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纺织材料与检测——纺织纤维的吸湿性

利用某些物理量,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。 电阻式测湿仪: 事先对一定回潮率的纤维和电阻值作好标定。 影响因素: (1)试样的回潮率分布是否均匀。 (2)测量范围:一般应在满量程的20-75%范围内读数,避免起始 端和满刻端使用。 (3)温度影响:结果要进行温度修正。 (4)除水以外,棉蜡,油脂,丝胶,油剂等都会使电阻降低。 (5)纤维集合体的结构状态
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
粗梳毛纱
15
羊毛绒线(国内) 10
涤纶纱及长丝
0..4
锦纶纱及长丝
4.5
腈纶纱
2
羊毛绒线(外销) 15
羊毛针织绒线
15
绢纺蚕丝
11
维纶纱 涤棉纱(65/35)
5 3.2(英制3.7)
第二节 影响吸湿性的外界因素
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,
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。
• 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;原因:开始阶段纤维中 游离的亲水基因比较多,容易吸 湿。
纤维种类
标准回潮率(%) 公定回潮率 (%)
原棉
7~8
11.1
苎麻(脱胶) 7~8
12
亚麻
8~11
12
黄麻
12~16(生麻), 14 9~13(熟麻)
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
8~9
11.0
粘胶纤维 13~15
率。
• 混纺纱的公定回潮率
W混(%)= WiPi

• 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。
Gk
G0
(1Wk %)
Ga
1Wk % 1Wa %
常用纤维的标准状态下的回潮率和公定回潮率
纺织纤维的吸湿性
第一节 吸湿指标与吸湿机理 (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
END
吸湿对纤维性质的影响
• 一、对重量的影响
Gk
G0 (1Wk %) Ga
1Wk % 1
• 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。
各种纤维在水中的膨胀性能表
纤维种类 棉
蚕丝 羊毛 粘胶纤维 铜氨纤维 醋酯纤维
Sd (%) 20~30
各种纤维的吸湿积分热
纤维种类 吸湿积分热(J/g干纤维) 纤维种类 吸湿积分热(J/g干纤维)

46.1
醋酯纤维
34.3
苎麻
46.5
涤纶
3.4
羊毛
112.6
锦纶
30.6
蚕丝
69.1
腈纶
7.1
粘胶纤维
105.5
维纶
35.2
• 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能。
合成纤维大多数不含有亲水基团,吸湿能力较低。
(二)水分子在纤维聚集态结构中的存在形式
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。 (二)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。 (三)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。 (四)伴生物的性质和含量
• 各种干燥纤维的吸湿微分热大致接近,约为837.4~1256J。
• 吸湿积分热:在一定的温度下,1g干燥纤维从某一回潮 率吸湿到达完全润湿,所放出的总热量称为,单位为J/g (干纤维)。

吸湿能力强的纤维,其吸湿积分热也大。
• 3.应用
• (1)吸湿放热与保暖性
• (2)吸湿放热与纺织材料储存
• (3)吸湿放热与热工计算
• 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。
三、吸湿滞后性: 在同一空气条件下,纺织材料吸湿平衡回潮率比放湿平衡回潮 率小的现象(或叫吸湿保守性,吸湿滞后现象)
四、吸湿等湿线: 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。
• 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。
• 3. 纤维种类不同,曲线的高低不 同
• 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:
常见纤维在润湿状态下强伸度变化表
纤维种类 棉 麻 毛 桑蚕丝 柞蚕丝 粘胶 涤纶 锦纶 腈纶 维纶
湿干断裂强度比(%) 110~130 110~130 76~94
80 110
40~60 100
80~90 90~95 85~90
湿干断裂伸长比(%) 106~110
122 110~140
145 172
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
• 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。
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
• 纤维吸湿——绝缘性能下降,介电系数上升,介电损耗因素增 大。

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。
• 七、对光学性质的影响
• 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,引起分子结构作某些改变造成的。
第四节 吸湿性的测试方式 一、直接法: 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, 关键:烘干和称重。 二、间接测定法:
• 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.公价的需要,由国家统一规定的各种纺织材料的回潮
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。 四、对机械性质的影响
1.对强力的影响: (1)一般规律是W增加,其强力会下降; (2)吸湿能力差的纤维,W增加,强力变化不太显著。 (3)棉、麻纤维,吸湿后强力反而增加;
2.对纤维伸长率的影响: W增加,伸长率有所增加。 水分子进入纤维内部后,使它在受外力作用时容易伸直和产生相对滑移。 3.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。
Sl (%) --
16.3~18.7
1.3~1.6
15~17
--
25~52
3.7~4.8
32~53
2~6
9~14
0.1~0.3
Sa (%) 40~42
Sv (%) 42~44
1~9
30~32
25~26
36~41
50~114
74~127
56~62
68~107
6~8
--
三、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。
有些成分能吸着水分,而有些不易吸着水分
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:
Ga —纺织材料湿重;G0—纺织材
料干重。
W (%) Ga G0 100 G0
M (%) Ga G0 100 Ga
125~135 100
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