第六章纺织材料的吸湿性课件

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章纺织材料的吸湿性,*,第六章纺织材料的吸湿性,2024/12/10,第六章纺织材料的吸湿性,第一节 吸湿指标和吸湿机理,一、吸湿指标,（一）回潮率与含水率,1.回潮率:,2.含水率:,G,纺织材料湿重；,G,0,纺织材料干重。,3.换算：,W=M/(1-M),M=W/(1+W),G=G,0,/(1-M),G=G,0,(1+W),2,第六章纺织材料的吸湿性,（二）标准回潮率,标准回潮率:,纺织材料在,标准大气条件下,放置一段时间后所达到的平衡回潮率。,标准大气条件:,温度201；,相对湿度65%2%,3

2、,第六章纺织材料的吸湿性,（三）公定回潮率(W,k,),公定回潮率：,贸易上为了计重和核价的需要，由国家统一规定的各种纺织材料的回潮率。（纯粹是为工作方便而选定的，接近但不是标准回潮率）。,天然纤维因含有杂质及伴生物，纤维的公定回潮率和纱线的公定回潮率常不一致。,常见纤维的公定回潮率如下表。,4,第六章纺织材料的吸湿性,纤维种类,公定回潮率(%),纤维种类,公定回潮率(%),纤维种类,公定回潮率(%),原棉,11.1,桑蚕丝,11,涤纶,0.4,棉纱,8.5,柞蚕丝,11,锦纶,4.5,洗净毛 同质,16,亚麻,12,腈纶,2.0,异质,15,苎麻,16.28,维纶,5.0,毛条 干梳,18.

3、25,洋麻,14.94,氯纶,0.5,油梳,19,黄麻 生麻,19.05,丙纶,1.0,精梳落毛,16,熟麻,14.94,醋酯纤维,7.0,山羊绒,15,大麻,14.94,铜氨纤维,13.0,兔毛,15,粘胶,13,玻璃纤维,2.5（石蜡乳剂含量）,几种常见纤维的公定回潮率,5,第六章纺织材料的吸湿性,混合材料或混纺纱的公定回潮率：,式中：,W,i,纯纺材料的公定回潮率；,P,i,干重混纺比，以百分数表示。,例：求65/35混纺纱的公定回潮率。,（涤W,k,=0.4，棉W,k,=8.5),P325公式有误！应把括号前的“100”去掉。,6,第六章纺织材料的吸湿性,（四）标准重量G,k,(公定重

4、量),纺织材料在公定回潮率时的重量叫“,标,准重,量”,，也称“,公,定重,量”,。,式中：G,a,称见重量（实际湿重）;,W,a,实际回潮率；,G,0,干重。,7,第六章纺织材料的吸湿性,通常所说的，如65/35的涤棉混纺纱，是干重混纺比，即各种纤维的干重占两种纤维总干重的比例。而两种纤维的实际回潮率不同，混纺纱吸湿后各纤维的湿重不同，故各湿重占混纺纱总湿重的比例不同。,混纺纱干重混纺比折算成湿重混纺比：,纤维1：回潮率,1,，湿重混比g,1,，干重混比g,0,纤维2:回潮率,2,，湿重混比100-g,1,，干重混比100-g,0,计算公式：,P326公式有误！,8,第六章纺织材料的吸湿性,

5、例：实际回潮率0.3，粘胶实际回潮率12，为使二者干重混纺比为65/35，求涤粘的湿重混纺比。,9,第六章纺织材料的吸湿性,例：实际回潮率0.3，粘胶实际回潮率12，为使二者干重混纺比为65/35，求涤粘的湿重混纺比。,10,第六章纺织材料的吸湿性,二、吸湿机理（影响吸湿的内因）,（一）亲水基团的作用,亲水基团是影响吸湿性的最本质因素，数量越多，极性越强，纤维的吸湿能力越高。,亲水基团：-COOH-,-NH,2,-OH,-CONH,（酰胺基）,11,第六章纺织材料的吸湿性,棉、粘胶:-OH；,棉,羊毛,羊毛：-CONH,-COOH,-NH,2,-OH,蚕丝：-CONH,-COOH,（少）,-N

6、H,2,-OH,亲水基团：-COOH-,-NH2,-OH,-CONH,12,第六章纺织材料的吸湿性,维纶：-OH；,腈纶：-CN 强极性；,锦纶：-CONH,涤：含-COO-、-CH,2,-，其吸水性弱,CH,2,CH,n,OH,NH (CH,2,),6,NHCO(CH,2,),4,CO,n,CH,2,CH,n,CN,亲水基团：-COOH-,-NH2,-OH,-CONH,13,第六章纺织材料的吸湿性,水分子在纤维中的存在形式,（1）直接水：亲水性基团直接吸着的水,（,2,）间接水：直接水本身因具有极性而再吸着的水,14,第六章纺织材料的吸湿性,间接吸收的水分子存在于纤维内部的微小间隙中成为微毛

7、细水，当湿度很高时，间接吸收的水分子可以填充到纤维内部较大的间隙中，成为大毛细水，大毛细水的结合力除氢键引力以外包括范德华力、表面张力等，所以结合力小。,15,第六章纺织材料的吸湿性,（二）内部结构的影响,化学组成相同的纤维，吸湿性不一定相同，因内部结构不同。,1.结晶度,大，吸湿性小（吸湿主要发生在无定形区）。,如：,棉经丝光,后，因结晶度降低使吸湿性增加；,棉,结晶度70%左右，,粘胶,结晶度30%左右，,粘胶吸湿性好于棉。,16,第六章纺织材料的吸湿性,17,第六章纺织材料的吸湿性,2.取向度,对材料的吸湿性几乎无影响。,3.聚合度,增大，游离基团减小，吸湿性减小。,如，,棉,聚合度10

8、000,回潮率8.5%；,粘胶,聚合度500左右,回潮率13%。,18,第六章纺织材料的吸湿性,（三）,纤维的比表面积和内部孔隙,1.比表面积,单位体积的纤维所具有的表面积，称。比表面积大，,表面吸附,作用越强，吸湿性越好。细纤维比粗纤维比表面积大、回潮率大。,表面吸附：材料表面的分子比内部分子有多余的能量（称表面能），具有吸附作用，能吸收大气中的水分子。,2.内部孔隙,纤维内的孔隙越多越大，水分子越易进入，纤维的吸湿能力越强。粘胶比棉疏松，吸湿能力比棉高。,19,第六章纺织材料的吸湿性,（四）纤维内的伴生物和杂质,纤维的各种伴生物和杂质对吸湿能力也有影响。,a.棉纤维中有,含氮物质、果胶,（

9、易吸水）,；,棉蜡、脂肪,（不易吸水）,等；,b.羊毛表面的油脂（拒水）；,c.麻纤维的果胶和蚕丝中的丝胶；,d.化学纤维表面的油剂；,20,第六章纺织材料的吸湿性,第二节 大气条件与纤维吸湿,一、吸湿平衡与平衡回潮率,（时间对回潮率的影响）,1.,吸湿平衡,当进入纤维中的水分子数量多于从纤维内逸出的水分子数时，纤维的回潮率增加，即,吸湿，,反之，则为,放湿,。当吸放湿速度相同时就达到了吸湿平衡。,2.平衡回潮率,纤维材料在一定的大气条件下,吸、放湿作用达到平衡稳定的回潮率，称。分为吸湿平衡回潮率和放湿平衡回潮率。,21,第六章纺织材料的吸湿性,3.吸、放湿平衡回潮率与时间的关系,(1)都是对

10、数曲线；,(2)起始段快，以后减慢直至平衡；,(3)吸湿平衡所需时间,小于,放湿平衡所需时间；,(4)吸放湿平衡回潮率不等。,22,第六章纺织材料的吸湿性,二、温度恒定，相对湿度与平衡回潮率的关系 （,大气湿度对回潮率的影响,）,1.吸湿等温线和放湿等温线,吸湿等温线：在大气压力和温度不变的条件下，纤维材料因吸湿而达到的平衡回潮率与大气相对湿度的关系曲线。,放湿等温线：在大气压力和温度不变的条件下，纤维材料因放湿达到的平衡回潮率与大气相对湿度的关系曲线。,23,第六章纺织材料的吸湿性,2.吸湿等温线的特点：,（1）曲线呈上升趋势。,表明随着相对湿度的增大，回潮率增大。,（2）曲线都呈反S形。,

11、表明吸湿机理基本一致。,0-15%斜率大，吸湿速率快，极性基团吸水。,15%-70%斜率小，吸湿速率慢，间接吸附水。,70%-100%斜率大，吸湿速率快，吸湿膨胀。,（3）纤维种类不同，曲线的高低不同。,表明各种纤维的平衡回潮率在相同的湿度条件下是不同的。,24,第六章纺织材料的吸湿性,吸湿等温线与温度有密切的依赖性，所以一般是在标准温度下试验所得。不同温度时的吸湿等温线以棉为例，如下图所示。,25,第六章纺织材料的吸湿性,三、吸湿滞后性,（原有的湿度对平衡回潮率的影响）,1.定义,同样的纤维材料在一定的大气温湿度条件下，从放湿达到平衡的回潮率大于从吸湿达到的平衡回潮率，这一性能称为材料的吸湿

12、滞后性，也称吸湿保守现象。,纤维吸、放湿与时间的关系,26,第六章纺织材料的吸湿性,2.吸湿滞后性曲线,纤维的吸湿滞后现象,同一纤维的吸湿等温线与放湿等温线并不重合，而形成吸湿滞后圈。,湿滞的差值,（吸湿滞后性造成的差值）,与纤维的吸湿性有关，吸湿性好，差值大。,湿滞差值的大小还与纤维原有的回潮率有关。如图中b,b,1,（由吸湿状态重新放湿），,a,a,1,（由放湿状态重新吸湿）,。,27,第六章纺织材料的吸湿性,a-b，c-d都处于吸湿等温线和放湿等温线之间。,纤维的实际平衡回潮率处于两条线之间的某一值，通常讲的平衡回潮率是指理论平衡回潮率，即两曲线的中间值。,纤维的吸湿滞后现象,28,第六

13、章纺织材料的吸湿性,3.吸湿滞后产生的原因,一般认为，吸湿时大分子间的连接点被迫拆开，而与水分子形成氢健结合；放湿时，由于大分子上较多的极性基团对水分子的吸引，阻止水分子的离去，造成放湿时的平衡回潮率大。,29,第六章纺织材料的吸湿性,4.吸湿滞后对实际工作的指导意义,（1）预调湿,调湿:,实验前将试样在标准状态下放置一定时间，使达到,平衡回潮率,。,预调湿：预先将材料在较低的湿度下去湿，使纤维的回潮率远低于测试所要求的回潮率,然后再在标准状态下，使达到平衡回潮率。,（2）车间温湿度调节,纤维处于放湿时：,纤维处于吸湿时：,车间的湿度规定值,30,第六章纺织材料的吸湿性,四、湿度恒定温度与平衡

14、回潮率的关系 （温度对回潮率的影响）,1.吸湿等湿线,纤维在一定的大气压力下，相对湿度一定时，平衡回潮率随温度而变化的曲线。,羊毛和棉的吸湿等湿线,31,第六章纺织材料的吸湿性,2.曲线特点,温度愈高，平衡回潮率愈低。但在高温高湿的条件下，平衡回潮率略有增加。,羊毛和棉的吸湿等湿线,32,第六章纺织材料的吸湿性,五、影响回潮率的外因（总结）,1.温度,温度升高，平衡回潮率下降。,2.相对湿度,温度一定，相对湿度越高，纤维吸湿越大。,亲水性纤维，相对湿度的影响是主要的，疏水性纤维，温度的影响明显。,33,第六章纺织材料的吸湿性,3.原来回潮率的大小,从放湿达到平衡时的回潮率要高于从吸湿达到的回潮

15、率。,4.空气流速的影响,当空气流速快时，纤维的平衡回潮率降低。,34,第六章纺织材料的吸湿性,第四节 吸湿性对纺织材料的影响,一、对重量的影响,纤维材料的重量随吸着水分量的增加而成比例地增加。,二、对长度和横截面积的影响,吸湿后纤维体积膨胀，且横向膨胀远远大于纵向膨胀。,原因：大分子沿轴向排列，吸湿后分子间距增大；大分子构型改变。,35,第六章纺织材料的吸湿性,织物吸湿前后织物结构的变化,纤维吸湿膨胀的各向异性，会导致织物变厚、变硬并产生收缩，干燥后仍无法恢复。,缩水的利弊？,弊：织物变小、变短；,利：制作雨衣、水龙带。,36,第六章纺织材料的吸湿性,三、对密度和体积的影响,开始密度随着回潮

16、率的增大而增大，以后随着回潮率的增大而减小。,纤维密度随回潮率的变化,37,第六章纺织材料的吸湿性,四、对机械性质的影响,1.对强力的影响,一般纺织材料强力,随吸湿增大而减小（棉、麻除外），粘胶湿强下降非常显著,。,水分子进入之后拆开了大分子之间的交联，分子间力减小，大分子易滑脱，故强力降低。,棉、麻聚合度、结晶度较高，纤维断裂主要表现为分子本身的断裂，水分对纤维大分子间结合力的减弱不明显，而一些大分子链上的缠结被拆开，受力分子链增加，强力提高。,38,第六章纺织材料的吸湿性,2.对断裂伸长的影响,W增加，伸长有所增加。,原因在于纤维断裂时大分子的滑移。,3.,对摩擦系数的影响,随吸湿的增大，摩擦系数增大。,39,第六章纺织材料的吸湿性,五、对热学性质的影响,1.吸湿放热,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。,2.指标,吸湿微分热：纤维在给定回潮率下吸着1g水放出的热量。,吸湿积分热：1g干燥纤维从某一回潮率吸湿达到完全润湿，所放出的总热量。,40,第六章纺织材料的吸湿性,3.应用,（1）吸湿放热与保暖性,（2）吸湿放热与纺