第六章 纺织材料热学、电学

第六章纺织材料的热学、电学、光学性质,第一节纤维的热学性质一.纺织纤维的导热与保温二.纤维的热机械性能曲线三.纤维的耐热性与热稳定性四.纤维的热膨胀与热收缩五.纤维的热塑性和热定型六.纤维的燃烧性能七.纤维的熔孔性,1.指标(1)导热系数定义：材料厚度为1m，两表面之间温差为1，每小时通过1m2材料所传导的热量。单位：Kcal/mh；Wm/m2常见纤维的导热系数表继续,常见纤维的导热系数（在室温20时测得）,表中显示：水的导热系数最大，静止空气的导热系数最小，纤维介于两者之间。导热性越好，保温性越差,Back,(2)绝热率T式中：Q1包覆试样前保持热体恒温所需热量；Q2包覆试样后保持热体恒温所需热量。T材料保温效果越好,2.影响纤维导热性能的因素（1）分子量的大小在同一温度下，分子量越高。（2）温度与回潮率的影响T水分越多，越大，保暖性越差（3）纤维集合体的体积重量保暖与否主要取决于纤维层中夹持的静止空气数量。纤维层中夹持的空气越多，则纤维层的绝热性越好.一旦夹持的空气流动，保暖性将大大降低。纤维层的体积重量在0.03-0.06g/cm3，最小，保暖性最好。,3.增强服装保暖性的途径（1）尽可能多的储存静止空气；（中空纤维、多衣穿着、不透水）（2）降低W%；（3）选用低的纤维；（4）加入陶瓷粉末等材料。Back,纤维的热机械性能曲线1定义：高聚物受力变形或初始模量等随温度变化而变化的曲线。2曲线及其特点,Back,（1）四个温度（2）两个转变区（3）三种力学状态继续,a.玻璃化温度Tg非晶态高聚物大分子链段开始运动的最低温度，或由玻璃态向高弹态转变的温度。影响Tg的因素：化学组成的影响；分子量和交键作用；混合、接枝及共聚的影响；增塑剂的作用。凡是使链的柔性增加，使分子间作用力下降的结构因素都会使Tgb.粘流温度Tf非晶态高聚物大分子链相互滑动的温度，或由高弹态向粘流态转变的温度。c.熔点温度Tm高聚物结晶全部熔化时的温度，或晶态高聚物大分子链相互滑动的温度。d.分解点温度Td高聚物大分子主链产生断裂的温度。Back,两个转变区：1玻璃化转变区2粘弹态转变区Back,玻璃态：分子链段运动被冻结，显现脆性，类似普通玻璃性能。高弹态：分子链段运动加剧，出现高弹变形，类似橡胶的特性。粘流态：大分子开始变形，表现出液体流动的特性。几种纺织纤维的热转变点,几种纺织纤维的热转变点,Back,纤维的耐热性与热稳定性1.定义：耐热性指纤维经过短时间的高温作用，回到常温时，其机械性能的变化程度耐短时间高温的性能。随着温度的升高而强度降低的程度表示。热稳定性纤维耐长时间高温的性能。,2.常用纤维耐热性：天然纤维：棉麻蚕丝羊毛；人造纤维：粘胶棉；合成纤维：涤纶腈纶锦纶维纶；碳纤维、玻璃纤维相当好；涤纶的耐热性与热稳定性均较好；锦纶的耐热性较好，但热稳定性差。Back,热膨胀一部分纤维在加热的情况下有轻微的膨胀现象。原因是纤维分子受热后发生较强的热振动而获得了更多的空间所致。几种纤维的热膨胀系数继续,几种纤维的热膨胀系数,Back,热收缩（1）定义：合成纤维受热后发生不可逆的收缩现象称之为热收缩。（2）指标：热收缩率，即加热后纤维缩短的长度占原来长度的百分率。根据介质不同有：a.沸水收缩率：一般指将纤维放在100C的沸水中处理30min，晾干后的收缩率；b.热空气收缩率：一般指用180、190C、210C热空气为介质处理一定时间（如15min）后的收缩率；c.饱和蒸汽收缩率：一般指用125-130C饱和蒸汽为介质处理一定时间（如3min）后的收缩率。（3）产生原因：纺丝成形过程中，受到较大的抽伸作用，纤维残留一定的内应力，一旦TTg，会发生收缩。Back,纤维的热塑性和热定型基本概念热塑性将合成纤维或制品加热到Tg以上温度，并加一定外力强迫其变形，然后冷却并去除外力，这种变形就可固定下来，以后遇到T羊毛麻棉粘胶涤纶锦纶蚕丝,日光照射时间与纤维强度的损失,Back,第三节纤维的电学性质,一、纤维的介电性质纤维的介电常数（1）定义在电场中，由于介质极化而引起相反电场，将使电容器的电容变化，其变化的倍数称为介电常数。其数值为：物理意义：是表示材料在电场中被极化的程度。反映材料的储电能力。,材料的介电常数（频率f50Hz，T=2025，RH=65%）,（2）影响大小的因素a.内因电介质的密度：体积重量或密度愈大，纤维间的空气量，；极化率：纤维分子极化程度，；纤维分子量：分子量，。.b.外因温度：一方面T，另一方面：T；频率：用直流电压，最大；f；回潮率：W，（水的最大）,二、纤维的导电性能纤维导电性指标：比电阻（1）体积比电阻（v，cm）纤维通过长1cm，截面积为1cm2材料时的电阻值。（2）表面比电阻（S，）电流通过长、宽都为1cm材料时的电阻值。（3）质量比电阻（m，g/cm2）电流通过长1cm，质量为1g材料时的电阻值。m=vm易测，应用较多。,2.影响纤维比电阻的因素（1）回潮率：Wm（2）温度：T，导电性能增加（3）纤维上的附着物：油剂、棉蜡、油脂的存在，。,三、纤维的静电静电现象及产生原因纤维在加工中要受到各种机件的作用，由于纤维与机械以及纤维与纤维间的摩擦，必会聚集起许多电荷从而产生静电。静电的危害与应用危害：粘接和分散、吸附飞花与尘埃、放电等；应用：静电植绒、静电吸尘、粉末塑料的静电喷涂等。,衡量静电的有关指标（1）静电量/单位面积；（2）静电压（kv）；（3）比电阻；（4）半衰期：纺织材料上的静电衰减到原始值一半时所需的时间。