纤维的物理性能

纤维的物理性能第一页，共六十七页，编辑于2023年，星期一表4-1干燥纤维的比热p73纤维比热（J/g·K）（室温）纤维比热（J/g·K）（室温）蚕丝纤维羊毛纤维涤纶纤维腈纶纤维醋酯纤维粘胶纤维1.3861.3611.3401.5071.4641.26～1.35锦纶纤维锦纶6纤维棉纤维粘胶纤维亚麻纤维玻璃纤维2.0521.8401.21～1.341.3571.3440.670对含有水份的纤维、比热值会有很大变化，纺织加工是一个水加工工艺，干燥含水的纤维是常规的工艺过程，所以，含湿纤维的比热比干纤维的更重要。这时温度变化1℃时所吸收或放出的热量，除纤维外，还应有纤维中的水份。P73图4-1羊毛的比热容、温度和回潮率的关系p74第二页，共六十七页，编辑于2023年，星期一二、纤维的导热性p74纤维内部及其集合体纤维间孔隙内充满空气，在有温差的情况下，热量总是从高温向低温传递——导热性，抵抗这种传递的能力则称为保暖性。导热性用导热系数λ表示，单位是kJ／（m·k·h）。是指当纤维材料的厚度为1m且两侧表面之间的温度差为1℃时，1h内从1平米的纤维面积中通过的热量（KJ）。λ值越小，表示该纤维的导热性越低，其绝热性或保暖性越高。在纤维材料的厚度为a的时候，通过该材料厚度的热量称为热传导率式中：Q——通过制品的热量（KJ），a——制品的厚度（m），F——制品的面积（m2），ΔT——温差（℃），t——时间（h）。第三页，共六十七页，编辑于2023年，星期一表4-2纤维、空气和水的导热系数（室温20℃）[KJ／（m·k·h）]P75纤维λ纤维λ纤维λ棉纤维0.255～0.264羊毛纤维0.188～0.197蚕丝纤维0.180～0.197粘胶纤维0.197～0.255醋脂纤维0.180锦纶纤维0.75～1.21涤纶纤维0.301腈纶纤维0.184丙纶纤维0.79～1.09氯纶纤维0.151空气0.092水2.15静止空气是最好的热绝缘体。纤维材料的保暖性主要取决于纤维层中夹持的空气数量和状态。但一旦空气发生流动，保暖性就大大降低。P75水的导热系数较大，随着纤维回潮率的增高，纤维的导热系数会增大，而保暖性下降。第四页，共六十七页，编辑于2023年，星期一影响纤维导热性能的因素（1）分子量的大小在同一温度下，分子量越高→λ↑。（2）温度与回潮率的影响

T↑→λ↑水分越多，λ越大，保暖性越差（3）纤维集合体的体积重量保暖与否主要取决于纤维层中夹持的静止空气数量。纤维层中夹持的空气越多，则纤维层的绝热性越好.一旦夹持的空气流动，保暖性将大大降低。

纤维层的体积重量在0.03-0.06g/cm3，λ最小，保暖性最好。第五页，共六十七页，编辑于2023年，星期一三、纤维的热裂解与纤维的三态转变p75-78（一）加热过程中的物相变化两种类型：（1）一种是先随温度升高脱去水份，然后氧化降解，直接由固态裂解为气体和碳素残渣。许多天然纤维素纤维、天然蛋白质纤维、再生纤维均属这一种类型。（2）一种也是先随温度升高脱去水分，随后纤维开始由固态（玻璃态）转变为有高形变能力的高弹态，或者从近似于玻璃态的低高弹态转变为高弹态，再继续升高温度，纤维成为流动态的熔体（粘流态），再升高温度便开始热裂解。像涤纶、锦纶这样一些合成纤维，日常使用温度下为玻璃态，丙纶纤维日常使用的是近似玻璃态的低高弹态。（二）热塑性纤维的三态转变纤维物理状态有加热后发生“三态转变”的特点称为热塑性纤维。p75第六页，共六十七页，编辑于2023年，星期一（二）热塑性纤维的三态转变p76-77玻璃态：分子链段运动被冻结，显现脆性，类似普通玻璃性能。在温度比较低时，表现出有类似于刚体的性能。高弹态：分子链段运动加剧，出现高弹变形，类似橡胶的特性。表现为类似于橡胶的性能。粘流态：大分子开始变形，表现出液体流动的特性。表4-3一些纤维的热特性温度p78纤维软化点（℃）熔点（℃）热分解温度（℃）玻璃化温度（℃）棉纤维羊毛纤维蚕丝纤维锦纶6纤维锦纶66纤维涤纶纤维腈纶纤维维纶纤维丙纶纤维氯纶纤维醋酯纤维——180160～180235～240238～240190～240干：220～230水中：110121～17690～100200～230———215～220250～260255～260327225～239163～186180～200260～300341243287416—410312——287336———47～5047～5067、81、12580～100、140～15085－1582186第七页，共六十七页，编辑于2023年，星期一三态转变温度p78

1.玻璃化温度Tg

——非晶态高聚物大分子链段开始运动的最低温度，或由玻璃态向高弹态转变的温度。影响Tg的因素：化学组成的影响；分子量和交键作用；混合、接枝及共聚的影响；增塑剂的作用。凡是使链的柔性增加，使分子间作用力下降的结构因素都会使Tg2.流动温度(Tf)

——非晶态高聚物大分子链相互滑动的温度，或由高弹态向粘流态转变的温度。熔点温度Tm

——高聚物结晶全部熔化时的温度，或晶态高聚物大分子链相互滑动的温度。3.分解点温度Td

——高聚物大分子主链产生断裂的温度。

第八页，共六十七页，编辑于2023年，星期一高分子的链结构与形态旋转图每逆时针旋转60o的构象分解旋转过程中构象不断变化，位能（U）也不断变化。旋转的难易取决于旋转位能的的高低，位能越低越容易旋转。分子结构不同，位能不同，一般电负性大、取代基多或大，位能越大。

反式旁式重式顺式重式旁式反式60o60o60o60o60o60o0o60o120o180o240o300o360oθU旋转过程中的位能变化CCCC高分子链的内旋转第九页，共六十七页，编辑于2023年，星期一

共轭双键由于分子链整个形成共轭体系，造成旋转困难，故只有刚性而无柔性。如 聚乙炔～CH＝CH－CH＝CH－CH＝CH－CH＝CH～ 聚苯～

△常见高分子主链的柔性规律 －O－＞－S－＞－N－＞－C≡C－C＞非共轭－C＝C－＞ －C－O－＞－CH2－＞－C－＞－O－C－NH－＞NH－C－NH－

▲取代基的影响（性质、体积、数量、位置）

△取代基的性质对高分子链柔性的影响（极性）

规律：极性↑，作用力↑，位能↑，内旋转↓，柔性↓。

实例： 取代基极性分子间力柔性刚性系数Tg(K) PE－H小小大1.63160 PVC－Cl3.32355 PAN－CN大大小2.37369～OOOO第十页，共六十七页，编辑于2023年，星期一

☆整个分子链的运动（重心发生位移）条件：存在分子间或内的干扰和纠缠时，不能实现整个分子链的运动；在溶液和熔融状态下，通过链段一方向的运动可以实现整个分子链的运动。存在干扰、纠缠时的整个分子链运动干扰点纠缠点溶液及熔融状态下的整个分子链运动第十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期一

高聚物的聚集态结构

★高聚物聚集态与小分子物质的聚集态、相态的对应关系气态气相

小分子物质的聚集态液态液相小分子物质的相态固态晶相

一、分子间的相互作用

★作用力的类型 共价键 主价力（又称化学键）配位键 作用力的类型 离子键 次价力（又称分子间力，包括：范德华力、氢键）粘流态非晶态晶态固态高聚物聚集态（力学、分子热运动特征分类）（热力学特征分类）第十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期一高聚物的物理状态

●线型非晶态高聚物的物理状态与平均相对分子质量M、温度T的关系二、结晶态高聚物的物理状态

●结晶态高聚物的形变-温度曲线

MT玻璃态高弹态黏流态过渡区TgTf高弹态、黏流态及两者之间的过渡区均随相对分子质量和温度的增加而变宽。12形变%TgTmTfT/℃

1-相对分子质量较小2-相对分子质量很大第十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期一高聚物的物理状态

●结晶态高聚物的物理状态

注意：由于高弹态对成型加工不利，因此，一般情况下，对结晶态高聚物而言要严格控制相对分子质量，防止很大造成的不良影响。结晶态高聚物的物理状态玻璃态黏流态黏流态玻璃态高弹态M较小M很大第十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期一高聚物的各种特征温度与测定

●常见的高聚物特征温度一、玻璃化温度

●定义高聚物分子链开始运动或冻结的温度。

●玻璃化温度的使用价值玻璃温度是非晶态高聚物作为塑料使用的最高温度；是作为橡胶使用的最低温度。

●影响玻璃化温度的因素

高聚物特征温度Tg-玻璃化温度（glass-transitiontemperature）Tm-熔点（meltingpoint）Tf-黏流温度（viscousflowtemperature）Ts-软化温度（softeningtemperature）Td-热分解温度（thermaldestructiontemperature）Tb-脆化温度（brittlensstemperature）第十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期一高聚物的各种特征温度

影响玻璃化温度的因素主链柔性分子间作用力相对分子质量交联共聚增塑剂升温速度外力大小作用时间第十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期一四、纤维的耐热性、燃烧性和热稳定性p781.耐热性

耐热性——指纤维经过短时间的高温作用，回到常温时，其机械性能的变化程度耐短时间高温的性能。随着温度的升高而强度降低的程度表示。热稳定性——纤维耐长时间高温的性能。第十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期一纤维剩余强度（％）（20℃）（未加热前的强度为100%）在100℃条件下加热后在130℃条件下加热后20天80天20天80天棉纤维亚麻纤维苎麻纤维蚕丝纤维粘胶纤维锦纶纤维涤纶纤维腈纶纤维玻璃纤维92706273908210010010068412639624396100100382412—4421959110010126—32137555100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>腈纶>锦纶>维纶；◆碳纤维、玻璃纤维相当好；涤纶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。第十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期一

纤维的燃烧性能p79（1）可燃性指标（表示纤维容不容易燃烧）：点燃温度、发火点◆点燃温度或发火点越低，纤维越容易燃烧。（2）耐燃性指标（表示纤维经不经得起燃烧）极限氧指数LOI（LimitOxygenIndex）：——纤维点燃后，在氧、氮大气里维持燃烧所需要的最低含氧量体积百分数。◆LOI越大，说明材料难燃。LOI=第十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期一P80阻燃——指降低材料在火焰中的可燃性，减慢火焰蔓延速度，当火焰移去后能很快自熄。提高纤维制品难燃性的途径(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，以提高纤维的难燃性。(4)在普通纤维上与反应性阻燃剂进行接枝共聚，或通过阻燃整理而赋予纤维以阻燃性，即阻燃改性的表面处理法。第二十页，共六十七页，编辑于2023年，星期一

纤维的热塑性和热定型P80

热塑性——将合成纤维或制品加热到Tg以上温度，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，以后遇到T<Tg时，则纤维或制品的形状就不会有大的变化。这种特性称之为热塑性。热定型——就是利用合纤的热塑性，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程。（如：蒸纱、熨烫）热定型的机理:最初结构的松散；新结构的重建；新结构的固化热定型的方法:干热定型----热风处理，金属表面接触加热;湿热定型----湿法定型，汽蒸定型，过热蒸汽定型。影响合纤织物热定型效果的因素1）温度（最主要因素）2）时间

3）张力4）冷却速度5）定型介质第二十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期一纤维的熔孔性1.定义：当纤维及其制品上为热体所溅时被熔成孔洞的性能。抗熔性：抵抗熔孔现象的性能。2.合成纤维易产生熔孔现象的原因涤纶、锦纶熔融所需的热量较少；涤纶、锦纶的导热系数比棉、粘、羊毛大。3.改善织物抗熔性的方法合纤与天然纤维混纺；制造包芯纱（芯用锦纶、涤纶，外层用棉）。第二十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期一几种纤维的热膨胀系数纤维种类膨胀系数（10-4）纤维种类膨胀系数（10-4）棉40膨胀锦纶1聚乙烯2膨胀涤纶0.5聚丙烯10锦纶-3醋酯纤维0.8～1.6涤纶-10（在80℃附近）六、热膨胀和热收缩

p82一部分纤维在加热的情况下有轻微的膨胀现象。原因是纤维分子受热后发生较强的热振动而获得了更多的空间所致。几种纤维的热膨胀系数第二十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期一热收缩（1）定义：合成纤维受热后发生不可逆的收缩现象称之为热收缩。（2）指标：热收缩率，即加热后纤维缩短的长度占原来长度的百分率。

根据介质不同有：

a.沸水收缩率：一般指将纤维放在100°C的沸水中处理30min，晾干后的收缩率；

b.热空气收缩率：一般指用180°、190°C、210°C热空气为介质处理一定时间（如15min）后的收缩率；

c.饱和蒸汽收缩率：一般指用125-130°C饱和蒸汽为介质处理一定时间（如3min）后的收缩率。（3）产生原因：

纺丝成形过程中，受到较大的抽伸作用，纤维残留一定的内应力，一旦T>Tg，会发生收缩。

第二十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期一纤维导电性能（电阻）p83可将通过纤维的电流分为两部分：一部分为穿过纤维体积的漏电电流Iv，另一部分为穿过纤维表面的漏电电流Is，因此相应的电阻也可以分为两部分，即体积电阻Rv和表面电阻Rs。

（1）体积比电阻（ρv

，Ω·cm）——纤维通过长1cm，截面积为1cm2材料时的电阻值。

S为测量电极的面积（cm2），d为纤维材料的厚度（cm）

（2）表面比电阻（ρS

，Ω）——电流通过长、宽都为1cm材料时的电阻值。式中L为电极长度（cm），b为平行电极间距离（cm）

（3）质量比电阻（ρm，Ω·g/cm2）

——电流通过长1cm，质量为1g材料时的电阻值。

ρm=ρv·γ

ρm易测，应用较多。第二节纤维的电性能

第二十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期一影响纤维比电阻的因素（1）回潮率：W↑→ρm↓（2）温度：T↑→ρ↓，导电性能增加(3)结构:纤维化学结构影响吸湿，影响电阻。纤维的超分子结构也影响纤维的电阻，纤维的结晶度增大，电阻变大，但纤维的取向度增加，电阻反而下降。（4）纤维上的附着物：油剂、棉蜡、油脂的存在，ρ↓。第二十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期一二、纤维的静电p86静电现象及产生原因纤维在加工中要受到各种机件的作用，由于纤维与机械以及纤维与纤维间的摩擦，必会聚集起许多电荷从而产生静电。静电的危害与应用危害：粘接和分散、吸附飞花与尘埃、放电等；应用：静电植绒、静电吸尘、粉末塑料的静电喷涂等。第二十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期一衡量静电的有关指标（1）静电量/单位面积；（2）静电压（kv）；（3）比电阻；（4）半衰期：纺织材料上的静电衰减到原始值一半时所需的时间。锦纶粘胶棉蚕丝麻醋酯聚乙烯醇涤纶腈纶氯纶丙纶乙纶氯纶正电荷负电荷意义：精细面粉的筛选第二十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期一4.减少或防止静电现象的方法◆机器接地◆提高空气的相对湿度◆改善摩擦条件◆导电纤维的应用◆静电消除器（电离空气）◆加抗静电剂（纤维油剂）◆织物防静电整理第二十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期一三、纤维的介电性质p87纤维的介电常数ε（1）定义

——在电场中，由于介质极化而引起相反电场，将使电容器的电容变化，其变化的倍数称为介电常数。其数值为：物理意义：ε是表示材料在电场中被极化的程度。反映材料的储电能力。第三十页，共六十七页，编辑于2023年，星期一影响ε大小的因素p87内因电介质的密度：体积重量或密度愈大，纤维间的空气量↓，∴ε↑；极化率：纤维分子极化程度↑，ε↑；纤维分子量：分子量↓，ε↑。外因温度：一方面T↑→ε↑，另一方面：T↑→ε↓；频率：用直流电压，ε最大；f↑→ε↓；回潮率：W↑，ε↑（∵水的ε最大）第三十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期一材料的介电常数（频率f＝50Hz，T=20～25℃，RH=65%）材料或纤维介电常数材料或纤维介电常数棉6涤纶3.02羊毛6锦纶4蚕丝4.2水80～81粘纤7.7真空1醋纤3.5～6.4空气≈1第三十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期一第三节

纤维的光性能p89纤维的光泽（1）纤维光泽的形成纤维的光泽实际上是：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——“肥光”。

第三十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期一第三十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期一2）影响纤维光泽的因素：

a.纤维的微原纤结构

b.纤维的形态结构：

c.化纤中加TiO2可消光第三十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期一二、纤维的双折射（略

p91-96)——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⊥第三十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期一影响双折射大小的因素（1）取向度取向度↑，各向异性显著，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。第三十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期一纤维双折射率的测定方法及应用

测量：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

△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第三十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期一纺织纤维的折射率

纤维折射率n‖n⊥n‖-n⊥棉1.573~1.5811.524~1.5340.041~0.051苎麻1.595~1.5991.527~1.5400.057~0.068亚麻1.5941.5320.062羊毛1.553~1.5561.542~1.5470.009~0.012桑蚕丝1.5781.5380.040粘胶纤维1.539~1.5501.514~1.5230.018~0.036三醋酯纤维1.4741.479-0.005涤纶1.7251.5370.188锦纶61.5681.5150.040锦纶661.570~1.5801.520~1.5300.053腈纶1.500~1.5101.500~1.510-0.005~0维纶1.5471.5220.025第三十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期一各种颜色的波长与波长范围（mm）颜色感觉标准波长波长范围红色700620-780橙色610595-620黄色580575-595绿色510480~575蓝色470450~480紫色420380~450纤维的颜色(补充）

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。天然纤维的颜色：取决于品种（即天然色素）；生长过程中的外界因素合成纤维的颜色：取决于原料（是否含有杂质）；纺丝工艺（如温度、加热时间等）

第四十页，共六十七页，编辑于2023年，星期一三、纤维的耐光性p961.定义：纺织材料抵抗光照的能力。“老化”-纤维在贮存和穿用过程中，因受各种大气因素的综合作用，性能会逐渐恶化，如变色、变硬、变脆、发粘、透明度下降、失去光泽、强度下降、破裂等，直到丧失使用价值。纤维经长期光照，会发生不同程度的裂解，使大分子断裂，分子量下降，强度下降。TiO2的存在会加速裂解。2．常用纤维耐光性大致顺序：腈纶>羊毛>麻>棉>粘胶>涤纶>锦纶>蚕丝第四十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期一日光照射时间与纤维强度的损失

纤维日晒时间（h）强度损失（%）棉94050亚麻、大麻110050羊毛112050蚕丝20050粘胶纤维90060涤纶600

60锦纶20036腈纶90016～25第四十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期一第四节纤维的吸湿性p97一、吸湿指标及常用术语1．回潮率与含水率

回潮率W：纺织材料中所含水分重量对纺织材料干重的百分比。

含水率M：纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿重的百分比。式中：

—纺织材料湿重；

—纺织材料干重。第四十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期一2．标准回潮率

——标准大气条件下，从吸湿达到平衡时测得的平衡回潮率。国际标准中规定的标准大气条件为：温度（T）为20℃（热带为27℃），相对湿度（RH）为65%，大气压力为86~106kPa，视各国地理环境而定。我国：大气压力1个标准大气压，即101.3kPa（760mmHg柱），温、湿度的波动范围：一级标准：T

20±2℃，RH

65±2%；二级标准：T

20±2℃，RH

65±3%；三级标准：T

20±2℃，RH

65±5%；纺织材料在实验测试前需在标准大气条件下调湿24h以上，合成纤维调湿4h以上即可。3.公定回潮率(Wk)——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。混纺纱的公定回潮率

其中：Wi（%）——混纺材料中第i种纤维的公定回潮率；

Pi（%）——混纺材料中第i种纤维的干重混纺比。4.标准重量Gk

——

纺织材料在公定回潮率时的重量。第四十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期一常用纤维的标准状态下的回潮率和公定回潮率

纤维种类标准回潮率（%）公定回潮率（%）原棉7~811．1苎麻（脱胶）7~812亚麻8~1112黄麻12~16（生麻），9~13（熟麻）14细羊毛15~17--洗净毛--15山羊毛--15干毛条--18.25油毛条--19纤维种类标准回潮率（%）公定回潮率（%）桑蚕丝8~911.0粘胶纤维13~1513醋酯纤维4~77涤纶0.4~0.50.4锦纶63.5~0.54.5锦纶664．2~4.54.5腈纶1.2~2.02.0维纶4.5~5.05丙纶00氯纶--0氨纶--1第四十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期一常用纱线的公定回潮率

纱线种类公定回潮率（%）纱线种类公定回潮率（%）棉纱8.5（英制9.89）粘胶纱及长丝13苎麻纱10粘胶针织绒线（内销）8亚麻纱12粘胶针织绒线（外销）13经梳毛纱16涤纶纱及长丝0..4粗梳毛纱15锦纶纱及长丝4.5羊毛绒线（国内）10腈纶纱2羊毛绒线（外销）15维纶纱5羊毛针织绒线15涤棉纱（65/35）3.2（英制3.7）绢纺蚕丝11第四十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期一二、吸湿机理p99

（一）水分子在纤维大分子和原纤结构中的存在形式

第一批水分子—亲水基团直接吸收，以后再吸附重叠成为间接吸收水，也可由纤维中其他物质的亲水基团所吸引。纤维高聚物中常见的亲水极性基团：羟基，酰胺基，氨基、羧基等。

天然动物纤维和植物纤维（包括再生纤维）含有较多的亲水基团合成纤维大多数不含有亲水基团，吸湿能力较低。第四十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期一第四十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期一吸湿：纤维从环境中吸收水分脱湿：纤维向环境放出水分

在一定条件下达到平衡第四十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期一（二）水分子在纤维聚集态结构中的存在形式p100纤维的吸湿主要发生在无定形区。大分子取向度对吸湿性影响很小，聚合度有一定影响。（三）纤维内部结构-结晶度吸湿作用主要发生在非结晶区，水分进入结晶区量很少。

（四）比表面积：比表面积越大，吸湿能力愈强。纤维表面分子具有比内层分子多余的能量——表面能，表面能使液体向表面收缩——表面张力。

（五）伴生物的性质和含量有些成分能吸着水分，而有些不易吸着水分

第五十页，共六十七页，编辑于2023年，星期一特点：1.都是对数曲线

；2.

起始段快，以后减慢直至平衡

；3.吸湿平衡所需要的时间<放湿平衡所需时间；4.吸湿平衡W不等于放湿平衡W。三、纤维的吸湿性能p101（一）吸湿平衡与吸湿滞后性将具有一定回潮率的纤维放到一个新的大气条件下，它会立刻放湿或吸湿，经过一定时间后，它的回潮率便会趋于一个稳定值，这种现象称为吸湿平衡，这时得到的回潮率称为平衡回潮率。纤维吸湿或放湿的速度一般表现为开始快，以后逐渐减慢。同样的纤维在一定的大气温湿度条件下，从放湿达到平衡和从吸湿达到平衡的平衡回潮率不相等，前者大于后者，这种现象叫做吸湿滞后性。也叫吸湿保守现象（p101图4-12）“吸不足，放不净”第五十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期一二、吸湿等温线：

气压和温度不变条件下，吸湿平衡回潮率随相对湿度变化的曲线。

各种纤维的平衡回潮率在相同的湿度条件下不同，表明纤维吸湿的阶段性不同的纤维具有不同的吸湿等温线，曲线形状呈反S形，反S形的明显程度越突出，表明该纤维吸湿性越强。第五十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期一特点：曲线都呈反S形，吸湿机理基本一致。RH=0%～15%时，曲线的斜率比较大；原因：开始阶段纤维中游离的亲水基因比较多，容易吸湿。

RH=15%～70%时，曲线的斜率比较小；原因：间接吸收，同时纤维还有一个膨化过程，所以吸收的水分比开始阶段减少；

RH>70%时，曲线斜率明显地增大。

原因：水分进入纤维内部较大的间隙，纤维产生膨化，毛细水大量增加，表面吸附能力也大大增强。纤维种类不同，曲线的高低不同吸湿能力强的在上方，如羊毛、粘胶；吸湿能力差的在下方，如腈纶、涤纶等。第五十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期一吸湿等湿线p103：

相对湿度一定时，平衡回潮率随温度变化的曲线。（RH%一定，W-T的关系曲线）

当纤维周围空气的温度较高时，水分子逸出纤维的动能增加，容易离开纤维，纤维的平衡回潮率较小，一般是温度越高，回潮率越小，但在高温高湿时，由于纤维的热膨胀等原因，随温度的增高纤维回潮率会略有增加。第五十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期一四、纤维吸湿的影响因素p103（一）纤维内在因素1．亲水基团的作用:纤维大分子中，亲水基团的数目和种类均能影响吸湿能力的大小，如羟基（一OH）、酰胺基（一CONH）、胺基（一NH2）、羧基（一COOH）等都是较强的亲水基团。2．结晶度的影响:纤维的吸湿作用主要是产生在无定形区域。纤维的结晶度越低、吸湿能力就越强。3．伴生物和杂质的影响例如：未精练丝比精练丝吸湿性好；棉纤维中含氮物质、果胶较其主要成分更能吸着水分，而蜡质、脂肪不易吸着水分，因此棉纤维脱脂程度越高，其吸湿能力越好；羊毛表面附的油脂如果含量高，则吸湿能力减小。4．比表面积的影响单位重量的纤维所具有的表面积称比表面积，比表面积愈大、纤维吸湿性也愈大，这是因为纤维表面分子具有比内层分子多余的能量，称为表面能，表面积愈大，表面能也愈多，表面能有尽量使液体表面收缩的趋向，这就是表面张力。同种纤维则表面积愈大吸附量愈大，吸湿性也愈好。第五十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期一不同纤维的吸湿差异（补充）纤维素纤维：如棉、粘纤、铜氨等纤维，大分子中的每一葡萄糖剩基含有3个-OH，在水分子和-OH之间可形成氢键，所以吸湿性较大。醋酯纤维中大部分羟基都被乙酸基（-COCH3）取代，而乙酸基对水的吸引力又不强，因此醋酯纤维的吸湿性较低。蛋白质纤维：

主链上含有亲水性的酰胺基、氨基（一NH2）、羧基（一COOH）等亲水性基团，因此吸湿性很好，尤其是羊毛，侧链中亲水基团较蚕丝更多，故其吸湿性优于蚕丝。合成纤维：含有亲水基团不多，故吸湿性都较差。

维纶——大分子中含有羟基（一OH），经缩醛化后一部分羟基被封闭，吸湿性减小，但在合纤中其吸湿能力最好。

锦纶6、锦纶66——大分子中，每6个碳原子上含有一个酰胺基（-CONH-），所以也具有一定的吸湿能力。

腈纶——大分子中只有亲水性弱的极性基团氰基（-CN），故吸湿能力小。

涤纶、丙纶——中因缺少亲水性基团，故吸湿能力极差，尤其是丙纶基本不吸湿。

此外，大分子聚合度低的纤维，如果大分子端基是亲水性基团，其吸湿能力也较强。第五十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期一（二）外界因素大气压;温度;相对湿度一定温度条件下，相对湿度愈高、空气中的水气分压力愈大，单位体积空气中水分子数目愈多，

一、吸湿平衡：

吸湿平衡时间的影响因素纤维吸湿性强弱纤维集合体密度原始回潮率环境温度纤维表面空气流速第五十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期一吸湿对纤维性质的影响p104-106

一、对重量的影响其中：G0——干重。二、对长度和横截面积的影响

纤维吸湿后体积膨胀，横向膨胀大而纵向膨胀小，表现出明显的各向异性。第五十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期一各种纤维在水中的膨胀性能表

纤维种类Sd(%)Sl(%)Sa(%)Sv(%)棉20～30--40～4242～44蚕丝16.3～18.71.3～1.61～930～32羊毛15～17--25～2636～41粘胶纤维25～523.7～4.850～11474～127铜氨纤维32～532～656～6268～107醋酯纤维9～140.1～0.36～8--第五十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期一纤维结构与吸湿率纤维大分子结构上的极性基团——吸湿中心

主要的极性基团

羟基

氨基

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