纺织材料的热学性质.doc

第十一章 纺织材料的热学性质教学目标：1、使学生了解纺织材料的基本热学性质；2、使学生掌握纺织材料基本热学性质的涵义、影响因素及对纤维加工和使用的影响；3、使学生了解常规纺织材料的热学性质教学重点与难点：1、教学重点：纺织材料热学性质的涵义及影响因素2、教学难点：热学性质的衡量标准及其对纤维加工和使用的影响教学与学习建议：1、教学建议授课形式：讲解与讨论通过详细讲解使学生掌握纺织材料热学性质的具体衡量方法及各种热学性质对纤维加工和使用的影响；充分做好实验准备2、学习建议通过记忆和理解，掌握纺织材料的基本热学性质如何衡量；通过讨论掌握纺织材料热学性质对纤维加工和使用的影响第十一章 纺织材料的热学性质第一节 比热与热焓一、比热1 ．比热的概念单位质量的纤维， 温度升高 ( 或降低 )1 ℃所需要吸收 ( 或放出 ) 的热量，叫纤维的比热2 ．常见纺织纤维的比热表 7-1 常见干燥纺织纤维的比热表（测定温度为20℃） 单位： J/g ·℃纤维种类比热值纤维种类比热值纤维种类比热值棉1.21 ～1.34粘胶纤维1.26 ～1.36羽绒羊毛1.36锦纶 61.84芳香聚酰胺纤维1.21桑蚕丝1.38 ～1.39锦纶 662.05醋酯纤维1.46亚麻1.34涤纶1.34玻璃纤维0.67大麻1.35腈纶1.51石棉1.05黄麻1.36丙纶 (50 ℃)1.80木棉3．影响纺织纤维比热的主要因素(1) 水分的影响CC0WC 0Cw1W3)2.580 ℃℃240 ℃·20 ℃g/J0℃(1.5热比10.5010203040回潮率 (%)羊毛纤维比热与回潮率三和温度的关系(2) 温度的影响一般认为，温度较高时，具有一定回潮率纤维的比热增大。

2.221.8)℃ 1.6·g 1.4/J(热比1.21淬火 PET0.8系退火 列PET10.6系0.4列204080120160200240温度(℃)两种涤纶丝的比热随温度的变化规律(3) 纤维结构的影响在 220℃附近，出现第二次熔前结晶，比热稍有下降而后者为缓慢上升曲线，无再结晶的现象4．比热对纤维加工和使用的影响二、热焓热焓它是表示物质系统能量的一个状态函数， 通常用 H来表示，其数值上等于系统的内能 U 加上压强 P 和体积 V 的乘积，即 H＝U＋PV热焓是状态函数， 具有能量的量纲， 但没有确切的物理意义， 它的定义是由H=U+PV所规定下来的，不能把它误解为是 “体系中含的热量 ”虽然体系的内能和焓的绝对值目前还无法知道， 但是在一定条件下我们可以从体系和环境间热量的传递来衡量体系的内能与焓的变化值 在没有其它功的条件下，体系在等容过程中所吸收的热量全部用以增加内能， 体系在等压过程中所吸收的热量，全部用于使焓增加由于一般的化学反应大都是在等压下进行的，所以焓更有实用价值第二节 导热性质1．纤维的导热系数导热系数 λ (W.m/m2. ℃ ) ，即以当材料的厚度为 1m及表面之间的温差为 1℃ 时， 1h 内通过 1 m2的材料传导的热量千卡数。

λ 值越小，表示材料的导热性越差，它的绝热性或保暖性越好dSQλT 1 T2 (T2 T1)热传递示意图克罗值 (CLO)在室温 21 摄氏度，相对湿度小于 50%，气流为 10cm/s（无风）的条件下，一个人静坐不动，能保持舒适状态，此时所穿衣服的热阻为 1 克罗值CLO 越大，则隔热保暖性越好2．影响纤维导热系数的因素（1）纤维的结晶与取向（2）纤维集合体密度两端压差大λ数系热导两端无压差静止空气0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25体积重量( δ )纤维层体积重量和导热系数间的关系（ 3） 纤维排列方向0.2750.25热辐射α f力0.225方向能数导 0.2 纤维层方向系传热导热 0.1750.150.1250 10 20 30 40 50 60 70 80 90纤维排列方向角 αf ( °)（ 4） 纤维细度和中空度（ 5） 环境温湿度温度与纤维导热系数间的关系纤 维导热系数 λ(W/m·℃ )0℃30℃100℃棉0.0580.0630.069羊毛0.0350.0490.058亚麻0.0460.0530.062蚕丝0.0460.0520.0593．导 热系数对加工和使用的影响4．纤维集合体的热导系数5．纤维集合体的热阻热阻 ：当热量在物体内部以热传导的方式传递时， 遇到的热阻称为导热热阻。

热阻反映阻止热量传递的能力的综合参量对于热流经过的截面积不变的平板热阻＝ L/(kA) 其中 L 为平板的厚度， A 为平板垂直于热流方向的截面积， k 为平板材料的热导率第三节 热转变温度若对某一纤维施加一恒定外力， 观察其在等速升温过程中发生的形变与温度的关系，便得到该纤维的温度 -- 形变曲线（或称热机械曲线） 纤维典型的热机械曲线如下图， 存在两个斜率突变区， 这两个突变区把热机械曲线分为三个区域，分别对应于三种不同的力学状态1. 熔点它是指高聚物内晶体完全消失时的温度，也就是结晶融化时的温度2. 粘流温度 (Tf)从高弹态向粘流态转变的温度， 也就是高聚物熔化后发生粘性流动的温度3. 软化点4. 玻璃化转变温度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5. 脆折温度6. 热分解温度、耐热性热分解温度是指纤维发生化学分解时的温度纺织纤维的耐热性是在高温下保持自己的物理机械性能的能力7. 热定形温度纤维发生热定型时的温度称为热定型温度 .第四节 阻燃性纺织纤维的阻燃性阻燃——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极限氧指数是指材料经点燃后在氧 - 氮大气里持续燃烧所需的最低氧气浓度，一般用氧占氮 - 氧混合气体的体积比（或百分比）表示。

LOI 值越大，材料的耐燃性越好V O 2100 %LOIV N 2V O 2纺织纤维的阻燃性按其燃烧能力的不同可分为 :（ 1）易燃的：燃烧迅速，如纤维素纤维、腈纶；（ 2）可燃的：燃烧缓慢，如羊毛、蚕丝、锦纶、涤纶和维纶等；（ 3）难燃的：与大火焰接触时燃烧，离开火焰自行熄灭，如氯纶；（ 4）不燃的：与火焰接触也不燃烧，如石棉、玻璃纤维、碳纤维等表示纤维极其制品燃烧性的指标有以下两个方面：（1）可燃性指标（2）耐燃性指标第五节 热湿变形性。