4.1纤维的吸湿、热学性能（课件）-《服装材料》（高教版）同步教学课件

服装材料第四章纤维和纱线的物理性能课程内容纤维的吸湿性能1纤维的热学性能2纤维电学性能与光学性能3纤维与纱线的力学性能4教学重点、难点教学目的：通过对纤维以及纱线的吸湿、热学、电学、光学、力学性能等诸方面的分析介绍，使学生理解纤维与纱线的物理性能。教学重点、难点：纤维的吸湿性；纤维的导热性与保暖性；纤维的静电与导电性；纤维和纱线的力学性能。（1）回潮率W（2）含水率M（3）标准大气（20℃，65%）（4）标准回潮率（5）公定回潮率WK（6）实际回潮率（实测）Wa（7）公定重量（标准重量）（8）实际重量（9）调湿（10）预调湿第一节纤维的吸湿性能

一、吸湿指标及常用术语纤维种类公定回潮率/%纤维种类公定回潮率/%原棉8.5黄麻14羊毛洗净毛同质毛16罗布麻12羊毛洗净毛异质毛15大麻12干毛条18.25剑麻12油毛条19粘胶纤维13精梳落毛16涤纶0.4山羊绒17锦纶6、锦纶664.5兔毛15腈纶2.0牦牛绒15维纶5.0桑蚕丝11含氯纤维0.5柞蚕丝11丙纶0亚麻12醋酯纤维7.0苎麻12铜氨纤维13.0洋麻12氨纶1.3几种纤维的公定回潮率纱线种类公定回潮率/%纱线种类公定回潮率/%棉纱、棉缝纫线1）8.5绒线、针织绒线15精梳毛纱16山羊绒纱15粗梳毛纱15麻、化纤、蚕丝2）同纤维几种常见纱线的公定回潮率：注：1)棉纱及棉缝纫线均含本色、丝光、上蜡、染色等各种品种。

2)麻和化纤均含纤维及本色、染色的纱线，丝均含双宫丝、绢丝、油丝。1、亲水基团及其作用

纤维大分子上是否存在亲水性基团，是决定纤维吸湿性能的决定性因素。极性基团的多少、极性的强弱、结构状态等综合影响吸湿性。

2、结晶度

实验证明：纤维的吸湿作用主要发生在非结晶区，这是肯定的，水分能否进入结晶区，目前尚有争议，但水分进入结晶区的量是很少的。除结晶度影响纤维的吸湿性以外，在相同的结晶度条件下，晶型和晶粒的大小对吸湿也有影响，一般来说，晶粒小，吸湿性大。

3、比表面积

单位体积的纤维所具有的表面积。比表面积越大，吸湿能力愈强。

4、表面伴生物

与性质和数量有关。

二、吸湿机理将纺织材料从一种大气条件放置到另一个新的大气条件下（两种条件的温湿度不同）时，它将立刻放湿（从潮湿条件到干燥条件时）或吸湿（从干燥条件到潮湿条件时），其中的水分含量会随之变化，经过一定时间后，它的回潮率逐渐趋向于一个稳定的值，这种现象称之为“平衡”，此时的回潮率称之为“平衡回潮率”。

吸湿平衡是动态的，其稳定性很差，而且是自动进行的，外界条件一变，平衡就立即遭到破坏，而且要达到新的平衡需一定的时间。

三、影响吸湿的外部因素1、吸湿平衡吸湿等温线：在大气压力和温度一定且不变的条件下，材料的吸湿平衡回潮率随相对湿度变化的曲线。在不同温度下曲线的位置是不一样的。

毛粘麻丝棉维锦腈涤丙纶

2、吸湿等温线吸湿等湿线：在大气压力和湿度一定且不变的条件下，材料的吸湿平衡回潮率随温度变化的曲线。在不同湿度下曲线的位置是不一样的。

3、吸湿等湿线在同一空气条件下，纺织材料吸湿平衡回潮率比放湿平衡回潮率小的现象叫吸湿滞后性（或叫吸湿保守性，吸湿滞后现象）。对不同纤维吸湿滞后圈的大小是不一样的。

4、吸湿滞后性1、对重量的影响

吸湿对公定重量、工艺设计、成本核算、贸易等均有影响。

2、对形态尺寸的影响

纺织纤维是由大分子组成的一个各向异性体，吸湿后膨胀明显表现乃各向异性，具体讲就是：长度方向和直径方向上的膨胀增加率不一样。3、对密度的影响

纤维的密度是随回潮率的增加，先上升，然后下降。四、吸湿对纤维性能的影响4、对机械性质的影响

对于大多数纤维而言，其强力随着回潮率的增加而下降，少数纤维几乎不变，个别纤维（棉、麻）的强力上升。绝大多数纤维的断裂伸长率随着回潮率的增加而上升，少数纤维几乎不变。随回潮率上升，纤维的模量、弯曲刚度等也会随之而降，摩擦系数上升。回潮率太高则纤维不易开松，其中的杂质难以清除，容易相互纠缠扭结，易于缠绕机器上的部件，会造成梳理、牵伸、织造等工艺的波动。

5、对热学性质的影响

纺织材料随回潮率的增加其保温性能逐渐下降，冰凉感增加，点燃温度上升，玻璃化温度下降，热收缩率上升，抗熔孔能力有所改善。纤维吸湿后会放出热量，将可能导致棉纤维发霉、变质、自燃等不良结果，所以堆放棉纤维要注意通风防潮。6、对电学性质的影响

纺织材料属于绝缘材料，但其绝缘性能会随着回潮率的增加而下降，介电系数上升，介电损耗增大，静电现象大多会有所降低。

7、对光学性质的影响

随回潮率增加纤维的折射率、吸光率增加，光泽变暗，颜色变深，耐红外光性能增强，耐紫外光性能下降。1、直接法

所谓直接法就是根据吸湿指标的定义，直接测量出公式中的各个参数：G干，G湿，直接法的关键在于：干燥和称重。发展到现在使纤维干燥的方式方法已有很多，如：吸干、抽取、烘燥、红外、高频、微波等，效率各不相同，各有特点。

烘箱法是基础测量方法，但它却难以将纤维烘至绝干,结果受烘干温度、烘干时间、环境温湿度、试样量影响。称重方法有：箱内热称、箱外热称和箱外冷称。目前推荐的方法是箱内热称。五、吸湿性能的测试2、间接法

所谓间接法是利用某引起物理量，如电阻，介电系数，外来辐射的吸收等和材料回潮率间的关系间接测得回潮率。它以不必赶出材料中的水分为其特征。以快速为其特点。其中的代表是电阻式测湿仪，但温度、含杂、结构状态等影响结果。一、纤维的导热性与保暖性（一）纤维的比热容与导热

1、比热容（SpecificHeatCapacity）:

质量为１g的纤维材料，温度变化１度时吸收或放出的热量，叫纤维材料的比热容。同等质量的纤维，比热容越大的，在吸收或放出同等热量的情况下，温度变化越小。

第二节纤维的热学性能2、导热（ThermalConductivity）：纤维材料的导热性用导热系数λ衡量。

λ的定义：当材料厚度为1米及表面之间温差为1℃时，1小时内通过1m2的材料传导的热量。

λ越小表示材料的绝热性越低，它的热绝缘性或保暖性越高。

★导热系数回潮率

纤维集合体单位体积重量

纤维排列情况

热阻大纤维制品的保暖性

热绝缘性强二、纤维的热力学三态（一）纤维的“二温”玻璃化温度Tց

流动温度Tf（二）纤维的“三态”玻璃态（GlassyState）高弹态（RubberyState）粘流态（ViscousState）三、纤维的耐热性与收缩性（一）耐热性(HeatResistance)

纺织材料在高温下保持自己的物理机械性能的能力，叫耐热性。纺织材料受热的作用后，强度会下降。下降的程度，随温度、时间及纤维的耐热性不同而不同。（二）收缩性

1、热收缩（HeatShrinkage）合成纤维受热而收缩的现象叫热收缩。拉伸————受热————收缩

2、热收缩率（HeatShrinkageRatio）沸水收缩率、热空气收缩率、饱和蒸汽收缩率。热收缩率大的合成纤维会影响织物尺寸的稳定性。约束力减小应力玻璃态约束四、热定型(HeatSet)1、热定型定义：将合成材料加热到一定温度（合成纤维须在玻璃化温度以上）并施以一定的外力，纤维内部链段开始自由转动，变形能力增大，再冷却并解除外力作用，纤维就可以在新的分子排列状态下稳定下来.这种加工称为热定型，纤维的这一性质称为热塑性。2、影响因素温度（Temperature）温度太低，达不到热定型的目的温度太高，会使纤维手感发硬，色泽发黄，服用性能下降。时间（Time）加热时间：充分冷却时间：急速适当的温度、足够的加热时间和急速冷却能使织物尺寸稳定性、弹性、抗皱性等都有很大改善。五、纤维的燃烧性与熔孔性（一）纤维材料的燃烧性能

1、纤维的可燃性分类：易燃纤维：纤维素纤维、腈纶可燃纤维：羊毛、蚕丝、锦纶、涤纶、维纶等难燃纤维：氯纶不燃纤维：石棉、碳纤维、玻璃纤维等

2、纤维燃烧性能的衡量