纺织材料的热学光学和电学性质

1、第二章第二章 纺织材料的热学、光学和电学性质纺织材料的热学、光学和电学性质 2第一节第一节 热学性质热学性质 与温度相关联的物理性质，称为热学性质。与温度相关联的物理性质，称为热学性质。 一、比热容与热焓一、比热容与热焓（一）比热容（一）比热容 1 概念：质量为概念：质量为1g的纺织材料，温度升高（或降的纺织材料，温度升高（或降低）低）1所吸收（或放出）的热量。所吸收（或放出）的热量。单位单位，J/gJ/g。 比热值的大小，直接反映了材料温度变化的比热值的大小，直接反映了材料温度变化的难易程度。难易程度。 3材料材料比热值比热值（J/gJ/g）材料材料比热值比热值（J/gJ/g）材料材料比热值

2、比热值（J/gJ/g）棉棉1.211.34粘胶纤维粘胶纤维1.261.36静止空气静止空气1.01羊毛羊毛1.36锦纶锦纶61.84芳香聚酰胺芳香聚酰胺纤维纤维1.21桑蚕丝桑蚕丝1.381.39锦纶锦纶662.05醋酯纤维醋酯纤维1.46亚麻亚麻1.34涤纶涤纶1.34玻璃纤维玻璃纤维0.67大麻大麻1.35腈纶腈纶1.51石棉石棉1.05黄麻黄麻1.36丙纶丙纶(50)1.80水水4.18 常见干纺织材料的比热常见干纺织材料的比热（测定温度（测定温度2020） 锦纶比热大，其不易随温度变化，夏天穿着锦纶服装，锦纶比热大，其不易随温度变化，夏天穿着锦纶服装，有明显的有明显的“冷感冷感”。42

3、 影响比热容的因素：影响比热容的因素：（1）环境温度：）环境温度：温度提高，温度提高，C增大。增大。（2）环境相对湿度：）环境相对湿度：随回潮率增加而增大。随回潮率增加而增大。（3）纤维中孔洞和纤维间缝隙）纤维中孔洞和纤维间缝隙:随孔隙率增随孔隙率增加而下降。加而下降。5（二）热焓（二）热焓 表示物质系统能量状态的参数。表示物质系统能量状态的参数。 H=U+PVU-系统的内能系统的内能P-压强压强V-体积体积比热容：温度升高比热容：温度升高1时单位质量物质热焓的增量。时单位质量物质热焓的增量。6 二、导热二、导热 导热性用导热系数导热性用导热系数来表示。来表示。 1. 导热系数导热系数 材料厚

4、度为材料厚度为1m，两表面之间温差为，两表面之间温差为1，1秒钟内秒钟内通过通过1m2材料所传导的热量焦耳数。材料所传导的热量焦耳数。 法定单位：法定单位：W/m。 QdT1T2 (T2 T1)S热热传传递递示示意意图图 值越小，导热性越值越小，导热性越差，它的绝热性或保暖差，它的绝热性或保暖性越好。性越好。tSTdQ7常见纤维的导热系数（在室温常见纤维的导热系数（在室温2020时测得）时测得） 纤维种类纤维种类(W(Wm/mm/m2 2)纤维种类纤维种类(W(Wm/mm/m2 2)棉棉0.071-0.0730.071-0.073涤纶涤纶0.0840.084羊毛羊毛0.052-0.0550.0

5、52-0.055腈纶腈纶0.0510.051蚕丝蚕丝0.050-0.0550.050-0.055丙纶丙纶0.221-0.3020.221-0.302粘纤粘纤0.055-0.0710.055-0.071氯纶氯纶0.0420.042醋纤醋纤0.0500.050静止空气静止空气0.0260.026锦纶锦纶0.244-0.3370.244-0.337 纯水纯水0.6970.697 静止空气的静止空气的值最小，它的绝热性或保暖性最好。值最小，它的绝热性或保暖性最好。82影响保暖性的因素影响保暖性的因素 导热系数越小，保暖性越好。导热系数越小，保暖性越好。 纺材吸湿后，保暖性下降。纺材吸湿后，保暖性下降。

6、 吸湿微分热：纤维在给定回潮率下吸着吸湿微分热：纤维在给定回潮率下吸着1g水放水放出的热量。出的热量。 吸湿积分热：吸湿积分热：1g干燥纤维从某一回潮率吸湿达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。到完全润湿，所放出的总热量。 静止空气层的厚度越大，保暖性越好。静止空气层的厚度越大，保暖性越好。 900.050.10.150.20.25体积重量()导热系数两端压差大两端无压差静止空气图图8-1 8-1 纤维层体积重量和导热系数间的关系纤维层体积重量和导热系数间的关系 103.3.增强服装保暖性的途径增强服装保暖性的途径 （1 1）尽可能多的储存静止空气；（中空纤维、）尽可能多的储

7、存静止空气；（中空纤维、多穿衣服、不透水）多穿衣服、不透水） （2 2）降低）降低W W； （3 3）选用）选用低的纤维；低的纤维； （4 4）加入陶瓷粉末等材料。）加入陶瓷粉末等材料。114.4.绝热率绝热率T T 表示纺织材料的绝热性指标。表示纺织材料的绝热性指标。 010TQQQ 式中：式中：Q Q0 0- -热体不包覆试样时单位时间的散热量（热体不包覆试样时单位时间的散热量（J J）；）； Q Q1 1- -热体包覆试样后时单位时间的散热量（热体包覆试样后时单位时间的散热量（J J）；）； T T值越大保暖性越好值越大保暖性越好12二、热对纺织材料的影响二、热对纺织材料的影响 纺织材料

8、受热时，内部结构和性质会发生变纺织材料受热时，内部结构和性质会发生变化。根据受热时的变化现象，纺织纤维可分两类。化。根据受热时的变化现象，纺织纤维可分两类。 热塑性纤维：在较高温度时会发生软化、熔热塑性纤维：在较高温度时会发生软化、熔融的纤维，如涤纶、锦纶、醋酸纤维等。融的纤维，如涤纶、锦纶、醋酸纤维等。 非热塑性纤维：在较高温度时不出现熔融而直非热塑性纤维：在较高温度时不出现熔融而直接发生分解、炭化的纤维，如棉、羊毛、蚕丝等。接发生分解、炭化的纤维，如棉、羊毛、蚕丝等。 13（一）两种转变和三种力学状态（一）两种转变和三种力学状态 热塑性纤维在不同的温度下，其伸长变形和弹热塑性纤维在不同的温

9、度下，其伸长变形和弹性模量随温度变化的曲线热机械曲线。如图。性模量随温度变化的曲线热机械曲线。如图。 热热塑塑纤纤维维的的热热机机械械曲曲线线 两个转变区：玻璃化转变两个转变区：玻璃化转变区、粘弹态转变区区、粘弹态转变区 三种力学状态：玻璃态、三种力学状态：玻璃态、高弹态、粘流态高弹态、粘流态141 1、三种力学状态、三种力学状态（1 1）玻璃态）玻璃态 宏观力学特征：模量高，变形能力较差，强宏观力学特征：模量高，变形能力较差，强度高，纤维坚硬，类似玻璃，显得脆。度高，纤维坚硬，类似玻璃，显得脆。 内部结构特点：大分子的热运动能较低，整内部结构特点：大分子的热运动能较低，整个大分子处于个大分子

10、处于“冻结冻结”状态，运动单元只是一些状态，运动单元只是一些小的链节、侧基、支链。小的链节、侧基、支链。 绝大多数纤维在常温下都处于玻璃态。绝大多数纤维在常温下都处于玻璃态。15（2 2）高弹态）高弹态 宏观力学特征：变形能力较大，强度较小。宏观力学特征：变形能力较大，强度较小。 内部结构特点：具有比较大的运动单元内部结构特点：具有比较大的运动单元链链段，大分子可通过链段的运动使其伸展或卷缩，但段，大分子可通过链段的运动使其伸展或卷缩，但没有分子链的滑移。没有分子链的滑移。（3 3）粘流态）粘流态 宏观力学特征：发生不可逆变形，纤维呈现粘宏观力学特征：发生不可逆变形，纤维呈现粘性流动。性流动。

11、 内部结构特点：整个大分子链具有较高的运动内部结构特点：整个大分子链具有较高的运动能，有较强的滑动能力。能，有较强的滑动能力。162 2、两个转变区、两个转变区（1 1）玻璃化转变区）玻璃化转变区 对温度十分敏感，物理性质，如比热、模量等对温度十分敏感，物理性质，如比热、模量等均发生突变。均发生突变。 玻璃化温度玻璃化温度Tg：玻璃态向高弹态转变的温度玻璃态向高弹态转变的温度（二级转变温度），实际是个温度范围。（二级转变温度），实际是个温度范围。（2 2）粘弹转变区）粘弹转变区 对温度十分敏感，纤维呈现流动性，模量迅速对温度十分敏感，纤维呈现流动性，模量迅速下降，形变增加。下降，形变增加。 粘

12、流温度粘流温度Tf ：高弹态向粘流态转变的温度（一高弹态向粘流态转变的温度（一级转变级转变 温度），也是一个范围。温度），也是一个范围。 173. 熔点熔点 晶体发生熔化时的温度。晶体发生熔化时的温度。4.软化温度软化温度 低于熔点低于熔点20-30 的温度。的温度。5.分解点分解点 高聚物发生分解时的温度。高聚物发生分解时的温度。18（二）耐热性与热稳定性（二）耐热性与热稳定性l耐热性：耐热性： 纺织材料高温作用后，保持其物理机械性能的性纺织材料高温作用后，保持其物理机械性能的性质。质。 用不同温度作用一定时间后力学性能的保持率，用不同温度作用一定时间后力学性能的保持率，或材料随温度升高而强

13、度降低的程度来表示。或材料随温度升高而强度降低的程度来表示。l热稳定性：热稳定性： 指材料对热裂解的稳定性，或热作用下的结构形指材料对热裂解的稳定性，或热作用下的结构形态和组成的稳定性。态和组成的稳定性。 用一定温度下，强度随时间而降低的程度表示。用一定温度下，强度随时间而降低的程度表示。19l常用纤维的耐热性：常用纤维的耐热性： 天然纤维：纤维素纤维比蛋白质纤维好天然纤维：纤维素纤维比蛋白质纤维好 合成纤维：涤纶合成纤维：涤纶 腈纶腈纶 锦纶锦纶 维纶；维纶； 碳纤维、玻璃纤维相当好碳纤维、玻璃纤维相当好l常用纤维的热稳定性：常用纤维的热稳定性：天然纤维：蚕丝、棉较差；天然纤维：蚕丝、棉较差

14、；化纤：粘胶、锦纶、腈纶较差；化纤：粘胶、锦纶、腈纶较差； 耐热性好的纤维，热稳定性并不一定好。锦纶、耐热性好的纤维，热稳定性并不一定好。锦纶、腈纶的耐热性较好，但热稳定性差；腈纶的耐热性较好，但热稳定性差； 涤纶的耐热性与热稳定性均较好。涤纶的耐热性与热稳定性均较好。20（三）合成纤维的热收缩和热定形（三）合成纤维的热收缩和热定形1、合成纤维的热收缩、合成纤维的热收缩 合纤受热后发生不可逆的尺寸收缩现象，称。合纤受热后发生不可逆的尺寸收缩现象，称。 （1）原因）原因 合纤在纺丝成形过程中经受拉伸，在纤维中残合纤在纺丝成形过程中经受拉伸，在纤维中残留有内应力，但受玻璃态的约束不能恢复。当纤维留

15、有内应力，但受玻璃态的约束不能恢复。当纤维受热超过一定温度，分子间的约束减弱，由于内应受热超过一定温度，分子间的约束减弱，由于内应力的作用而产生收缩。力的作用而产生收缩。21（2 2）指标）指标 热收缩率热收缩率收缩量收缩量/ /原长原长100100 根据加热介质的不同有：根据加热介质的不同有：沸水收缩率、热空气沸水收缩率、热空气收缩率、饱和蒸汽收缩率。收缩率、饱和蒸汽收缩率。（3 3）利弊）利弊 弊：影响织物的服用性能弊：影响织物的服用性能 利：获得特殊的外观效果，如膨体纱利：获得特殊的外观效果，如膨体纱222 2、热定形、热定形（1 1）基本概念）基本概念 l热塑性：将合成纤维或制品加热到

16、玻璃化温度热塑性：将合成纤维或制品加热到玻璃化温度以上，并加一定外力强迫其变形，然后冷却并以上，并加一定外力强迫其变形，然后冷却并去除外力，这种变形就可固定下来，只要以后去除外力，这种变形就可固定下来，只要以后不超过这一处理温度，形状基本上不会发生变不超过这一处理温度，形状基本上不会发生变化。这种性质称之为热塑性。化。这种性质称之为热塑性。 l热定形：利用合纤的热塑性，将织物在一定张热定形：利用合纤的热塑性，将织物在一定张力下加热处理，使之固定于新的状态的工艺过力下加热处理，使之固定于新的状态的工艺过程。程。23（2）热定形的机理）热定形的机理 l 合成纤维（热塑性）：纤维处于高弹态，分子链合

17、成纤维（热塑性）：纤维处于高弹态，分子链段移动，在新的位置重新建立新的结合，冷却后新段移动，在新的位置重新建立新的结合，冷却后新结构得以固化。（针对无定形区）结构得以固化。（针对无定形区）l棉、麻：结晶度高，类似合成纤维的定形机制不棉、麻：结晶度高，类似合成纤维的定形机制不存在或太少，无法进行存在或太少，无法进行（类似合成纤维的）（类似合成纤维的），获得暂时，获得暂时性定形。性定形。l羊毛：湿热和力的作用打开二硫键，并在新的位羊毛：湿热和力的作用打开二硫键，并在新的位置重键，获得半永久性定形。置重键，获得半永久性定形。 24（3 3）影响合纤织物热定形效果的因素）影响合纤织物热定形效果的因素

18、1 1）温度（最主要因素）温度（最主要因素） 2 2）时间）时间 ：低温时间长，高温时间短：低温时间长，高温时间短 3 3）张力）张力 4 4）冷却速度：要迅速冷却，以使新的结合点很）冷却速度：要迅速冷却，以使新的结合点很快快“冻结冻结” ” 5 5）定形介质）定形介质2526合成纤维与毛纤维热定形异同合成纤维与毛纤维热定形异同l相同：都是通过定形来达到使产品尺寸稳定。相同：都是通过定形来达到使产品尺寸稳定。l不同：不同：(1)合成纤维主要通过玻璃态的合成纤维主要通过玻璃态的“冻结冻结”来定形；来定形；毛纤维则是通过分子间化学联结键的毛纤维则是通过分子间化学联结键的“重重建建”(如二硫键如二硫

19、键)定形。定形。(2)合成纤维定形时可伴随有晶型的改变；而毛合成纤维定形时可伴随有晶型的改变；而毛纤维没有。纤维没有。(3)合成纤维的玻璃化温度明显；而毛纤维则不合成纤维的玻璃化温度明显；而毛纤维则不明显且多变。明显且多变。(4)合成纤维可用干热来定形；毛纤维用干热无合成纤维可用干热来定形；毛纤维用干热无法获得良好的定形效果。法获得良好的定形效果。271 1、极限氧指数极限氧指数LOI 极限氧指数极限氧指数LOI (Limiting Oxygen Index)：将：将材料点燃在氧、氮大气中，维持材料燃烧所需要的材料点燃在氧、氮大气中，维持材料燃烧所需要的最低含氧量的体积百分比。最低含氧量的体积

20、百分比。%100VVVLOI氮氧氧 LOI LOI越大，材料越难燃。越大，材料越难燃。（四）纺织材料的燃烧性能（四）纺织材料的燃烧性能28点燃温度：点燃温度：火焰最高温度：火焰最高温度：续燃时间：续燃时间：阴燃时间：阴燃时间：损毁长度：损毁长度：火焰蔓延速率：火焰蔓延速率：火焰蔓延时间：火焰蔓延时间：熔孔时间及熔滴：熔孔时间及熔滴：292 2、分类、分类 按燃烧性能不同分：易燃、可燃、难燃、不燃。按燃烧性能不同分：易燃、可燃、难燃、不燃。分类分类LOI(%)燃烧状态燃烧状态纤维品种纤维品种不燃不燃35常态环境及火源常态环境及火源作用后短时间不作用后短时间不燃烧燃烧多数金属纤维、碳纤维、多数金属

21、纤维、碳纤维、石棉、硼纤维、玻璃纤石棉、硼纤维、玻璃纤维及维及PBO、PBI、PPS纤维纤维难燃难燃2634接触火焰燃烧，接触火焰燃烧，离火自熄离火自熄芳纶、氟纶、氯纶、改芳纶、氟纶、氯纶、改性腈纶、改性涤纶、改性腈纶、改性涤纶、改性丙纶等性丙纶等可燃可燃2026可点燃，能续燃，可点燃，能续燃，但燃烧速度慢但燃烧速度慢涤纶、锦纶、维纶、羊涤纶、锦纶、维纶、羊毛、蚕丝、醋酯纤维等毛、蚕丝、醋酯纤维等易燃易燃20易点燃，燃烧速易点燃，燃烧速度快度快丙纶、腈纶、棉、麻、丙纶、腈纶、棉、麻、粘胶纤维等粘胶纤维等燃烧性能的分类燃烧性能的分类 303 3、提高纺织材料难燃性途径、提高纺织材料难燃性途径1)

22、 1) 进行阻燃整理进行阻燃整理 2) 2) 制造阻燃纤维：制造阻燃纤维：a a）纺丝液中加入防火剂制）纺丝液中加入防火剂制成阻燃纤维；成阻燃纤维；b b）用难燃的聚合物纺成阻燃纤维，）用难燃的聚合物纺成阻燃纤维，如诺麦克斯（如诺麦克斯（NomexNomex）等）等31（五）熔孔性（五）熔孔性1、概念、概念l 熔孔性：涤纶和锦纶等合成纤维织物，接触到熔孔性：涤纶和锦纶等合成纤维织物，接触到火星等热体时，在织物上形成孔洞的性能。火星等热体时，在织物上形成孔洞的性能。l 抗熔性：抵抗熔孔破坏的性能，称。抗熔性：抵抗熔孔破坏的性能，称。2、影响熔孔性的因素、影响熔孔性的因素（1）热体的温度）热体的温

23、度（2）热体的作用时间、热体的热量）热体的作用时间、热体的热量（3）纤维熔点、分解点、分解所需的热量、导热）纤维熔点、分解点、分解所需的热量、导热系数、回潮率大小等系数、回潮率大小等323 3、测量方法、测量方法（1 1）落球法）落球法（2 2）烫法：热体（金属棒、纸烟等）接触试样一）烫法：热体（金属棒、纸烟等）接触试样一定时间，观察熔融状态。定时间，观察熔融状态。 天然纤维和粘胶的抗熔性好，涤纶、锦纶等的天然纤维和粘胶的抗熔性好，涤纶、锦纶等的抗熔性差。抗熔性差。4 4、改善织物抗熔性的方法、改善织物抗熔性的方法（1 1）与天然纤维混纺）与天然纤维混纺（2 2）制造包芯纱（锦纶、涤纶外包棉）

24、制造包芯纱（锦纶、涤纶外包棉）（3 3）对织物进行抗熔、防熔整理）对织物进行抗熔、防熔整理33第二节第二节 光学性质光学性质 纺织纤维在光照射下表现出来的性质。包括，纺织纤维在光照射下表现出来的性质。包括，色泽（颜色和光泽）色泽（颜色和光泽）折射与双折射折射与双折射耐光性耐光性光致发光光致发光341. 纤维的颜色纤维的颜色 纤维的颜色取决于纤维对不同波长色光的吸纤维的颜色取决于纤维对不同波长色光的吸收和反射能力。收和反射能力。 天然纤维的颜色天然纤维的颜色,取决于品种、生长过程中的取决于品种、生长过程中的外界因素；化纤，与纺丝工艺有关。外界因素；化纤，与纺丝工艺有关。颜色感觉颜色感觉标准波长标

25、准波长波长范围波长范围红色红色700620-780橙色橙色610595-620黄色黄色580575-595绿色绿色510480575 蓝色蓝色470450480紫色紫色420380450各种颜色的波长与波长范围（各种颜色的波长与波长范围（mm） 一、色泽一、色泽35 2.2.纤维的光泽纤维的光泽 光泽是纺织材料的重要外观性质。光泽取决光泽是纺织材料的重要外观性质。光泽取决于对可见光的反射情况。当光线射到纺织材料的于对可见光的反射情况。当光线射到纺织材料的表面时，在纤维和空气的界面上同时产生反射和表面时，在纤维和空气的界面上同时产生反射和折射，光的一部分被反射，另一部分折射光在纤折射，光的一部分

26、被反射，另一部分折射光在纤维内部进行，当达到另一界面时，再产生反射和维内部进行，当达到另一界面时，再产生反射和折射。折射。36 光泽是光泽是正反射光、表面散射反射光和来自内部正反射光、表面散射反射光和来自内部的散射反射光的共同贡献。的散射反射光的共同贡献。37 光泽分五级：无光泽（如粗绒棉）、弱光泽（如光泽分五级：无光泽（如粗绒棉）、弱光泽（如细绒棉）、显著光泽（如丝光棉）、强光泽（精练细绒棉）、显著光泽（如丝光棉）、强光泽（精练过的蚕丝）、最强光泽（未消光的粘胶丝）。过的蚕丝）、最强光泽（未消光的粘胶丝）。 丝绸工艺中常用极光和肥光两种光泽感：丝绸工艺中常用极光和肥光两种光泽感：反射光量很大

27、，分布不均匀反射光量很大，分布不均匀“极光极光”； 反射光量很大，分布较均匀反射光量很大，分布较均匀“肥光肥光”。383.3. 影响光泽的因素影响光泽的因素 （1 1）纤维的纵向形态：表面光滑，粗细均匀，光）纤维的纵向形态：表面光滑，粗细均匀，光泽好，如丝光棉、没有卷曲的化纤长丝。泽好，如丝光棉、没有卷曲的化纤长丝。 （2 2）截面形态）截面形态l圆形截面：透光能力强，观感明亮，易形成极光，圆形截面：透光能力强，观感明亮，易形成极光，纤维绕轴心转动光泽不变；纤维绕轴心转动光泽不变；l三角形截面：可发生全反射、有闪光效应。三角形截面：可发生全反射、有闪光效应。 入射入射 反射反射1 反射反射3

28、折射折射2 折射折射1 折射折射3反射反射239（3 3）纤维层状结构）纤维层状结构 使纤维光泽强而不耀眼。使纤维光泽强而不耀眼。 （4 4）纤维彼此排列的平顺程度）纤维彼此排列的平顺程度 纱线表面的纤维沿纱轴向排列，粗细均匀，纱线表面的纤维沿纱轴向排列，粗细均匀，毛羽少，光泽好。毛羽少，光泽好。（5 5）化纤中加）化纤中加TiOTiO2 2可消光可消光 TiOTiO2 2改变光线的反射情况。改变光线的反射情况。入射反射1234空气层1层2层3层40 二、折射与双折射二、折射与双折射 双折射：光线投射到纤维上时，除了在界面上双折射：光线投射到纤维上时，除了在界面上产生反射光外，进入纤维的光线被

29、分解成两条折产生反射光外，进入纤维的光线被分解成两条折射光。纺织纤维的这种光学性质，叫双折射。射光。纺织纤维的这种光学性质，叫双折射。寻常光：遵守折射定律，快光寻常光：遵守折射定律，快光(o)(o)，振动面，振动面光轴光轴, ,折折射率射率n n 非寻常光：不遵守折射定律，慢光非寻常光：不遵守折射定律，慢光(e)(e)，振动面，振动面光轴光轴, ,折射率折射率n n双折射率：双折射率：n=nn=n- n- n 41 纤维双折射率的大小，与分子取向度和分子纤维双折射率的大小，与分子取向度和分子本身的不对称程度有关。分子与纤维轴平行排列本身的不对称程度有关。分子与纤维轴平行排列时双折射率大，大分子

30、紊乱排列时双折射等于零，时双折射率大，大分子紊乱排列时双折射等于零，故可利用双折射率来比较同种化纤取向度的高低。故可利用双折射率来比较同种化纤取向度的高低。42三、纤维的耐光性三、纤维的耐光性1. 1. 定义：纺织材料抵抗光照的能力。定义：纺织材料抵抗光照的能力。 纤维因光照发生裂解引起强度下降纤维因光照发生裂解引起强度下降的现象叫的现象叫“老化老化”。可进行。可进行“大气老化实验大气老化实验”或若排除风吹或若排除风吹雨淋等影响，则为耐光性试验。雨淋等影响，则为耐光性试验。2 2实验方法实验方法 露天曝晒法和人工模拟法。露天曝晒法和人工模拟法。433.3.常用纤维耐光性常用纤维耐光性 纤维纤维

31、日晒时间（日晒时间（h）强力损失（强力损失（%）蚕丝蚕丝20050棉棉94050羊毛羊毛112050亚麻亚麻110050粘胶粘胶90050腈纶腈纶8001025锦纶锦纶20036涤纶涤纶6006044 腈纶腈纶 羊毛羊毛 麻麻 棉棉 粘胶粘胶 涤纶涤纶 锦纶锦纶 蚕丝蚕丝 紫外线的能量高，对纤维的损伤大，而紫外线的能量高，对纤维的损伤大，而CNCN吸吸收紫外线的能量后转化为热能释放出来，保护分收紫外线的能量后转化为热能释放出来，保护分子不断裂，故腈纶耐光性好。子不断裂，故腈纶耐光性好。45四、光致发光四、光致发光 纺织纤维在受到紫外线光照射时，材料纺织纤维在受到紫外线光照射时，材料的分子受到激

32、发，会辐射出一定光谱的光，的分子受到激发，会辐射出一定光谱的光，从而产生不同的颜色，这种现象称。从而产生不同的颜色，这种现象称。 不同的纤维光致发光的性质不同，可用不同的纤维光致发光的性质不同，可用于鉴别纤维。于鉴别纤维。46纤维名称纤维名称荧光颜色荧光颜色 纤维名称纤维名称荧光颜色荧光颜色棉纤维棉纤维淡黄色淡黄色黄麻黄麻淡黄色淡黄色棉（未成熟）棉（未成熟）淡蓝色淡蓝色亚麻（生）亚麻（生）紫褐色紫褐色棉（丝光）棉（丝光）淡红色淡红色粘胶粘胶白色带紫白色带紫丝（脱胶）丝（脱胶）淡蓝色淡蓝色锦纶锦纶淡蓝色淡蓝色羊毛羊毛淡黄色淡黄色维纶（有光）维纶（有光） 淡黄色紫阴影淡黄色紫阴影纤维荧光颜色纤维荧

33、光颜色 47第三节电学性质第三节电学性质一一、介电系数、介电系数 1. 概念概念 介电现象：指绝缘体材料介电现象：指绝缘体材料(也叫电介质也叫电介质) 在外在外加电场作用下，内部分子形成电极化的现象。加电场作用下，内部分子形成电极化的现象。 由于电介质的极化，材料表面出现感应电荷，由于电介质的极化，材料表面出现感应电荷，感应电荷使原电容器的电场强度减小，电容器的电感应电荷使原电容器的电场强度减小，电容器的电容量增加（如图）。容量增加（如图）。 48 介电系数介电系数（介电常数）介电常数） 衡量介电现象强弱衡量介电现象强弱的物理量，即材料的物理量，即材料在电场中被极化的程度，反映在电场中被极化的

34、程度，反映材料的储电能力。材料的储电能力。0CC式中，式中，C C电容极板间填充电介质时的电容量电容极板间填充电介质时的电容量; ; C C0 0电容器极板间为真空时的电容量。电容器极板间为真空时的电容量。492. 2. 常见纺织材料的介电常数常见纺织材料的介电常数 工频条件下（工频条件下（50HZ50HZ）：）： 空气，空气，1 1； 液态水，液态水，2020； 干纺材料，干纺材料，2 25 5 材料的介电常数（频率材料的介电常数（频率f50Hz，T=2025，RH=65%）材料或纤维材料或纤维材料或纤维材料或纤维棉棉6涤纶涤纶3.02羊毛羊毛6锦纶锦纶4蚕丝蚕丝4.2固态水固态水8081粘

35、纤粘纤7.7真空真空1醋纤醋纤3.56.4空气空气1503.3.应用应用（1 1）测试纺织材料的回潮率）测试纺织材料的回潮率 水的水的远大于纺织材料远大于纺织材料，纺织材料重量一定，纺织材料重量一定回潮率不同，电容器的电容量不同。回潮率不同，电容器的电容量不同。（2 2）测试纱线（条）的均匀性）测试纱线（条）的均匀性 纺织材料纺织材料大于空气的大于空气的，平行金属板电容器，平行金属板电容器间的纱条粗细变化（纤维根数变化）间的纱条粗细变化（纤维根数变化） ，电容量变，电容量变化。化。 514.4.影响因素影响因素（1 1）纤维内部结构）纤维内部结构 分子量、极性基团的数量、堆砌密度分子量、极性基

36、团的数量、堆砌密度（2 2）外部因素）外部因素 温度、回潮率、电场频率温度、回潮率、电场频率52 二、介电损耗二、介电损耗 1. 1. 定义定义 在交变电场作用下，纤维材料的极性基团以及在交变电场作用下，纤维材料的极性基团以及纤维内部的水分子会发生极化，极化分子部分地纤维内部的水分子会发生极化，极化分子部分地沿着电场方向定向排列，并随着电场方向的变换沿着电场方向定向排列，并随着电场方向的变换不断地作翻转交变取向运动，分子间发生碰撞、不断地作翻转交变取向运动，分子间发生碰撞、摩擦、生热，消耗能量。摩擦、生热，消耗能量。 电介质在电场作用下引起发热而消耗能量，称电介质在电场作用下引起发热而消耗能量

37、，称为介电损耗。为介电损耗。53 2. 应用应用 （1）纺材作为电工绝缘材料，介电损耗小为）纺材作为电工绝缘材料，介电损耗小为好，以免材料发热引起老化。好，以免材料发热引起老化。 （2）利用介电损耗，可对纺材进行烘干。同）利用介电损耗，可对纺材进行烘干。同条件，水的介电损耗大，吸收绝大部分能量而很条件，水的介电损耗大，吸收绝大部分能量而很快蒸发，材料本身吸收的能量少。快蒸发，材料本身吸收的能量少。54三、导电性能三、导电性能 反映纤维材料导电性质的指标比电阻。反映纤维材料导电性质的指标比电阻。 1.1.指标指标（1 1）体积比电阻）体积比电阻v v（cmcm） 试样长试样长1cm1cm，截面积

38、为，截面积为1cm1cm2 2时的电阻。时的电阻。 Lv/SR 式中，式中，R R：电流流过材料时的电阻：电流流过材料时的电阻()() ：试样的长度（：试样的长度（cmcm） S S：试样截面积（：试样截面积（cm2）55（2 2）表面比电阻）表面比电阻S（） 电流流过长、宽都为电流流过长、宽都为1cm1cm材料表面时的电阻。材料表面时的电阻。 bLRss/R R：电流流过材料表面时的电阻：电流流过材料表面时的电阻()() ：试样的宽度（：试样的宽度（cmcm）：电极间的距离（：电极间的距离（cm）56（3 3）质量比电阻）质量比电阻m m（g/cmg/cm2 2） 试样长试样长1cm1cm，重，重1g1g的纤维束时的电阻。的纤维束时的电阻。 m m=v v 式中，