纺织纤维 热学、光学和电学性质
第七章 纤维的热学、光学和电学讲解
永久性热定形：是指纤维的Tg高于一般衣着使用温度的 热定形处理。
（3）热定形的方法
根据纤维发生收缩的程度分：张力定形和松弛定形；张 力定形可形成有伸长定形（1％）、无收缩定形、部分收 缩定形；
按照定形时所采用的热媒介质或加热方式分：干热空气
定形、接触加热定形、水蒸气湿热定形和浴液（水、甘 油）定形等。
1.34 1.35 1.36
锦纶66
涤纶 腈纶 丙纶(50℃)
2.05
1.34 1.51 1.80
醋酯纤维
玻璃纤维 石棉 木棉
1.46
0.67 1.05
静止干空气：1.01； 水：4.18
3．影响纺织纤维比热容的主要因素 （1）水分的影响
纤维的比热容随回潮率的增大而增大：
3
比热(J/g·℃)
C＝C 0
1350 1270 H=202J/g
比热(J/g·℃)
H=175J/g
2.2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0 40 80
dH/dt (J.s-1)
淬火 PET 系
列1 系 列2 120 160 200 240
退火 PET
80
100
120 T/℃
140
160
温度(℃)
4）冷却速度 一般要求较快冷却，可使新结构快速固定，可获得较 好手感的织物。 5）定型介质
表7-5 几种纤维织物的常用热定形温度 纤维品种 热定形温度(℃) 热水定形 蒸汽定形 干热定形
涤纶
羊毛 锦纶66 腈纶
120~130
90~100 100~120 125～135
120~130
100~120 110~120 130～140
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· ℃
纺织材料学第七章07
• （三）热阻Ｒ和绝热率T
• 热阻Ｒ
R
1
• 绝热率T
（m·ºC /Ｗ）
T Q0 Q1 100(%) Q0
• 它们反映的是材料的隔热能力——保暖性，值 越大，说明材料越保暖。
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• 二、纺织材料的热力学性质 • 热力学性质也叫热机械性质，是指在温度的变
化过程中，纺织材料的机械性质亦随之变化的 特性。用不同的温度点来表征力学特性。 绝大多数纤维材料的内部结构呈两相结构，即 有结晶区与非结晶区，而这两个区域对热的反 映是不一样的，对结晶区来说在热的作用过程 中，它的热力学状态有两个：一个是在热的作 用下，结晶体解体形成熔融态，另一个是结晶 不被破坏呈结晶态。对无定形区来讲，热力学 状态大致有三个：玻璃态、高弹态和粘流态， 这些状态可用以下的热力学指标来表征和区分。
纤维本身的导热系数由于纤维结构的原因也呈 现各向异性。
//
• (2) 纤维集合体密度 对于纤维集合体，也是纤维、空气、水分三者 的综合值。导热系数与集合体的体积重量的关 系呈对号规律。
11
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
7
d
S Q
λ
T1
T2 (T2 T1)
Q dT t S
dx
8
• 材料在一定的温度梯度场条件下，热能通过物 质本身扩散的速度称为导热系数 。其含义是, 当纤维材料的厚度为1m,两端间的温差为1ºC时， 1秒内通过1m2纤维材料传导的热量焦耳数。单 位：焦/米·度·时 （Ｗ/m·ºC）
Qd
T t S
C Q m T
纺织材料的热学、光278学和电学性质
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。
纺织材料的热学、光学和电学性质
（三）合成纤维的热收缩和热定形
合纤受热后发生不可逆的尺寸收缩现象，称～。 原因 合纤在纺丝成形过程中经受拉伸，在纤维中残留有内应力，但受玻璃态的约束不能恢复。当纤维受热超过一定温度，分子间的约束减弱，由于内应力的作用而产生收缩。
*
弊：影响织物的服用性能 利：获得特殊的外观效果，如膨体纱
（五）熔孔性
01
02
*
落球法 烫法：热体（金属棒、纸烟等）接触试样一定时间，观察熔融状态。 天然纤维和粘胶的抗熔性好，涤纶、锦纶等的抗熔性差。
测量方法
01
与天然纤维混纺 制造包芯纱（锦纶、涤纶外包棉） 对织物进行抗熔、防熔整理
改善织物抗熔性的方法
02
纺织纤维在光照射下表现出来的性质。包括，
标准波长
波长范围
红色
700
620-780
橙色
610
595-620
黄色
580
575-595
绿色
510
480~575
蓝色
470
450~480
紫色
420
380~450
纤维的光泽 光泽是纺织材料的重要外观性质。光泽取决于对可见光的反射情况。当光线射到纺织材料的表面时，在纤维和空气的界面上同时产生反射和折射，光的一部分被反射，另一部分折射光在纤维内部进行，当达到另一界面时，再产生反射和折射。
02
3. 影响光泽的因素 （1）纤维的纵向形态：表面光滑，粗细均匀，光泽好，如丝光棉、没有卷曲的化纤长丝。 （2）截面形态 圆形截面：透光能力强，观感明亮，易形成极光，纤维绕轴心转动光泽不变； 三角形截面：可发生全反射、有闪光效应。
入射
反射1
反射3
折射2
纺织材料的热学电学光学性质
夹持的空气流动，保暖性将大大降低。 纤维层的体积重量在0.03-0.06g/cm3，λ最小，保暖性最好。
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3.增强服装保暖性的途径 （1）尽可能多的储存静止空气； （中空纤维、多衣穿着、不透水） （2）降低W%； （3）选用(xuǎnyòng)λ低的纤维； （4）加入陶瓷粉末等材料。
的百分率。 根据介质不同有： 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。 （3）产生原因： 纺丝成形过程中，受到较大的抽伸作用，纤维残留一定的内 应力，一旦T>Tg，会发生收缩。
回到常温时，其机械性能的变化程度耐短时 间高温的性能。
• 随着温度的升高而强度(qiángdù)降低的程
度表示。
• 热稳定性——纤维耐长时间高温的性能。
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• 2.常用(chánɡ yònɡ)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；
第六章 纺织(fǎngzhī)材料的热学、电学、 光学性质
第一节 纤维的热学性质 一.纺织纤维的导热与保温(bǎowēn) 二.纤维的热机械性能曲线 三.纤维的耐热性与热稳定性 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
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• 1.指标 • (1)导热系数λ • 定义：材料厚度(hòudù)为1m，两表面之间
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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第10章纺织材料热电光学性质
6、热破坏温度（耐热性和热稳定性）
（1）耐热性：纺织材料抵抗热破坏的性能。
一般根据材料受热时机械性能的变化来评定。随温度、时
间和纤维种类而异。涤沦、锦纶、腈纶耐热性较好，粘胶纤维 较好，蚕丝较羊毛好，羊毛耐热性较差，加热到100—1100C就变 黄，强度下降。 （2）热稳定性：在一定温度下，随时间增加纤维抵抗性能恶 化的能力。 涤纶的热稳定性好,在1500C下168小时，锦纶、腈纶热稳定性 都好。
（二）影响比热因素
1、温度的影响 同一种材料在不同的温度下所测得的比热不同,见 表8-2。比热随着温度增加呈台阶式上升,但影响 不是太大。
2、水的比热大于干纤维的比热，纤维吸湿后比 热会相应的增大。 所以湿衣服和干衣服升高的温度相同时，所需的 热量较大，反之湿衣服接触到热源时，其温度升
高时的速度没有干的衣服快。
常见纤维的导热系数（在室温20℃时测得）
纤维 棉 羊毛 蚕丝 粘纤 醋纤 锦纶
λ(W·m/m2·℃)
纤维 涤纶 腈纶 丙纶 氯纶 静止空气 水
λ(W·m/m2·℃) 0.084
0.071-0.073 0.052-0.055 0.050-0.055 0.055-0.071 0.050 0.244-0.337
分子链段运动被冻结，显现脆性，类似普通玻璃
性能。
高弹态：当温度超过Tg后，纤维的弹性模量突然 下降，纤维受较小的作用就发生很大的变形，但
又因整个分子不发生位移，所以这种变形在外力
除去时经过一段时间可以回复，纤维的这种力学 状态为高弹态。 分子链段运动加剧，出现高弹变形，类似橡胶的 特性可回复。
0.051 0.221-0.302 0.042 0.026 0.599
表中显示：水的导热系数最大，静止空气的导热系数最小， 纤维介于两者之间。 λ↑ 导热性越好，保温性越差
纤维的热学,光学和电学性质
第七章 纤维的热学、光学和电学性质第一节 纤维的热学性质一、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·℃3．影响纺织纤维比热的主要因素 (1) 水分的影响()0w 01C C WWC C −++=图7-1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。
(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。
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6 1.84 芳香聚酰胺纤维 1.21 桑蚕丝 1.38～1.39锦纶66 2.05 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木棉图7-2 不同取向聚乙烯纤维的DSC 图谱图7-3 两种涤纶丝的比热随温度的变化规律4．比热对纤维加工和使用的影响二、导热系数1．导热的概念与导热系数导热主要通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现。
单纤维的热传递性是极困难的，一般采用纤维集合体的方式。
s t dxdTQ ⋅⋅=λ（7-3）图7-4 热传递示意图-180 100120140160T/℃表7-2 常见纺织纤维的导热系数纤维制品λ(W/m·℃)λ∥λ⊥棉纤维 0.071～0.073 1.1259 0.1598羊毛纤维 0.052～0.055 0.4789 0.1610蚕丝纤维 0.05～0.055 0.8302 0.1557粘胶纤维 0.055～0.071 0.7180 0.1934醋酯纤维 0.05羽绒 0.024木棉 0.320.2062麻 1.66240.1921涤纶 0.0840.97450.2175腈纶 0.0510.7427锦纶 0.244～0.337 0.5934 0.2701丙纶 0.221～0.302氯纶 0.042静止干空气 0.026 ——纯水 0.697 ——2．影响纤维导热系数的因素(1) 纤维的结晶与取向(2) 纤维集合体密度图7-5 纤维层体积重量和导热系数间的关系 （3）纤维排列方向图7-6 纤维排列方向角αf与导热系数的关系(4) 纤维细度和中空度(5) 环境温湿度表7-3温度与纤维导热系数间的关系导热系数λ(W/m·℃)纤维0℃ 30℃ 100℃0.069棉 0.058 0.0630.058羊毛 0.035 0.0490.062亚麻 0.046 0.0530.059蚕丝 0.046 0.0523．导热系数对加工和使用的影响三、热作用时的纤维性状1．两种转变和三种力学状态图7-7 非晶态材料的热机械性质2．三态及转变的分子运动机理(1) 玻璃态（2）玻璃化转变区(3)高弹态(4)粘弹转变区(5)粘流态3．常见纺织纤维的三态转变温度4．热定形与变形(1) 热定形及其机理表7-4 常见纺织纤维的热学性能纤维玻璃化温度T g(℃)软化点T m(℃)熔点T f(℃)分解点T d(℃)熨烫温度(℃)棉 230 —— 150 200 羊毛 60或80 — 63.1180135 蚕丝——— 150 160 麻——— 253 100 粘胶260~300 110醋酯 186 195~205 290~300 — 110 锦纶6 47,65 180 215 — 125~145锦纶66 82 225 253 300 120~140 涤纶80, 67, 90 235~240 256 — 160 腈纶 90 190~240 — 280~300130~140 维纶 85 干: 220~230 水: 110 ——干: 150丙纶 -35 145~150 163~175 — 100~120 氯纶 82 90~100 200 — 30~40(2) 热定形效果的持久性(3) 热定形的方法(4) 影响热定形效果的主要因素表7-5 几种纤维织物的常用热定形温度热定形温度(℃)纤维品种热水定形蒸汽定形干热定形涤纶120~130 120~130 190~210羊毛 90~100 100~120130~150锦纶66 100~120 110~120 170~190腈纶 125～135 130～140丙纶100~120 120~130 130~140(5) 热变形加工四、纤维的耐热性和热稳定性1．耐热性表7-6 常见纺织纤维受热后的剩余强度(%)纤维在20℃未加热在100℃经过20天在100℃经过80天在130℃经过20天在130℃经过80天棉 100 92 68 38 10 亚麻 100 70 41 24 12 苎麻 100 62 26 12 6 蚕丝 100 73 39 ——粘胶 100 90 62 44 32 锦纶 100 82 43 21 13 涤纶 100 100 96 95 75 腈纶 100 100 100 91 55 玻璃纤维 100 100 100 100 1002．热稳定性（1）质量与组成的稳定性10020030040050060020406080100temperature(oC)m (%)-40-30-20-1010()(2) 结构的稳定性表7-7 Kevlar®纤维的聚集态结构变化数据纤维样品 结晶度(%) 双折射值Kevlar129-未处理67.8 0.736Kevlar129-200°C 67.6 0.734 Kevlar129-300°C 67.3 0.731 Kevlar129-400°C 67.20.729(3) 形态的稳定性图7-９ 高强高模聚乙烯的热重曲线收缩率(%)246810121416PA6PA66PET纤维品种图7-10 合成纤维的热收缩率五、纤维的燃烧性能表7-8 主要纺织纤维的燃烧性比较纤维T I （℃）T B （℃）LOI(%)棉 400 860 20.1 粘胶 420 850 19.7 醋酯 475 960 18.6 三醋酯 540 885 18.4 羊毛 600 941 25.2 锦纶6 530 875 20.1 锦纶66 532—涤纶 450 697 20.6 腈纶 560 855 18.2 丙纶 570 839 18.6 阻燃棉 370 710 26~30 Nomex 43027~30kynol 430; 576 2500 29~30杜勒特 35~381．极限氧指数%100222×+=N O O V V V LOI表7-9 LOI对纤维燃烧性能的分类 分类 LOI(%)燃烧状态纤维品种不燃≥35 常态环境及火源作用后短时间不燃烧多数金属纤维、碳纤维、石棉、硼纤维、玻璃纤维及PBO、PBI、PPS纤维难燃26~34 接触火焰燃烧，离火自熄芳纶、氟纶、氯纶、改性腈纶、改性涤纶、改性丙纶等可燃20~26 可点燃，能续燃，但燃烧速度慢涤纶、锦纶、维纶、羊毛、蚕丝、醋酯纤维等易燃≤20 易点燃，燃烧速度快丙纶、腈纶、棉、麻、粘胶纤维等2．点燃温度和燃烧时间。
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。
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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
第8章 纺织材料的热学、光学和电学性质
1.比热
• （2）温度的影响
– 当纤维回潮率一定时，温度愈高，纤维回潮率的比热 愈大 – 原因：纤维吸湿热随温度升高而增大
3 2.5
80 ℃ 40 ℃ 20 ℃ 0℃
比热(J/g·℃)
2 1.5 1 0.5 0 10 20 回潮率(%) 30
40
2. 导热系数
• 当材料的厚度为1m，两侧温差为1℃时，1秒钟内 通过1m2纤维材料传导的热量焦耳数 • 纤维集合体是纤维与空气共同构成的复合体 • 存在三种传热方式； • 存在水分的吸收与释放的潜热形式
16 14 12 10
沸水
热空气
饱和蒸汽
收缩率(%)
8 6 4 2 0 PA6 PA66 纤维品种 PET
图 7-10 合成纤维的热收缩率
4.3 抗熔孔性
• • • • 织物在接触到点状热体时，形成孔洞的性能 热体类型：烟灰的火星、火花等 纤维特点：受热软化、熔融——热塑性纤维 原因：当接触到温度超过其熔点的热体时，接触 部位因吸收热量而熔融，熔体向四周收缩，形成 孔洞； • 现象：热体脱离，已熔断的纤维端就相互粘结， 孔洞不再继续扩大。
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 )
• 为什么？
影响纤维集合体导热系数的因素
• （4）环境因素
• 温度上升，纤维分子的热运动频率升高，热量传 递能力增强 • 湿度，水的导热系数约为干纤维的几倍到一个数 量级
思考
• 如何选择夏季织物纤维材料 • 如何选择冬季织物纤维材料
3.4 热定形与变形
• 热定形目的是使纤维的内部结构或织物形状在热 作用下固定并获得一定的尺寸 • 变形是使纤维材料获得卷曲和膨松的效果
第十章 纺织材料的热学、电学和光学性质
１、纺织纤维的色泽
纤维的颜色 天然纤维的颜色，取决于品种，即天然色素 和生长过程中的外界因素
纤维的光泽 光泽是纤维的重要外观性质。光泽的强弱， 主要由纤维对光的反射情况而定。
影响纤维光泽的主要因素
纤维的纵面形态； 纤维截面形状； 纤维层状结构
蚕丝的形态结构特点
截面大多数具有接近于三角形的外貌特征； 是一种具有典型原纤型构造的长丝纤维，从纤维中
等。
表示纤维极其制品燃烧性能的指标
可燃性指标：点燃温度或发火点（℃） 点燃温度或发火点越低，纤维越易燃烧
耐燃性指标：极限氧指数 极限氧指数（LOI）定义：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。
提高纺织材料阻燃性的方法
维束时的电阻（Ω）
(2)影响纺织纤维比电阻的因素
纤维内部结构对比电阻的影响: a 非极性分子组成的纤维，比电阻大 b 聚合度大、结晶度大、取向度小的纤维比电阻大
吸湿对比电阻的影响 干燥的纺织纤维比电阻很大，吸湿后比电阻下降。
温度对比电阻的影响 电阻随温度的升高而降低
纤维上的附着物对比电阻的影响
洁衣物。
三、纺织材料热学、电学和光学性质的测试
❖ 合成纤维热收缩率的测定(详见实验部分) ❖ 纺织材料静电性能的测试(详见实验部分) ❖ 纺织材料保暖性的测定(详见实验部分)
内部反射光的比例高，并具有一定的色散和衍 射反射效应，故光泽绚丽柔和；
透过光有可能形成全反射，因此有闪灿的光速 效果；
沿纤维表面反射光强度的分布比较整齐，故光 泽均匀。
２、纺织纤维的耐光性
耐光性：纺织纤维抵抗日光作用的性能。 常见纤维的耐光性比较
【东华大学精品课程】纺织材料第8章 纤维材料的热学、光学、电学性质
8.1.2 热力学性质 （1）概念
热力学性质也叫热机械性质，是指在温度的变化过程中， 热力学性质也叫热机械性质，是指在温度的变化过程中，纺织材料 的机械性质随之变化的特性。 的机械性质随之变化的特性。采用不同的温度点来表征纤维材料力学行 为的差异。 为的差异。
（2）热力学曲线
黏
对于结晶体， 对于结晶体，热力学状态以熔 点为界分为两个状态。 点为界分为两个状态。 对于非结晶体， 对于非结晶体，热力学状态一 般分为三个状态——玻璃态、高弹 玻璃态、 般分为三个状态 玻璃态 黏流态。 态、黏流态。用玻璃化温度Tg、黏 来划分。 流温度Tf来划分。
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： 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。 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。 可燃：遇火能燃，离火后仍蔓延， 度慢。 C.难燃：在火焰中可燃，离开火则自熄。 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。 不燃：与火接触亦不燃烧。
(2) 定量表达
A.点燃温度 B.火焰最高温度 C.燃烧速度(单位长度的时间) D.极限氧指数 LOI
LOI = O2 体积 × 100% O2 + N 2的体积
8.2 光学性质 8.2.1 色泽
色泽既是外观质量也是内在质量的反映。 色泽既是外观质量也是内在质量的反映。 （1）颜色：材料对光的选择性吸收和反射的结果。多用白度表示。 颜色：材料对光的选择性吸收和反射的结果。多用白度表示。 （2）光泽：反射可见光的能力。 光泽：反射可见光的能力。 影响光泽的因素主要有： 影响光泽的因素主要有： ①纤维的表面状况。 如粗毛比细毛光泽强。 纤维的表面状况。 如粗毛比细毛光泽强。 ②纤维的截面形状。不同的形状会产生不同的光泽效果。如表面平滑 纤维的截面形状。不同的形状会产生不同的光泽效果。 ——平行反射（镜面反射），光最强；表面粗糙 平行反射（镜面反射） 光最强；表面粗糙——漫射，光柔和（反射 漫射， 平行反射 漫射 光柔和（ 光强一致）或产生闪光效应（有峰值漫射） 光强一致）或产生闪光效应（有峰值漫射）。 ③纤维结构与含杂。蚕丝的特殊光泽与它的层状结构有关。成熟度高 纤维结构与含杂。蚕丝的特殊光泽与它的层状结构有关。 的棉纤维比成熟度低的光泽好。水分使光泽下降，颜色浓度上升， 的棉纤维比成熟度低的光泽好。水分使光泽下降，颜色浓度上升，表面上 的油、蜡等其他成分也会使光泽发生变化。 的油、蜡等其他成分也会使光泽发生变化。 ④纤维彼此排列的平顺程度。 纤维彼此排列的平顺程度。