态，纤维呈无定形态的区域叫无定形区。在无定形区中，大分子排列比较紊乱，堆砌比较疏松，有较多的缝隙和孔洞，密度较低，易于吸湿、染色，并表现出强度低和易变形的特点。

在整根纤维中，结晶区与无定形区交叉相间，一个纤维大分子可以贯穿许多结晶区和无定形区。纤维中结晶区所占的比例称为结晶度（degree of crystallinity），是指纤维中结晶区的质量（体积）占纤维总质量（总体积）的百分数。结晶度高的纤维具有吸湿少、强度高、变形小的特点。(www.xing528.com)

在纺织纤维中，大部分大分子的排列方向（或大分子链段的排列方向）是和纤维轴线方向一致的，少部分出现了不一致现象。大分子排列方向与纤维轴平行一致的程度叫取向度，用各个大分子与纤维轴向的平均交角（倾斜角）来度量。纤维中大分子取向度较高时，纤维的拉伸强度一般较高，伸长能力较小。