纺织材料学第3版.doc

《纺织材料学》第3版穆主编第二章纺织纤维的形态及基本性质? 第五节纤维的吸湿性一、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湿重的百分比 式中： Ga——纺织材料湿重；Go——纺织材料干重W(%) Ga Go 100GoM (%)Ga GoGa1002•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20C(热带为27C),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规定的标准大气条件为：大气压力为1个标准大气压，即101.3kPa( 760mmHg柱)，并规定了温、 湿度的波动围：一级标准：T 20±2C, RH 65±2%;二级标准：T 20±2C, RH 65±3%;三级标准：T 20±2C, RH 65±5%;纺织材料在实验测试前需进行调湿处理，通常在标准大气条件下调湿 24h以上即可，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。

W(%)= WP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——是纺织材料在公定回潮率时的重量GkG0 (1 Wk%) Ga1 Wk%1 Wa%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? 常用纱线的公定回潮率二. 纤维的吸湿机理文案大全1•吸着水分的种类根据水分子在纤维中存在的方式不同，可分为三种：（1）吸收水——由于纤维中极性基团的极化作用而吸着的水吸收水是纤维吸湿的主要原因 直接吸收水：由于纤维中亲水基团的作用而吸着的水分子它们之间的结合力较强，主要是氢键力，同时放出的热量也较多。

间接吸收水：其他被吸着的水分子a.由于水分子的极性再吸着的水分子 b.纤维中其他物质的亲水基团所吸引的水分子它们之间的结合力较弱，主要是德华力，同时放出的热量也较少2） 毛细水——纤维有许多细孔，由于毛细管的作用而吸收的水分微毛细水：存在于纤维部微小间隙之中的水分子；大毛细水：存在于纤维部较大间隙之中的水分子（当湿度较高时）3） 粘着水（表面吸附）――纤维因表面能而吸附的水分子区别：吸收水属于化学吸着，是一种化学键力，因此必然有放热反应； 毛细水和粘着水属于物理吸着，是德华力，没有明显的热反应， 吸附也比较快2 •吸湿过程一般认为纤维吸湿时，水分子先吸附至纤维表面，然后水蒸气向纤维部扩散，与纤维大分子上的亲 水性基团结合，随后水分子进入纤维的缝隙孔洞，形成毛细水 大气条件与纤维吸湿一、 吸湿平衡与平衡回潮率纤维材料的含湿量随所处的大气条件而变化吸湿平衡：纤维在单位时间吸收的水分和放出水分在数量上接近相等，这种现象称之吸湿平衡 吸湿平衡是动态平衡平衡回潮率：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，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二、 吸湿等温线1•定义：（T一定，W-RH%的关系）吸湿（放湿）等温线：在一定的大气压力和温度条件下，纤维材料因吸湿（放湿）达到的平衡回潮率 与大气相对湿度的关系曲线；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团比较多，容易吸湿 RH= 15%〜70%时，曲线的斜率比较小；原因：因主要靠间接吸收，且水分子进入纤维部的微小间隙中，形成毛细水，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，曲线斜率又明显地增大 原因：因水分进入纤维部较大的间隙，纤维产生膨化，毛细 水大量增加，表面吸附的能力，也大大增强，这就进一步增加了回潮率的上升速度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、涤纶等三、吸湿滞后性（或吸湿保守现象）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，这种现象称之。

2. 产生原因：一般认为吸湿时由于水分子进人纤维的无定形区， 使大分子间距离增加，少数连接点被迫拆开，而与水分子形成氢键结合放湿时，水分子离开纤维，连接点有重新结 合的趋势，但由于大分子上已有较多的极性基团与水分子相吸引，阻止水分子离去，而且大分子间的距离不能及时完全回复到原来 情况，因而保留了一部分水分子 因此同一纤维在同样的温湿度的条件下，从放温达到平衡比从吸湿达到平衡具有较高的回潮率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，差值比较大如羊毛 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3. 应用（1） 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° C下去湿0.5〜I h），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。

2） 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%＞规定值四、吸湿等湿线1. 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RH%一定，W-T的关系曲线）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3. 原因：T增加时，纤维中的水分子的热运动能和纤维分子的热振动能增大，使纤维水蒸汽的蒸发压升高, 它比空气中已成为气体的蒸汽部分压力的上升快得多，因此使水分子保留在纤维分子上的能力减 少此外，存在于纤维部空隙中的液态水蒸发蒸汽压力也随着温度的上升而升高 影响纤维吸湿的因素? 一在因素仁亲水基团的作用2. 纤维的结晶度及部空隙3 •纤维的比表面积实用标准4. 纤维的伴生物和杂质纤维大分子中，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女口 ：羟基（-0H）、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）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-0H，在水分子和-0H之间可形成氢键，所以吸湿性较大。

醋酯纤维部分羟基都被乙酸基（-C0CH3）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一一大分子中含有羟基（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 能力腈纶一一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、丙纶一一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，其吸湿能力也较强纤维的结晶度和部空隙纤维吸收的水分一般不能进入结晶区，在结晶区，分子有规则地紧密排列， 活性基在分子间形成了交键，如氢键、盐式键、双硫键等，所以水分子就不易渗入，若要产生吸湿 作用就须打开这些交键，使活性基游离，显然这是困难的因而纤维的吸湿作用主要是发生在无定 形区纤维的结晶度越低，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女口：棉经丝光后，由于结晶度降低使吸湿量增加；棉和粘胶一同属纤维素纤维，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棉纤维无定形区缝隙孔洞越多越大，纤维吸湿能力越强女口：*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 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，较细纤维的回潮率偏大些 a.棉纤维中有含氮物质、棉蜡、果胶、脂肪等，其中含氮物质、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；? b.羊毛表面的油脂是拒水性物质，它的存在使吸湿能力减弱；? c.麻纤维的果胶和蚕丝中的丝胶有利于吸湿；? d.化学纤维表面的油剂，其性质会引起吸湿能力的变化，当油剂表面活性剂的亲水基团向着空气定 向排列时，纤维吸湿量变大外界因素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在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3. 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 吸湿对纤维性质的影响一、 对重量的影响其中：GO——干重；Ga——称见重量二、 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 ，即Sd>SI纤维的膨胀率：Sd=/。