纺织材料纤维的吸湿性学习教案

1、会计学1纺织材料纺织材料(cilio)纤维的吸湿性纤维的吸湿性第一页，共73页。第1页/共73页第二页，共73页。第2页/共73页第三页，共73页。（3 3）公定回潮率）公定回潮率(Wk)(Wk)贸易贸易(moy)(moy)上为了计重和核价的需要，由国家统一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。规定的各种纺织材料的回潮率。 以标准回潮率为依据，但不等于标准回潮率。以标准回潮率为依据，但不等于标准回潮率。混纺纱的公定回潮率混纺纱的公定回潮率 其中：其中： Wi Wi（% %）混纺材料中第混纺材料中第i i种纤维的公定回潮率；种纤维的公定回潮率； Pi Pi（% %）混纺材

2、料中第混纺材料中第i i种纤维的干重混纺比种纤维的干重混纺比 iikPWW）（混%第3页/共73页第四页，共73页。常用常用(chn yn)(chn yn)纤维的标准状态下的回潮率和公定回潮率纤维的标准状态下的回潮率和公定回潮率 纤维种类纤维种类标准回潮率（）标准回潮率（）公定回潮率（）公定回潮率（）原棉原棉7811.1苎麻（脱胶）苎麻（脱胶）7812亚麻亚麻8-1112黄麻黄麻1216(生麻），生麻），913(熟麻）熟麻）14细羊毛细羊毛1517-洗净毛洗净毛-15山羊毛山羊毛-15干毛条干毛条-18.25油毛条油毛条-19桑蚕丝桑蚕丝8911.0粘胶纤维粘胶纤维131513醋酯纤维醋酯纤维

3、477涤纶涤纶0.40.50.4锦纶锦纶63.50.54.5锦纶锦纶664.24.54.5腈纶腈纶1.22.02.0维纶维纶4.55.05丙纶丙纶00氯纶氯纶-0氨纶氨纶-1第4页/共73页第五页，共73页。常用常用(chn yn)(chn yn)纱线的公定回潮率纱线的公定回潮率第5页/共73页第六页，共73页。第6页/共73页第七页，共73页。%)1 (%)1 (%)1 (akakokWWGWGG第7页/共73页第八页，共73页。 二、纤维的吸湿机理二、纤维的吸湿机理 1. 1. 吸着吸着(x zhe)(x zhe)水分的种类水分的种类 根据水分子在纤维中存在的方式不同，根据水分子在纤维中存

4、在的方式不同，可分为三种：可分为三种： （1 1）吸收水）吸收水 由于纤维中极性基团的极化作用由于纤维中极性基团的极化作用而吸着而吸着(x zhe)(x zhe)的水。的水。 吸收水是纤维吸湿的主要原因。吸收水是纤维吸湿的主要原因。 吸收水属于化学吸着吸收水属于化学吸着(x zhe)(x zhe)，是一种，是一种化学键力，因此必然化学键力，因此必然 有放热反应；有放热反应； 第8页/共73页第九页，共73页。v直接直接(zhji)(zhji)吸收水：由于纤维中亲水基团的作用而吸收水：由于纤维中亲水基团的作用而吸着的水吸着的水 分子。分子。 如如: -0H, -COOH , -: -0H, -C

5、OOH , -CONH- , -NH2 CONH- , -NH2 结合力较强，主要是氢键力，放出热量较多。结合力较强，主要是氢键力，放出热量较多。 间接吸收水：其他被吸着的水分子。间接吸收水：其他被吸着的水分子。 a. a.由于水分子的极性再吸着的水分子由于水分子的极性再吸着的水分子 ； b. b.纤维中其他物质的亲水基团所吸引的水分子。纤维中其他物质的亲水基团所吸引的水分子。 结合力较弱，主要是范德华力，放出热量较少。结合力较弱，主要是范德华力，放出热量较少。第9页/共73页第十页，共73页。第10页/共73页第十一页，共73页。第11页/共73页第十二页，共73页。第12页/共73页第十三

6、页，共73页。2 2吸湿过程吸湿过程水分子先吸附至纤维表面，水蒸气向纤维水分子先吸附至纤维表面，水蒸气向纤维内部扩散，与纤维内大分子上的亲水性基内部扩散，与纤维内大分子上的亲水性基团结合，水分子进入团结合，水分子进入(jnr)(jnr)纤维的缝隙孔纤维的缝隙孔洞，形成毛细水。洞，形成毛细水。第13页/共73页第十四页，共73页。第二节第二节 大气条件大气条件(tiojin)(tiojin)与纤维吸湿与纤维吸湿第14页/共73页第十五页，共73页。第15页/共73页第十六页，共73页。第16页/共73页第十七页，共73页。第17页/共73页第十八页，共73页。放湿等温线：在一定的大气压力放湿等温

7、线：在一定的大气压力和温度条件下，纤维材料因放和温度条件下，纤维材料因放湿达到的平衡湿达到的平衡(pnghng)(pnghng)回潮回潮率与大气相对湿度的关系曲线。率与大气相对湿度的关系曲线。第18页/共73页第十九页，共73页。第19页/共73页第二十页，共73页。 3. 3.纤维纤维(xinwi)(xinwi)种类不同，种类不同，曲线的高低不同，吸湿能力曲线的高低不同，吸湿能力强的在上方，如羊毛、粘强的在上方，如羊毛、粘胶；吸湿能力差的胶；吸湿能力差的在下方，如腈纶、涤纶等。在下方，如腈纶、涤纶等。第20页/共73页第二十一页，共73页。第21页/共73页第二十二页，共73页。三、吸湿三、

8、吸湿(x sh)(x sh)滞后性（吸湿滞后性（吸湿(x (x sh)sh)保守现象）保守现象） 第22页/共73页第二十三页，共73页。第23页/共73页第二十四页，共73页。第24页/共73页第二十五页，共73页。第25页/共73页第二十六页，共73页。第26页/共73页第二十七页，共73页。第27页/共73页第二十八页，共73页。四、吸湿等湿线（四、吸湿等湿线（RH%RH%一定，一定，W-TW-T的关系的关系(gun x)(gun x)曲曲线线) )第28页/共73页第二十九页，共73页。返回返回(fnhu)羊毛羊毛(yngmo)和棉的吸湿和棉的吸湿等湿线等湿线第29页/共73页第三十页

9、，共73页。第三节第三节 影响纤维影响纤维(xinwi)(xinwi)吸湿的因素吸湿的因素 第30页/共73页第三十一页，共73页。第31页/共73页第三十二页，共73页。第32页/共73页第三十三页，共73页。第33页/共73页第三十四页，共73页。第34页/共73页第三十五页，共73页。n大分子中只有亲水大分子中只有亲水性弱的极性基团氰基（性弱的极性基团氰基（-CN-CN），），故吸湿能力小。故吸湿能力小。n涤纶、丙纶涤纶、丙纶因缺少亲水因缺少亲水性基团，故吸性基团，故吸湿能力极湿能力极差，尤其差，尤其(yuq)(yuq)是丙纶基本不是丙纶基本不吸湿。吸湿。第35页/共73页第三十六页，共

10、73页。第36页/共73页第三十七页，共73页。第37页/共73页第三十八页，共73页。第38页/共73页第三十九页，共73页。第39页/共73页第四十页，共73页。第40页/共73页第四十一页，共73页。第41页/共73页第四十二页，共73页。第42页/共73页第四十三页，共73页。第43页/共73页第四十四页，共73页。第四节第四节 吸湿吸湿(x sh)(x sh)对纤维性质的影响对纤维性质的影响膨 胀 小 ， 表 现 出 明 显膨 胀 小 ， 表 现 出 明 显(mngxin)(mngxin)的各向异性。的各向异性。第44页/共73页第四十五页，共73页。第45页/共73页第四十六页，共

11、73页。各种纤维在水中的膨胀各种纤维在水中的膨胀(png zhng)(png zhng)性能表性能表第46页/共73页第四十七页，共73页。第47页/共73页第四十八页，共73页。第48页/共73页第四十九页，共73页。几种纤维密度几种纤维密度(md)随回潮率变化图随回潮率变化图第49页/共73页第五十页，共73页。四、对机械性质的影响四、对机械性质的影响 纤维吸湿后，其力学性质如强力、伸长、弹性、纤维吸湿后，其力学性质如强力、伸长、弹性、刚度等随之变化。刚度等随之变化。对强力的影响：对强力的影响：a.a.一般规律一般规律(gul)(gul)是是W W增加，其强力会下降；增加，其强力会下降；b

12、.b.吸湿能力差的纤维，吸湿能力差的纤维，W W增加，强力变化不太显著增加，强力变化不太显著合成纤维由于较弱，所以吸湿后强力的降低。合成纤维由于较弱，所以吸湿后强力的降低。c.c.棉、麻纤维，吸湿后强力反而增加；棉、麻纤维，吸湿后强力反而增加；第50页/共73页第五十一页，共73页。常见常见(chn jin)(chn jin)纤维在润湿状态下强伸度变化表纤维在润湿状态下强伸度变化表 第51页/共73页第五十二页，共73页。* *对纤维伸长率的影响：对纤维伸长率的影响： W W增加，伸长率有所增加；增加，伸长率有所增加；这是因为水分子进入纤维内部后，减弱了大分子这是因为水分子进入纤维内部后，减弱

13、了大分子间的结合力，使它在受外力作用时容易伸直间的结合力，使它在受外力作用时容易伸直(shn zh)(shn zh)和和产生产生相对滑移的缘故。相对滑移的缘故。* *对纤维的脆性、硬性有所减小，塑性变形增加，摩擦系数对纤维的脆性、硬性有所减小，塑性变形增加，摩擦系数有所增加。有所增加。第52页/共73页第五十三页，共73页。 温湿度对纺织加工的影响很大，主温湿度对纺织加工的影响很大，主要就是要就是(jish)由于纤维吸湿后机由于纤维吸湿后机械性能发生变化引起的。械性能发生变化引起的。第53页/共73页第五十四页，共73页。如回潮率太低，则纤维或纱线的刚性变大，加工中如回潮率太低，则纤维或纱线的

14、刚性变大，加工中易于断裂，如回潮率太高，则纤维中的杂质难于清易于断裂，如回潮率太高，则纤维中的杂质难于清除同时易于相互除同时易于相互(xingh)(xingh)纠缠成结或绕在机件上，纠缠成结或绕在机件上，影响加工影响加工的正常进行。的正常进行。第54页/共73页第五十五页，共73页。.纤维的刚性和弹性还影响(yngxing)到纤维的相互抱合，使纱线的结构和质量受到影响(yngxing)；吸湿性对纤维变形的影响(yngxing)，反映在加工成品如纱线和织物的长度或尺寸上的不稳定。第55页/共73页第五十六页，共73页。五、对热学性质五、对热学性质(xngzh)(xngzh)的影响的影响第56页/

15、共73页第五十七页，共73页。吸湿微分热：纤维在给定回潮率时吸着吸湿微分热：纤维在给定回潮率时吸着1 1克水放出克水放出(fn ch)(fn ch)的的 热量。单位为热量。单位为J/gJ/g（水）（水） 各种干燥纤维的吸湿微分热大致接近，各种干燥纤维的吸湿微分热大致接近， 约为约为837.4837.41256J1256J。吸湿积分热：在一定的温度下，吸湿积分热：在一定的温度下，1g1g干燥纤维从某一回干燥纤维从某一回 潮率吸湿到达完全润湿，所放出潮率吸湿到达完全润湿，所放出(fn ch)(fn ch)的总热的总热 量，单位为量，单位为J/gJ/g（干纤维）。（干纤维）。 吸湿能力强的纤维，其吸

16、湿积分热也大。吸湿能力强的纤维，其吸湿积分热也大。第57页/共73页第五十八页，共73页。各种纤维各种纤维(xinwi)的吸湿积分热的吸湿积分热第58页/共73页第五十九页，共73页。v 3. 3.应用应用(yngyng)(yngyng)（1 1）吸湿放热与保暖性）吸湿放热与保暖性（2 2）吸湿放热与纺织材料储存）吸湿放热与纺织材料储存（3 3）吸湿放热与热工计算）吸湿放热与热工计算第59页/共73页第六十页，共73页。六、对电学性质的影响六、对电学性质的影响高聚物的特殊分子结构，赋予纤维具有高的电绝缘性高聚物的特殊分子结构，赋予纤维具有高的电绝缘性能能(xngnng)(xngnng)。 纤维

17、吸湿纤维吸湿绝缘性能绝缘性能(xngnng)(xngnng)下降，介电系数上下降，介电系数上升，介电损耗因素增大。升，介电损耗因素增大。使纤维的比电阻下降，减缓静电现象。使纤维的比电阻下降，减缓静电现象。 应用：电阻式和电容式电气测湿仪。应用：电阻式和电容式电气测湿仪。第60页/共73页第六十一页，共73页。七、对光学七、对光学(gungxu)(gungxu)性质的影响性质的影响当纤维的回潮率升高时，纤维的光折射率下降。当纤维的回潮率升高时，纤维的光折射率下降。是由于水分子进人纤维后，引起分子结构作某是由于水分子进人纤维后，引起分子结构作某些改变造成的。些改变造成的。第61页/共73页第六十二

18、页，共73页。第四节第四节 吸湿性的测试方法吸湿性的测试方法第62页/共73页第六十三页，共73页。具体的测试方法有：具体的测试方法有：1.1.烘箱法烘箱法2.2.红外线辐射法红外线辐射法 3.3.高频加热高频加热(ji r)(ji r)干燥法干燥法 4.4.吸湿剂干燥法吸湿剂干燥法5.5.真空干燥法真空干燥法第63页/共73页第六十四页，共73页。烘箱烘箱(hngxing)(hngxing)法测试法测试1.1.原理原理 2.2.取样取样3.3.确定试验参数确定试验参数4 4试验步骤试验步骤优点：检验历史长，测得的结果比较稳定；优点：检验历史长，测得的结果比较稳定； 缺点：耗电量大，时间长，并

19、易损坏试样；缺点：耗电量大，时间长，并易损坏试样； 纤维内的一些油脂或其他物质的挥纤维内的一些油脂或其他物质的挥 发，影响测定结果的真实性；发，影响测定结果的真实性； 干重不是绝对的干重。干重不是绝对的干重。第64页/共73页第六十五页，共73页。红外线辐射法红外线辐射法利用红外线灯泡发出来的红外线照射试样，能量高，利用红外线灯泡发出来的红外线照射试样，能量高，穿透力强，使材料内部在短时间内达到很高的温度，穿透力强，使材料内部在短时间内达到很高的温度，将水分去除。将水分去除。 一般情况下只要一般情况下只要5 520min20min即可烘干。即可烘干。 优点：烘干迅速、耗电量省、设备简单；优点：

20、烘干迅速、耗电量省、设备简单； 缺点：试验结果缺点：试验结果(ji gu)(ji gu)不稳定不稳定 （温度无法控制，能量分布也不均匀，（温度无法控制，能量分布也不均匀，局部过热而使材料烘焦变质）局部过热而使材料烘焦变质） 第65页/共73页第六十六页，共73页。高频加热干燥法高频加热干燥法利用高频电磁波在物质内部产生热量以去除水。利用高频电磁波在物质内部产生热量以去除水。 高频介质加热法或电容加热法（频率范围为高频介质加热法或电容加热法（频率范围为1 1100MHZ100MHZ）；）； 微波加热法（频率范围是微波加热法（频率范围是8008003000MHZ3000MHZ）。）。 优点：从材料

21、内部产生高热，一次烘燥量也比较大，迅速而优点：从材料内部产生高热，一次烘燥量也比较大，迅速而均匀；加热设备直接作用于被烘燥的物体上，热损失小；均匀；加热设备直接作用于被烘燥的物体上，热损失小； 缺点：设备费用高，投资多、耗电量大，运转和维缺点：设备费用高，投资多、耗电量大，运转和维修费用较高，修费用较高， 水汽水汽(shu q)(shu q)蒸发过快，常引起纤维曝裂；蒸发过快，常引起纤维曝裂； 微波对人体有害，必须很好加以屏蔽。微波对人体有害，必须很好加以屏蔽。 第66页/共73页第六十七页，共73页。吸湿剂干燥法吸湿剂干燥法将纺织材料和强烈的吸湿剂放在同一个密闭的容器将纺织材料和强烈的吸湿剂

22、放在同一个密闭的容器内，利用吸湿剂内，利用吸湿剂吸收空气中的水分，使容器内空气吸收空气中的水分，使容器内空气的相对湿度达到的相对湿度达到0%。吸湿剂：干燥的五氧化二磷粉末（效果最好）；吸湿剂：干燥的五氧化二磷粉末（效果最好）；干燥氯化钙颗粒状（最常用）。干燥氯化钙颗粒状（最常用）。优点：比较准确优点：比较准确缺点：适用于小量缺点：适用于小量(xioling)试样，否则吸不干，成本高，试样，否则吸不干，成本高，费时长（一般在室温下达到真正吸干约需费时长（一般在室温下达到真正吸干约需46周的时间）。周的时间）。第67页/共73页第六十八页，共73页。真空干燥法真空干燥法将试样放在密闭的容器中抽取真空，在一定的真空将试样放在密闭的容器中抽取真空，在一定的真空度下，再对容器度下，再对容器 用电阻丝加热，加热的温度可以自用电阻丝加热，加热的温度可以自动控制。一定时间后由于水汽被出除，动控制。一定时间后由于水汽被出除， 真空度变小真空度变小用差压法即可推算水分的含量。用差压法即可推算水分的含量。 优点：不需要优点：不需要(xyo)(xyo)称取干重，工作简便，试样用称取干重，工作简便，试样用量很少；量很少； 可在较低温度（可在较低温度（60607070C C）下将试样中的）下将试样中的 水分去除水分去除, ,烘干时间减