第8章纤维材料的热学光学电学性质
合集下载
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、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· ℃
第七章 纤维材料的热学、光学、电学性质
纤维材料的热学、光学、电学性质1 热学性质2 光学性质3电学性质内容提要：常用热学指标；纤维的热力学性质、热定形及抗热破坏性质（耐热性、热稳定性、燃烧性、熔孔性、热收缩等）；纤维的色泽、双折射、耐光性、紫外荧光；纤维的电阻、静电。
重点难点：保暖性，热力学三态与热定形，热破坏温度，燃烧性；双折射、耐光性；电阻、静电序位及测试。
难点在纤维这些性质的综合表现。
解决方法：理清概念的层次关系，结合实际产品的分析，建立概念体系和思维方法。
第一节热学性质一、热学指标（一）比热C质量为一克的纺织材料，温度变化1℃所吸收或放出的热量。
单位：焦尔/克·度。
纤维的比热值是随环境条件的变化而变化的，不是一个定值。
同时，又是纤维材料、空气、水分的混合体的综合值。
比热值的大小，反映了材料释放、贮存热量的能力。
或者温度的缓冲能力。
（二）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。
单位：焦/米·度·时，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。
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（画图说明）（三）绝热率T它反映的是材料的隔热能力——保暖性，此值越大，说明该材料越保暖。
二、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，要么结晶不被破坏的呈结晶态。
对无定形区来讲，热力学状态大致有三个：玻动态、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。
（一）熔点Tm熔点是纤维的重要热性质之一，也是一个结构参数。
我们知道低分子结晶体的熔化是一个相的转变过程，由结晶态（晶相）变成熔融态（液相），而且相的转变在很窄的温度范围内进行，所以叫熔点。
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
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
共九十页
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
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
共九十页
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·℃
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。
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。
第8章-纤维材料热学光学电学性质
8.1.1 常用热学指标
（2）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。 单位：J/m·℃·h。在数值上为在传热方向纤维材料厚度为1m,面积为1m2， 两个平行表面之间的温差为1℃，1h（物理学上常定义为1s）内通过材 料传导的热量焦耳数。
导热系数也称热导率，其倒数 称为热阻 。
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。 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 ——平行反射（镜面反射），光最强；表面粗糙——漫射，光柔和（反射 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 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。 ④纤维彼此排列的平顺程度。
8.2.3 耐光性和光防护
所谓光防护是指纤维制品阻隔红外或紫外光的透射，防止红外或紫外 线对人体产生破坏的性能。
纤维 棉 羊毛 亚麻、大麻 粘胶纤维 腈纶 蚕丝 锦纶 涤纶
日晒时间（h） 940 1120 1100 900 900 200 200 600
强度损失率（%） 50 50 50 50
16～25 50 36 60
8.3.2 纤维的静电特性
(1) 静电的产生与积累
两个电性不同的物体因相互接触或摩擦后分开时，在两个物体的 接触表面上会产生静止电荷（一个带正电荷，另一个带负电荷），这 种现象称之为静电现象。
实践表明：往往是介电系数大者常积聚正电荷；表面物质呈酸性 者常积聚负电荷；表面物质呈碱性者常积聚正电荷。不同区域的摩擦 剧烈程度不同、温度不同，也会产生不同电荷积聚。
研究表明：引起皮肤癌的主要波段为UV—B，其典型光谱为297nm，起 作用强度大约是UV—A区的1000倍，而紫外线UV—C区的作用虽然也很强， 但因其绝大部分受到臭氧层和空气介质的阻隔而难以到达地面。因此防紫 外线面料的功效主要体现在对UV—A区和UV—Ｂ区紫外线起到有效的遮蔽 作用，尤其是要遮蔽UV—B区。
（2）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。 单位：J/m·℃·h。在数值上为在传热方向纤维材料厚度为1m,面积为1m2， 两个平行表面之间的温差为1℃，1h（物理学上常定义为1s）内通过材 料传导的热量焦耳数。
导热系数也称热导率，其倒数 称为热阻 。
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。 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 ——平行反射（镜面反射），光最强；表面粗糙——漫射，光柔和（反射 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 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。 ④纤维彼此排列的平顺程度。
8.2.3 耐光性和光防护
所谓光防护是指纤维制品阻隔红外或紫外光的透射，防止红外或紫外 线对人体产生破坏的性能。
纤维 棉 羊毛 亚麻、大麻 粘胶纤维 腈纶 蚕丝 锦纶 涤纶
日晒时间（h） 940 1120 1100 900 900 200 200 600
强度损失率（%） 50 50 50 50
16～25 50 36 60
8.3.2 纤维的静电特性
(1) 静电的产生与积累
两个电性不同的物体因相互接触或摩擦后分开时，在两个物体的 接触表面上会产生静止电荷（一个带正电荷，另一个带负电荷），这 种现象称之为静电现象。
实践表明：往往是介电系数大者常积聚正电荷；表面物质呈酸性 者常积聚负电荷；表面物质呈碱性者常积聚正电荷。不同区域的摩擦 剧烈程度不同、温度不同，也会产生不同电荷积聚。
研究表明：引起皮肤癌的主要波段为UV—B，其典型光谱为297nm，起 作用强度大约是UV—A区的1000倍，而紫外线UV—C区的作用虽然也很强， 但因其绝大部分受到臭氧层和空气介质的阻隔而难以到达地面。因此防紫 外线面料的功效主要体现在对UV—A区和UV—Ｂ区紫外线起到有效的遮蔽 作用，尤其是要遮蔽UV—B区。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
Thank You
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。
1克罗=4.3×10-2℃·m2·h/J
（5）保暖率
保暖率是采用恒温原理的织物保暖仪测得的指标，是指在保持热体 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。该数值越大，说明该织物 的保暖能力越强。
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，纺织材料 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。
(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
LOIO2ON 2体 2的 积 体积100%
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。 （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。 （2）光泽：反射可见光的能力。
导热系数也称热导率，其倒数 称为热阻 。
纤维本身的导热系数由于纤 维结构的原因呈现各向异性。
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 。
λ δk
纤维层
空 气
δ
8.1.1 常用热学指标
(3) 绝热率
绝热率表示纤维材料的隔绝热量传递保持温度的性能。它常常通过
（Ω·cm） （ Ω ·g/cm2） （ Ω）
(2) 影响纤维电阻的因素
① 相对湿度 P476～P477，湿度上升，电阻下降。 ② 温度 温度上升，电阻下降。 ③ 含杂 杂质往往使电阻降低。（化纤油剂就可以降低电阻） ④ 其他因素 纤维集合体的形状、体积重量、纤维排列状况、测 试电压、时间、电极形状等均对电阻有影响。
8.3.2 纤维的静电特性
(1) 静电的产生与积累
两个电性不同的物体因相互接触或摩擦后分开时，在两个物体的 接触表面上会产生静止电荷（一个带正电荷，另一个带负电荷），这 种现象称之为静电现象。
实践表明：往往是介电系数大者常积聚正电荷；表面物质呈酸性 者常积聚负电荷；表面物质呈碱性者常积聚正电荷。不同区域的摩擦 剧烈程度不同、温度不同，也会产生不同电荷积聚。
第8章-纤维材料的热学、光学、电学性质..
8.1.1 常用热学指标
（2）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。 单位：J/m·℃·h。在数值上为在传热方向纤维材料厚度为1m,面积为1m2， 两个平行表面之间的温差为1℃，1h（物理学上常定义为1s）内通过材 料传导的热量焦耳数。
8.2.2 折射与双折射
一般透明或半透明物体受倾斜方向的一条入射光照射时，在物体表面 会分成一条反射光和一条折射光，其反射角、折射角分别遵从反射定律和 折射定律。
纺织纤维大多都属于单轴晶体，所以当一束光线照射时，进入纤维内
的折射光会分成方向不同的两条折射线----发生双折射。分别用n∥ 和n⊥ 表示，（n∥－n⊥）称为双折射率。
8.1.5 热收缩
合成纤维因受热的作用而产生的收缩。产生收缩的原因：(1)定形效 果不好，有残余内应力存在；(2)分子链比较伸展，各键节、键段的无规 运动，使大分向内卷缩。用收缩率表示。（如汽蒸收缩率、沸水收缩率 等）。
8.1.6 熔孔性 (1) 概念
织物接触到热体而熔融形成孔洞的性能——熔孔性。织物抵抗熔孔 现象的性能叫抗熔孔性。
8.2.4 紫外荧光
纤维在受到紫外线照射时，会发出在可见光范围内的光，称之为紫外 荧光。各种纺织纤维具有不同颜色的荧光，可用来鉴别纤维，产品开发。
8.3 电学性质
8.3.1 纤维的绝缘性能
பைடு நூலகம்
(1) 常用指标
① 体积比电阻：ρV=R•S/L ② 质量比电阻：ρm=d•ρV ③ 表面比电阻：ρS=R•W/L
绝热率数值越大，说明该材料的保暖性越好。实际测试中，为了方 便和结果的稳定可靠，常常使用两只饮料易拉罐作为容器，加入同质量 和温度的水，测量经过一定时间后的温差。应当注意的是对于欲比较保 暖性的纺织品应该在相同的实验环境中进行,最好在标准大气中。
8.1.1 常用热学指标
（4）克罗值
克罗值是国际上经常采用的一个表示织物隔热保温性能的指标，同 时也可以表示织物在人穿着过程中的热舒适性。它的定义是在温度为 20℃，相对湿度不超过50%，空气流速不超过10cm/s的环境中，一个人 静坐并感觉舒适时衣服所具有的热阻，称为1克罗。
（2）热力学曲线
对于结晶体，热力学状态以熔 点为界分为两个状态。
对于非结晶体，热力学状态一 般分为三个状态——玻璃态、高弹
态、黏流态。用玻璃化温度Tg、黏 流温度Tf来划分。
黏 流 态
Tg
Tf
8.1.3 热定形
（1）概念
定形是指使纤维（包括纱、织物）达到一定的（所需的）宏观形态 （状），再尽可能地切断大分子间的联结，使大分子松弛，然后在新的 平衡位置上重新建立尽可能多的分子之间的联结点的处理过程。热定形 则是指在热的作用下（以加热、冷却的手段进行大分子之间联系的切断 和重组）进行的定形。
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。 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 ——平行反射（镜面反射），光最强；表面粗糙——漫射，光柔和（反射 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 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。 ④纤维彼此排列的平顺程度。
在常用纤维中，羊毛、麻、蚕丝、涤纶等防紫外功能较好，而棉、 粘胶、锦纶、腈纶等的防紫外功能较差。当然，纱线的结构、织物的密度 和厚度、颜色等对紫外防护也有影响。
8.2.3 耐光性和光防护
国家标准GB/T 18830《纺织品 防紫外线性能的评定》规定，当 纺织品的紫外线防护系数UPF≥30，透过率T≤5％时，可称为“防紫外线 产品”。只有当紫外线防护系数UPF和透射比T两项指标都符合标准要求 时，才算是合格的防紫外线产品。目前，防晒纺织品主要有以下4种类型， 纤维内嵌入紫外线吸收材料(纺丝时加入防紫外材料) ，织物防紫外线印 染整理，织物表面加金属涂层，织物表面加非金属物涂层。
可以这样理解UPF的意义，比如UPF值为50，就说明有1/50的紫外线可 以透过织物。UPF值越高，就说明紫外线的防护效果越好。在国家标准中 纺织品的UPF值最高的标识是50＋，也就是UPF>50。因为UPF大于50以后， 对人体的伤害影响就可以忽略不计了。一般UPF值在15～24时称为良好， 在25 ～ 39时称为非常好，40 ～ 50或以上者称为优良。
降温法测得，将被测试样包覆在一热体外面，另一个相同的热体作为参
比物（不包覆试样），同时测得经过相同时间后的散热量分别为Q1和Q0 ，则绝热率T为：
TQ 0Q 1100% t0t1100%
Q 0
t0
其中：Δt0 ——不包覆试样的热体单位时间温度下降量（温差）； Δt1 ——包覆试样的热体单位时间温度下降量（温差）。
8.3.2 纤维的静电特性
(3) 表述静电特性的指标
A.静电压 B.电荷半衰期 C.表面电导率（即表面比电阻的倒数） D.表面电荷量 E.吸灰高度
(4) 消除静电的常用方法
A.加湿 B.加表面活性剂 C.改善机件的摩擦和导电 D.不同原料合理搭配 E.采用抗静电纤维 F.其他
携手共进，齐创精品工程
紫外线透过率(也叫透射率)T的定义为覆盖有试样时的紫外线辐照度 占无试样时的紫外线透射辐照度的百分率。根据紫外线区段的不同可分为 UV-A区段透射率TUVA和UV-B区段透射率TUVB。
8.2.3 耐光性和光防护
紫外线防护系数UPF（Ultraviolet protection factor）的定义为：皮肤 无织物保护时产生红斑所需紫外线的最小辐照度与能量与产生红斑的最小 辐照度的紫外线透过织物的辐照度的比。
8.2.3 耐光性和光防护
所谓光防护是指纤维制品阻隔红外或紫外光的透射，防止红外或紫外 线对人体产生破坏的性能。
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。
Thank You
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。
1克罗=4.3×10-2℃·m2·h/J
（5）保暖率
保暖率是采用恒温原理的织物保暖仪测得的指标，是指在保持热体 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。该数值越大，说明该织物 的保暖能力越强。
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，纺织材料 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。
(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
LOIO2ON 2体 2的 积 体积100%
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。 （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。 （2）光泽：反射可见光的能力。
导热系数也称热导率，其倒数 称为热阻 。
纤维本身的导热系数由于纤 维结构的原因呈现各向异性。
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 。
λ δk
纤维层
空 气
δ
8.1.1 常用热学指标
(3) 绝热率
绝热率表示纤维材料的隔绝热量传递保持温度的性能。它常常通过
（Ω·cm） （ Ω ·g/cm2） （ Ω）
(2) 影响纤维电阻的因素
① 相对湿度 P476～P477，湿度上升，电阻下降。 ② 温度 温度上升，电阻下降。 ③ 含杂 杂质往往使电阻降低。（化纤油剂就可以降低电阻） ④ 其他因素 纤维集合体的形状、体积重量、纤维排列状况、测 试电压、时间、电极形状等均对电阻有影响。
8.3.2 纤维的静电特性
(1) 静电的产生与积累
两个电性不同的物体因相互接触或摩擦后分开时，在两个物体的 接触表面上会产生静止电荷（一个带正电荷，另一个带负电荷），这 种现象称之为静电现象。
实践表明：往往是介电系数大者常积聚正电荷；表面物质呈酸性 者常积聚负电荷；表面物质呈碱性者常积聚正电荷。不同区域的摩擦 剧烈程度不同、温度不同，也会产生不同电荷积聚。
第8章-纤维材料的热学、光学、电学性质..
8.1.1 常用热学指标
（2）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。 单位：J/m·℃·h。在数值上为在传热方向纤维材料厚度为1m,面积为1m2， 两个平行表面之间的温差为1℃，1h（物理学上常定义为1s）内通过材 料传导的热量焦耳数。
8.2.2 折射与双折射
一般透明或半透明物体受倾斜方向的一条入射光照射时，在物体表面 会分成一条反射光和一条折射光，其反射角、折射角分别遵从反射定律和 折射定律。
纺织纤维大多都属于单轴晶体，所以当一束光线照射时，进入纤维内
的折射光会分成方向不同的两条折射线----发生双折射。分别用n∥ 和n⊥ 表示，（n∥－n⊥）称为双折射率。
8.1.5 热收缩
合成纤维因受热的作用而产生的收缩。产生收缩的原因：(1)定形效 果不好，有残余内应力存在；(2)分子链比较伸展，各键节、键段的无规 运动，使大分向内卷缩。用收缩率表示。（如汽蒸收缩率、沸水收缩率 等）。
8.1.6 熔孔性 (1) 概念
织物接触到热体而熔融形成孔洞的性能——熔孔性。织物抵抗熔孔 现象的性能叫抗熔孔性。
8.2.4 紫外荧光
纤维在受到紫外线照射时，会发出在可见光范围内的光，称之为紫外 荧光。各种纺织纤维具有不同颜色的荧光，可用来鉴别纤维，产品开发。
8.3 电学性质
8.3.1 纤维的绝缘性能
பைடு நூலகம்
(1) 常用指标
① 体积比电阻：ρV=R•S/L ② 质量比电阻：ρm=d•ρV ③ 表面比电阻：ρS=R•W/L
绝热率数值越大，说明该材料的保暖性越好。实际测试中，为了方 便和结果的稳定可靠，常常使用两只饮料易拉罐作为容器，加入同质量 和温度的水，测量经过一定时间后的温差。应当注意的是对于欲比较保 暖性的纺织品应该在相同的实验环境中进行,最好在标准大气中。
8.1.1 常用热学指标
（4）克罗值
克罗值是国际上经常采用的一个表示织物隔热保温性能的指标，同 时也可以表示织物在人穿着过程中的热舒适性。它的定义是在温度为 20℃，相对湿度不超过50%，空气流速不超过10cm/s的环境中，一个人 静坐并感觉舒适时衣服所具有的热阻，称为1克罗。
（2）热力学曲线
对于结晶体，热力学状态以熔 点为界分为两个状态。
对于非结晶体，热力学状态一 般分为三个状态——玻璃态、高弹
态、黏流态。用玻璃化温度Tg、黏 流温度Tf来划分。
黏 流 态
Tg
Tf
8.1.3 热定形
（1）概念
定形是指使纤维（包括纱、织物）达到一定的（所需的）宏观形态 （状），再尽可能地切断大分子间的联结，使大分子松弛，然后在新的 平衡位置上重新建立尽可能多的分子之间的联结点的处理过程。热定形 则是指在热的作用下（以加热、冷却的手段进行大分子之间联系的切断 和重组）进行的定形。
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。 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 ——平行反射（镜面反射），光最强；表面粗糙——漫射，光柔和（反射 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 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。 ④纤维彼此排列的平顺程度。
在常用纤维中，羊毛、麻、蚕丝、涤纶等防紫外功能较好，而棉、 粘胶、锦纶、腈纶等的防紫外功能较差。当然，纱线的结构、织物的密度 和厚度、颜色等对紫外防护也有影响。
8.2.3 耐光性和光防护
国家标准GB/T 18830《纺织品 防紫外线性能的评定》规定，当 纺织品的紫外线防护系数UPF≥30，透过率T≤5％时，可称为“防紫外线 产品”。只有当紫外线防护系数UPF和透射比T两项指标都符合标准要求 时，才算是合格的防紫外线产品。目前，防晒纺织品主要有以下4种类型， 纤维内嵌入紫外线吸收材料(纺丝时加入防紫外材料) ，织物防紫外线印 染整理，织物表面加金属涂层，织物表面加非金属物涂层。
可以这样理解UPF的意义，比如UPF值为50，就说明有1/50的紫外线可 以透过织物。UPF值越高，就说明紫外线的防护效果越好。在国家标准中 纺织品的UPF值最高的标识是50＋，也就是UPF>50。因为UPF大于50以后， 对人体的伤害影响就可以忽略不计了。一般UPF值在15～24时称为良好， 在25 ～ 39时称为非常好，40 ～ 50或以上者称为优良。
降温法测得，将被测试样包覆在一热体外面，另一个相同的热体作为参
比物（不包覆试样），同时测得经过相同时间后的散热量分别为Q1和Q0 ，则绝热率T为：
TQ 0Q 1100% t0t1100%
Q 0
t0
其中：Δt0 ——不包覆试样的热体单位时间温度下降量（温差）； Δt1 ——包覆试样的热体单位时间温度下降量（温差）。
8.3.2 纤维的静电特性
(3) 表述静电特性的指标
A.静电压 B.电荷半衰期 C.表面电导率（即表面比电阻的倒数） D.表面电荷量 E.吸灰高度
(4) 消除静电的常用方法
A.加湿 B.加表面活性剂 C.改善机件的摩擦和导电 D.不同原料合理搭配 E.采用抗静电纤维 F.其他
携手共进，齐创精品工程
紫外线透过率(也叫透射率)T的定义为覆盖有试样时的紫外线辐照度 占无试样时的紫外线透射辐照度的百分率。根据紫外线区段的不同可分为 UV-A区段透射率TUVA和UV-B区段透射率TUVB。
8.2.3 耐光性和光防护
紫外线防护系数UPF（Ultraviolet protection factor）的定义为：皮肤 无织物保护时产生红斑所需紫外线的最小辐照度与能量与产生红斑的最小 辐照度的紫外线透过织物的辐照度的比。
8.2.3 耐光性和光防护
所谓光防护是指纤维制品阻隔红外或紫外光的透射，防止红外或紫外 线对人体产生破坏的性能。