纺织行业及材料性质管理知识分析

纤维层体积重量和导热系数间的关系
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• （3）纤维排列方向
0.275
0.25
热辐射
αf
方向
导热系 数
0.225
热传导能力
0.2
纤维层方向
0.175
0.15
0.125 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 纤维排列方向角αf (°)
纤维排列方向角αf与导热系数的关系
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• (4) 纤维细度和中空度 • (5) 环境温湿度
• 影响纤维导热系数的因素 • (1) 纤维的结晶与取向
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。
//
• (2) 纤维集合体密度 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。
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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)
第七章 纺织材料的热学、 光学、电学性质
1源自文库
• 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。
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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(J/g·℃ )。
1.38～ 1.39 1.34
1.35
1.36
锦纶66
涤纶 腈纶 丙纶 (50℃)
1.84 芳香聚酰胺 1.21 纤维
2.05 醋酯纤维 1.46
1.34 玻璃纤维 0.67 1.51 1.80
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• 影响纺织纤维比热的主要因素 : • 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。 • (1) 温度的影响 • 一般认为，温度较高时，具有一定回潮 率纤维的比热增大。
C Q mT
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。
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常见干燥纺织纤维的比热表（测定温度为20℃） 单位：J/g·℃
纤维种 类
棉
比热值
1.21～ 1.34
纤维种 类
粘胶纤 维
比热值
1.26～ 1.36
纤维种类 石棉
比热 值
1.05
羊毛 1.36 锦纶6
桑蚕丝
亚麻 大麻 黄麻
TtS
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纤维制品 棉纤维
羊毛纤维 蚕丝纤维 粘胶纤维 醋酯纤维
羽绒 木棉
麻 涤纶 腈纶 锦纶 丙纶 氯纶 静止干空气 纯水
λ(W/m·℃) 0.071～0.073 0.052～0.055 0.05～0.055 0.055～0.071
λ∥ 1.1259 0.4789 0.8302 0.7180
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• （三）热阻Ｒ和绝热率T
• 热阻Ｒ
R

1

• 绝热率T
（m·ºC /Ｗ）
TQ0Q110(0%) Q0
• 它们反映的是材料的隔热能力——保暖性，值 越大，说明材料越保暖。
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• 二、纺织材料的热力学性质 • 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，另一个是结晶 不被破坏呈结晶态。对无定形区来讲，热力学 状态大致有三个：玻璃态、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。
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• 对于无定形区来说，在热的作用下，基本上有 三种热力学状态：玻璃态、高弹态和粘流态， 通过变形能力来区分。 在玻璃态时，强力高，变形小，且外力去除后， 变形很快消失，表现出类似玻璃的力学性质。 而高弹态时，受到外力，可产生较大的变形， 当外力消除，变形较易回复，类似于橡胶的力 学特征。 粘流态时，变形不但很容易而且是不可逆的， 呈现一种具有粘滞性可流动的液体状态。
温度与纤维导热系数间的关系
纤维
棉 羊毛 亚麻 蚕丝
导热系数λ(W/m·℃)
0℃
30℃
100℃
0.058
0.063
0.069
0.035
0.049
0.058
0.046
0.053
0.062
0.046
0.052
0.059
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增强服装保暖性的途径 • 尽可能多的储存静止空气；
（中空纤维、多衣穿着、不透水） • 降低W%； • 选用λ低的纤维； • 加入陶瓷粉末等材料
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• 两种转 变和三
种力学 状态
5
(2)水分的影响 C C 01 W W C wC 0
3
比热(J/g·℃)
2.5
80℃
40℃
2
20℃
1.5
0℃
1
0.5 0
10
20
30
40
回潮率(%)
羊毛纤维比热与回潮率和温度的关系 6
• （二）导热系数λ 导热主要通过热传导、对 流和热辐射三种方式来实 现。材料在一定的温度梯 度场条件下，热能会通过 物质本身扩散.
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• （一）熔点Tm（软化点） • 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。对纤维材料，结晶是由高 聚物形成的，它的熔化过程有一个较宽的温度 区间——熔程，由于该熔程比较宽，通常把开 始熔化的温度叫起熔点，把晶区完全熔化时的 温度叫溶点Tm。 若材料的结晶度高，晶体比较完整，则熔程变 窄，熔点也随之而提高，同样结晶度条件下， 晶粒大，Tm升高。
λ⊥ 0.1598 0.1610 0.1557 0.1934
0.05
0.024
0.32
1.6624 0.2062
0.084
0.9745 0.1921
0.051 0.244～0.337 0.221～0.302
0.7427 0.5934
0.2175 0.2701
0.042
0.026 0.697
—
—
—
—
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7
d
S Q
λ
T1
T2 (T2 T1)
QdTtS
dx
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• 材料在一定的温度梯度场条件下，热能通过物 质本身扩散的速度称为导热系数 。其含义是, 当纤维材料的厚度为1m,两端间的温差为1ºC时， 1秒内通过1m2纤维材料传导的热量焦耳数。单 位：焦/米·度·时 （Ｗ/m·ºC）
Qd