第六章 纺织纤维的吸湿性

第六章纺织纤维的吸湿性
1、名词解释：
回潮率：湿重对干重之差与干重的百分率
含水率：含水率是水重占纤维湿重的百分率
平衡回潮率：
公定回潮率：
标准回潮率：
公定重量：
吸湿平衡：
吸湿等温线：在大气压力和温度一定且不变的条件下，材料的吸湿平衡回潮率随相对湿度变化的曲线
吸湿等湿线：相对湿度一定时，平衡回潮率随温度变化的曲线
吸湿滞后性：在同一空气条件下，纺织材料吸湿平衡回潮率比放湿平衡回潮率小的现象叫吸湿滞后性
标准大气条件：
吸湿积分热：
吸湿微分热：
4、为什么平衡回潮率的值是一个范围值？
由于纺织材料的吸湿滞后性，使得从不同状态到达平衡状态时的回潮率不尽一致，所以是一个范围值，即在一定范围内的变化。

5、试述纺织材料的吸湿机理。

（一）亲水基团及其作用：
纤维大分子上是否存在亲水性基团，是决定纤维吸湿性能的决定性因素。

极性基团的多少、极性的强弱、结构状态等综合影响吸湿性，
（二）结晶度（结晶区与非结晶区的比例）
实验证明：纤维的吸湿作用主要发生在非结晶区，这是肯定的，水分能否进入结晶区，目前尚有争议，但水分进入结晶区的量是很少的。

除结晶度影响纤维的吸湿性以外，在相同的结晶度条件下，晶型和晶粒的大小对吸湿也有影响，一般来说，晶粒小，吸湿性大。

（三）比表面积：
单位体积的纤维所具有的表面积。

比表面积越大，吸湿能力愈强。

（四）伴生物的性质和含量
6、影响纤维吸湿的内外因素各有哪些？一般的影响规律如何？
影响吸湿性的外界因素：
一、吸湿平衡与平衡回潮率（时间）：
吸湿平衡是动态的，其稳定性很差，而且是自动进行的，外界条件一变，平衡就立即遭到破坏，而且要达到新的平衡需一定的时间。

二、吸湿等温线（温度）：
在大气压力和温度一定且不变的条件下，材料的吸湿平衡回潮率随相对湿度变化的曲线。

各种纤维的平衡回潮率在相同的湿度条件下是不同的，这是材料本身的差异造成的。

不同的纤维具有不同的吸湿等温线，但我们可以看到它们的曲线形状都呈反S形，反S形的明显程度是有一些差异，但它们的吸湿机理应当说在本质上基本一致的。

在开始阶段，自由的极性基团较多，以化学吸附为主，随着相对湿度的提高，化学吸着水迅速增加而后趋于稳定。

毛细吸收水在开始阶段增加的缓慢，当相对湿度较大时，毛细水迅速增加，这主要是水分子进入较大的孔隙，加上纤维的膨化，水气分压的增加，表面吸附能力的增加，使得毛细水和表面凝结水大量增加，曲线快速上升。

对于化学纤维，由于它的大分子亲水基团少，结构紧密，使化学吸着水（直接吸数）和毛细吸数水量都少，使反S形不明显。

吸湿等温线与温度有密切的关系，温度不同，吸湿等温线的形状位置就会发生变化。

三、吸湿滞后性（湿历史）：
在同一空气条件下，纺织材料吸湿平衡回潮率比放湿平衡回潮率小的现象叫吸湿滞后性（或叫吸湿保守性，吸湿滞后现象）。

四、吸湿等湿线（温度的影响）：
相对湿度一定时，平衡回潮率随温度变化的曲线。

当纤维周围空气的温度较高时，水分子逸出纤维的动能增加，容易离开纤维，纤维的平衡回潮率较小，一般是温度越高，回潮率越小，但在高温高湿时，由于纤维的热膨胀等原因，随温度的增高纤维回潮率会略有增加。

7、为什么粘胶纤维的吸湿能力大于棉，合成纤维的吸湿能力低于天然纤维？
由于棉纤维的聚合度、结晶度、分子排列的整齐程度均较粘胶纤维好，而且表面有有一层拒水的棉蜡，所以所以粘胶纤维的吸湿性大于棉。

合成纤维的吸湿能力低于天然纤维，其主要原因是合成纤维的亲水性基团很少，甚至不含，结构有较均匀致密，缝隙孔洞极少。

8、常见纤维的吸湿能力大小是怎样的？
常见纤维的吸湿能力从高到底的顺序：毛，粘，麻，丝，棉，维，锦，腈，涤，丙9、试解释吸湿等温线的变化规律。

吸湿等温线：在大气压力和温度一定且不变的条件下，材料的吸湿平衡回潮率随相对湿度变化的曲线。

变化规律：在开始阶段，自由的极性基团较多，以化学吸附为主，随着相对湿度的提高，化学吸着水迅速增加而后趋于稳定。

毛细吸收水在开始阶段增加的缓慢，当相对湿度较大时，毛细水迅速增加，这主要是水分子进入较大的孔隙，加上纤维的膨化，水气分压的增加，表面吸附能力的增加，使得毛细水和表面凝结水大量增加，曲线快速上升。

对于化学纤维，由于它的大分子亲水基团少，结构紧密，使化学吸着水（直接吸数）和毛细吸数水量都少，使反S形不明显。

吸湿等温线与温度有密切的关系，温度不同，吸湿等温线的形状位置就会发生变化。

10、材料吸湿测试的方法有哪些？各有何特点？
测量方法很多，可分为直接法与间接法
一、直接法：所谓直接法就是根据吸湿指标的定义，直接测量出公式中的各个参数：G 干，G湿，直接法的关键在于：烘干和称重。

二、间接测定法：所谓间接法是利用某引起物理量，如电阻，介电系数，外来辐射的吸收等和材料回潮率间的关系间接测得回潮率。

11、吸湿平衡的概念是什么？它有什么特点？举例说明人们在科研，生产或者生活中式如何利用这些特点。

从宏观程度上看是回潮率逐渐达到了稳定，而实际上是同一时间进入和逸出纤维的水分量达到了平衡。

其特点在于：它是动态的、自发的、需要时间的、自快到慢的。

如科研中或试验前对试样的调湿和预调湿过程；衣物的晾干。

12、吸湿滞后现象和原因如何？一般规律如何？举例说明在生活或者生产中人们如何利用“吸湿滞后”的规律。

吸湿平衡回潮率小于放湿平衡回潮率的现象叫做吸湿滞后性。

产生滞后性的主要原
因是：纤维固体表面膜和内部结构的变形阻力均对吸湿和放湿构成阻碍，是水分子难以自由出入，从而产生滞后现象。

一般情况下，纤维的吸湿性越好，吸湿滞后现象越显著；原有的回潮状态与平衡状态差异越大，吸湿滞后越显著。

如生产中对过湿纤维采用比正常低的大气湿度。

13、为什么必须将纤维放在标准温湿度条件下一定时间调湿后才可进行物理性能的测试？当纤维含水较多时还需先经预调湿？为什么纺织材料的试验方法规定试样必须由吸湿过程达到平衡回潮率？
因为回潮率的高低对纤维的机械性能影响很大，所以在标准状况下测试才有可比性，同时只有达到吸湿平衡才可测试，所以应放置一定时间以减少回潮率带来的影响。

由于放湿平衡回潮率比吸湿平衡回潮高，在相同的测试环境中由于含湿量的不同，是测试误差增大，所以应进行与调湿。

对于某些回潮率影响大的性能测量，为了取得一致或差异很小的回潮状态，消除回潮波长带来的影响，所应规定应从吸湿过程达到平衡。

14、对比棉纤维和粘胶纤维在吸湿性能上的差异。

及对比合成纤维和天然纤维吸湿性大小。

并简述其原因。

由于棉纤维的聚合度、结晶度、分子排列的整齐程度均较粘胶纤维好，而且表面上又有一层拒水的棉蜡，所以棉纤维的吸湿性比粘胶纤维差。

合成纤维的吸湿性比天然纤维差，其主要原因是合成纤维的亲水基团很少，甚至不含，结构有较均匀致密，缝隙孔洞极少。

15、从常见纤维的吸湿微分热和吸湿微分积分热变化曲线你能总结出几条规律？并说明为什么会有这种规律。

从各种纤维的吸湿积分热和吸湿微分热曲线中可以看出，曲线形状态基本相同----吸湿过程与机理基本相同；在数量上各曲线有一定的差异----吸湿情况不同；回潮率约定放出的热量越多----直接吸着水放出的热量大；各纤维间的吸湿积分热差异很大----吸湿能力不同。