纺织材料的热学、光278学和电学性质.ppt

1、第二章纺织材料的热学、光学和电学性质；第二、第一节热学性质；温度相关物理性质；热学性质。1.比热容和热脱皮(1)比热容1概念：质量为1g的纺织材料，温度上升(或下降)1吸收(或释放)的热量。单位，J/g。与热值相比，直接反映了大小、材料温度变化的难度。3，常见的干纺织材料的比热(温度测量20)，涤纶的比热大，不容易随温度变化，夏天穿着涤纶衣服，有明显的“冷感”牙齿。4，2比热容影响因素：(1)环境温度：温升，c升高。(2)环境相对湿度：随着回潮率的增加而增加。(3)纤维中的孔和纤维间的缝隙：随着孔间隙的增加而下降。5，(b)焓是表示物质系统能量状态的参数。H=U PV U-系统的内部能量P-压

2、力V-体积比热容：温度升高1时单位质量物质热脱皮的增加。6，2，导热系数显示为导热系数。1.热导率材料厚度为1m，两个曲面之间的温差是在1，1秒内通过1m2材料传导的列数。法定单位：w/m .值越小，导热系数越低，保温性或保温性越好。7，一般纤维的热导率(室温20点测量)，静止空气的值最低，隔热性或保暖性最好。影响8，2保暖性的因素导热系数越小，保暖性越好。纺丝材料吸湿性后保温性下降。吸湿未热量：纤维以给定的回潮率吸收1g的水，吸收释放出的热量。吸湿积分热：1g干燥纤维在某一吸水率下完全润湿释放的总热量。静止空气层的厚度越大，保温性越好。9，图8-1纤维层体积重量与热导率的关系，10，3。提高

3、服装保暖性的方法(1)尽可能多的存储停止空气(中空纤维，衣服穿得多，水不渗)(2)降低W。(3)低纤维的选择；(4)添加陶瓷粉末等材料。11，4。绝热率T表示纺织材料的绝热性指标。格式中：Q0-热体不复盖样品时单位时间的热值(J)；Q1-热体罩样品后单位时间的热值(J)；t值越大，保暖性越好，12，2，热对纺织材料的影响是纺织材料受热后内部结构和性质发生变化。根据受热时的变化现象，纺织纤维可分为两类茄子。热塑性纤维：高温下会发生涤纶、聚酯、醋酸等软化、熔化的纤维。非热塑性纤维：在高温下不熔化，直接分解和碳化的纤维(如棉、羊毛、丝绸等)。13，(1)两种茄子变形和三种茄子动力学状态热塑性纤维是随

4、温度变化的拉伸变形和杨氏模量温度变化的弯曲热机械曲线。图片。热塑性纤维的热机曲线，两个转换区域：玻璃化转换区域，粘弹状态转换区域三个茄子动力学状态：玻璃状态，高弹性状态，粘性流，14，1，3茄子动力学状态(1)玻璃状态宏观动力学特性：模块高，变形能力下降，强度高内部结构特性：高绝大多数纤维在室温下都处于玻璃状态。15，(2)高弹型宏观力学特征：变形力大，强度小。内部结构特征：具有大的运动单位链段，大分子可以通过链段的运动拉伸或收缩，但没有分子链的滑动。(3)粘性宏观力学特征：发生了不可逆转的变形，纤维表示粘性流动。内部结构特征：整个大分子链的动能高，滑动能力强。16，2，两个转换区域(1)玻璃

5、转换区域对温度非常敏感，物理性质(例如比热、系数等)均发生突变。玻璃化温度Tg:玻璃状态变为高炭状态的温度(二次转换温度)实际上是温度范围。(2)粘弹切换区对温度很敏感，纤维表示流动性，系数下降快，应变增加。点流温度Tf:高煤状态转变为点流的温度(一次转换温度)的范围。17，3。熔点晶体熔化时的温度。软化温度是低于熔点20-30的温度。5.分解点高聚物分解时的温度。18，(b)耐热性和热稳定性；耐热性：纤维材料在高温下工作后保持物理机械特性的特性。徐璐不同温度作用一段时间后，力学性能的维持率或温度升高，表示强度下降的程度。热稳定性：指材料对热分解的稳定性或热作用下的结构形式和构成的稳定性。表示

6、在一定温度下强度随着时间的推移而下降的程度。19，常用纤维的耐热性：天然纤维：纤维素纤维比蛋白质纤维合成纤维：聚丙烯涤纶聚酯聚乙烯；碳纤维、玻璃纤维是常用纤维的热稳定性：天然纤维：丝绸、棉不良化学纤维：粘胶、尼龙、腈纶不好。耐热性好的纤维，热稳定性不一定好。尼龙腈纶耐热性好，但热稳定性差。涤纶的耐热性和热稳定性都很好。20，(3)合成纤维热收缩和热情型，1，合成纤维热收缩合纤维加热后发生了不可逆转的尺寸收缩现象。(1)原因合纤维在纺纱整形过程中经过拉伸，纤维仍有内部应力，但玻璃状态的约束无法恢复。如果纤维超过一定温度，分子之间的约束会减弱，内部应力的作用会导致收缩。21，(2)地表热收缩率收缩

7、量/原始长度100是根据加热介质的沸水收缩率、热风收缩率、饱和蒸汽收缩率。(3)优缺点：影响织物服用性能的好处：膨胀纱，22，2，热情型(1)基本概念热塑性：将合成纤维或产品加热到玻璃化温度以上，施加一点外力强迫变形，然后冷却和去除外力，这种变形就会固定，牙齿特性称为热塑性材料。热情型：利用合纤维的热塑性在一定张力下加热织物，将其固定在新状态的工艺过程。23，(2)热情型机械合成纤维(热塑性):纤维处于高弹状态，分子链段移动，在新位置重建新的键，冷却后新结构硬化。(在无定形领域中)面，马：结晶度高，没有合成纤维等定型机制，或太少，不能得到临时定型(如合成纤维)。羊毛：在湿热和力的作用下，打开二

8、硫化键，在新位置再次按键，得到半永久性。24，(3)影响合纤维织物热情型效果的因素1)温度(最重要的因素)2)时间：低温时间，高温时间3)张力4)冷却速度：新的结合点必须尽快“董洁”冷却。不同：(1)合成纤维主要是通过玻璃状态的“董洁”来塑造的。(。毛纤维是通过分子间化学结合进行“重建”(如二硫结合)的定型。(2)合成纤维成型可能伴随着晶体形式的变化。没有毛纤维。(3)合成纤维玻璃转变温度明显。毛纤维不明显，变化多端。(4)合成纤维形态可以由干热决定。毛纤维以干热不能达到良好的定型效果。27，1，极限氧指数LOI极限氧指数LOI(有限氧指数):在氧、氮大气中点燃材料，保持燃烧材料所需最小氧气量

9、的体积比。LOI越大，材料越难燃烧。(d)纤维材料的燃烧性能，28，点火温度：火焰最大温度：连续燃烧时间：冒烟时间：损伤长度：火焰扩散速度：火焰扩散时间：熔化时间和水滴：29，2，根据燃烧性能分类：易燃，易燃，燃烧性能分类，30，3，纤维材料的阻燃增强途径1)阻燃整理2)阻燃纤维制造：a)在纺丝液中加入防火剂，制造阻燃纤维。b)耐火聚合物，阻燃纤维(例如Nomex)等31，(5)耐溶剂性，1，概念化尼龙性：涤纶和聚酯等合成纤维织物，在接触华城等热体时在织物上形成孔的性能。耐火性：抗熔化孔破坏电阻的性能。2、影响熔化性的因素(1)热体的温度(2)热体的作用时间、热体的热(3)纤维熔点、分解点、分

10、解所需的热量、热导率、湿度大小等，32，3、测量方法(1天然纤维和粘胶的耐熔性好)4.改善织物抗融性的方法(1)和天然纤维混纺(2)包芯纱(聚酯，涤纶外包面)(3)织物的抗融，抗融整理，33，2节光学性能，纤维在光下的性能。颜色(颜色和光泽度)折射和双折射耐光性光致发光，34，1。纤维的颜色纤维颜色取决于纤维吸收和反射其他波长色光的能力。天然纤维的颜色取决于品种，生长过程的外部因素。化纤，纺丝工艺相关。各种颜色的波长和波长范围(mm)，1，颜色，35，2。纤维的光泽是纺织材料的重要外观特性。光泽度取决于可见光的反射情况。光线接触纤维材料的表面时，纤维和空气的界面会同时产生反射和折射，光的一部分

11、反射，另一部分在纤维内部折射，到达另一个界面时产生反射和折射。36，光泽度是正反射光、曲面散射反射光和内部散射反射光的共同贡献。37、光泽度分为无光(例如粗棉)、弱光(例如细棉)、引人注目的光泽(例如丝光棉)、强光(精制丝绸)、最强光(无光粘胶)。丝绸工艺中常用的极光和肥料两种茄子光泽感：反射光的杨怡多、分布不均的“极光”。反射光是杨怡多、分布比较均匀的“肥料光”。38，3。影响光泽度的因素(1)纤维的纵向形态：表面光滑，厚度均匀，光泽好(例如丝光棉，无卷曲的化纤长丝)。(2)截面形态圆形截面：光线透射良好，感觉亮，极光易于形成，纤维绕轴不变光泽。三角形截面：整个反射，可能会产生闪光效果。39

12、，(3)纤维层结构使纤维光泽强，不耀眼。(4)纤维徐璐排列的光滑纱线表面的纤维沿轴排列，厚度均匀，毛羽少，光泽好。(5)在化学纤维中添加TiO2，TiO2可以改变光的反射情况。40、2、折射和双折射双折射：光线投射到纤维上时，除了在界面上生成反射光外，进入纤维的光分解为两个折射光。纺织纤维的这种光学性质叫双折射。预光：符合折射定律、快速光(O)、振动面光轴、折射率N预射光：不符合折射定律、慢光(E)、振动面光轴、折射率N双折射率：n=n- n，41、光纤双折射率，42，3，纤维的耐光性，1。定义：纤维材料抵抗光的能力。纤维因光的破裂而强度下降的现象称为“老化”。如果能排除“大气老化实验”或风和

13、郑智薰等影响，就可以进行耐光性实验。2实验方法露天暴露方法和人工模拟方法。43，3。经常使用的纤维耐光性，44，腈纶羊毛棉粘胶涤纶绸紫外线的能量高，对纤维造成了很大的损伤，而CN吸收紫外线的能量后转换为热能，保护分子不破裂，腈纶耐光性好。，45，4，指光致发光，纤维在紫外线照射下，材料的分子受到刺激，发出一定光谱的光，产生不同的颜色。由于不同的纤维具有不同的光性质，因此可以用于鉴别纤维。46，纤维荧光颜色，47，第三节电性质，1，介电系数1。概念介质电现象：指绝缘体材料(又称介质)在外加电场作用下，内部分子形成电极化现象。电介质极化会在材料表面产生感应电荷，感应电荷减少原始电容器的电场强度，电

14、容器的传记容量增加(见图)。48，介电系数(介电常数)通过测量介电电现象强弱的物理量，即材料在电场中极化的程度，反映了材料的存储能力。类型，c电容板之间介质充电容量；C0电容器板之间真空时的电容。49，2。一般纤维材料的介电常数频率条件(50HZ):空气，1；液态水，20；干材料，25，材料的介电常数(频率f50Hz，T=2025，RH=65%)，50，3。应用(2)纱线(棒)的均匀纺织材料大于空气，平行金属板电容器之间的纱线厚度变化(纤维根数变化)，电容变化。51，4。影响因素(1)纤维内部结构分子量、极性组分数、堆密度(2)外部因素温度、水分恢复率、电场频率、52，2、介电损耗1介电介质由

15、于电场作用而产生热量，消耗能量，这称为介电损耗。53，2。(1)使用细纱材料作为传记绝缘材料，遗传损失小，以免材料热量老化。(2)可利用介电损耗干燥纺纱材料。在相同的条件下，水的介电损失大，吸收大部分能量，快速蒸发，材料本身吸收的能量少。54，3，导电性能，反映纤维材料导电特性的指标比电阻。1.指标(1)体积比电阻v(cm)样例长1厘米，截面面积为1cm2的电阻。表示式中的R:电流通过材料时的电阻():范例长度(cm) S:范例剖面面积(cm2)，55，(2)表面长于电阻S()，宽度为1cm材料表面的电阻，R:电流通过材料表面时的电阻()，57，纤维纤维的质量大于电阻英寸，用对数表示，容易产生高于电阻的静电。(7以下好)，58，3。纤维比电阻因素(1)湿度上升、电阻减少(2)温度升高、电阻减少(3)纤维中附着物乳剂、棉蜡、油的存在。59，4，静电，静电现象是指徐璐其他纤维材料之间或纤维与其他材