《纺织服装材料》课件-项目6 纺织材料的水分及检测

纺织材料的水分及检查

目录纺织材料吸湿机理三纺织材料贸易中的水分核算二吸湿指标与常用术语一纺织材料吸湿影响因素四吸湿指标与常用术语五吸湿对材料性能的影响六一、指标、术语及水分核算1回潮率W(%)纺织材料中水分的重量占材料干重的百分率Ga—试样的湿重，Kg

或g；G0

—试样的干重，Kg

或g

；一、指标、术语及水分核算纺织材料中水分的重量占材料湿重的百分率Ga—试样的湿重，Kg

或g；G0

—试样的干重，Kg

或g

；一、指标、术语及水分核算3标准大气条件规定：温度为20℃，相对湿度为65%，大气压力在86~106kPa

我国为1个标准大气压（101.3kPa或760mmHg）

可选标准大气、特殊标准大气、热带标准大气（P207）

一、指标、术语及水分核算5预调湿

将实验材料放置于相对湿度为10%~25%，温度不超过50℃的大气中让其放湿称为预调湿。较湿的和回潮率影响较大的试样均需预调湿目的：使调湿期间材料吸湿达到平衡；4调湿材料进行物理机械性能测试前，在标准大气下放置一定时间使其达到吸湿平衡，这一过程称为调湿。调湿时间由达到吸湿平衡与否来决定目的：消除吸湿对材料性能测试的影响；一、指标、术语及水分核算6标准回潮率纺织材料在标准大气条件下达到平衡时所具有的回潮率7公定回潮率为了记重和核价的方便，对各种纤维材料及其制品人为规定一个标准值，这个标准值称为公定回潮率属约定值，接近标准回潮率值，各国自己制定（我国常见纺织材料见表6-3）8实际回潮率纺织材料在实际所处环境下所具有的回潮率，又称实测回潮率纤维种类公定回潮率（%）纤维种类公定回潮率（%）原棉8.5黄麻14羊毛洗净毛（同质毛）16罗布麻12羊毛洗净毛（异质毛）15大麻12干毛条18.26剑麻12油毛条19粘胶纤维13精梳落毛16涤纶0.4山羊绒17锦纶6、锦纶664.5兔毛15腈纶2.0牦牛绒15维纶5.0桑蚕丝11含氯纤维柞蚕丝11丙纶0亚麻12醋酯纤维7.0苎麻12铜氨纤维13.0洋麻12氨纶1.3几种纤维的公定回潮率几种常见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、棉缝纫线1）8.5绒线、针织绒线15精梳毛纱16山羊绒纱15粗梳毛纱15麻、化纤、蚕丝2）同纤维注：1)棉纱及棉缝纫线均含本色、丝光、上蜡、染色等各种品种。

2）麻和化纤均含纤维及本色、染色的纱线，丝均含双宫丝、绢丝、油丝。一、指标、术语及水分核算9混纺纱的公定回潮率W混

(%)可通过干重混合比加权平均计算获得（P190）混合材料公定回潮率计算式：例：65/35涤棉混纺纱的公定回潮率P1=65%W1=0.4%P2=35%W1=8.5%

一、指标、术语及水分核算10公定重量GK

纺织材料在公定回潮率时所具有的重量称为公定重量，也称作标准重量，简称“公量”。公定回潮率下的重量：美国洛杉矶长滩港1100吨美棉实际回潮率Wa=10.00%VS上海洋山港1080吨美棉实际回潮率Wa=8.00%二、纺织材料中水分的测试直接法

所谓直接法就是根据吸湿指标的定义，直接测量出公式中的各个参数：G干，G湿，直接法的关键在于干燥和称重。发展到现在使纤维干燥的方式方法已有很多，如吸干、抽取、烘燥、红外、高频、微波等，效率各不相同，各有特点。烘箱法是基础测量方法，但它却难以将纤维烘至绝干,结果受烘干温度、烘干时间、环境温湿度、试样量影响。称重方法有箱内热称、箱外热称和箱外冷称。目前推荐的方法是箱内热称。间接法

所谓间接法是利用某引起物理量，如电阻，介电系数，外来辐射的吸收等和材料回潮率间的关系间接测得回潮率。它以不必赶出材料中的水分为其特征，以快速为其特点。其中的代表是电阻式测湿仪，但温度、含杂、结构状态等影响结果。二、纺织材料中水分的测试直接测试法水分与材料分离红外线烘干法烘箱法真空干燥法高频加热法吸湿剂干燥法YG747型通风式快速八篮烘箱二、纺织材料中水分的测试烘箱法-称重1．箱内热称

用钩子勾住烘篮，在烘箱天平直接称重；计算值偏小，操作简便，结果稳定，目前多采用该法。

2．箱外热称

将试样烘一定时间后取出，迅速在空气中称量；计算值偏大，结果不稳定。3．箱外冷称将烘干试样放在干燥器中冷却后再称重；计算值较精确，但费事，只在试样较少要求较精确时采用。二、纺织材料中水分的测试间接测试法Y412型原棉水分测定仪Y411型纺织测试仪三、吸湿机理吸着水分的种类三、吸湿机理吸着水分的种类（2）粘着水（表面吸附水)—纤维因表面能而吸附的水分

毛细水和粘着水属于物理吸着，是范德华力，没有明显的热反应，吸附也比较快。（3）毛细水—纤维无定形区或纤维集合体、纤维间存在空隙，由于毛细管的作用而吸收的水分与纤维结构（结晶度）和纤维集合体的结构有关

微毛细水：存在于纤维内部微小间隙之中的水分；

大毛细水：存在于纤维内部较大间隙之中的水分子。（当湿度较高时）。三、吸湿机理（4）纤维中的伴生物和杂质

如：棉纤维中果胶吸湿脱脂棉吸湿>未脱脂棉三种吸湿形式三、吸湿机理吸湿过程

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团结合，水分子进入纤维的缝隙孔洞，形成毛细水。四、影响纤维吸湿的因素影响纤维回潮率的因素有内因和外因两个方面内在因素包括：

化学结构-纤维大分子亲水基团的数量和极性的强弱；

聚集态结构-纤维的结晶度、纤维内孔隙的大小和多少；

形态结构-纤维比表面积的大小，截面形状、粗细及表面粗糙程度；纤维伴生物的性质和含量

。外在条件包括：

温湿度；气压；原来回潮率的大小。四、影响纤维吸湿的因素内在因素1．亲水基团的作用

纤维大分子中，亲水基团的多少和极性强弱均能影响其吸湿能力的大小。数量越多，极性越强，纤维的吸湿能力越高。各种基团对纤维素纤维，蛋白质纤维，合成纤维吸水性都有很大影响。如：羟基（-OH）、酰胺基（-NHCO-)、羧基-COOH）、氨基(-NH2)等与水分子的亲和力很大，能与水分子形成化学结合水（吸收水）。四、影响纤维吸湿的因素内在因素纤维素纤维：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。四、影响纤维吸湿的因素内在因素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。四、影响纤维吸湿的因素内在因素合成纤维维纶——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——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。四、影响纤维吸湿的因素内在因素2．纤维的结晶度

纤维的结晶度越低，吸湿能力就越强。在同样的结晶度下，微晶体的大小对吸湿性也有影响。一般来说，晶体小的吸湿性较大。如：

棉经丝光后，由于结晶度降低使吸湿量增加；棉和粘胶—同属纤维素纤维，每一个葡萄糖剩基上都含有3个一OH，但棉纤维的结晶度为70％左右，而粘胶纤维仅30％左右，W粘胶>W棉。纤维无定形区内缝隙孔洞越多越大，纤维吸湿能力越强。如：粘胶纤维结构比棉纤维疏松，缝隙孔洞多，是其吸湿能力远高于棉的原因之一；

合成纤维结构一般比较致密，而天然纤维组织中有微隙，这也是天然纤维的吸湿能力远大于合成纤维的原因之一。四、影响纤维吸湿的因素内在因素3．纤维的比表面积

纤维的比表面积越大，表面能也就越大，表面吸附能力越强，吸附的水分子数也越多，吸湿性越好。细纤维的比表面积大，比粗纤维的回潮率偏大些。4．纤维内的伴生物和杂质

a.棉；b.羊毛；c.麻；d.化学纤维表面的油剂四、影响纤维吸湿的因素吸湿平衡与平衡回潮率

吸湿平衡：纤维在单位时间内吸收的水分和放出水分在数量上接近相等的现象

纤维吸、放湿是一个动态平衡的过程，纤维材料的含湿量随所处的大气条件而变化平衡回潮率：将具有一定回潮率的纤维，放到一个新的大气条件下，它将立刻放湿或吸湿，经过一定时间后，它的回潮率逐渐趋向于一个稳定的值，这个值称为平衡回潮率。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。

四、影响纤维吸湿的因素吸湿滞后性1、定义：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，两种平衡回潮率不相等，前者大于后者，这种现象称为吸湿滞后性，也称为吸湿保守现象。2、产生原因：a.

水分子进出能量差异；b.

进出通道差异；c.

进出结构差异；b.

进出浓度差异。

同一种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。吸湿滞后值（即差值）与纤维的吸湿能力和相对湿度有关。在同一相对湿度条件下，吸湿性大的纤维，差值比较大。据资料表明，在标准状态下，差值为：羊毛

2.0%，

粘纤

1.8%～2.0%，蚕丝

1.2%，

棉

0.9%，锦纶0.25%，涤纶等吸湿等温线和放温等温线则基本重合。

五、大气条件与纤维吸湿吸湿滞后圈五、大气条件与纤维吸湿吸湿滞后性3.应用

a.调湿和预调湿：

调湿：纺织材料具有一定的吸湿性，故实验前，需要将试样统一在标准状态下放置一定时间，使达到平衡回潮率。

预调湿：为避免纤维因吸湿滞后性所造成的误差，需预先将材料在较低的温度下烘燥（一般为40～50℃去湿0.5～lh），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。b.车间温湿度调节如：纤维处于放湿时，车间空气的RH%<规定值；纤维处于吸湿时,车间空气的RH%>规定值。五、大气条件与纤维吸湿吸放湿等温线T一定，W-RH%的关系吸湿等温线：在一定的大气压力和温度条件下，纤维材料因吸湿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：在一定的大气压力和温度条件下，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。吸湿等温线与温度有密切的依赖性，所以一般都是在标准温度下试验所得。如果温度过高过低，即使同一纤维，吸湿等温线的形状，也会有很大的不同特点：1.曲线都呈反S形，吸湿机理基本一致。2.RH=0%～15%时，曲线的斜率比较大；

RH=15%～70%时，曲线的斜率比较小；

RH>70%时，曲线斜率又明显地增大。3.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。五、大气条件与纤维吸湿吸放湿等湿线RH%一定，W-T的关系曲线定义：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，称为吸湿等湿线。曲线规律：

温度愈高，平衡回潮率愈低。但在高温高湿的条件下，由于纤维的热膨胀等原因，平衡回潮率略有增加。六、影响纤维吸湿的因素外在因素1．温度的影响

在一般的情况下，随着空气和纤维材料温度的提高，纤维的平衡回潮率将会下降。

2．相对湿度的影响

在一定温度条件下，相对湿度越高，空气中水蒸气的压力越大，也即是单位体积空气内的水分子数目越多，水分子到达纤维表面的机会越多，纤维的吸湿也就较多。温度和湿度这两个因素：对亲水性纤维来说，相对湿度对回潮率的影响是主要的，对疏水性的合成纤维来说，温度对回潮率的影响明显。

六、影响纤维吸湿的因素外在因素3.气压的影响4.纤维原来回潮率大小的影响

由吸湿滞后性我们可知，当纤维材料置于一新的大气条件下时，其从放湿达到平衡时的回潮率要高于从吸湿达到的回潮率，故纤维原来回潮率大小也有一定的影响。七、吸湿对纺织材料性能的影响对重量的影响吸湿对公定重量、工艺设计、成本核算、贸易等均有影响。

对形态尺寸的影响

纺织纤维是由大分子组成的一个各向异性体，吸湿后膨胀明显表现为各向异性，具体讲就是：长度方向和直径方向上的膨胀增加率不一样。不利之处：使织物变厚、变硬，是造成织物收缩的原因之一七、吸湿对纺织材料性能的影响对密度的影响W增加，纤维密度增加；大多数纤维在

W=4%～6%时密度最大。

W再增加，纤维密度逐渐变小，因为纤维体积显著膨胀，而水的比重小于纤维。七、吸湿对纺织材料性能的影响对机械性质的影响

对于大多数纤维而言，其强力随着回潮率的增加而下降，少数纤维几乎不变，个别纤维（棉、麻）的强力上升。绝大多数纤维的断裂伸长率随着回潮率的增加而上升，少数纤维几乎不变。随回潮率上升，纤维的模量、弯曲刚度等也会随之而降，摩擦系数上升。

回潮率太高则纤维不易开松，其中的杂质难以清除，容易相互纠缠扭结，易于缠绕机器上的部件，会造成梳理、牵伸、织造等工艺的波动。

对热学性质的影响

纺织材料随回潮率的增加其保温性能逐渐下降，冰凉感增加，点燃温度上升，玻璃化温度下降，热收缩率上升，抗熔孔能力