第六章纺织材料的吸湿性

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第六章纺织材料的吸湿性
第二节 大气条件与纤维吸湿
一、吸湿平衡与平衡回潮率(时间对回潮率的影响) 1.吸湿平衡
当进入纤维中的水分子数量多于从纤维内逸出 的水分子数时,纤维的回潮率增加,即吸湿,反之, 则为放湿。当吸放湿速度相同时就达到了吸湿平衡。 2.平衡回潮率
纤维材料在一定的大气条件下,吸、放湿作用达 到平衡稳定的回潮率,称~。分为吸湿平衡回潮率 和放湿平衡回潮率。
天然纤维因含有杂质及伴生物,纤维的公定 回潮率和纱线的公定回潮率常不一致。
常见纤维的公定回潮率如下表。
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几种常见纤维的公定回潮率
纤维种类
原棉 棉纱 洗净毛 同 质 异质 毛条 干梳 油梳 精梳落毛 山羊绒
公定回潮 率(%) 11.1 8.5
16
15 18.25 19 16 15
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•亲水基团:-COOH-,-NH2 ,-OH, -CONH
l 棉、粘胶: -OH;
•棉
羊毛:-CONH,-COOH,-NH2,-OH 蚕丝:-CONH,-COOH(少),-NH2,-OH
•羊毛
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•亲水基团:-COOH-,-NH2 ,-OH, -CONH
l 维纶:-OH;
(2)曲线都呈反S形。表明吸湿机理基
本一致。 0-15% 斜率大,吸湿速率快,极性基
团吸水。 15%-70% 斜率小,吸湿速率慢,间接
吸附水。 70%-100%斜率大,吸湿速率快,吸湿
膨胀。
(3)纤维种类不同,曲线的高低不 同。表明各种纤维的平衡回潮率在相同的湿
度条件下是不同的。
第六章纺织材料的吸湿性
第六章纺织材料的吸湿 性
2020/11/28
第六章纺织材料的吸湿性
第一节 吸湿指标和吸湿机理
一、吸湿指标 (一)回潮率与含水率
1. 回潮率: 2. 含水率:
G —纺织材料湿重; G0—纺织材料干重。 3. 换算:
W=M/(1-M), M=W/(1+W) G=G0/(1-M), G=G0×(1+W)
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• a-b,c-d都处于吸湿等 温线和放湿等温线之间。 • 纤维的实际平衡回潮率 处于两条线之间的某一值, 通常讲的平衡回潮率是指理 论平衡回潮率,即两曲线的 中间值。
纤维的吸湿滞后现 象
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3.吸湿滞后产生的原因 一般认为,吸湿时大分子间的连接点被迫拆
纤维内的孔隙越多越大,水分子越易进入, 纤维的吸湿能力越强。粘胶比棉疏松,吸湿能力 比棉高。
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(四)纤维内的伴生物和杂质
纤维的各种伴生物和杂质对吸湿能力也有影响。 Ø a.棉纤维中有含氮物质、果胶(易吸水);棉蜡、
脂肪(不易吸水)等; Ø b.羊毛表面的油脂(拒水); Ø c.麻纤维的果胶和蚕丝中的丝胶; Ø d.化学纤维表面的油剂;
• 纤维1:回潮率W1,湿重混比g1,干重混比g0 • 纤维2: 回潮率W2,湿重混比100-g1,干重混比100-g0 • 计算公式:
P326公式有误!
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例:T实际回潮率0.3%,粘胶实际回潮率12 %,为使二者干重混纺比为65/35,求涤粘的 湿重混纺比。
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3.吸、放湿平衡回潮率与时间的关系 (1)都是对数曲线; (2)起始段快,以后减慢直至平衡; (3)吸湿平衡所需时间小于放湿平衡所需时间; (4)吸放湿平衡回潮率不等。
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二、温度恒定,相对湿度与平衡回潮率的关系 (大气湿度对回潮率的影响)
1.吸湿等温线和放湿等温线
••[CH2-CH]n

OH
l 腈纶:-CN 强极性; ••[CH2-CH]n

CN
l 锦纶:-CONH
• [NH (CH2)6-NHCO-(CH2)4 CO]n
l 涤:含-COO-、-CH2-,其吸水性弱
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水分子在纤维中的存在形式 (1)直接水:亲水性基团直接吸着的水 (2)间接水:直接水本身因具有极性而再吸着的水
如,棉聚合度10000,回潮率8.5%;粘胶聚合度 500左右,回潮率13%。
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(三)纤维的Байду номын сангаас表面积和内部孔隙
1. 比表面积 单位体积的纤维所具有的表面积,称~。比表
面积大,表面吸附作用越强,吸湿性越好。细纤 维比粗纤维比表面积大、回潮率大。 l表面吸附:材料表面的分子比内部分子有多余的 能量(称表面能),具有吸附作用,能吸收大气 中的水分子。 2.内部孔隙
纺织材料在公定回潮率时的重量叫“标准重 量”,也称“公定重量”。
•式中:Ga-称见重量(实际湿重);

Wa-实际回潮率;

G0-干重。
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• 通常所说的,如65/35的涤棉混纺纱,是干重 混纺比,即各种纤维的干重占两种纤维总干重的 比例。而两种纤维的实际回潮率不同,混纺纱吸 湿后各纤维的湿重不同,故各湿重占混纺纱总湿 重的比例不同。 • 混纺纱干重混纺比折算成湿重混纺比:
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3.原来回潮率的大小 从放湿达到平衡时的回潮率要高于从吸湿达
到的回潮率。 4.空气流速的影响
当空气流速快时,纤维的平衡回潮率降低。
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第四节 吸湿性对纺织材料的影响
一、对重量的影响 纤维材料的重量随吸着水分量的增加而成
比例地增加。
二、对长度和横截面积的影响 吸湿后纤维体积膨胀,且横向膨胀远远大
2.曲线特点 温度愈高,平衡回潮率愈低。但在高温高湿的
条件下,平衡回潮率略有增加。
• 羊毛和棉的吸湿等湿线
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五、影响回潮率的外因(总结) 1.温度
温度升高,平衡回潮率下降。 2.相对湿度
温度一定,相对湿度越高,纤维吸湿越大。 亲水性纤维,相对湿度的影响是主要的,疏 水性纤维,温度的影响明显。
烘箱法、红外线辐射法、高频加热干燥法、 吸湿剂干燥法等。
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l混合材料或混纺纱的公定回潮率:
•式中:Wi—纯纺材料的公定回潮率;

Pi—干重混纺比,以百分数表示。
•例:求T65/C35混纺纱的公定回潮率。 • (涤Wk=0.4%,棉Wk=8.5%)
P325公式有误!应把括号前的“100”去掉。

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(四)标准重量Gk (公定重量)
于纵向膨胀。 原因:大分子沿轴向排列,吸湿后分子间
距增大;大分子构型改变。
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• 纤维吸湿膨胀的各向异性,会导致织物变厚、 变硬并产生收缩,干燥后仍无法恢复。
织物吸湿前后织物结构的变化
•缩水的利弊? •弊:织物变小、变短; •利:制作雨衣、水龙带。
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三、对密度和体积的影响 开始密度随着回潮率
吸湿等温线与温度有密切的依赖性,所以 一般是在标准温度下试验所得。不同温度时的 吸湿等温线以棉为例,如下图所示。
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三、吸湿滞后性(原有的湿度对平衡回潮率的影响)
1.定义 同样的纤维材料在一定的大气温湿度条件下,
从放湿达到平衡的回潮率大于从吸湿达到的平衡 回潮率,这一性能称为材料的吸湿滞后性,也称 吸湿保守现象。
例:T实际回潮率0.3%,粘胶实际回潮率12%, 为使二者干重混纺比为65/35,求涤粘的湿重 混纺比。
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二、吸湿机理(影响吸湿的内因) (一)亲水基团的作用
亲水基团是影响吸湿性的最本质因素,数量越 多,极性越强,纤维的吸湿能力越高。 亲水基团:-COOH-,-NH2 ,-OH, -CONH(酰胺基)
(2)车间温湿度调节 l纤维处于放湿时: 车间的湿度<规定值 l纤维处于吸湿时: 车间的湿度>规定值
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四、湿度恒定温度与平衡回潮率的关系 (温度对回潮率的影响)
1. 吸湿等湿线 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。
•羊毛和棉的吸湿等湿线
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纤维种类
桑蚕丝 柞蚕丝
亚麻
苎麻 洋麻 黄麻 生麻 熟麻 大麻
兔毛
15
粘胶
公定回潮 率(%) 11 11
12
16.28 14.94 19.05 14.94 14.94
13
纤维种类
涤纶 锦纶
腈纶
维纶 氯纶 丙纶 醋酯纤维 铜氨纤维
玻璃纤维
公定回潮率 (%) 0.4 4.5
2.0
5.0 0.5 1.0 7.0 13.0 2.5(石蜡乳 剂含量)
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(二)标准回潮率 标准回潮率:
纺织材料在标准大气条件下放置一段时间后 所达到的平衡回潮率。
标准大气条件: 温度--20℃±1℃; 相对湿度--65%±2%
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(三)公定回潮率(Wk) 公定回潮率:
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。(纯粹是为工作 方便而选定的,接近但不是标准回潮率)。
因内部结构不同。 1.结晶度 大,吸湿性小(吸湿主要发生在无定形区)。
如:棉经丝光后,因结晶度降低使吸湿性增加; 棉结晶度70%左右,粘胶结晶度30%左右,粘
胶吸湿性好于棉。
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2.取向度 对材料的吸湿性几乎无影响。
3.聚合度 增大,游离基团减小,吸湿性减小。
纤维吸、放湿与时间的关系 第六章纺织材料的吸湿性
2. 吸湿滞后性曲线
纤维的吸湿滞后现象
• 同一纤维的吸湿等温线 与放湿等温线并不重合,而 形成吸湿滞后圈。 • 湿滞的差值(吸湿滞后性造 成的差值)与纤维的吸湿性有 关,吸湿性好,差值大。 • 湿滞差值的大小还与纤 维原有的回潮率有关。如图 中b→b1(由吸湿状态重新放湿), a→a1(由放湿状态重新吸湿)。
现为分子本身的断裂,水分对纤维大分子间结合 力的减弱不明显,而一些大分子链上的缠结被拆 开,受力分子链增加,强力提高。
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2.对断裂伸长的影响 W增加,伸长有所增加。原因在于纤维断裂时
大分子的滑移。 3.对摩擦系数的影响
随吸湿的增大,摩擦系数增大。
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五、对热学性质的影响
吸湿等温线:在大气压力和温度不变的条件下, 纤维材料因吸湿而达到的平衡回潮率与大气相对 湿度的关系曲线。
放湿等温线:在大气压力和温度不变的条件下, 纤维材料因放湿达到的平衡回潮率与大气相对湿 度的关系曲线。
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2. 吸湿等温线的特点:
(1)曲线呈上升趋势。表明随着相对
湿度的增大,回潮率增大。
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六、对电学性质的影响 回潮率增大,质量比电阻下降,减缓静电现象。
七、对光学性质的影响 回潮率升高时,纤维的光折射率下降。
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第五节 吸湿性的测试方法
一、直接测试方法 直接获取纤维中水分重量的测量方法称为直
接测量法,即称取材料的实际重量和驱除水分后 的重量求得。驱除材料中水分方法:
开,而与水分子形成氢健结合;放湿时,由于大 分子上较多的极性基团对水分子的吸引,阻止水 分子的离去,造成放湿时的平衡回潮率大。
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4.吸湿滞后对实际工作的指导意义 (1)预调湿 l调湿:实验前将试样在标准状态下放置一定时间, 使达到平衡回潮率。 l预调湿:预先将材料在较低的湿度下去湿,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。
的增大而增大,以后随着 回潮率的增大而减小。
•纤维密度随回潮率的变化
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四、对机械性质的影响
1.对强力的影响 一般纺织材料强力随吸湿增大而减小(棉、麻
除外),粘胶湿强下降非常显著。 水分子进入之后拆开了大分子之间的交联,分
子间力减小,大分子易滑脱,故强力降低。 棉、麻聚合度、结晶度较高,纤维断裂主要表
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间接吸收的水分子存在于纤维内部的微小间隙 中成为微毛细水,当湿度很高时,间接吸收的水 分子可以填充到纤维内部较大的间隙中,成为大 毛细水,大毛细水的结合力除氢键引力以外包括 范德华力、表面张力等,所以结合力小。
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(二)内部结构的影响 化学组成相同的纤维,吸湿性不一定相同,
1.吸湿放热 纤维在吸湿时会放出热量,这是由于运动
中的水分子被纤维大分子吸附时,水分子会将 动能转化成热能而释放。 2.指标 l 吸湿微分热:纤维在给定回潮率下吸着1g水 放出的热量。 l 吸湿积分热:1g干燥纤维从某一回潮率吸湿 达到完全润湿,所放出的总热量。
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3.应用 (1)吸湿放热与保暖性 (2)吸湿放热与纺织材料储存 (3)吸湿放热与热工计算
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