第6章 纺织材料的吸湿性

g 0 (1 W1 ) g1 100 g1 (100 g 0 )(1 W2 )
g 0 (1 W1 ) g1 100 g1 (100 g 0 )(1 W2 )
例：涤纶实际回潮率0.3％，粘胶实际回潮率12％， 为使涤/粘干重混纺比为65/35，求涤粘的湿重混纺 比。
结合力较强，主要是氢键力，放出热量较多。

2.间接水：直接水本身具有极性再吸水。
结合力较弱，主要是范德华力，放出热量较少。

3. 毛细水 存在于纤维内部的间隙中的水分子。

结合力：氢键、范德华力、表面张力等，结合力 小。
4、吸湿过程

水分子吸附至纤维表面 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 水分子进入纤维的缝隙孔洞，形成毛细水。
温度：20℃； 相对湿度：65%

允许误差：各国略有不同。
通常在标准大气条件下调湿24h以上，合成纤维调湿4h以上。

3.公定回潮率(Wk)
——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。 ——以标准回潮率为依据设立，但不等于标准回 潮率。

混纺纱的公定回潮率
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。


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， 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， 纤维材料因放湿达到的平衡回潮率与大气相对湿 度的关系曲线。
2.常用纤维的吸湿等温线


如：羟基（―OH）、 酰胺基（―NHCO―)、羧基 （―COOH）、氨基(―NH2)等。
羊毛： 蚕丝：
棉： 维纶： 涤纶：

-CONH；-COOH,-NH2,-OH -CONH；-COOH,－NH2,-OH 每个葡萄糖剩基含三个OH；粘胶：-OH； -OH； 腈纶：-CN 强极性；锦纶：-CONH 含-COO-（酯基）、-CH2-，其吸水性弱
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。
三、吸湿等湿线
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。
羊毛和棉的吸湿等湿线
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四、吸湿滞后性（吸湿保守现象）

1.定义：同样的纤维在一定的大气温湿度条件下， 从放湿达到的平衡回潮率总是大于从吸湿达到的 平衡回潮率的现象。
——纺织材料在公定（标准）回潮率时的重量。
(1 Wk ) Gk Go (1 Wk ) Ga (1 Wa )
式中：Ga纺织材料湿重；G0 纺织材料干重 Wk公定回潮率；Wa实际回潮率

干混比换算成投料比的计算。
练习
1. 一批腈纶重1000g，取50g试样烘干后称得其干重 为49.2g，求该批腈纶的回潮率和标准重量。（腈 纶的公定回潮率为2.0%）
第六章
纺织材料的吸湿性

吸湿性：是指纺织材料从气态环境中吸着水分的 能力。 润湿性：是指纺织材料从水溶液中吸着水分的能 力。 吸湿状态影响到：纤维性能；纺织工艺；


织物舒适性；计重核价。
第一节 吸湿表征及吸湿机理
一、纤维的吸湿指标

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。
2.产生原因： a.能量获得概率的差异；b.水分子进出的差异； c.纤维结构的差异； d.水分子分布的差异； e.热能作用的差异等。
2. 吸湿滞后性曲线
大气相对湿度（％）
纤维的吸湿滞后现象

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。 吸湿滞后值（即差值）与纤维的吸湿能力和相对 湿度有关。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% ， 涤纶等 吸湿等温线和放温等温线则基本重合。
的结构和质量受到影响；吸湿性对纤维变形的影响， 反映在加工成品如纱线和织物的长度或尺寸上的不稳 定。
五、对热学性质的影响
织物缩水的原理
三、对密度的影响

W增加，纤维密度增加；大多数纤维在W=4%～6% 时密度最大。 W再增加，纤维密度逐渐变小，因为纤维体积显著 膨胀，而水的比重小于纤维。

几种纤维密度随回潮率变化图
四、对机械性质的影响
纤维吸湿后，其力学性质如强力、伸长、弹性、 刚度等随之变化。 对强力的影响：
练习： 涤纶实际回潮率0.3％，粘胶实际回潮率12 ％，为使涤/粘湿重混纺比为65/35，求涤粘 的干重混纺比。

二、纤维的吸湿机理
——水分与纤维的作用及其附着与脱离过程。

（一）水分子在纤维内部存在形式 1.直接水：纺织材料内部的极性基团吸水。
极性基团有： 羊毛、蚕丝： ---COOH， ---NH2 ，---OH 棉：每个环上含有三个---OH 粘胶：--OH； 维纶：--OH 腈纶：--CN 强极性；锦纶：--CONH---
b.
c. d.
羊毛：油脂等。
麻：胶质。 化学纤维表面的油剂
（二）外界因素
1．温度的影响

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，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：
为什么粘胶纤维、麻纤维的吸湿能力大于棉 为什么合成纤维的吸湿能力低于天然纤维？

1.纤维内部的亲水基团 2.结晶度、聚合度 3.纤维的比表面积 4.纤维表面伴生物含量及性质
第三节 大气条件与纤维吸湿

一、吸湿平衡
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，这种现象称之。 纤维吸、放湿是一个动态平衡的过程。


3.应用 a.调湿和预调湿：
调湿：将纺织材料在标准状态下平衡24小时， 以减少由吸湿滞后性造成的测试误差。
预调湿：率。
b.车间温湿度调节
如：纤维处于放湿时，车间空气的RH%<规定值；
纤维处于吸湿时, 车间空气的RH%>规定值。
第四节 吸湿对纺织材料性能的影响
g1 65(1 0.003) 解： （ 1 ） 100 g1 (100 65)(1 0.12) g1 62.5 g 2 100 62.5 37.5 涤 / 粘的湿重混比（投料比）为 62.5 / 37.5。
g 0 (1 W1 ) g1 100 g1 (100 g 0 )(1 W2 )
一、 对重量的影响 Gk=G0×（1+Wk） Gk=Ga×（1+Wk）/（1+Wa） 二、对长度和横截面积的影响 纤维吸湿后体积膨胀，横向膨胀大而纵向膨胀小， 表现出明显的各向异性。
不利之处：
使织物变厚、变硬，是造成织物收缩的原
因之一。
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。
织物吸湿前后织物结构的变化
2. 一批原棉重98kg，测得回潮率为9.2%，求这批原 棉的标准重量为多少？（原棉的公定回潮率为 11.1%）
3．计算干重比为55/45的棉/涤混纺纱的公定回潮率。

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。

混纺纱干重混纺比折算成湿重混纺比： 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
内部孔隙越多、越大，水分子越易进入，纤维 的吸湿能力越强。
如：粘胶纤维结构比棉纤维疏松，缝隙孔洞多，
是其吸湿能力远高于棉的原因之一； 合成纤维结构一般比较致密，而天然纤维组 织中有微隙，这也是天然纤维的吸湿能力远 大于合成纤维的原因之一。
4．纤维内的伴生物和杂质 a. 棉：含氮物质，果胶，棉蜡，脂肪等。

如：棉经丝光后，由于结晶度降低使吸湿量增加； 棉和粘胶—同属纤维素纤维，每一个葡萄糖剩基 上都含有3个―OH，但棉纤维的结晶度为70％左右， 而粘胶纤维仅30％左右，W粘胶>W棉。
3.纤维的比表面积和内部空隙 （1）比表面积：单位体积的纤维所具有的表面积。 纤维的表面具有吸附作用。纤维的比表面积越 大表面能越高，表面吸附的水分子数则越多，吸湿 性越好。 （2）纤维内部孔隙
纤维的脆性、硬性有所减小，塑性变形增加，摩 擦系数有所增加。

温湿度对纺织加工的影响很大，主要就是由于纤 维吸湿后机械性能发生变化引起的。
如回潮率太低，则纤维或纱线的刚性变大，加工中易
于断裂；回潮率太高，则纤维中的杂质难于清除同时 易于相互纠缠成结或绕在机件上，影响加工的正常进 行。
纤维的刚性和弹性还影响到纤维的相互抱合，使纱线
对亲水性纤维来说，相对湿度对回潮率的影响
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
4.纤维原来回潮率大小的影响
由吸湿滞后性我们可知，当纤维材料置于一
新的大气条件下时，其从放湿达到平衡时的 回潮率要高于从吸湿达到的回潮率。故纤维 原来回潮率大小也有一定的影响。

4. 平衡回潮率
——纤维材料在一定大气条件下，吸、放湿作 用达到平衡时的回潮率。