纺织材料的吸湿性课件

LOGO4.纺织材料的吸湿性4.纺织材料的吸湿性0第五节 纤维的吸湿性v本节主要介绍本节主要介绍纺织材料的吸湿指标；阐述吸湿机理及影响吸湿性的因纺织材料的吸湿指标；阐述吸湿机理及影响吸湿性的因素；吸湿对纤维形态结构以及对产品性能、纺织工艺和加工方面的影素；吸湿对纤维形态结构以及对产品性能、纺织工艺和加工方面的影响。响。第五节 纤维的吸湿性1一 纤维的吸湿平衡v纤维材料的含湿量随所处的大气条件而变化，在一定的大气条件下，纤维材料的含湿量随所处的大气条件而变化，在一定的大气条件下，纤维材料会吸收或放出水分，随着时间的推移逐渐达到一种平衡状态，纤维材料会吸收或放出水分，随着时间的推移逐渐达到一种平衡状态，其含湿量趋于一个稳定的值，这时，其含湿量趋于一个稳定的值，这时，单位时间内纤维材料吸收大气中单位时间内纤维材料吸收大气中的水分等于放出或蒸发出的水分的水分等于放出或蒸发出的水分，这种现象称为，这种现象称为吸湿平衡吸湿平衡。一 纤维的吸湿平衡纤维材料的含湿量随所处的大气条件而变化，2一 纤维的吸湿平衡v需要指出的是：需要指出的是：吸湿平衡是一种动态平衡状态吸湿平衡是一种动态平衡状态。v如果大气中的水汽部分压力增大，使进入纤维中的水分子多于放出的如果大气中的水汽部分压力增大，使进入纤维中的水分子多于放出的水分子，则表现为吸湿，反之则表现为放湿。水分子，则表现为吸湿，反之则表现为放湿。一 纤维的吸湿平衡需要指出的是：吸湿平衡是一种动态平衡状态3一 纤维的吸湿平衡v纤维的吸湿或放湿比较敏感，一旦大气条件变化，则其含湿量也纤维的吸湿或放湿比较敏感，一旦大气条件变化，则其含湿量也立即变化，由于纺织材料的性质与吸湿有关，所以在进行物理力立即变化，由于纺织材料的性质与吸湿有关，所以在进行物理力学性能测试时，试样应趋于吸湿平衡状态（如图学性能测试时，试样应趋于吸湿平衡状态（如图2-102-10）。）。一 纤维的吸湿平衡纤维的吸湿或放湿比较敏感，一旦大气条件变4一 纤维的吸湿平衡v纤维的吸湿、放湿是呈指数增长的过程，严格地说纤维的吸湿、放湿是呈指数增长的过程，严格地说达到平衡所经历的达到平衡所经历的时间是很长的时间是很长的，纤维集合体体积愈大，压缩愈紧密达到平衡的时间也，纤维集合体体积愈大，压缩愈紧密达到平衡的时间也愈长。愈长。v一般单纤维或一般单纤维或3mg3mg以下的小束，以下的小束，6 6秒钟将基本平衡；秒钟将基本平衡；v50g50g的块体达到平衡约要的块体达到平衡约要1 1小时或更多；小时或更多；v100kg100kg的絮包达到平衡约要的絮包达到平衡约要4 4个月到一年。个月到一年。一 纤维的吸湿平衡纤维的吸湿、放湿是呈指数增长的过程，严格5二二 纤维的吸湿指标纤维的吸湿指标v1 1回潮率与含水率回潮率与含水率v纤维及其制品吸湿后，含水量的大小可用回潮率或含水率来表示。纤维及其制品吸湿后，含水量的大小可用回潮率或含水率来表示。v回潮率回潮率W W是指纤维材料中所含水分的重量占纤维干重的百分数；是指纤维材料中所含水分的重量占纤维干重的百分数；v含水率含水率M M则是纤维材料中所含水分的重量占纤维湿重的百分数。则是纤维材料中所含水分的重量占纤维湿重的百分数。v纺织材料吸湿性的大小，绝大多数用回潮率表示。纺织材料吸湿性的大小，绝大多数用回潮率表示。二 纤维的吸湿指标1回潮率与含水率6二二 纤维的吸湿指标纤维的吸湿指标v设试样的湿重为设试样的湿重为G G（g g），干重为，干重为G G0 0（g g），则：，则：二 纤维的吸湿指标设试样的湿重为G（g），干重为G0（g）7二二 纤维的吸湿指标纤维的吸湿指标v回潮率与含水率之间的关系为：回潮率与含水率之间的关系为：v两者与纺织材料重量的关系为：两者与纺织材料重量的关系为：二 纤维的吸湿指标回潮率与含水率之间的关系为：8二二 纤维的吸湿指标纤维的吸湿指标v2 2平衡回潮率平衡回潮率v平衡回潮率是平衡回潮率是指纤维材料在一定大气条件下，吸、放湿作用达到平衡指纤维材料在一定大气条件下，吸、放湿作用达到平衡时的回潮率时的回潮率。v表表2-72-7为几种常见纤维在不同相对湿度下的吸湿平衡回潮率，供参考。为几种常见纤维在不同相对湿度下的吸湿平衡回潮率，供参考。二 纤维的吸湿指标2平衡回潮率9表2-7 几种常见纤维的吸湿平衡回潮率表2-7 几种常见纤维的吸湿平衡回潮率10二二 纤维的吸湿指标纤维的吸湿指标v3 3标准回潮率标准回潮率v由于各种纤维的实际回潮率随温湿度条件而改变，为了比较各种纺织由于各种纤维的实际回潮率随温湿度条件而改变，为了比较各种纺织材料的吸湿能力，材料的吸湿能力，在统一的标准大气条件下，在统一的标准大气条件下，吸湿过程吸湿过程达到平衡时的达到平衡时的回潮率称为标准回潮率。回潮率称为标准回潮率。二 纤维的吸湿指标3标准回潮率11二二 纤维的吸湿指标纤维的吸湿指标v标准大气亦称大气的标准状态标准大气亦称大气的标准状态，有三个基本参数：，有三个基本参数：温度、相对湿度和温度、相对湿度和大气压力大气压力。v在在1 1标准大气压力（标准大气压力（86-106kpa86-106kpa）下的标准大气状态，国际上有多种规）下的标准大气状态，国际上有多种规定，我国规定为温度定，我国规定为温度20 20，相对湿度，相对湿度65%65%；而允许的误差，各国略有；而允许的误差，各国略有不同。不同。v我国颁布有我国颁布有“纺织材料试验标准温湿度条件规定纺织材料试验标准温湿度条件规定”，见，见表表2-82-8。(注：注：A A类为温带测试标准，类为温带测试标准，B B类为热带测试标准类为热带测试标准)。二 纤维的吸湿指标标准大气亦称大气的标准状态，有三个基本参12表2-8 标准温湿度及允许误差级 别标准温度标准相对湿度A类B类一级二级三级20120220327227327565%2%65%3%65%5%表2-8 标准温湿度及允许误差标准温度13二二 纤维的吸湿指标纤维的吸湿指标v在实际工作中可以根据试验要求，选择不同标准级别：在实际工作中可以根据试验要求，选择不同标准级别：v一级用于仲裁检验；一级用于仲裁检验；v二级用于常规检验；二级用于常规检验；v三级用于要求不高的检验三级用于要求不高的检验。二 纤维的吸湿指标在实际工作中可以根据试验要求，选择不同标14二二 纤维的吸湿指标纤维的吸湿指标v4 4公定回潮率公定回潮率v在贸易和成本计算中纺织材料并不处于标准状态，在贸易和成本计算中纺织材料并不处于标准状态，为了计量和核价的为了计量和核价的需要，各国依据各自的具体条件，对各种纺织材料的回潮率作统一规需要，各国依据各自的具体条件，对各种纺织材料的回潮率作统一规定，称为定，称为公定回潮率公定回潮率。二 纤维的吸湿指标4公定回潮率15二二 纤维的吸湿指标纤维的吸湿指标v公定回潮率为折算公定（商业）重量时要加到干燥重量上的水分量对公定回潮率为折算公定（商业）重量时要加到干燥重量上的水分量对干燥重量的百分数。干燥重量的百分数。v通常公定回潮率接近于标准状态下的实际回潮率，但不是标准回潮率，通常公定回潮率接近于标准状态下的实际回潮率，但不是标准回潮率，一般一般稍高于稍高于标准回潮率或取其上限。标准回潮率或取其上限。v各国对于纺织材料公定回潮率的规定并不一致。我国常见的几种纤维各国对于纺织材料公定回潮率的规定并不一致。我国常见的几种纤维的公定回潮率见的公定回潮率见表表2-92-9。二 纤维的吸湿指标公定回潮率为折算公定（商业）重量时要加到16表2-9 几种常见纤维及其制品的公定回潮率种类公定回潮率（%）种类公定回潮率（%）原棉棉织物同质洗净毛异质洗净毛干梳毛条山羊绒骆驼绒桑蚕丝柞蚕丝苎麻黄麻（生麻）黄麻(熟麻)汉（大）麻涤纶纱及长丝锦纶丙纶二醋酯纤维铜氨纤维8.508.5161518.2515141111121414120.44.50913棉纱精梳毛纱粗梳毛纱精梳落毛油梳毛条毛织物兔毛长毛绒绢纺蚕丝亚麻(精干麻)槿(洋)麻产品粘胶纤维及长丝涤纶腈纶维纶玻璃纤维三醋酯纤维氯纶纤维8.516161619141516111214130.4252.5（石蜡乳剂含量）70.5表2-9 几种常见纤维及其制品的公定回潮率种类公定回潮率17二 纤维的吸湿指标v关于几种纤维的混合原料，其公定回潮率的计算，可根据各原料重量关于几种纤维的混合原料，其公定回潮率的计算，可根据各原料重量混合比的加权平均。设混合比的加权平均。设W W1 1、W W2 2W Wn n分别为各原料的公定回潮率分别为各原料的公定回潮率(%)(%)，P P1 1、P P2 2PPn n为各原料的干燥重量百分数（为各原料的干燥重量百分数（%），则混纺材料的公定），则混纺材料的公定回潮率回潮率W W（%）将为：）将为：二 纤维的吸湿指标关于几种纤维的混合原料，其公定回潮率的计18二 纤维的吸湿指标v5 5公定重量公定重量v纺织材料在公定回潮率时的重量称为纺织材料在公定回潮率时的重量称为“公定重量（公定重量（G Gk k）”，是交付结，是交付结算的依据。算的依据。v纺织材料的纺织材料的公定重量公定重量与实际回潮率下的称见重量（与实际回潮率下的称见重量（G Ga a）之间的关系为：）之间的关系为：v v在生产上对于在生产上对于公定重量公定重量的计算，可以在折成干燥重量（的计算，可以在折成干燥重量（G G0 0）后进行计）后进行计算，公式如下：算，公式如下：v 二 纤维的吸湿指标5公定重量19二 纤维的吸湿指标v当两种纤维混纺时，成品的干重混纺比百分数折算成投料时湿重混纺当两种纤维混纺时，成品的干重混纺比百分数折算成投料时湿重混纺比百分数的算法如下：比百分数的算法如下：v设甲纤维的回潮率为设甲纤维的回潮率为W W1 1，湿重混纺比百分数为，湿重混纺比百分数为g g1 1，干重混纺比百分数，干重混纺比百分数为为g g0 0，乙种纤维的回潮率为，乙种纤维的回潮率为W W2 2，湿重混纺比百分数为，湿重混纺比百分数为100100g g1 1，干重混，干重混纺比百分数为纺比百分数为100100g g0 0，则，则v 二 纤维的吸湿指标当两种纤维混纺时，成品的干重混纺比百分数20二 纤维的吸湿指标v例：涤纶的实际回潮率为例：涤纶的实际回潮率为0.3%0.3%，粘胶的实际回潮为，粘胶的实际回潮为12%12%，为了使涤粘，为了使涤粘干重混纺比的百分数为干重混纺比的百分数为65/3565/35，问涤粘湿重混纺比百分数应为多少？，问涤粘湿重混纺比百分数应为多少？v代入求解代入求解:v即涤粘的湿重混纺比百分数应为即涤粘的湿重混纺比百分数应为62.4/37.662.4/37.6，才能使干重混纺比百分，才能使干重混纺比百分数为数为65/3565/35。二 纤维的吸湿指标例：涤纶的实际回潮率为0.3%，粘胶的实21三、吸湿等温和等压、等湿线三、吸湿等温和等压、等湿线v在一定的温度和压力条件下，纤维材料因吸湿(或放湿)达到的平衡回潮率和大气相对湿度的关系曲线，称为纤维材料的吸湿(或放湿)等温等压线，简称“等温线”。三、吸湿等温和等压、等湿线在一定的温度和压力条件下，纤维材料22三、吸湿等温和等压、等湿线三、吸湿等温和等压、等湿线v在一定的湿度和压力条件下，纤维材料因吸湿(或放湿)达到的平衡回潮率与大气温度的关系曲线，称为纤维材料的吸湿(或放湿)等湿等压线，简称“等湿线”。三、吸湿等温和等压、等湿线在一定的湿度和压力条件下，纤维材料23三、吸湿等温和等压、等湿线三、吸湿等温和等压、等湿线v在温度、湿度基本不变时，纤维材料因吸湿达到的平衡回潮率与大气压力的关系曲线，称为纤维材料的吸湿等温等湿线，简称“变压线”。v不同纤维的吸湿平衡回潮率是不同的，羊毛和粘胶纤维的吸湿能力最强，蚕丝、棉次之，合成纤维的吸湿能力都比较弱，其中维纶、锦纶的吸湿能力稍好些，腈纶差些，涤纶更差，丙纶和氯纶则几乎不吸湿。三、吸湿等温和等压、等湿线在温度、湿度基本不变时，纤维材料因24三、吸湿等温和等压、等湿线三、吸湿等温和等压、等湿线v虽然不同纤维的吸湿等温线高低不一，但都呈反S形，说明其吸湿机理基本一致。v在相对湿度较小时，回潮率增加率较大；当相对湿度在15%70%左右范围内，纤维材料的回潮率增加较小；当相对湿度很大时，平衡回潮率的增加率也较大。三、吸湿等温和等压、等湿线虽然不同纤维的吸湿等温线高低不一，25四、吸湿机理与理论四、吸湿机理与理论v四、吸湿机理与理论四、吸湿机理与理论 vPeirce理论认为，纤维的吸湿包括直接吸收水分和间接吸收水分。v直接吸收水分是由纤维分子的亲水性基团直接吸着的水分子，影响着纤维的物理性能。v间接吸收水分则接续在已被吸着的水分子上，属液态水，也包括凝结于表面和孔隙的水。间接吸收水对纤维的物理机械性质也有影响，尤其对纤维形态。四、吸湿机理与理论四、吸湿机理与理论 26四、吸湿机理与理论四、吸湿机理与理论四、吸湿机理与理论27四、吸湿机理与理论四、吸湿机理与理论v多数初始吸收水为直接吸收水分子Ca，v而在高湿时的吸收水主要为间接吸收水Cb。v直接吸水取决于纤维中的极性基团；v间接吸水与纤维中的空隙和无序区有关。四、吸湿机理与理论多数初始吸收水为直接吸收水分子Ca，28四、吸湿机理与理论四、吸湿机理与理论vSpeakman研究了羊毛纤维的吸湿，提出了羊毛吸湿的三相理论。v认为羊毛纤维吸湿的第一相水分子是与角朊分子侧链中的亲水基相结合的水，对结构的刚性无影响。v吸湿的第二相水分子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。v吸湿的第三相水分子是填充在纤维空隙间和分子间的汽、液态水，发生在高湿度时，与棉纤维的间接吸收水类似。四、吸湿机理与理论Speakman研究了羊毛纤维的吸湿，提出29五、吸湿滞后性五、吸湿滞后性v1.1.吸湿滞后现象吸湿滞后现象v当把高回潮率和低回潮率的纤维材料放在同一个大气条件下时，起始回潮率高的纤维，将通过放湿过程达到其平衡的回潮率；而原来低回潮率的纤维，将通过吸湿过程达到其平衡回潮率。五、吸湿滞后性30五、吸湿滞后性五、吸湿滞后性五、吸湿滞后性31五、吸湿滞后性五、吸湿滞后性v在相同大气条件下，放湿的平衡回潮率相对湿度曲线()与吸湿的平衡回潮率-相对湿度曲线()始终不会重合与交叠，极端状态是一个典型的滞后环。五、吸湿滞后性32五、吸湿滞后性五、吸湿滞后性v这种从放湿得到的平衡回潮率总是高于从吸湿得到的平衡回潮率的现象称为吸湿滞后现象，纤维材料所具有的这种性质被称为吸湿滞后性或吸湿保守性。五、吸湿滞后性这种从放湿得到的平衡回潮率总是高于从吸湿得到的33五、吸湿滞后性五、吸湿滞后性v2.2.吸湿滞后产生的原因吸湿滞后产生的原因v吸湿滞后的原因可从几个方面考虑。v(1)能量获得概率的差异v在吸湿过程中，水分子是高速运动的自由颗粒，本身具有动能和较大的运动自由程；而在放湿过程中，水分子是被吸附的水分子，或液态的水分子，运动能量低，活动范围小，要脱离和蒸发必须获得能量。五、吸湿滞后性2.吸湿滞后产生的原因34五、吸湿滞后性五、吸湿滞后性v(2)水分子进出的差异v在纤维吸湿过程中，纤维内的通道和位置是敞开和空着的，水分子可以很方便地从任意通道进入空位而被吸附，并且吸附可以同时多位进行。而在放湿过程中，各通道已被占位的水分子或液态水堵塞，水分子的进出必须挨个进行，是单方向的，而且存在通道变化产生的死穴，而无法退出。五、吸湿滞后性(2)水分子进出的差异35五、吸湿滞后性五、吸湿滞后性v(3)纤维结构的差异v纤维结构的差异主要体现在吸湿后纤维不可逆的膨胀与微结构的变化。由于水分子的挤入，纤维分子间，微结构单元间的距离会被拉开，孔隙和内表面增大，这种变形往往是塑性的。因此在无外力作用下，不会自动回复，因而导致吸湿条件的改善，纤维能保持更多的水，阻碍水分的离去。五、吸湿滞后性(3)纤维结构的差异36五、吸湿滞后性五、吸湿滞后性v(4)水分子分布的差异v水分子在纤维吸、放湿时的浓度是不一致的，而且浓度的分布也是不一致的。吸湿时，水汽浓度外高内低，是连续单调下降的；放湿时，水汽浓度是内高外低，不仅分布不均匀，还时有不连续特征。五、吸湿滞后性(4)水分子分布的差异37五、吸湿滞后性五、吸湿滞后性v(5)热能作用的差异v水分子进入纤维附着或停留将释放热能，使纤维内的温度升高，有利于分子的再运动与调整，或使纤维分子运动和纤维体膨胀而消耗此能量，后者有利于水分的再进入。但水分子的退出需获取能量而运动，这使纤维温度降低，不利于水分的运动与扩散。五、吸湿滞后性(5)热能作用的差异38六、影响纤维吸湿的因素六、影响纤维吸湿的因素v影响纺织纤维吸湿的因素有内因和外因两方面。v内因包括纤维大分子中处于自由状态的亲水基团的多少和亲水性的强弱，纤维无序区的大小，纤维内孔隙的多少和大小，纤维的比表面积大小，以及纤维伴生物的性质和含量等，是主导因素。v外因主要涉及纤维周围的大气条件，包括温度、湿度、气压、风速等，以及放置时间的长短、起始吸湿放湿状态等，是不可忽视的控制调节因素。六、影响纤维吸湿的因素影响纺织纤维吸湿的因素有内因和外因两方39六、影响纤维吸湿的因素六、影响纤维吸湿的因素v1.1.亲水基团的作用亲水基团的作用v纤维大分子中，亲水基团的多少和亲水性的强弱是影响其吸湿性的最本质因素。如羟基(OH)、酰胺键(CONH)、氨基(NH2)、羧基(COOH)等都是较强的亲水基团，与水分子的亲和力大，能与水分子形成氢键结合，即直接吸水。六、影响纤维吸湿的因素1.亲水基团的作用40六、影响纤维吸湿的因素六、影响纤维吸湿的因素v2.2.纤维的结晶度纤维的结晶度v水分子只能进入纤维的无序排列区域，而无法进入纤维的结晶区。v因为晶区中的大分子均形成规则有序的空间排列，水分子不可及。纤维的结晶度越低，吸湿能力就越强。六、影响纤维吸湿的因素2.纤维的结晶度41六、影响纤维吸湿的因素六、影响纤维吸湿的因素v3.3.纤维的比表面积和内部空隙纤维的比表面积和内部空隙v纤维单位体积所具有的表面积，称为比表面积。v纤维表面分子由于引力的不平衡使它比内层分子具有多余的能量，称为表面能。v纤维的比表面积越大，表面能越高，表面吸附的水分子数则越多，纤维的吸湿性也越好。六、影响纤维吸湿的因素3.纤维的比表面积和内部空隙42六、影响纤维吸湿的因素六、影响纤维吸湿的因素v4.4.纤维中的伴生物和杂质纤维中的伴生物和杂质v纤维的各种伴生物和杂质对吸湿能力也有影响。v棉纤维中有含氮物质、棉蜡、果胶、脂肪等；v羊毛表面油脂是拒水性物质，它的存在使吸湿能力减弱；v麻纤维的果胶和蚕丝中的丝胶有利于吸湿；v化学纤维表面的油剂对纤维吸湿能力有影响。六、影响纤维吸湿的因素4.纤维中的伴生物和杂质43六、影响纤维吸湿的因素六、影响纤维吸湿的因素v5.5.温湿度和气压温湿度和气压v此环境条件的影响，已在前面给出了明确的解释。v6.6.空气流速的影响空气流速的影响 v当纤维材料周围空气流速快时，有助于纤维表面吸附水分的蒸发，故纤维的平衡回潮率会降低。六、影响纤维吸湿的因素5.温湿度和气压44六、影响纤维吸湿的因素六、影响纤维吸湿的因素v通常人们希望合成纤维具有像天然纤维的吸湿性质。v因此，根据吸湿的极性基团、高比表面积、多微孔、高表面能和吸湿性杂质等机制，可以通过引入吸湿基团，采用超细多微孔纤维，进行表面改性与活化，实施掺杂等方法，实现纤维的吸湿。六、影响纤维吸湿的因素通常人们希望合成纤维具有像天然纤维的吸45七、吸湿对纤维性质的影响七、吸湿对纤维性质的影响 v1 1、吸吸湿湿对对纤纤维维重重量量和和密密度度的的影影响响 v纤维材料的重量随吸着水分量的增加而成比例地增加。v纤维的密度随回潮率的增加呈先增后降的特征，最大密度发生在回潮率为46%。七、吸湿对纤维性质的影响 1、吸湿对纤维重量和密度的影响 46七、吸湿对纤维性质的影响七、吸湿对纤维性质的影响v2 2、吸湿后纤维体积膨胀、吸湿后纤维体积膨胀v纤维吸湿后体积膨胀，其中横向膨胀大而纵向膨胀小。v纤维吸湿膨胀的各向异性，会导致织物的变厚、变硬并产生收缩。七、吸湿对纤维性质的影响2、吸湿后纤维体积膨胀47七、吸湿对纤维性质的影响七、吸湿对纤维性质的影响v3 3、对纤维力学性质的影响、对纤维力学性质的影响v纤维吸湿后，其力学性质如强力、模量、伸长、弹性、刚度等随之变化。v一般纤维随着回潮率的增加，其强力、模量、弹性和刚度下降，伸长增加。v但分子量较大的棉、麻纤维还会因吸湿而强度略微上升。七、吸湿对纤维性质的影响3、对纤维力学性质的影响48七、吸湿对纤维性质的影响七、吸湿对纤维性质的影响七、吸湿对纤维性质的影响49七、吸湿对纤维性质的影响七、吸湿对纤维性质的影响v4 4、对电学性能的影响、对电学性能的影响v干燥纤维的电阻很大，是优良的绝缘体，其质量比电阻在10111018数量级。v在相对湿度较高时，纤维的质量比电阻下降到106108数量级。v纤维材料的吸湿会使纤维的导电性增大，介电常数变大，抗静电性能增强，给纺织加工和正常使用提供方便。七、吸湿对纤维性质的影响4、对电学性能的影响50七、吸湿对纤维性质的影响七、吸湿对纤维性质的影响v5 5、对热学性能的影响、对热学性能的影响v纤维在吸湿时会放出热量，这是由于运动中的水分子被纤维大分子吸附时，水分子会将动能转化成热能而释放，这种放热会使温度上升。七、吸湿对纤维性质的影响5、对热学性能的影响51七、吸湿对纤维性质的影响七、吸湿对纤维性质的影响v吸湿积分热吸湿积分热v在一定的温度下，质量为1g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，称为吸湿积分热，或润湿热。v完全干燥的纤维吸湿到完全润湿所放出的热量，称为完全润湿热或完全吸湿积分热。七、吸湿对纤维性质的影响吸湿积分热52七、吸湿对纤维性质的影响七、吸湿对纤维性质的影响v吸湿微分热吸湿微分热v纤维在给定回潮率条件下吸着1g水放出的热量称为吸湿微分热。v各种干燥纤维的吸湿微分热是差不多的，约8371256J/g。v随着回潮率的增加，纤维的吸湿微分热会不同程度地减小。七、吸湿对纤维性质的影响吸湿微分热53七、吸湿对纤维性质的影响七、吸湿对纤维性质的影响v6 6、对光学性能的影响、对光学性能的影响v吸湿会影响纤维的折射、反射、透射和吸收性质，进而影响纤维的光泽、颜色，以及光降解和老化性能。v当纤维的回潮率升高时，纤维的光折射率、透射率和光泽会下降，光的吸收会增加，颜色会变深，光降解和老化会加剧等。七、吸湿对纤维性质的影响6、对光学性能的影响54v综上所述，纤维的吸湿有利有弊，但赋予纤维适当吸湿利远大于弊，因为这可以提供使用的舒适性和抗静电性。v而分析吸湿后纤维性质的改变，也正是发扬吸湿优势，克服吸湿缺陷，获得更理想的纤维材料，或成为改进加工工艺的依据。综上所述，纤维的吸湿有利有弊，但赋予纤维适当吸湿利远大于弊，55LOGO纺织材料吸湿性能有关的若干问题浙江理工大学浙江理工大学 胡国樑胡国樑第二届纺织材料学研讨会材料第二届纺织材料学研讨会材料第二届纺织材料学研讨会材料第二届纺织材料学研讨会材料纺织材料吸湿性能有关的若干问题浙江理工大学 胡国樑第二562关于吸湿放关于吸湿放热3关于体关于体积缩小与密度增加小与密度增加1关于混关于混纺纱线的混的混纺比比讨论内容：关于吸湿放热关于体积缩小与密度增加关于混纺纱线的混纺比讨论内57求解方法求解方法v当两种当两种纤维混混纺时，干重混，干重混纺比百分数折算成湿重混比百分数折算成湿重混纺比百分比百分数的算法如下：数的算法如下：设甲种甲种纤维的回潮率的回潮率为W1，湿重混，湿重混纺比百分数比百分数为数数为gl，干重混，干重混纺比百分数比百分数为g0，乙种，乙种纤维的回潮率的回潮率为W2，湿重混湿重混纺比百分数比百分数为100-gl，湿重混，湿重混纺比百分数比百分数为100-g0，则QUESTION1:混混纺纱线的混的混纺比比经经典典典典问题问题：已知已知已知已知纱线纱线的干重混的干重混的干重混的干重混纺纺比求解比求解比求解比求解实际实际重量重量重量重量的混的混的混的混纺纺比。比。比。比。求解方法QUESTION 1:混纺纱线的混纺比经典问题：已知58v涤纶的的实际回回潮潮率率为0.3，粘粘胶胶的的实际回回潮潮率率为12，为了了使使涤粘粘干干重重混混纺比比的的百百分分数数为6535，问涤粘粘湿湿重重混混纺比比百百分分数数应当当多多大大?例：例：代入上式：。代入上式：。代入上式：。代入上式：。即即即即涤涤粘的湿重混粘的湿重混粘的湿重混粘的湿重混纺纺比百分数比百分数比百分数比百分数为为62.4/37.662.4/37.6，才能，才能，才能，才能使干重混使干重混使干重混使干重混纺纺比百分数比百分数比百分数比百分数为为65/3565/35。QUESTION 1:QUESTION 1:混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比涤纶的实际回潮率为0.3，粘胶的实际回潮率为12，为了使59v混混纺比的百分数到底是不是一比的百分数到底是不是一定要干重混定要干重混纺比的百分数呢？比的百分数呢？在旧版（姚版）在旧版（姚版）在旧版（姚版）在旧版（姚版）统编统编教材中没有明确答案。教材中没有明确答案。教材中没有明确答案。教材中没有明确答案。但似乎是支持干重混但似乎是支持干重混但似乎是支持干重混但似乎是支持干重混纺纺比百分数的。比百分数的。比百分数的。比百分数的。因因因因为为在提供的混在提供的混在提供的混在提供的混纺纱纺纱回潮率回潮率回潮率回潮率计计算和混算和混算和混算和混纺纱细纺纱细度度度度计计算等算等算等算等处处，所采，所采，所采，所采用的混用的混用的混用的混纺纺比都采用了干重混比都采用了干重混比都采用了干重混比都采用了干重混纺纺比的百分数。比的百分数。比的百分数。比的百分数。在新版（于版）在新版（于版）在新版（于版）在新版（于版）统编统编教材中也没有明确答案。或者教材中也没有明确答案。或者教材中也没有明确答案。或者教材中也没有明确答案。或者说说是有意回是有意回是有意回是有意回避了。但避了。但避了。但避了。但实际实际上，在提供和混上，在提供和混上，在提供和混上，在提供和混纺纺有关的有关的有关的有关的计计算或数据中，都采用算或数据中，都采用算或数据中，都采用算或数据中，都采用了干重混了干重混了干重混了干重混纺纺比百分数。比百分数。比百分数。比百分数。其他版本的教材也都没有明确其他版本的教材也都没有明确其他版本的教材也都没有明确其他版本的教材也都没有明确说说明明明明这这个个个个问题问题。QUESTION 1:QUESTION 1:混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺比的百分数到底是不是一定要干重混纺比的百分数呢？在旧版（60只有在只有在1991年由年由“百家出版社百家出版社”出版的周出版的周锦芳芳等等编的的纺织材料学材料学习题与解答与解答一一书中是有中是有非常明确的答案。非常明确的答案。该书第第85页关于混关于混纺比的答案是比的答案是这样的：的：混混纺比是指混比是指混纺纱中某一成分中某一成分纤维重量占重量占纤维总重量的百分率。我国重量的百分率。我国规定以干重混定以干重混纺比表示。比表示。QUESTION 1:QUESTION 1:混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比只有在1991年由“百家出版社”出版的周锦芳等编的纺织材料61v我国到底有没有我国到底有没有规定要以干定要以干重混重混纺比表示呢？比表示呢？国家国家标准：准：混混纺比的比的规定并不一致。定并不一致。企企业使用情况：使用情况：实际情况也不情况也不统一。毛一。毛纺企企业、绢纺企企业等更愿意用公量混等更愿意用公量混纺比。比。QUESTION 1:QUESTION 1:混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比我国到底有没有规定要以干重混纺比表示呢？国家标准：混纺比的62以毛腈50/50混纺纱为例，如果是干重混纺比，则实际上相当于公量混纺比53.2/46.8。与公量混纺比相比，用干重混纺比需要多使用羊毛6.4%左右。QUESTION 1:QUESTION 1:混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比以毛腈50/50混纺纱为例，如果是干重混纺比，则实际上相当于63应该以干重混以干重混纺比表示比比表示比较合理。因合理。因为，混混纺比比实际上指的是上指的是质量百分数，所以量百分数，所以用干燥重量（相当于用干燥重量（相当于质量）百分数量）百分数较合合理。理。个人个人个人个人观观点点点点QUESTION 1:QUESTION 1:混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比混纺纱线的混纺比应该以干重混纺比表示比较合理。因为，混纺比实际上指的是质量百64QUESTION2:关于吸湿放关于吸湿放热1、到底会不会、到底会不会发热？2、发热量有多大？量有多大？3、能否持久、能否持久发热？“发热内衣内衣”的几个的几个问题:QUESTION 2:关于吸湿放热1、到底会不会发热？“发热65“EKSEKS发热纤维发热纤维发热纤维发热纤维”中国聚中国聚中国聚中国聚酯酯网上是网上是网上是网上是这样说这样说的：的：的：的：ekseks纤维纤维是自行是自行是自行是自行发热发热而温而温而温而温暖身体的一种全新材料暖身体的一种全新材料暖身体的一种全新材料暖身体的一种全新材料,是是是是东东洋洋洋洋纺纺（日本）所新开（日本）所新开（日本）所新开（日本）所新开发发的合成的合成的合成的合成纤维纤维亚烯亚烯酸酸酸酸盐盐系系系系纤维纤维。其吸水性之。其吸水性之。其吸水性之。其吸水性之强强远远远远超超超超过过其他品种其他品种其他品种其他品种纤维纤维。没有没有没有没有闷闷湿感的湿感的湿感的湿感的ekseks令您感令您感令您感令您感觉觉既干爽又温暖。既干爽又温暖。既干爽又温暖。既干爽又温暖。“EKS发热纤维”中国聚酯网上是这样说的：66发热发热原理：吸湿放原理：吸湿放原理：吸湿放原理：吸湿放热热发热原理：吸湿放热67发热发热原理：吸湿放原理：吸湿放原理：吸湿放原理：吸湿放热热发热原理：吸湿放热68发热发热原理：吸湿放原理：吸湿放原理：吸湿放原理：吸湿放热热发热原理：吸湿放热69发热发热原理：吸湿放原理：吸湿放原理：吸湿放原理：吸湿放热热发热原理：吸湿放热70QUESTION 2:QUESTION 2:关于吸湿放热关于吸湿放热关于吸湿放热关于吸湿放热v发热量可以这样计算：v例如一件内衣重200g，吸湿10%，则有20g的吸湿量。v根据于版教材表4-4，棉纤维的吸湿微分热是1240J/g，毛纤维的吸湿微分热是1340J/g，则分别有24.8KJ和26.8KJ的发热量。v根据于版教材表7-1，棉纤维的比热是1.211.34 J/g，毛纤维的比热是1.36 J/g。水的比热是4.18 J/g，考虑10%的回潮率，根据公式（7-2）可以求得：v吸湿后棉的比热是3.913.92 J/g，v吸湿后毛的比热是3.93 J/g。QUESTION 2:关于吸湿放热发热量可以这样计算：71QUESTION 2:QUESTION 2:关于吸湿放热关于吸湿放热关于吸湿放热关于吸湿放热v根据发热量的数据，不考虑环境热量损失，v理论上分别可以使220g（吸湿后）的内衣温度升高28 和31。v当然实际情况更复杂，因为温度升高后，比热也是增加的。周围环境还有散热效应。v事实上，10%的吸湿量也不完全是直接吸湿所贡献的，所以实际的发热量不可能有这么大。v但，能使温度升高能使温度升高是可以肯定的。QUESTION 2:关于吸湿放热根据发热量的数据，不考虑环72QUESTION 2:QUESTION 2:关于吸湿放热关于吸湿放热关于吸湿放热关于吸湿放热v能否持久发热？v决定于能否持久吸湿，特别是直接吸湿。v一般情况，总是先有直接吸湿，然后才有间接吸湿和毛细吸湿。放湿的时候也总是直接吸湿部分不容易放湿。v所以持久持久发热是不太可能的是不太可能的。QUESTION 2:关于吸湿放热能否持久发热？731、温度升高是可以肯定的。、温度升高是可以肯定的。2、持久、持久发热是不太可能的。是不太可能的。个人个人观点：点：QUESTION 2:QUESTION 2:关于吸湿放热关于吸湿放热关于吸湿放热关于吸湿放热1、温度升高是可以肯定的。个人观点：QUESTION 2:关74QUESTION3:关于体关于体积缩小与密度增加小与密度增加纤维密度随回密度随回潮率的潮率的变化化纤维纤维的密度随回潮率的增加的密度随回潮率的增加的密度随回潮率的增加的密度随回潮率的增加呈先增后降的特征，呈先增后降的特征，呈先增后降的特征，呈先增后降的特征，见图见图4-4-9 9。最大密度。最大密度。最大密度。最大密度发发生在回潮率生在回潮率生在回潮率生在回潮率为为46%46%。其原因是水分先其原因是水分先其原因是水分先其原因是水分先进进入入入入纤维纤维的的的的空隙，空隙，空隙，空隙，质质量增加而使体量增加而使体量增加而使体量增加而使体积积不不不不变变，随后体，随后体，随后体，随后体积积膨膨膨膨胀胀，水的密，水的密，水的密，水的密度小于度小于度小于度小于纤维纤维的密度，故密度的密度，故密度的密度，故密度的密度，故密度下降。下降。下降。下降。QUESTION 3:关于体积缩小与密度增加纤维密度随回纤维75QUESTION 3:QUESTION 3:关于体积缩小与密度增加关于体积缩小与密度增加关于体积缩小与密度增加关于体积缩小与密度增加v那么图4-9中的虚线是指的什么呢？限于篇幅的限制和编者的疏忽，教材中没有交代清楚。v事实上，当在初始阶段纤维吸湿后，其体积小于纤维体积和所吸收的水分体积两者的和。水分存在于纤维内部的空隙中，导致纤维的密度“增加”。v但当回潮率很高时，纤维密度的变化便逐渐成为45斜线（虚线）的渐近线，说明这时纤维的体积增量和所吸收水的体积增量相等。v因而45 斜线与密度轴的截距相当于干燥纤维的体积折算后的密度。据此，也可以根据纵坐标轴上的虚线和实线的差值求出纤维的“内部”空间和所吸收水分的体积。v所以，虚线其实是指按干燥纤维体积折算后的密度。QUESTION 3:关于体积缩小与密度增加那么图4-9中的76LOGOThank You 77