第八章 纤维材料的热学、光学、电学性质
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纺织材料热电光学性质
第八章纺织材料热、电、光学性质思考题及难点：1.导热与保暖2.玻璃化温度、流动温度3.极限氧指数4.双折射5.静电现象及消除途径第一节热学性质 (1)一、比热 (1)二、导热 (1)三、热对纺织材料的影响 (1)第二节光学性质 (3)一、反射与光泽 (3)二、折射与双折射 (3)三、耐光性 (3)第三节电学性质 (3)一、介电系数ε (3)二、纺织材料电阻 (3)三、静电 (4)第一节热学性质一、比热质量为1克的纺织材料温度变化1℃所吸收或放出的热量。
二、导热导热系数：材料厚度为1m,表面之间温差为1℃，1h通过1m2材料所传导的热量焦耳数。
影响保暖性因素：⑴静止空气层的厚度越大，保暖性越好⑵导热系数越小，保暖性越好⑶纺材吸湿后，保暖性下降三、热对纺织材料的影响（一）力学三态：玻璃态、高弹态、粘流态1.玻璃态：温度较低，大分子的运动动能远远低于分子间结合力，大分子里面的链节、基团都不能运动，只能在平均位置上振动，因此弹性模量很高，变形能力很小，纤维坚硬，类似玻璃，故称玻璃态2.高弹态：温度超过玻璃化温度以上，纤维的弹性模量突然下降，纤维受较小的力作用就发生很大的变形当外力解除后，链段的运动使大分子发生卷缩，变形逐渐恢复，在温度变形曲线上出现平台区，称为高弹态。
3.粘流态：温度超过粘流温度以后，链段的运动不仅使分子链的构象发生变化，而且通链段的相跃迁，使整个分子链相互滑动。
宏观表现为合成纤维在外力作用下发生粘性流动，称为粘流态。
（二）热转变温度：有明显热塑性特征的纤维，玻璃态、高弹态、粘流态之间发生转变涉及纤维性质显著变化时的温度1.玻璃化温度( Ｔg ）：玻璃态向高弹态转变的温度（二级转变温度）2.粘流温度（T f ）：高弹态向粘流态转变的温度（一级转变温度）3.熔点：晶体发生熔化时的温度4.分解点：高聚物发生分解时的温度（三）耐热性纺材在高温作用下一定时间之后，保持其物理机械性能的性质。
指标：剩余强度率=（热作用之后的强度/原强度）×100%(四）合成纤维的热收缩与热定型1.合成纤维热收缩：合纤受热后发生尺寸收缩的现象1).原因：合纤在后加工受到牵伸，存在着内应力，由于玻璃态的约束，无法恢复，一旦温度升高，解除玻璃态约束，由于内应力而大量回缩。
纤维的热学性质
2） 纤维集合体的密度（体积质量）
λ
δK=0.03-0.06g/cm3时，纤维保暖性最好。
空气
δK
δ
0.1
0.2
保暖性主要取决于纤维中夹持的空气数量和状态。 纤维层中夹持的静止空气越多，则纤维层的绝热性越 好。一旦夹持的空气流动，保暖性将大大降低。
3）纤维的结晶度与取向度
纤维中分子取向排列越高越多，沿纤维轴向的导热 系数越大，垂直于纤维轴向的导热系数越小，存在热 传导的各向异性。 纤维的结晶度越高有序排列的部分越多，连续性越 好，导热系数越大。
热作用下纤维外观形态的稳定性，主要是指纤维的热收缩。
纤维的热收缩
定义：材料受热作用而产生收缩的现象。 原因：初生纤维拉伸，纤维中残留有应力，因受玻璃态约束
未能缩回，当纤维受热温度超过一定限度时，纤维中的约束 减弱，从而产生收缩。
评价指标：
热收缩率：是指加热后纤维缩短的长度占原来长度的百分率。
使用不同介质的收缩率
1、基本概念 将合成纤维或制品加热到玻璃化温度以上 （低于软化点温度），并加一定外力强迫 其变形，然后冷却并去除外力，这种变形 就可固 定下来，以后遇到T<Tg时，则纤 维或制品的形状就不 会有大的变化。这种 特性称之为热塑性。 利用合纤的热塑性，将织物在一定张力下 加热处 理，使之固定于新的状态的工艺过 程。（如：蒸纱、熨烫）
四、耐热性和热稳定性
耐热性：纺织纤维经热作用后力学性能的保持性 叫耐热性。 图
热稳定性：纤维在热的作用下结构形态和组成 的稳定性。
1、质量与组成的稳定性
裂解：高分子主链的断裂，导致分子量下降，材料的机械 性能恶化。
2、结构的稳定性
热作用下，纤维的聚集态结构发生变化，结晶度下降，取向 度下降。
纤维的热学、光学、电学性质
h
17
5.保暖率
描述织物的保暖性能
在保持热体恒温的条件下，无试样包覆时消耗 的电功率和有试样包覆时消耗的电功率之差，占 无试样包覆时消耗的电功率的百分率
数值越大，说明该织物的保暖性能越强
h
18
第一节 热学性质
一、纺织纤维的导热与保温 二、纤维的热力学性质 三、纤维的耐热性与稳定性 四、纤维的热膨胀与热收缩 五、纤维的热塑性和热定型 六、纤维的燃烧性能 七、纤维的熔孔性
比热值
1.26～ 1.36 1.84
纤维种类 比热值
芳香聚酰 1.21 胺纤维
醋酯纤维 1.46
桑蚕 1.38～ 锦纶66
2.05
玻璃纤维 0.67
丝
1.39
亚麻
1.34
涤纶
1.34
石棉
1.05
大麻
1.35
腈纶
1.51
水
4.18
黄麻
1.36
丙纶
1.80
(50℃)
空气
1.01
h
6影响比热的因素温Fra bibliotek与回潮率的影响
始向高弹态转变的温
度称为玻璃化转变温
h
12
两端压差大
导热系数λ
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
h
13
纤维排列方向
纤维平行于热辐射方向排列时，导热能力较强
0.275
0.25
热传导能力
导 0.225
热 系
0.2
数 0.175
热辐射 方向
αf
纤维层 方向
第八章 纤维材料的热学、光学、电学性质
结构的稳定性
• 热作用下结晶解体，取向下降
形态的稳定性
• 主要指纤维的热收缩性。其本质是高牵伸形成的分 子取向与伸直，在热作用下的回缩所致。
（二）热收缩
定义：合成纤维受热后发生不可逆的收缩现象 称之为热收缩。
产生原因：
纺丝成形过程中，受到较大的拉伸作用， 纤维残留一定的内应力，当T＞Tg时，会发 生收缩。
αf
导 0.225 热 0.2 系 数 0.175
热传导能力
热辐射 方向 纤维层 方向
0.15 0.125 0 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
纤维细度↓，纤维制品的热辐射穿透能力愈弱。且在同样密 度下，相对的间隙↓，静止空气的作用↑，导热系数↓。 纤维中的空腔量↑，在不压扁的状态下，所持有的静止空气 及空间越多，纤维集合体的导热系数↓。
分子量大，Tf高。交联聚合物不出现粘流态。结晶熔融温度Tm，或 Tf高于分子的裂解温度Td的纤维不存在粘弹转变和粘流态。
纺织纤维在正常使用下，一般都处于玻璃态。
纺织纤维的玻璃化温度大都高于室温，所以在室温条
件下，衣服能保持一定抗拉伸能力和硬挺度。
如氨纶的玻璃化温度为-40℃，在常温环境下具有优 良的弹性。
导热有三种形式：热传导、热对流、热辐射
由于纤维集合体是纤维与空气共同构成的复合体，因 此热传递的三种形式必然存在。
通常把热量从高温向低温传递称导热性，其特征值为 导热系数； 对热量传递的阻隔能力称保暖性，其特征值为热阻。
1、导热系数λ：
材料在一定的温度梯度场条件下，热能通过物质本身 扩散的速度。 其物理意义：当纤维材料的厚度为1m，两端温差为1℃ 时，1s内通过1m2纤维材料传导的热量焦耳数。 单位：W/m· ℃
第8章纤维材料的热学光学电学性质
双折射率的大小可以反映纤维大分子的取向程度，双折射率越大，说 明大分子排列越整齐，且越平行于纤维轴向。大分子的取向度越高，纤维 性能的各向异性表现就越显著。
8.2.3 耐光性和光防护
纤维材料在日光照射下，其性能逐渐恶化，其强度下降，变色，发脆， 以至丧失使用价值。纤维材料抵抗日光破坏的性能称为耐光性。日光中的 紫外线（波长400nm以下）和红外线（波长780nm以上）是造成纤维光损伤 的主要原因。
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世界触手可及
热定形的目的就是为了消除纤维材料在加工中所产生的内应力，使 其在以后的使用过程中具有良好的尺寸稳定性、形态保持性、弹性、手 感等。生活中的衣物熨烫、生产中弹力丝的加工、蒸纱、毛织物煮呢、 电压及其他整理工艺都是在运用热定形。
8.1.3 热定形
（2）影响热定形效果的因素
① 湿度(或定形介质)：目的是降低Tg ② 温度：加热到Tg以上， Tf以下。促使应力松弛完成
③ 外力：施加外力达到我们所需的外观形态 ④ 时间：大分子间的联结只能逐步拆开，达到比较完全的应力松弛 需要时间，重建分子间的联结也需要时间。
8.1.4 耐热性与热稳定性
（1）耐热性 指抵抗抗热破坏的能力。可用破坏温度来表示，或受 热时性能的恶化来评价。
（2）热稳定性 指在某温度持续作用下的抗破坏性能。常用单位时 间破坏率来表示。
(2) 影响熔孔的主要外界因素
①热体的表面温度；②热体的热容量；③接触时间；④相对湿度。
8.1.7 阻燃性
(1) 定性表达
根据纤维在火焰中，离开火焰后的燃烧状况分为： A.易燃：遇火就燃，离火仍燃，且燃烧迅速，可造成火灾。 B.可燃：遇火能燃，离火后仍蔓延，但速度慢。 C.难燃：在火焰中可燃，离开火则自熄。 D.不燃：与火接触亦不燃烧。
8.2.3 耐光性和光防护
纤维材料在日光照射下，其性能逐渐恶化，其强度下降，变色，发脆， 以至丧失使用价值。纤维材料抵抗日光破坏的性能称为耐光性。日光中的 紫外线（波长400nm以下）和红外线（波长780nm以上）是造成纤维光损伤 的主要原因。
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热定形的目的就是为了消除纤维材料在加工中所产生的内应力，使 其在以后的使用过程中具有良好的尺寸稳定性、形态保持性、弹性、手 感等。生活中的衣物熨烫、生产中弹力丝的加工、蒸纱、毛织物煮呢、 电压及其他整理工艺都是在运用热定形。
8.1.3 热定形
（2）影响热定形效果的因素
① 湿度(或定形介质)：目的是降低Tg ② 温度：加热到Tg以上， Tf以下。促使应力松弛完成
③ 外力：施加外力达到我们所需的外观形态 ④ 时间：大分子间的联结只能逐步拆开，达到比较完全的应力松弛 需要时间，重建分子间的联结也需要时间。
8.1.4 耐热性与热稳定性
（1）耐热性 指抵抗抗热破坏的能力。可用破坏温度来表示，或受 热时性能的恶化来评价。
（2）热稳定性 指在某温度持续作用下的抗破坏性能。常用单位时 间破坏率来表示。
(2) 影响熔孔的主要外界因素
①热体的表面温度；②热体的热容量；③接触时间；④相对湿度。
8.1.7 阻燃性
(1) 定性表达
根据纤维在火焰中，离开火焰后的燃烧状况分为： A.易燃：遇火就燃，离火仍燃，且燃烧迅速，可造成火灾。 B.可燃：遇火能燃，离火后仍蔓延，但速度慢。 C.难燃：在火焰中可燃，离开火则自熄。 D.不燃：与火接触亦不燃烧。
纺织材料的热学、光278学和电学性质
纺织品的热传导性能可以通过添加导热纤维或改变 纤维结构等方法进行改善。
热稳定性
纺织材料的热稳定性是指材料 在高温条件下的尺寸稳定性、 颜色稳定性和化学稳定性等方 面的表现。
天然纤维如棉、羊毛等在高温 下容易收缩、变色和分解，而 合成纤维如涤纶、锦纶等具有 较好的热稳定性。
提高纺织品的热稳定性可以通 过选择热稳定性好的纤维、改 进染整工艺和使用耐高温助剂 等方法实现。
技术挑战
实现纺织品的热光电性质调控和多功能集成面临 诸多技术挑战，如材料选择、工艺优化、性能稳 定性等。需要不断加强研发力度和技术创新，推 动纺织行业的技术进步和产业升级。
THANK YOU
感谢聆听
金属纤维、碳纤维等导电纤维以及导电高分子材料在纺织材料中的应用，可以显 著提高纺织品的电磁波屏蔽性能。
纺织材料的介电常数与介电损耗
介电常数是衡量材料在电场中储存电能能力的一个物理量。纺织材料的介电常数一般较低，不利于电 能的储存和传输。
介电损耗是指材料在电场作用下，由于内部偶极子的转向和离子迁移等原因而产生的能量损耗。纺织材 料的介电损耗一般较高，不利于电能的有效利用。
未来发展趋势及挑战
多功能集成
未来纺织品将向多功能集成方向发展，实现温度 调控、光响应、电热等多种功能的集成，提高纺 织品的附加值和应用范围。
绿色环保
环保意识的日益增强对纺织品的环保性能提出了 更高的要求。未来纺织品的开发将更加注重环保 、可持续发展等方面，推动绿色纺织品的研发和 应用。
智能化发展
随着人工智能和物联网技术的不断发展，纺织品 将实现智能化发展。通过集成传感器、执行器等 智能元件，纺织品可以实时监测环境变化并作出 响应，提高穿着者的舒适度和安全性。
光的折射发生在纺织材料内部， 影响其透明度和质感。
热稳定性
纺织材料的热稳定性是指材料 在高温条件下的尺寸稳定性、 颜色稳定性和化学稳定性等方 面的表现。
天然纤维如棉、羊毛等在高温 下容易收缩、变色和分解，而 合成纤维如涤纶、锦纶等具有 较好的热稳定性。
提高纺织品的热稳定性可以通 过选择热稳定性好的纤维、改 进染整工艺和使用耐高温助剂 等方法实现。
技术挑战
实现纺织品的热光电性质调控和多功能集成面临 诸多技术挑战，如材料选择、工艺优化、性能稳 定性等。需要不断加强研发力度和技术创新，推 动纺织行业的技术进步和产业升级。
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纺织材料的介电常数与介电损耗
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介电损耗是指材料在电场作用下，由于内部偶极子的转向和离子迁移等原因而产生的能量损耗。纺织材 料的介电损耗一般较高，不利于电能的有效利用。
未来发展趋势及挑战
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未来纺织品将向多功能集成方向发展，实现温度 调控、光响应、电热等多种功能的集成，提高纺 织品的附加值和应用范围。
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随着人工智能和物联网技术的不断发展，纺织品 将实现智能化发展。通过集成传感器、执行器等 智能元件，纺织品可以实时监测环境变化并作出 响应，提高穿着者的舒适度和安全性。
光的折射发生在纺织材料内部， 影响其透明度和质感。
纺织材料的热学、电学和光学性质
尽可能多的储存静止空气；
（中空纤维、多衣穿着、不透水） 降低W%； 选用λ低的纤维； 加入陶瓷粉末等材料
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二. 纤维的热机械性能
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。
定义： 耐热性——纺织材料在高温下保持原有物理力学性能的
能力成为耐热性。
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2. 常用纤维耐热性：
天然纤维：棉>麻>蚕丝>羊毛
人造纤维：粘胶>棉 合成纤维：涤纶>腈纶>锦纶>维纶 碳纤维、玻璃纤维相当好。
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四、阻燃性
按燃烧时引燃的难易程度、燃烧速度、自熄性等燃烧特征 分： 1. 易燃纤维 2. 可燃纤维 3. 难燃纤维
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a.沸水收缩率：
一般指将纤维放在100°C的沸水中处理30min，晾干后 的收所缩率；
b.热空气收缩率：
一般指用180°、190°C、210°C热空气为介质处理一 定时间（如15min）后的收缩率；
c.饱和蒸汽收缩率：
一般指用125-130°C饱和蒸汽为介质处理一定时间 （如3min）后的收缩率。
1.静电现象及产生原因 纤维在加工中要受到各种机件的作用，由于纤 维与机械以及纤维与纤维间的摩擦，必会聚集起 许多电荷从而产生静电。纤维为电的不良导体 2.静电的危害与应用 危害：粘接和分散、吸附飞花与尘埃、放电等； 应用：静电植绒、静电吸尘、粉末塑料的静电喷 涂等。
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纺织材料与检测课件——纺织纤维的热学、电学和光学性质
二、纺织材料的热力学性质（热转变点）
无定形区的力学三态
玻璃态 高弹态
1、玻璃化温度Tg 2、粘流化温度Tf
粘流态
三.热定形
1、概念 2、影响因素：温度和时间 四.耐热性与热稳定性
短时间高温作用下抵抗热破坏的性能（强力、分解、颜色） 一定温度，随时间的增加抵抗恶化的能力
涤纶、锦纶、腈纶较好 羊毛、氯纶较差
×100%
第二节 光学性质
一、耐光性与光防护
光泽
（一）耐光性：抵抗日光照射破坏的性能
颜色
强度
优良：腈纶---- —CN
较好：羊毛、麻、粘胶、涤纶、棉
较差：蚕丝、锦纶、丙纶
（一）光防护：防护日光照射破坏的性能
日光：紫外光（400nm以下）、 可见光（380~780nm）、红外光（780 nm以上）
UV— A
第八章 纺织纤维的热学、电学和光学性质
第一节 纺织纤维的热学性质
一、常用热学指标 ➢比热：重1g，面积为1m2 温差Δt=1℃，纤维吸性或放出热量的焦耳数
释放
贮存
缓冲
➢导热系数：厚1m，面积为1m2 温差Δt=1℃，1S内通过的热量焦耳数
保暖性
1m2
Δt=1℃
1m
➢克罗值clo：t=21℃，R.H. ≤50%,v ≤ 10cm/s,穿着服装感觉舒适，所具 有的热阻，为1 clo。
aviolet Rays
causes your skin to turn darker
防护性指标
1、透射率 有试样时的透射辐照度/无试样时的透射辐照度×100% 2、防护系数UPF 无织物时产生红斑所需的最小辐照度/有试样时相应的透射辐照度
第三节 电学性质
纺织材料热、光、电学性质
静止空气的λ值最小，它的绝热性或保暖性最好。
6
2．影响保暖性的因素 ⑴ 导热系数越小，保暖性越好。 ⑵ 纺材吸湿后，保暖性下降。 ⑶ 静止空气层的厚度越大，保暖性越好。
两端压差大
导热系数λ
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 )
图8-1 纤维层体积重量和导热系数间的关系
T1
5
常见纤维的导热系数（在室温20℃时测得）
纤维种类 棉 羊毛 蚕丝 粘纤 醋纤 锦纶
λ (W·m/m2·℃) 0.071-0.073 0.052-0.055 0.050-0.055 0.055-0.071 0.050 0.244-0.337
纤维种类 涤纶 腈纶 丙纶 氯纶 ★静止空气 ★纯水
λ (W·m/m2·℃) 0.084 0.051 0.221-0.302 0.042 0.026 0.697
难燃
26~34
芳纶、氟纶、氯纶、改性 腈纶、改性涤纶、改性丙 纶等
可燃 易燃
20~26 ≤20
可点燃，能续燃， 涤纶、锦纶、维纶、羊毛、 但燃烧速度慢 蚕丝、醋酯纤维等
易点燃，燃烧速度 快
丙纶、腈纶、棉、麻、粘 胶纤维等
24
3、提高纺织材料难燃性途径 1) 进行阻燃整理
2) 制造阻燃纤维：a）纺丝液中加入防火剂制成 阻燃纤维；b）用难燃得聚合物纺成阻燃纤维，如 诺麦克斯（Nomex）等
重键，获得半永久性定形。
21
（3）影响合纤织物热定形效果的因素 1）温度（最主要因素） 2）时间 ：低温时间长，高温时间短 3）张力 4）冷却速度：要迅速冷却，以使新得结合点很 快“冻结” 5）定型介质
纺织材料与检测教案——纺织材料的热学、光学、电学性质1
教学重点
1、纤维的二个热转变温度；
2、热收缩、熔孔性等热学性质；
3、极限氧指数的概念。
教学难点
1、耐热性与热稳定性；
2、热定型；
3、合成纤维的热力学状态。
更新、补充、删节内容
删节：
1、测定纤维的熔孔性的方法；
2、纤维材料的点燃温度等性能。
更新：
1
三大题，见作业附页
课后小结
这一节内容理论性较强，概念较多，比较苦燥，又没有相关的实验配合，因此讲课内容组织与设计从趣味性着手，与服用织物的服用性能多加联系，以增加学生的感性认识。例，在熔孔性内容讲解时，与中小学生的校服设计及部队军服对服材的要求结合起来。
教案
教师姓名
授课班级
授课形式
讲授
授课日期
2006年12月11日第十五周
授课章节名称
第八章 纺织材料的热学、光学、电学性质
第一节 热学性质
教学目的
1、了解热学性质的常用指标；
2、了解纤维的热转变点；
3、掌握纤维的热定形、热收缩等热学性能；
4、重点掌握纤维的玻璃化温度、粘流化温度这二个热转变温度；热收缩、熔孔性等热学性质及极限氧指数的概念。
1、纤维的二个热转变温度；
2、热收缩、熔孔性等热学性质；
3、极限氧指数的概念。
教学难点
1、耐热性与热稳定性；
2、热定型；
3、合成纤维的热力学状态。
更新、补充、删节内容
删节：
1、测定纤维的熔孔性的方法；
2、纤维材料的点燃温度等性能。
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1
三大题，见作业附页
课后小结
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教师姓名
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授课形式
讲授
授课日期
2006年12月11日第十五周
授课章节名称
第八章 纺织材料的热学、光学、电学性质
第一节 热学性质
教学目的
1、了解热学性质的常用指标；
2、了解纤维的热转变点；
3、掌握纤维的热定形、热收缩等热学性能；
4、重点掌握纤维的玻璃化温度、粘流化温度这二个热转变温度；热收缩、熔孔性等热学性质及极限氧指数的概念。
第八章 纤维材料的热学、光学、电学性质
共九十页
❖ （6）热破坏温度
❖ 多种热破坏温度：
❖ 定形效果的破坏温度是玻璃化温度； ❖ 材料开始失去其强韧和形状的破坏温度是软化点； ❖ 材料完全失去固体状态的破坏温度是熔点； ❖ 大分子被破坏为小分子的温度是分解(fēnjiě)温度；
❖ 熨烫衣物不被破坏的最高温度是熨烫温度。
共九十页
共九十页
常见(chánɡ jiàn)纺织纤维受热后的剩余强度(%)
纤维
棉 亚麻 苎麻 蚕丝 粘胶 锦纶 涤纶 腈纶 玻璃纤维
在20℃ 未加热
100 100 100 100 100 100 100 100 100
100℃ 经20d
92 70 62 73 90 82 100 100 100
100℃ 经80d
68 41 26 39 62 43 96 100 100
共九十页
❖ 纤维结构的影响(yǐngxiǎng)
纤维大分子的取向排列(páiliè)会导致比 热的增大，并向高温偏移
共九十页
（二）导热(dǎorè)系数
❖ 导热有三种形式：热传导、热对流、热辐射
❖ 由于纤维集合体是纤维与空气(kōngqì)共同构成的复合体， 因此热传递的三种形式必然存在。
❖ 通常把热量从高温向低温传递称导热性，其特征值为导热系 数；
❖ 四、纤维的燃烧性能
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一、热学(rèxué)指标
（一）比热容
❖ 1、比热(bǐrè)C 质量为1克的纺织材料，温度变化1℃所吸收或放出的热量： J/g·℃ ▪ 比热值的大小，反映材料释放、贮存热量的能力， 或者温度的缓冲能力。 • 比热较大的纤维，纤维的温度变化相对困难。
共九十页
2、常见干燥(gānzào)纺织纤维的比热（测定温度为20℃）单位：J/g·℃
❖ （6）热破坏温度
❖ 多种热破坏温度：
❖ 定形效果的破坏温度是玻璃化温度； ❖ 材料开始失去其强韧和形状的破坏温度是软化点； ❖ 材料完全失去固体状态的破坏温度是熔点； ❖ 大分子被破坏为小分子的温度是分解(fēnjiě)温度；
❖ 熨烫衣物不被破坏的最高温度是熨烫温度。
共九十页
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常见(chánɡ jiàn)纺织纤维受热后的剩余强度(%)
纤维
棉 亚麻 苎麻 蚕丝 粘胶 锦纶 涤纶 腈纶 玻璃纤维
在20℃ 未加热
100 100 100 100 100 100 100 100 100
100℃ 经20d
92 70 62 73 90 82 100 100 100
100℃ 经80d
68 41 26 39 62 43 96 100 100
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❖ 纤维结构的影响(yǐngxiǎng)
纤维大分子的取向排列(páiliè)会导致比 热的增大，并向高温偏移
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（二）导热(dǎorè)系数
❖ 导热有三种形式：热传导、热对流、热辐射
❖ 由于纤维集合体是纤维与空气(kōngqì)共同构成的复合体， 因此热传递的三种形式必然存在。
❖ 通常把热量从高温向低温传递称导热性，其特征值为导热系 数；
❖ 四、纤维的燃烧性能
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一、热学(rèxué)指标
（一）比热容
❖ 1、比热(bǐrè)C 质量为1克的纺织材料，温度变化1℃所吸收或放出的热量： J/g·℃ ▪ 比热值的大小，反映材料释放、贮存热量的能力， 或者温度的缓冲能力。 • 比热较大的纤维，纤维的温度变化相对困难。
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2、常见干燥(gānzào)纺织纤维的比热（测定温度为20℃）单位：J/g·℃
纤维的热学性质
离开火焰 继续燃烧 不易延燃 能延燃
能延燃
继续燃烧
继续燃烧
丙纶 氯纶
缓慢收缩 收缩
熔融燃烧
熔融燃烧有 黑烟
继续燃烧 不能延燃
燃烧后残渣
灰白色灰
松脆黑灰
玻璃状黑褐 色硬球 玻璃状黑褐 色硬球
松脆黑色硬 块 松脆黑色硬 块 黄褐色硬球
松脆黑色硬 块
燃烧时气味 烧纸味 烧毛发味 特殊芳香味
氨臭味
有辣味
特殊甜味
0.221-0.302
粘纤
0.055-0.071 氯纶
0.042
醋纤
0.050
★空气
0.026
锦纶
0.244-0.337 ★水
0.697
2、影响纤维集合体导热系数旳原因
1）环境温湿度影响 温度 ： T↑，λ↑
随温度增长，纤维分子旳热运动频率加大，使热量传 递能力提升。
湿度： RH ↑，W ↑, λ↑，保暖性↓ 纤维吸湿和放湿过程旳热效应对纤维旳保暖性有影响
沥青味 氯化氢臭味
燃烧分类：
易燃纤维（迅速燃烧，形成火焰）：纤维素纤维、腈纶纤维 可燃纤维（缓慢燃烧，离开火焰可延燃）：羊毛、蚕丝、锦纶、 涤纶、丙纶、维纶等 难燃纤维（接触燃烧，离开火焰熄灭）：氯纶、芳纶 不然纤维：金属纤维、碳纤维、石棉、玻璃纤维、PBI纤维等
2、燃烧性能指标
1）极限氧指数（LOI）
纤维旳热学性质
一、比热容 1、定义
质量为1克旳纺织材料，温度变化1℃所吸收或放出旳热量。
C Q m t
纺织材料旳比热为：锦纶66 C=2.05 J/g.℃。 玻璃纤维C=0.67 J/g.℃。
水：C=4.18 J/g.℃，干空气C=1.01 J/g.℃。
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6、测试化纤的热收缩有什么实际意义？有哪些指标？ （3） 合成纤维因受热而产生的长度缩短较热收缩。研究和测定它是为了充分 利用或者避免这种性能，已获得良好的加工和使用性能。纤维因受到拉 伸而变形，其中一部分变形因玻璃态的约束而未能缩回，纤维内部而然 残留有内应力，当纤维受热超过某一温度界限时，大分子克服约束回缩 至应有的卷曲构象，宏观上表现为纤维的收缩，生产中可利用不同的收 缩率的纤维来生产膨体纱，纯化纤呢绒等产品。
第八章 纤维材料的热学、光学、电学性质 1、名词解释： 导热系数：材料在一定的温度梯度场条件下，热能通过物质本身扩散的 速度。 绝热率：反映的是材料的隔热能力 热阻： 玻璃化温度：把高弹态向玻璃态转变的温度为玻璃化温度 粘流温度：高弹态到粘流态之间的转变温度 分解点温度： 熔点温度： 热塑性： 热收缩： 耐热性： 热稳定性： 极限氧指数： 抗熔孔性： 热收缩率： 双折射： 耐光性： 老化： 静电电位序列： 介质损耗： 纤维的介电系数： 纤维的比电阻： 静电半衰期： 2、纤维集合体的传热能力和体积重量有什么关系？ 为了提高衣着的 保温性应如何选择纤维的体积重量？ （2）
7、何谓热定型？其实质是什么？试述影响合纤织物热定型效果的因 素。 9.影响纤维光泽的因素有哪些？ 10、试对天然纤维、合成纤维的耐光性排序。
5、纺织纤维按其燃烧能力的不同可分为哪几种？表征纤维及其制品燃 烧性能的指标有哪些？目前改善和提高纺织材料阻燃性能的方法有哪 些？ （7） 6、纺织纤维的介电系数与哪些因素有关？纺织测试中式如何应用和避 免这些影响因素的？试举例说明。（8）
11、纺织纤维在加工和使用过程中为何会产生静电现象？说明纤 维带静电的危害。 减少和防止静电的方法有哪些？ （9） …………………………常用的有给湿、涂抗静电剂，不同静电效应的纤 维进行湿纺或交纺，使用抗静电纤维等方法。
12、羊毛纤维的永久定形，暂时定形，过缩现象的实质是什么？影响 他们的因素有哪些？举例说明定形在生产中和日常生活中的应用？
（4）
5、什么叫纤维的热力学（机械）曲线？常用纺织纤维多处于什么状 态？（5）
4、纤维在热的作用下，会出璃化温度和熔点在产品加工和使用中有什么重 要意义？ （6）
为什么要对纺织材料进行热定型？热定型的过程是怎样？（思考题 3）
纺织材料在加工过程中不断受到机械力的作用，产生的一部分变形 由于玻璃态的约束，未能回缩消除，使用中产品在较低的温湿度条件下 就回出现较大的回缩，所以为了提高产品的尺寸稳定性，保形能力，同 时获得良好的弹性，手感和风格，就要对纺织材料进行热定型。热定型 的一般过程是：使纺织材料产生所需的形状，再在热、湿条件下处理一 段时间（拆开大分子间的联结键，使大分子充分松弛，稳定在新的位置 并建立起足够的分子间联结键），然后冷却，解除所有外部作用。 8、什么是纤维的双折射率？ 各种纤维的双折射率有多大差异？它有 何用途？（12） 偏正振动方向平行于纤维轴向的偏正光的折射率与垂直方向的折射率之 差叫双折射率。常用纤维的双折射率为-0.005——0.062。可利用纤维 的双折射进行取向度，棉纤维成熟度等性能的测试。
13、按燃烧性能可把纺织纤维分为哪几类？棉，羊毛，蚕丝，涤纶， 腈纶，锦纶，丙纶，维纶，氯纶各属那类纤维？常见的难燃烧纤维有 哪些？（思考题 6）
羊毛，蚕丝，涤纶，锦纶，维纶属于可燃纤维，棉，麻，粘胶，腈纶，
丙纶属于易燃纤维；氯纶属于难燃纤维；石棉属于不燃纤维。 3、试述影响纤维集合体保暖性的因素。你认为保暖内衣应该怎样设 计？
第八章 纤维材料的热学、光学、电学性质 1、名词解释： 导热系数：材料在一定的温度梯度场条件下，热能通过物质本身扩散的 速度。 绝热率：反映的是材料的隔热能力 热阻： 玻璃化温度：把高弹态向玻璃态转变的温度为玻璃化温度 粘流温度：高弹态到粘流态之间的转变温度 分解点温度： 熔点温度： 热塑性： 热收缩： 耐热性： 热稳定性： 极限氧指数： 抗熔孔性： 热收缩率： 双折射： 耐光性： 老化： 静电电位序列： 介质损耗： 纤维的介电系数： 纤维的比电阻： 静电半衰期： 2、纤维集合体的传热能力和体积重量有什么关系？ 为了提高衣着的 保温性应如何选择纤维的体积重量？ （2）
7、何谓热定型？其实质是什么？试述影响合纤织物热定型效果的因 素。 9.影响纤维光泽的因素有哪些？ 10、试对天然纤维、合成纤维的耐光性排序。
5、纺织纤维按其燃烧能力的不同可分为哪几种？表征纤维及其制品燃 烧性能的指标有哪些？目前改善和提高纺织材料阻燃性能的方法有哪 些？ （7） 6、纺织纤维的介电系数与哪些因素有关？纺织测试中式如何应用和避 免这些影响因素的？试举例说明。（8）
11、纺织纤维在加工和使用过程中为何会产生静电现象？说明纤 维带静电的危害。 减少和防止静电的方法有哪些？ （9） …………………………常用的有给湿、涂抗静电剂，不同静电效应的纤 维进行湿纺或交纺，使用抗静电纤维等方法。
12、羊毛纤维的永久定形，暂时定形，过缩现象的实质是什么？影响 他们的因素有哪些？举例说明定形在生产中和日常生活中的应用？
（4）
5、什么叫纤维的热力学（机械）曲线？常用纺织纤维多处于什么状 态？（5）
4、纤维在热的作用下，会出璃化温度和熔点在产品加工和使用中有什么重 要意义？ （6）
为什么要对纺织材料进行热定型？热定型的过程是怎样？（思考题 3）
纺织材料在加工过程中不断受到机械力的作用，产生的一部分变形 由于玻璃态的约束，未能回缩消除，使用中产品在较低的温湿度条件下 就回出现较大的回缩，所以为了提高产品的尺寸稳定性，保形能力，同 时获得良好的弹性，手感和风格，就要对纺织材料进行热定型。热定型 的一般过程是：使纺织材料产生所需的形状，再在热、湿条件下处理一 段时间（拆开大分子间的联结键，使大分子充分松弛，稳定在新的位置 并建立起足够的分子间联结键），然后冷却，解除所有外部作用。 8、什么是纤维的双折射率？ 各种纤维的双折射率有多大差异？它有 何用途？（12） 偏正振动方向平行于纤维轴向的偏正光的折射率与垂直方向的折射率之 差叫双折射率。常用纤维的双折射率为-0.005——0.062。可利用纤维 的双折射进行取向度，棉纤维成熟度等性能的测试。
13、按燃烧性能可把纺织纤维分为哪几类？棉，羊毛，蚕丝，涤纶， 腈纶，锦纶，丙纶，维纶，氯纶各属那类纤维？常见的难燃烧纤维有 哪些？（思考题 6）
羊毛，蚕丝，涤纶，锦纶，维纶属于可燃纤维，棉，麻，粘胶，腈纶，
丙纶属于易燃纤维；氯纶属于难燃纤维；石棉属于不燃纤维。 3、试述影响纤维集合体保暖性的因素。你认为保暖内衣应该怎样设 计？