纺织材料的吸湿性
吸湿性:是指纺织材料从气态环境中吸着水分的 能力。
润湿性:是指纺织材料从水溶液中吸着水分的能 力。
吸湿状态影响到:纤维性能;纺织工艺; 织物舒适性;计重核价。
第一节 吸湿表征及吸湿机理
一、纤维的吸湿指标
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
——纺织材料在公定(标准)回潮率时的重量。
G kG o(1W k)G a((1 1 W W a k))
式中:Ga纺织材料湿重;G0 纺织材料干重 Wk公定回潮率;Wa实际回潮率
干混比换算成投料比的计算。
练习
1. 一批腈纶重1000g,取50g试样烘干后称得其干重 为49.2g,求该批腈纶的回潮率和标准重量。(腈 纶的公定回潮率为2.0%)
湿重的百分比。
回潮 W(率 %G )aG010% 0含水 M(率 %G )aG010% 0
G0
Ga
式中:Ga纺织材料湿重;G0 纺织材料干重。
目前基本上采用回潮率。
2.标准回潮率
——纺织材料在标准大气条件下,从吸湿达到 平衡时的回潮率。
标准大气条件:(中国)
气压:1个大气压; 温度:20℃; 相对湿度:65%
腈纶:大分子中虽有极性强的氰基(―CN),但绝大部 分形成规整排列
涤纶、丙纶:缺少亲水性基团
2.纤维的结晶度和聚合度
结晶度增大,吸湿性减小; 聚合度增大,游离基团减小,吸湿性减小; 取向度对材料的吸湿性几乎无影响。
如, 棉: 结晶度70%左右,聚合度10000,回潮率8.5% 粘胶:结晶度30%左右,聚合度500左右,回潮率13%
极性基团有:
羊毛、蚕丝: ---COOH, ---NH2 ,---OH 棉:每个环上含有三个---OH
粘胶:N 强极性;锦纶:--CONH---
结合力较强,主要是氢键力,放出热量较多。
2.间接水:直接水本身具有极性再吸水。
结合力较弱,主要是范德华力,放出热量较少。
计算公式
g1 g0(1W 1) 100g1 (100g0)1(W 2)
g1 g0(1W 1) 100g1 (100g0)1(W 2)
例:涤纶实际回潮率0.3%,粘胶实际回潮率12%, 为使涤/粘干重混纺比为65/35,求涤粘的湿重混纺 比。
解: (1) g1 65(10.00)3 100g1 (10065)1(0.12) g162.5 g2 10062.537.5 涤/粘的湿重混比( )投 为 62料 .5/3比 7.5。
(一)纤维内在因素
1.亲水基团的作用 亲水基团的作用是影响吸湿性的最本质因素。
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。
4. 平衡回潮率
——纤维材料在一定大气条件下,吸、放湿作 用达到平衡时的回潮率。
有吸、放湿平衡回潮率之分,但常用吸湿平衡回 潮率。
平衡时间:
单纤维或3mg以下的纤维束,6s基本平衡; 50g块体需1h或更多时间达到平衡; 100kg的棉包,达到平衡约要4-12个月。
5.公定(标准)重量
醋酯纤维中大部分羟基都被乙酰基(―COCH3)取 代
蛋白质纤维:
主链上含有亲水性的酰胺基、氨基(―NH2)羧基 (―COOH)等亲水性基团
合成纤维:
维纶:大分子中含有羟基(―OH),经缩醛化后一部分 羟基被封闭,吸湿性减小
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―)
2. 一批原棉重98kg,测得回潮率为9.2%,求这批原 棉的标准重量为多少?(原棉的公定回潮率为 11.1%)
3.计算干重比为55/45的棉/涤混纺纱的公定回潮率。
通常所说的,如65/35的涤棉混纺纱,是干重混纺比,
即各种纤维的干重占两种纤维总干重的比例。
混纺纱干重混纺比折算成湿重混纺比: 纤维1:回潮率W1,湿重混比g1,干重混比g0 纤维2: 回潮率W2,湿重混比100-g1,干重混比100-g0
羊毛: -CONH;-COOH,-NH2,-OH 蚕丝: -CONH;-COOH,-NH2,-OH 棉: 每个葡萄糖剩基含三个OH;粘胶:-OH; 维纶: -OH; 腈纶:-CN 强极性;锦纶:-CONH 涤纶: 含-COO-(酯基)、-CH2-,其吸水性弱
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
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―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。
3. 毛细水 存在于纤维内部的间隙中的水分子。 结合力:氢键、范德华力、表面张力等,结合力
小。
4、吸湿过程
水分子吸附至纤维表面 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。
第二节 影响纤维吸湿的因素
为什么粘胶纤维的吸湿能力大于棉 为什么合成纤维的吸湿能力低于天然纤维?
g1 g0(1W 1) 100g1 (100g0)1(W 2)
练习: 涤纶实际回潮率0.3%,粘胶实际回潮率12 %,为使涤/粘湿重混纺比为65/35,求涤粘 的干重混纺比。
二、纤维的吸湿机理
——水分与纤维的作用及其附着与脱离过程。
(一)水分子在纤维内部存在形式
1.直接水:纺织材料内部的极性基团吸水。
允许误差:各国略有不同。
通常在标准大气条件下调湿24h以上,合成纤维调湿4h以上。
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。
——以标准回潮率为依据设立,但不等于标准回 潮率。
混纺纱的公定回潮率 W k混 ( % ) W iP i
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。