第四章纤维吸湿

5）应用
调湿：将纺织材料直接放在标准状态下进行平衡。 如：纺纱前面包需要调湿。 预调湿： 为避免纤维因吸湿滞后性所造成的误差， 需预先将材料在较低的温度下烘燥（一 般为40～50 ℃去湿0.5～l h），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。 如：纤维材料的回潮率进行测试时，需要预调湿。



2.纤维的结晶度
纤维的结晶度越低，吸湿能力就越强。
水分子不能进入纤维的结晶区
粘胶皮层吸湿率13%PS粘胶芯层吸湿率11%？ 结晶区越小，吸湿性越好
结晶区小（微晶体积小），吸湿的表面积增大
再思考：棉PS粘胶？

3.纤维的聚合度 纤维的聚合度越小，吸湿越好
聚合度越小自由的极性端基数目越多
2.平衡回潮率：
平衡回潮率：纤维材料在一定大气条件下， 吸、放湿作用达到平衡态时的回潮率，即 吸湿平衡状态下的回潮率。
3.影响纤维吸湿平衡快慢的因素
纤维集合体堆砌的紧密程度高，所需时间 长 空气流速快，所需时间短 温度高，所需时间短 原回潮率与大气条件的差异大，所需时间 长

二、吸放湿等温线(T一定，W-RH%的关系)
1.定义：

吸湿等温线：在一定的大气压力和温度条件下， 分别将纤维材料预先烘干，再放在各种不同相对 湿度空气中，纤维材料因吸湿达到的平衡回潮率 与大气相对湿度的关系曲线；

放湿等温线：在一定的大气压力和温度条件下， 纤维材料在相对湿度100%的空气中达到平衡回潮 率后，在放在各种不同相对湿度空气中，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。
其中：
Wi（%）——混纺材料中第i种纤维的公定回潮率； Pi（%）——混纺材料中第i种纤维的干重混纺比。
常用纤维的标准状态下的回潮率和公定回潮率
纤维种类 原棉 苎麻（脱胶） 亚麻 黄麻 细羊毛 洗净毛 山羊毛 标准回潮率（％） 7~8 7~8 8~-11 12~16(生麻），9~13(熟麻） 15~17 --公定回潮率（％） 11.1 12 12 14 -15 15
影响是主要的； 对疏水性的合成纤维来说，温度对回潮率 的影响明显。
3.气压的影响
气压低，纤维回潮率低
第二节
大气条件与纤维吸湿
外在条件包括：气压；温度；相对湿度
一、吸湿平衡与平衡回潮率 1.吸湿平衡 纤维材料的含湿量随所处的大气条件而变化，直 到达到吸湿平衡（含湿量不变的状态）。 含湿量变化→纤维发生吸湿或放湿这一宏观变化 纤维吸、放湿是一个动态平衡的过程。 吸湿平衡：纤维在单位时间内吸收的水分和放出水分 在数量上接近相等。(是动态过程)

直接吸收水：由于纤维中亲水基团的作用而吸着的水 分子。 如: -0H, -COOH , -CONH- , -NH2
（纤维极性基团与水分子）结合力较强，放出热量较多， 能够使纤维大分子间距变大，影响纤维物理性能。 间接吸收水： 由于水分子的极性再吸着的水分子。 （水分子间）结合力较弱，放出热量较少，间接吸附 于纤维大分子上，属液态水，对纤维形态影响的主机 制。
在一般的情况下，随着空气和纤维材料温度
的提高，纤维的平衡回潮率将会下降。 2．相对湿度的影响 在一定温度条件下，相对湿度越高，空气中水 蒸气的压力越大，也即是单位体积空气内的 水分子数目越多，水分子到达纤维表面的机会 越多，纤维的吸湿也就较多。

在温度和湿度这两个因素：
对亲水性纤维来说，相对湿度对回潮率的
G涤湿 65 1 W涤实 65 （1+0.003） 65.195 = = = G粘湿 35 1 W粘实 35 （1+0.12） 39.42
二、纤维的吸湿机理
吸湿机理是指水分与纤维的作用及其附着 与脱离过程。 吸收水是纤维吸湿的主要原因。 吸收水——由于纤维中极性基团的极化作用 而吸着的水。 吸收水属于化学吸着，因此必然有放热反 应（可理解为分子动能的转化）。
羊毛和棉的吸湿等湿线
2.曲线一般规律：温度愈高，平衡回潮率愈低。但 在高温高湿的条件下，由于纤维的热膨胀等 原因， 平衡回潮率略有增加。
四、吸湿滞后性（吸湿保守现象）

1.纤维吸湿的过程
由表及里：表层亲水基团与水汽分子作用快； 纤维内部由于水蒸汽压差低，与水汽分子结合慢
相对湿度和 温度一定的 条件下
（4）公定重量 （公量）——贸易的度量 ——纺织材料在公定回潮率时的重量,也 叫标准重量。 (1 Wk %) Gk Go (1 Wk %) Ga (1 Wa %)
Gk 为纤维材料的公量(g) Ga G0 分别为纤维实际材料的湿重(g)和干重(g)
Wk
Wa
分别为纤维材料的公定回潮率和实际回潮率(%)
即便同种材料，纤维的结构不同，吸湿过程存在差异，能够 反应在吸湿曲线上。（结构→性质）
吸湿等温线与温度有密切的依赖性， 所以一般都是在标准温度下试验所得。 如果温度过高过低，即使同一纤维，吸 湿等温线的形状，也会有很大的不同。
三、吸湿等湿线（RH%一定，W-T的关系曲线) 1. 定义：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，称为吸湿等湿线。
干毛条
油毛条 桑蚕丝 粘胶纤维
--8~9 13~15
18.25
19 11.0 13
醋酯纤维
涤纶 锦纶6 锦纶66
4~7
0.4~0.5 3.5~0.5 4.2~4.5
7
0.4 4.5 4.5
腈纶
维纶 丙纶 氯纶
1.2~2.0
4.5~5.0 0 --
2.0
5 0 0
氨纶
--
1
天然纤维由于有杂质和伴生物，纱线的公 定回潮率与纤维的公定回潮率不一致。
第四节 吸湿对纤维性质的影响
一、 对重量的影响
Ga=Go*（100+Wa）/100
纤维吸湿导致纤维重量增加。
例题2
涤/粘混纺纱混纺比65/35，涤纶的实际回 潮率为0.3%，粘胶的实际回潮率为12%， 求湿重混纺比？ G涤干 65 = G湿 =G干 1 W实际 解：由已知条件 由于： G 35

粘干
G涤干 G涤湿 1 W涤实 65 = G粘干 G粘湿 1 W粘实 35
涤纶PS多微孔涤纶？ 5.纤维内部孔隙

纤维的内部孔隙多，比表面积大，吸湿好。

6.纤维内伴生物和杂质
纤维内伴生物的性质与含量会影响纤维的 吸湿性。
如：棉纤维中果胶 吸湿 棉纤维中蜡质 吸湿 脱脂棉吸湿 > 未脱脂棉 未成熟棉含果胶多，未成熟棉>成熟棉 丝胶利于吸湿 羊毛油脂拒水
（二）外界因素 1．温度的影响
第一节
吸湿指标及吸湿机理
一、纤ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的吸湿指标
1．回潮率与含水率
回潮率W：纺织材料中所含水分重量对纺织材料干 重的百分比。 含水率M：纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿 重的百分比。
Ga G0 回潮率W (%) 100 G0
Ga G0 含水率M (%) 100 Ga
式中：Ga纺织材料湿重；G0 纺织材料干重。
通常在较低温度（40-50℃）下烘燥去湿，而后在标准大气条件下
调湿24h以上，合成纤维调湿4h以上。
65±2%； 65±3%； 65±5%。
（3）公定回潮率(Wk)
——贸易上为了计重和核价的需要，由业内公认 的各种纺织材料的回潮率。 ——以标准回潮率为依据，但不等于标准回潮率。
混纺纱的公定回潮率
第四章
纤维的吸湿性
吸湿性：是指纺织材料从气态环境中吸着水分的能 力,或纺织材料在空气中吸收或放出水蒸气的能力。
1.动态过程 2.吸湿过多→水分子凝聚→毛细凝结水（液态）
第四章
纤维的吸湿性
润湿性：是指纺织材料与液体发生接触时的相互作 用。——纤维的表面性质 吸湿状态与多少影响到： 纤维的性能 纺织工艺 织物舒适性 纺织材料的计重核价
4）产生吸湿滞后性的原因
1.水分子动能
吸湿——水分子动能大，容易进入纤维 放湿——水分子在纤维内部动能小，不容易获 得脱离纤维的能量。 2.水分子进出通道的差异（直接水吸附）
吸湿——通道畅通，空位多
放湿——通道被水分子占满，需挨个进出。
吸湿后体积不变大的情况下，易进难出，快进慢出
3.纤维结构差异（间接水吸附）
Wa
需要测量纤维的实际回潮率
例题1

一批粘胶称见重量为4980g，测定其回潮率 为10.25%，求公定重量？
(1 Wk %) Gk Go (1 Wk %) Ga (1 Wa %)
解：分析
缺少公定回潮率数值，查表得粘胶公定回潮率为13%
(1 Wk %) 100 13 Gk Ga =4980 (1 Wa %) 100 10.25
吸湿滞后圈图
2）吸湿滞后圈：同一种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。
3）吸湿滞后值（即差值）的影响因素： ①与纤维的吸湿能力有关。 在同一相对湿度条件下，吸湿性大的纤维，差值 比较大。
据资料表明，在标准状态下，差值为：
羊毛 2.0%， 粘纤 1.8%～2.0%，
蚕丝 1.2%， 棉 0.9%， 锦纶 0.25% ，
目前基本上采用回潮率。
2．标准回潮率 （1）标准大气条件 国际标准中的规定为：

温度（T）：20± 3℃（热带为27℃） 相对湿度（RH%）：65± 2% 大气压力： 86-106 kPa
国标准规定的为：
大气压力：1个标准大气压，即101.3kPa （760mmHg柱）
温、湿度的波动范围： 一级标准：T 20±2℃，RH 二级标准：T 20±2℃，RH 三级标准：T 20±2℃，RH （2）标准回潮率 ——纺织材料在标准大气条件下的平衡回潮率。
吸湿过程
1.水分子先吸附至纤维表面，水蒸气向纤 维内部扩散，与纤维内大分子上的亲水性 基团结合。→直接吸收水 2.湿度增加，已被吸附的水分子由于极性再 吸附水分子→间接吸收水；
3.湿度继续增加，水分子进入纤维的缝隙孔洞→毛 细水（液态水）。 （由外而内，逐渐聚集的过程）
三、吸湿性的影响因素
1.分子中极性基团多→吸湿好 天然纤维PS合成纤维 纤维素PS醋酸纤维 羊毛PS蚕丝 腈纶 思考：棉PS粘胶？
纤维吸湿与时间的关系
特点： 1.都是对数曲线 ； 2. 起始段快，以后减慢直至平衡 ； 3.吸湿平衡所需要的时间<放湿平衡所需时间； 4.吸湿平衡W不等于放湿平衡W——吸湿滞后性。

2.吸湿滞后性
1）定义：同样的纤维在一定的大气温湿度条件下， 从放湿达到平衡和从吸湿达到平衡，两种 平衡回潮率不相等，前者大于后者，这种 现象称之。 纤维的吸湿滞后性更明显地表现在纤维的吸 湿等温线和放湿等温线的差异上。
2.常用纤维的吸湿等温线
相对湿度大，纤维平衡回潮率大
特点：1.曲线都呈反S形，吸湿机理基本一致。
2.RH= 0%～15% 时，曲线的斜率比较大； RH= 15%～70% 时，曲线的斜率比较小； RH>70% 时，曲线斜率又明显地增大。
3.纤维的吸湿是多种机理共同作用，纤维种类 不同，组成和结构不同导致纤维吸收等温线存在差异。 如：吸湿高的纤维，反S形明显。 高湿状态下羊毛回潮率较粘胶低。
涤纶等 吸湿等温线和放温等温线则基本重合。
②与纤维吸放湿的历史有关
当从b点放湿，放湿曲线ba; 当从d点吸湿，吸湿曲线dc。 某相对湿度下，纤维的实际平 衡回潮率是介于吸放湿曲线之 间的某一值，与纤维吸放湿历 史有关。
我们一般说的纤维平衡回潮率 是指两条曲线的中间值。
对纤维回潮率的测量需进行 预调湿，保证试样沿吸湿等 温线达到平衡回潮率。
吸湿——纤维吸湿膨胀，分子间距增大，微晶 结构单元距离变大。
放湿——吸湿导致的结构变化不易回复，纤维 能够保持更多水分。 4.水分子分布差异 吸湿——水汽浓度外高内低，单调下降，吸湿 进程快。 放湿——水汽浓度外低内高，分布不均，不连 续，梯度吸湿导致，内外方向的扩散同时存在。 放湿进程慢，且平衡回潮率高。
涤纶PS超细涤纶？


4.表面吸附
纤维的比表面积大，吸湿好。
比表面积：单位体积 纤维所具有的面积
表面能：物质表面的分子引力不平衡，比内部分子具有多余 的能量，叫表面能。物质都有降低自身表面能的倾向。
纤维的比表面积越大，表面能也就越大，表面吸附能力越强， 吸附的水分子数也越多，吸湿性越好。
细纤维的比表面积大，比粗纤维的回潮率偏大些。