纤维的热学光学和电学性质推选优秀ppt

纤维(xiānwéi)的热学光学和电学性质第一页，共51页。第一节纤维的热学(rèxué)性质一、比热(bǐrè)二、导热系数三、热作用时的纤维性状四、纤维的耐热性和热稳定性五、纤维的燃烧性能第二页，共51页。一、比热(bǐrè)1.比热(bǐrè)的概念单位质量的纤维，温度升高(或降低)1℃所需要吸收(或放出)的热量(rèliàng)，叫纤维的比热。2.常见纺织纤维的比热第三页，共51页。一、比热(bǐrè)3.影响纺织(fǎngzhī)纤维比热的主要因素（1）水分(shuǐfèn)的影响第四页，共51页。一、比热(bǐrè)3.影响纺织(fǎngzhī)纤维比热的主要因素（2）温度(wēndù)的影响一般认为，温度较高时，具有一定回潮率纤维的比热增大。第五页，共51页。一、比热(bǐrè)3.影响(yǐngxiǎng)纺织纤维比热的主要因素（3）纤维结构的影响(yǐngxiǎng)在220℃附近，出现第二次熔前结晶，比热稍有下降。而后者为缓慢上升曲线，无再结晶的现象。第六页，共51页。二、导热(dǎorè)系数1.导热(dǎorè)的概念与导热(dǎorè)系数导热主要通过热传导、对流(duìliú)和热辐射三种方式来实现。单纤维的热传递性是极困难的，一般采用纤维集合体的方式。第七页，共51页。二、导热(dǎorè)系数1.导热(dǎorè)的概念与导热(dǎorè)系数热传递的本质性指标是导热系数，也称热导率，用λ表示。含义为：当纤维材料的厚度为1m及两端间的温度差为1℃时，1秒钟内通过(tōngguò)1m2纤维材料传导的热量焦耳数。第八页，共51页。第九页，共51页。二、导热(dǎorè)系数2.影响(yǐngxiǎng)纤维导热系数的因素（1）纤维的结晶(jiéjīng)与取向纤维的结晶度越高，有序排列的部分越多，连续性越好，

λ越大；纤维中分子沿纤维轴的取向排列越高越多，有利于热在此方向上的传递，分子的取向度越高，沿纤维轴向的导热系数越大。第十页，共51页。所谓介电现象是指绝缘体材料(也叫电介质)在外加电场作用下，内部分子(fēnzǐ)形成电极化的现象。(1)纤维内部结构对介电常数的影响第三十四页，共51页。凡是大分子链呈曲折状或螺旋状，或主链上有侧基，都会使双折射率下降。当纤维排列特征相同时，纤维细度越细，纤维制品的热辐射穿透能力越弱；燃烧温度是指材料(cáiliào)燃烧时的火焰区中的最高温度值，又称火焰最高温度。纤维耐光性的大致排序为：导热(dǎorè)的概念与导热(dǎorè)系数二、导热(dǎorè)系数形态(xíngtài)的稳定性介电损耗的利用(lìyòng)二、导热(dǎorè)系数2.影响纤维导热(dǎorè)系数的因素（2）纤维(xiānwéi)集合体密度纤维集合体的导热系数取决于纤维中的孔隙量及孔隙中气体的流动性。控制纤维层的体积质量（密度），维持较多的静止空气是提高纤维制品保暖性的最主要方法。第十一页，共51页。二、导热(dǎorè)系数2.影响纤维(xiānwéi)导热系数的因素（3）纤维排列(páiliè)方向纤维垂直于纤维层方向取向时，导热能力较强；纤维平行于纤维层排列时，导热能力较低。第十二页，共51页。二、导热(dǎorè)系数2.影响(yǐngxiǎng)纤维导热系数的因素（4）纤维(xiānwéi)细度和中空度当纤维排列特征相同时，纤维细度越细，纤维制品的热辐射穿透能力越弱；在同样密度下相对的间隙越小，静止空气的作用越强，导热系数越小；纤维中的空腔量越大，在不压扁的状态下，所持有的静止空气及空间越多，纤维集合体的导热系数越小。第十三页，共51页。二、导热(dǎorè)系数2.影响纤维导热系数(xìshù)的因素（5）环境(huánjìng)温湿度纤维材料导热系数随温度升高而增大；随纤维回潮率的增加而增大。第十四页，共51页。三、热作用时的纤维(xiānwéi)性状1.两种转变和三种(sānzhǒnɡ)力学状态第十五页，共51页。玻璃态：分子链段运动被冻结，显现脆性(cuìxìng)，类似普通玻璃性能。玻璃化转变区高弹态：分子链段运动加剧，出现高弹变形，类似橡胶的特性。粘弹转变区粘流态：大分子开始变形，表现出液体流动的特性。三、热作用(zuòyòng)时的纤维性状1.两种转变(zhuǎnbiàn)和三种力学状态第十六页，共51页。三、热作用时的纤维(xiānwéi)性状2.常见(chánɡjiàn)纺织纤维的三态转变温度第十七页，共51页。三、热作用(zuòyòng)时的纤维性状3.热定形(dìnɡxínɡ)与变形热定形的目的是使纤维的内部结构或织物的形态在热作用下固定并获得一定的尺寸。变形是使纤维材料获得卷曲(juànqǔ)和膨松效果。第十八页，共51页。四、纤维(xiānwéi)的耐热性和热稳定性纤维(xiānwéi)的耐热性，是指纤维(xiānwéi)经热作用后力学性能的保持性。纤维(xiānwéi)的热稳定性，一般指纤维(xiānwéi)在热作用下的结构形态和组成的稳定性。第十九页，共51页。常用纤维耐热性

天然纤维：棉>麻>蚕丝>羊毛；

人造纤维：粘胶>棉；

合成纤维：涤纶(dílún)>腈纶>锦纶>维纶；碳纤维、玻璃纤维相当好；涤纶(dílún)的耐热性与热稳定性均较好；锦纶的耐热性较好，但热稳定性差。第二十页，共51页。质量(zhìliàng)与组成的稳定性结构(jiégòu)的稳定性形态(xíngtài)的稳定性第二十一页，共51页。五、纤维的燃烧(ránshāo)性能1.极限(jíxiàn)氧指数第二十二页，共51页。五、纤维(xiānwéi)的燃烧性能2.点燃温度和燃烧(ránshāo)时间点燃温度是指纤维产生燃烧所需的最低温度，是燃烧的激发(jīfā)点温度，称着火点温度。燃烧时间是指纤维放入可燃环境（有氧、高温）中，观察纤维从放入到燃烧所需的时间。第二十三页，共51页。五、纤维(xiānwéi)的燃烧性能3.燃烧(ránshāo)温度燃烧温度是指材料(cáiliào)燃烧时的火焰区中的最高温度值，又称火焰最高温度。第二十四页，共51页。五、纤维(xiānwéi)的燃烧性能4.纤维难燃的途径(tújìng)及形式（1）制造难燃纤维

在纺丝原液中加入防火剂或用合成的难燃聚合物纺丝。

（2）阻燃整理

阻燃剂处理。（3）通过与难燃纤维混纺(hùnfǎng)，以提高纤维的难燃性。第二十五页，共51页。第二节纤维(xiānwéi)的光学性质一、光在纤维中的反射(fǎnshè)与折射现象二、光泽三、光的双折射四、耐光性及光照稳定性五、光致发光第二十六页，共51页。一、光在纤维(xiānwéi)中的反射与折射现象当光线照射在纤维上，在纤维（介质2）与空气或液体(yètǐ)（介质1）的界面处将发生反射与折射现象。第二十七页，共51页。二、导热(dǎorè)系数第二节纤维(xiānwéi)的光学性质纤维材料导热系数随温度升高而增大；（2）表面(biǎomiàn)比电阻ρs纤维(xiānwéi)的光泽实际上是：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。反射光量很大，分布不均匀——“极光”；五、纤维(xiānwéi)的燃烧性能纤维比电阻(diànzǔ)及其表达第二十五页，共51页。(5)加工机械的接地与尖端放电（1）体积(tǐjī)比电阻ρv在纺丝原液中加入防火剂或用合成的难燃聚合物纺丝。第二十二页，共51页。凡是大分子链呈曲折状或螺旋状，或主链上有侧基，都会使双折射率下降。四、耐光性及光照(guāngzhào)稳定性二、导热(dǎorè)系数纤维(xiānwéi)的光泽实际上是：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。评价光泽应同时考虑两个方面：反射光量的大小和反射光量的分布规律反射光量很大，分布不均匀——“极光”；反射光量很大，分布较均匀——“骠光”。二、光泽(guāngzé)第二十八页，共51页。二、光泽(guāngzé)1.纤维层状结构(jiégòu)对光泽的影响第二十九页，共51页。二、光泽(guāngzé)2.纤维(xiānwéi)纵向形态对光泽的影响纤维纵向表面(biǎomiàn)平滑一致，则漫反射少，纤维表现出较强的光泽。3.纤维横截面形状对光泽的影响第三十页，共51页。三、光的双折射1.双折射现象(xiànxiàng)双折射的定义(dìngyì)平行偏振光沿非光轴方向投射到纤维上时，除了在界面上产生反射光外，进入纤维的光线被分解成两条折射光，称之为纤维的双折射。其中一条：寻常光（简称o光），遵守折射定律，振动面⊥光轴，n⊥；另一条：非寻常光（简称e光），不遵守折射定律，振动面‖光轴，n‖。双折射率：△n=n‖-n⊥第三十一页，共51页。（1）取向度取向度↑，各向异性(ɡèxiànɡyìxìnɡ)显著，双折射率↑。当全部大分子与纤维纤维轴平行排列时，双折射最大。当大分子排列紊乱时，双折射为0。（2）大分子本身的不对称性凡是大分子链呈曲折状或螺旋状，或主链上有侧基，都会使双折射率下降。腈纶有螺旋状主链、三醋酯纤维分子上的侧基多，故△n是负值。三、光的双折射2.影响双折射大小(dàxiǎo)的因素第三十二页，共51页。浸没法（寻找倍克线，测得表层折射率）光程差法，△D=d（n‖-n⊥）用石英楔子补偿法测出△D和d。应用：

（1）用于判明纤维分子的取向程度(chéngdù)△n大，取向度大（2）用于判明管状纤维的孔径或棉纤维的成熟度三、光的双折射3.纤维(xiānwéi)双折射率的测定方法及应用第三十三页，共51页。四、耐光性及光照(guāngzhào)稳定性耐光性是指纤维受光照后其力学性能(xìngnéng)保持不变的性能(xìngnéng)。光照稳定性是指纤维受光照射后不发生降解或光氧化，不产生色泽变化的性能(xìngnéng)第三十四页，共51页。纤维耐光性的大致排序为：腈纶＞羊毛(yángmáo)＞麻＞棉＞粘胶＞涤纶＞锦纶＞蚕丝纤维耐光性的本质是要求纤维分子组成的化学结构稳定，聚集态结构有序和稳定，纤维色泽的稳定。四、耐光性及光照(guāngzhào)稳定性第三十五页，共51页。五、光致发光纤维的光致发光是激发态分子发生跃迁(yuèqiān)而辐射出特定波长光的现象。第三十六页，共51页。第三节纤维(xiānwéi)的电学性质一、导电(dǎodiàn)性质二、介电性质三、介电损耗四、纺织纤维的静电第三十七页，共51页。一、导电(dǎodiàn)性质1.纤维比电阻(diànzǔ)及其表达（1）体积(tǐjī)比电阻ρv体积比电阻是指单位长度上所施加的电压U，相对于单位截面上所流过的电流I

之比，其值是电阻率，单位Ω·cm。第三十八页，共51页。一、导电(dǎodiàn)性质1.纤维(xiānwéi)比电阻及其表达（2）表面(biǎomiàn)比电阻ρs纤维柔软细长，体积或截面积难以测量，而通常纤维导电主要发生在表面，因此采用表面比电阻ρs

表达。ρs

是单位长度上的电压（U/L）与单位宽度上流过的电流（I/H）之比，单位欧姆Ω。第三十九页，共51页。一、导电(dǎodiàn)性质1.纤维比电阻(diànzǔ)及其表达（3）质量(zhìliàng)比电阻ρm考虑纤维材料比电阻测量的方便，引入质量比电阻ρm概念，即单位长度上的电压（U/L）与单位线密度纤维上流过的电流(I/(W/L))之比，单位是欧姆·克／厘米2(Ω·g/cm2)。第四十页，共51页。一、导电(dǎodiàn)性质2.影响纤维比电阻的主要(zhǔyào)因素（1）吸湿(xīshī)对纤维比电阻的影响第四十一页，共51页。一、导电(dǎodiàn)性质2.影响纤维(xiānwéi)比电阻的主要因素（2）温度对纤维比电阻(diànzǔ)的影响第四十二页，共51页。一、导电(dǎodiàn)性质2.影响纤维比电阻的主要(zhǔyào)因素（3）纤维附着物的影响(yǐngxiǎng)（4）其他因素对纤维比电阻的影响(yǐngxiǎng)第四十三页，共51页。二、介电性质(xìngzhì)1.介电现象(xiànxiàng)和介电常数所谓介电现象是指绝缘体材料(也叫电介质)在外加电场作用下，内部分子(fēnzǐ)形成电极化的现象。衡量介电现象强弱的物理量为相对介电常数εr，简称介电常数。第四十四页，共51页。第四十五页，共51页。二、介电性质(xìngzhì)2.影响纤维介电常数的主要(zhǔyào)因素(1)纤维内部结构对介电常数的影响(2)外部(wàibù)因素对介电常数的影响第四十六页，共51页。三、介电损耗在交变电场作用下，纤维材料的极性基团以及纤维内部的水分子会发生极化，极化分子部分地沿着电场方向定向排列，并随着电场方向的变换