第四章 纤维的吸湿性 纺织材料学

1、吸湿性吸湿性：纤维材料从：纤维材料从气态环境气态环境中中吸着水分吸着水分的能力。的能力。 回潮率回潮率：纺织材料中所含水分重量对纺织材料干：纺织材料中所含水分重量对纺织材料干 重的百分比。重的百分比。 含水率：纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿含水率：纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿 重的百分比。重的百分比。 式中：式中：G Ga a纺织材料湿重；纺织材料湿重；G G0 0 纺织材料干重。纺织材料干重。 100(%)00GGGWa回潮率100(%)0aaGGGM含水率 纺织材料在标准大气条件下，从吸湿达到平衡时测得的平纺织材料在标准大气条件下，从吸湿达到平衡时测得的平衡回潮率。衡回潮率。2.

2、 2. 标准状态下的回潮率标准状态下的回潮率表表4-1 4-1 标准温湿度及允许误差标准温湿度及允许误差通常在标准大气条件下天然纤维调湿通常在标准大气条件下天然纤维调湿24h24h以上，合成以上，合成纤维调湿纤维调湿4h4h以上。以上。3. 3. 公定回潮率公定回潮率 业内公认的回潮率。为了满足业内公认的回潮率。为了满足贸易交换中的公允和成本贸易交换中的公允和成本核算的需要。核算的需要。 （以标准回潮率为依据，但不等于标准回潮率）（以标准回潮率为依据，但不等于标准回潮率）表表4-2 4-2 几种常见纤维的公定回潮率几种常见纤维的公定回潮率niiikWbW1多种纤维混合时的公定回潮率：多种纤维混

3、合时的公定回潮率：W Wi i混合纤维各自的公定回潮率；混合纤维各自的公定回潮率； b bi i混合比；混合比；n n混合纤维种数。混合纤维种数。公定重量公定重量 在公定回潮率时的重量。在公定回潮率时的重量。%)1 (%)1 (%)1 (akakokWWGWGG4. 4. 平衡回潮率平衡回潮率 指纤维材料在一定大气条件下，吸、放湿作指纤维材料在一定大气条件下，吸、放湿作用达到平衡稳态时的回潮率。用达到平衡稳态时的回潮率。吸湿平衡回潮率：纤维吸湿达到相对平衡状态时吸湿平衡回潮率：纤维吸湿达到相对平衡状态时的回潮率；的回潮率；放湿平衡回潮率：纤维放湿达到相对平衡状态时放湿平衡回潮率：纤维放湿达到相

4、对平衡状态时的回潮率。的回潮率。图图4-1 4-1 纤维吸湿量纤维吸湿量- -时间曲线时间曲线图图4-4 4-4 直接间接吸收水直接间接吸收水（1 1） PeircePeirce的二相理论的二相理论图图4-5 4-5 相对湿度对吸收水分子数的影响相对湿度对吸收水分子数的影响纤维的吸湿包括直接吸收水分和间接吸收水分，纤维的吸湿包括直接吸收水分和间接吸收水分，适用于棉纤维吸湿适用于棉纤维吸湿 直接吸收水直接吸收水 如如: -0H, -COOH: -0H, -COOH , -CONH-, -CONH- , -NH, -NH2 2间接吸收水：间接吸收水： 图图4-6 4-6 相对湿度对回潮率的影响相对

5、湿度对回潮率的影响（2 2） SpeakmanSpeakman的的三相理论三相理论适用于羊毛吸湿适用于羊毛吸湿第一相：与角朊分子侧链中的亲水基相结合的水；第一相：与角朊分子侧链中的亲水基相结合的水；第二相：被吸着在主链的各极性基团上，并取代分子链段间的第二相：被吸着在主链的各极性基团上，并取代分子链段间的 相互作用，由此对纤维的刚性有很大影响；相互作用，由此对纤维的刚性有很大影响；第三相：填充在纤维空隙间和分子间的汽、液态水，发生在高第三相：填充在纤维空隙间和分子间的汽、液态水，发生在高 湿度时。湿度时。图图4-7 4-7 纤维吸湿、放湿的回潮率纤维吸湿、放湿的回潮率- -时间曲线时间曲线图图

6、4-8 4-8 吸湿滞后性图吸湿滞后性图 从放湿得到的平衡回潮率高于从吸湿得到的平衡回从放湿得到的平衡回潮率高于从吸湿得到的平衡回潮率的现象潮率的现象。 常见纤维的吸湿滞后值：常见纤维的吸湿滞后值： 蚕丝：蚕丝：1.2%1.2%羊毛：羊毛：2.0%2.0%粘胶：粘胶：1.8%-2.0%1.8%-2.0%棉：棉：0.90.9锦纶：锦纶：0.25%0.25%（吸湿性大的纤维，吸湿滞后值比较大）吸湿性大的纤维，吸湿滞后值比较大） 调湿和预调湿调湿和预调湿调湿：调湿：将被测纤维直接放在标准大气条件下进行将被测纤维直接放在标准大气条件下进行平衡。平衡。预调湿：预调湿：对纤维进行（对纤维进行（45452

7、2）的预烘，以消的预烘，以消除纤维吸湿的除纤维吸湿的“记忆记忆”，达到由吸湿平衡获得的，达到由吸湿平衡获得的回潮率值。回潮率值。2. 2. 吸湿滞后产生的原因吸湿滞后产生的原因能量获得概率的差异能量获得概率的差异水分子进出的差异水分子进出的差异纤维结构的差异纤维结构的差异水分子分布的差异水分子分布的差异热能作用的差异热能作用的差异此外还有纤维表面能的变化、反复吸湿的作用、此外还有纤维表面能的变化、反复吸湿的作用、其它杂质的带入等。其它杂质的带入等。%)1 (%)1 (%)1 (akakokWWGWGG四、对力学性质的影响四、对力学性质的影响 纤维吸湿后，随着回潮率增大，纤维强力、模量、纤维吸湿

8、后，随着回潮率增大，纤维强力、模量、弹性和刚度下降，伸长增加。弹性和刚度下降，伸长增加。对强力的影响：对强力的影响：va.a.一般规律是纤维回潮率增加，其一般规律是纤维回潮率增加，其强力下降强力下降；vb.b.吸湿能力差的纤维，吸湿能力差的纤维，W W增加，强力变化不太显著增加，强力变化不太显著vc.c.棉、麻纤维棉、麻纤维，吸湿后强力反而增加；，吸湿后强力反而增加；常见纤维在润湿状态下强伸度变化表常见纤维在润湿状态下强伸度变化表 对纤维伸长率的影响对纤维伸长率的影响 回潮率增加，伸长率有所增加；这是因为水分子回潮率增加，伸长率有所增加；这是因为水分子进入纤维内部后，减弱了大分子间的结合力，使

9、它进入纤维内部后，减弱了大分子间的结合力，使它在受外力作用时容易伸直和产生相对滑移的缘故。在受外力作用时容易伸直和产生相对滑移的缘故。 1.1.吸湿积分热：吸湿积分热：在一定的温度下，质量为在一定的温度下，质量为1g1g的纤维从的纤维从某一回潮率开始吸湿到完全润湿时所放出的热量。某一回潮率开始吸湿到完全润湿时所放出的热量。 （完全吸湿积分热）（完全吸湿积分热） 吸湿能力强的纤维，其吸湿积分热也大。吸湿能力强的纤维，其吸湿积分热也大。2.2.吸湿微分热：吸湿微分热：纤维在给定回潮率条件下吸着纤维在给定回潮率条件下吸着1 1克水克水放出的热量。放出的热量。 各种干燥纤维的吸湿微分热大致接近，约为各

10、种干燥纤维的吸湿微分热大致接近，约为115011501350J/g1350J/g。 各种纤维的吸湿积分热各种纤维的吸湿积分热六、对电学性质的影响六、对电学性质的影响 干燥纤维的电阻很大（干燥纤维的电阻很大（101011 11 10101818数量级），是数量级），是优良的电绝缘体。优良的电绝缘体。 纤维吸湿后纤维的导电性增强，介电常数变大，纤维吸湿后纤维的导电性增强，介电常数变大，抗静电性能增强。抗静电性能增强。七、对光学性质的影响七、对光学性质的影响 吸湿会影响纤维对光线的折射、反射、透射和吸吸湿会影响纤维对光线的折射、反射、透射和吸收性质，进而影响纤维的光泽、颜色以及光降解和收性质，进而影

11、响纤维的光泽、颜色以及光降解和老化性能。老化性能。作作 业业一、一、名词解释名词解释公定公定回潮率和公定回潮率和公定重量；重量；调湿和预调湿调湿和预调湿；吸湿积分热和吸湿吸湿积分热和吸湿微分热微分热；吸湿滞后性和吸湿膨胀性吸湿滞后性和吸湿膨胀性二、思考题与计算题二、思考题与计算题1. 试述纤维吸湿的两相理论和三相理论，并说明其各自适用的试述纤维吸湿的两相理论和三相理论，并说明其各自适用的范围。范围。2. 影响纤维吸湿性能的因素有哪些？比较棉纤维、羊毛纤维、影响纤维吸湿性能的因素有哪些？比较棉纤维、羊毛纤维、粘胶纤维、涤纶纤维吸湿性的好坏，并分析影响各种纤维吸湿粘胶纤维、涤纶纤维吸湿性的好坏，并分析影响各种纤维吸湿性的主要因素。性的主要因素。3. 一批混合比为一批混合比为55/45的棉的棉/涤混合纤维重涤混合纤维重1000kg，取，取50g