纤维大分子的取向结构（取向度）

纤维大分子的取向结构（取向度）

由于纤维大分子链为细而长的结构形式，且其长度是宽度的几千甚至上万倍，因此纤维中大分子链、链段和晶体的长度方向沿着纤维的几何轴向呈现一定夹角排列，这种排列方式称为纤维大分子的取向排列。取向后纤维凝聚态结构称为取向态结构。大分子排列方向与纤维几何轴向符合的程度称为取向程度。取向程度可用取向度ｆ表达，定义为：

" {2 i: t0 A7 w- H& ]  Q! X. s

ｆ＝（３ｃｏｓ２θ－１）／２ （１－３）

/ u  c9 {7 ^1 Y  `0 r6 G

式中：θ为大分子链节排列方向与纤维几何轴线之间的夹角，ｃｏｓ２θ为平均取向因子。例如，当大分子排列与纤维轴平行时，θ＝０°，ｆ＝１．０００，表示完全取向；当大分子排列与纤维轴垂直时，θ＝９０°，ｆ＝－０．５００；当ｆ＝０．０００时，θ＝５４．７４°。由于纤维中结晶区和非晶区的大分子排列状态的不同，故分别有结晶区取向度、非晶区取向度和纤维平均取向度等指标。结晶区取向度采用广角Ｘ射线衍射法能够精确的获得，非晶区取向度的测试常采用声波传播法、偏振荧光法、光学双折射法、红外二相色法等。

& `4 J  r7 r" L' M; ?) s

取向度是表示纤维材料各向异性结构特征的重要参数，纤维中大分子的取向排列造成纤维的力学性能、光学性能、热学性能所表现出的各向异性。

对于化学纤维，大分子取向排列的形成通常是由于加工过程中纤维受到拉伸（牵伸），大分子沿受力方向移动实现的。所以控制化纤生产工艺参数，可获得不同的取向结构，而天然纤维的取向度则取决于其种类和品种。