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| 纤维结构 |
纤维结构是一种化学结构，包括形态结构和聚集态结构2种。组成纤维的结构单元在相互作用达到平衡时在空间的几何排列称为纤维结构。固态物质的结构有简单、有复杂，如均匀简单结构的玻璃、金属、塑料等，多为人工作为的结果；而天然纤维、生物体乃至人工作为的化学纤维、微米或纳米结构的微机械系统（MEMS、NEMS）结构极为复杂。其中纤维的结构是相当复杂的，是由基本结构单元经若干层次的堆砌和混杂所组成的，并决定纤维的性质。
简介
纤维的结构包括形态结构、聚集态结构和大分子结构三个方面。形态结构包括截面形态和纵向表面形态，截面形态反映了纤维的横截面形态和纤维内部空隙的数目、大小及分布，纵向表面反映了纤维表面的光滑和粗糙情况。聚集态结构决定纤维力学性能的主要因素，包括晶态结构、非晶态结构和取向度。晶态结构指大分子相互之间整齐、稳定地排列而结合在一起，每一链节，甚至每一基团或原子，都处在三维空间一定的相对位置上或区域内，成为整齐而有规律的点阵排列结构，并有较大的结合能，大分子排列比较整齐，缝隙孔洞较少，表现出强度较高而变形较小。非晶态结构指大分子不呈晶态结构那样规则整齐派排列的各种凝聚态，大分子排列比较紊乱，堆砌比较疏松，其中有较多的缝隙孔洞，表现出强度较低而变形较大。实际上纺织纤维是晶态结构和非晶态结构的混合物。取向度指大分子排列方向和纤维轴向符合的程度，纤维的取向度较高时，纤维的拉伸强度一般较高，伸长能力较小。
评价
纤维的形态结构，是指纤维在光学显微镜或电子显微镜乃至原子力显微镜（AFM）下能被直接观察到的结构。诸如纤维的外观形貌、表面结构、断面结构、细胞构成和多重原纤结构，以及存在纤维中的各种裂隙和孔洞。一般将形态结构按尺度和部位分为表观形态、表面结构和微细结构三类。表观形态，主要讨论纤维的外观的宏伟形状和尺寸，包括纤维的长度、粗细、截面形状和卷曲或转曲等。表面结构，主要涉及纤维表面的形态及表层的构造，是微观形态和尺度的问题，微细结构，是指纤维内部的有序区（结晶或趋向排列区）和无序区（无定形或非结晶区）的形态、尺寸和相互间的排列与组合，以及细胞构成与结合方式。由于显微观察术的发展，微细结构的尺度已覆盖了纤维晶区的的一般尺寸（20~200nm），并可达到1nm尺度，甚至0。1nm（A0级）。因此，聚集态结构和分子结构的内容，已可或将可在以观察学为基础的纤维微细结构中讨论。纤维是柔软细长物，其微细结构的基本组成单元大多为细长纤维状物质，统称为原纤（fibril），故纤维微细结构的主题内容是纤维的原纤结构与排列。大多数的造纸纤维是(树木的)韧皮纤维，它们起到树根和树叶间水分和营养物质的输送作用。纤维是中空的管，由木素粘连在一起。木素硬脆，在光线照射下随着时间延长而变黄。原料中的半纤维素与木素是共存的。半纤维素与木素来连接的纤维间区域被称为胞间层，它们把原纤维连接起来。半纤维素和木素也存在于整个纤维壁中，连接在一起成为润湿的微纤维。纤维的表面由线状的长原纤维组成，横截面积为400nm×400nm。这些原纤维也可以分成更细小的纤维，横截面积为10nm×10nm，它们被称为微原纤维。每个微原纤维又由数百根纤维素大分子平行捆在一起组成。纤维壁由四个不同的层组成。外面第一层壁的每个细胞非常薄，无规律地排放在纤维上。第二层由S1、S2、S3组成，原纤维以平行螺旋状排列，只是各层与纤维的轴向的夹角不同。内层的第二层S2是最厚的，占纤维素纤维的80%～95%。[1]