紡織材料的熱學(xué)光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)

1、第二章第二章 紡織材料的熱學(xué)、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)紡織材料的熱學(xué)、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì) 2第一節(jié)第一節(jié) 熱學(xué)性質(zhì)熱學(xué)性質(zhì) 與溫度相關(guān)聯(lián)的物理性質(zhì)，稱為熱學(xué)性質(zhì)。與溫度相關(guān)聯(lián)的物理性質(zhì)，稱為熱學(xué)性質(zhì)。 一、比熱容與熱焓一、比熱容與熱焓（一）比熱容（一）比熱容 1 概念：質(zhì)量為概念：質(zhì)量為1g的紡織材料，溫度升高（或降的紡織材料，溫度升高（或降低）低）1所吸收（或放出）的熱量。所吸收（或放出）的熱量。單位單位，J/gJ/g。 比熱值的大小，直接反映了材料溫度變化的比熱值的大小，直接反映了材料溫度變化的難易程度。難易程度。 3材料材料比熱值比熱值（J/gJ/g）材料材料比熱值比熱值（J/gJ/g）材料材料比熱值

2、比熱值（J/gJ/g）棉棉1.211.34粘膠纖維粘膠纖維1.261.36靜止空氣靜止空氣1.01羊毛羊毛1.36錦綸錦綸61.84芳香聚酰胺芳香聚酰胺纖維纖維1.21桑蠶絲桑蠶絲1.381.39錦綸錦綸662.05醋酯纖維醋酯纖維1.46亞麻亞麻1.34滌綸滌綸1.34玻璃纖維玻璃纖維0.67大麻大麻1.35腈綸腈綸1.51石棉石棉1.05黃麻黃麻1.36丙綸丙綸(50)1.80水水4.18 常見(jiàn)干紡織材料的比熱常見(jiàn)干紡織材料的比熱（測(cè)定溫度（測(cè)定溫度2020） 錦綸比熱大，其不易隨溫度變化，夏天穿著錦綸服裝，錦綸比熱大，其不易隨溫度變化，夏天穿著錦綸服裝，有明顯的有明顯的“冷感冷感”。42

3、 影響比熱容的因素：影響比熱容的因素：（1）環(huán)境溫度：）環(huán)境溫度：溫度提高，溫度提高，C增大。增大。（2）環(huán)境相對(duì)濕度：）環(huán)境相對(duì)濕度：隨回潮率增加而增大。隨回潮率增加而增大。（3）纖維中孔洞和纖維間縫隙）纖維中孔洞和纖維間縫隙:隨孔隙率增隨孔隙率增加而下降。加而下降。5（二）熱焓（二）熱焓 表示物質(zhì)系統(tǒng)能量狀態(tài)的參數(shù)。表示物質(zhì)系統(tǒng)能量狀態(tài)的參數(shù)。 H=U+PVU-系統(tǒng)的內(nèi)能系統(tǒng)的內(nèi)能P-壓強(qiáng)壓強(qiáng)V-體積體積比熱容：溫度升高比熱容：溫度升高1時(shí)單位質(zhì)量物質(zhì)熱焓的增量。時(shí)單位質(zhì)量物質(zhì)熱焓的增量。6 二、導(dǎo)熱二、導(dǎo)熱 導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)來(lái)表示。來(lái)表示。 1. 導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù) 材料厚

4、度為材料厚度為1m，兩表面之間溫差為，兩表面之間溫差為1，1秒鐘內(nèi)秒鐘內(nèi)通過(guò)通過(guò)1m2材料所傳導(dǎo)的熱量焦耳數(shù)。材料所傳導(dǎo)的熱量焦耳數(shù)。 法定單位：法定單位：W/m。 QdT1T2 (T2 T1)S熱熱傳傳遞遞示示意意圖圖 值越小，導(dǎo)熱性越值越小，導(dǎo)熱性越差，它的絕熱性或保暖差，它的絕熱性或保暖性越好。性越好。tSTdQ7常見(jiàn)纖維的導(dǎo)熱系數(shù)（在室溫常見(jiàn)纖維的導(dǎo)熱系數(shù)（在室溫2020時(shí)測(cè)得）時(shí)測(cè)得） 纖維種類纖維種類(W(Wm/mm/m2 2)纖維種類纖維種類(W(Wm/mm/m2 2)棉棉0.071-0.0730.071-0.073滌綸滌綸0.0840.084羊毛羊毛0.052-0.0550.0

5、52-0.055腈綸腈綸0.0510.051蠶絲蠶絲0.050-0.0550.050-0.055丙綸丙綸0.221-0.3020.221-0.302粘纖粘纖0.055-0.0710.055-0.071氯綸氯綸0.0420.042醋纖醋纖0.0500.050靜止空氣靜止空氣0.0260.026錦綸錦綸0.244-0.3370.244-0.337 純水純水0.6970.697 靜止空氣的靜止空氣的值最小，它的絕熱性或保暖性最好。值最小，它的絕熱性或保暖性最好。82影響保暖性的因素影響保暖性的因素 導(dǎo)熱系數(shù)越小，保暖性越好。導(dǎo)熱系數(shù)越小，保暖性越好。 紡材吸濕后，保暖性下降。紡材吸濕后，保暖性下降。

6、 吸濕微分熱：纖維在給定回潮率下吸著吸濕微分熱：纖維在給定回潮率下吸著1g水放水放出的熱量。出的熱量。 吸濕積分熱：吸濕積分熱：1g干燥纖維從某一回潮率吸濕達(dá)干燥纖維從某一回潮率吸濕達(dá)到完全潤(rùn)濕，所放出的總熱量。到完全潤(rùn)濕，所放出的總熱量。 靜止空氣層的厚度越大，保暖性越好。靜止空氣層的厚度越大，保暖性越好。 900.050.10.150.20.25體積重量()導(dǎo)熱系數(shù)兩端壓差大兩端無(wú)壓差靜止空氣圖圖8-1 8-1 纖維層體積重量和導(dǎo)熱系數(shù)間的關(guān)系纖維層體積重量和導(dǎo)熱系數(shù)間的關(guān)系 103.3.增強(qiáng)服裝保暖性的途徑增強(qiáng)服裝保暖性的途徑 （1 1）盡可能多的儲(chǔ)存靜止空氣；（中空纖維、）盡可能多的儲(chǔ)

7、存靜止空氣；（中空纖維、多穿衣服、不透水）多穿衣服、不透水） （2 2）降低）降低W W； （3 3）選用）選用低的纖維；低的纖維； （4 4）加入陶瓷粉末等材料。）加入陶瓷粉末等材料。114.4.絕熱率絕熱率T T 表示紡織材料的絕熱性指標(biāo)。表示紡織材料的絕熱性指標(biāo)。 010TQQQ 式中：式中：Q Q0 0- -熱體不包覆試樣時(shí)單位時(shí)間的散熱量（熱體不包覆試樣時(shí)單位時(shí)間的散熱量（J J）；）； Q Q1 1- -熱體包覆試樣后時(shí)單位時(shí)間的散熱量（熱體包覆試樣后時(shí)單位時(shí)間的散熱量（J J）；）； T T值越大保暖性越好值越大保暖性越好12二、熱對(duì)紡織材料的影響二、熱對(duì)紡織材料的影響 紡織材料

8、受熱時(shí)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)會(huì)發(fā)生變紡織材料受熱時(shí)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)受熱時(shí)的變化現(xiàn)象，紡織纖維可分兩類?；?。根據(jù)受熱時(shí)的變化現(xiàn)象，紡織纖維可分兩類。 熱塑性纖維：在較高溫度時(shí)會(huì)發(fā)生軟化、熔熱塑性纖維：在較高溫度時(shí)會(huì)發(fā)生軟化、熔融的纖維，如滌綸、錦綸、醋酸纖維等。融的纖維，如滌綸、錦綸、醋酸纖維等。 非熱塑性纖維：在較高溫度時(shí)不出現(xiàn)熔融而直非熱塑性纖維：在較高溫度時(shí)不出現(xiàn)熔融而直接發(fā)生分解、炭化的纖維，如棉、羊毛、蠶絲等。接發(fā)生分解、炭化的纖維，如棉、羊毛、蠶絲等。 13（一）兩種轉(zhuǎn)變和三種力學(xué)狀態(tài)（一）兩種轉(zhuǎn)變和三種力學(xué)狀態(tài) 熱塑性纖維在不同的溫度下，其伸長(zhǎng)變形和彈熱塑性纖維在不同的溫

9、度下，其伸長(zhǎng)變形和彈性模量隨溫度變化的曲線熱機(jī)械曲線。如圖。性模量隨溫度變化的曲線熱機(jī)械曲線。如圖。 熱熱塑塑纖纖維維的的熱熱機(jī)機(jī)械械曲曲線線 兩個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)：玻璃化轉(zhuǎn)變兩個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)：玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)、粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)區(qū)、粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū) 三種力學(xué)狀態(tài)：玻璃態(tài)、三種力學(xué)狀態(tài)：玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)高彈態(tài)、粘流態(tài)141 1、三種力學(xué)狀態(tài)、三種力學(xué)狀態(tài)（1 1）玻璃態(tài)）玻璃態(tài) 宏觀力學(xué)特征：模量高，變形能力較差，強(qiáng)宏觀力學(xué)特征：模量高，變形能力較差，強(qiáng)度高，纖維堅(jiān)硬，類似玻璃，顯得脆。度高，纖維堅(jiān)硬，類似玻璃，顯得脆。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：大分子的熱運(yùn)動(dòng)能較低，整內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：大分子的熱運(yùn)動(dòng)能較低，整個(gè)大分子處于個(gè)大分子

10、處于“凍結(jié)凍結(jié)”狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)單元只是一些狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)單元只是一些小的鏈節(jié)、側(cè)基、支鏈。小的鏈節(jié)、側(cè)基、支鏈。 絕大多數(shù)纖維在常溫下都處于玻璃態(tài)。絕大多數(shù)纖維在常溫下都處于玻璃態(tài)。15（2 2）高彈態(tài)）高彈態(tài) 宏觀力學(xué)特征：變形能力較大，強(qiáng)度較小。宏觀力學(xué)特征：變形能力較大，強(qiáng)度較小。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有比較大的運(yùn)動(dòng)單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有比較大的運(yùn)動(dòng)單元鏈鏈段，大分子可通過(guò)鏈段的運(yùn)動(dòng)使其伸展或卷縮，但段，大分子可通過(guò)鏈段的運(yùn)動(dòng)使其伸展或卷縮，但沒(méi)有分子鏈的滑移。沒(méi)有分子鏈的滑移。（3 3）粘流態(tài)）粘流態(tài) 宏觀力學(xué)特征：發(fā)生不可逆變形，纖維呈現(xiàn)粘宏觀力學(xué)特征：發(fā)生不可逆變形，纖維呈現(xiàn)粘性流動(dòng)。性流動(dòng)。

11、 內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：整個(gè)大分子鏈具有較高的運(yùn)動(dòng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：整個(gè)大分子鏈具有較高的運(yùn)動(dòng)能，有較強(qiáng)的滑動(dòng)能力。能，有較強(qiáng)的滑動(dòng)能力。162 2、兩個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)、兩個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)（1 1）玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)）玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū) 對(duì)溫度十分敏感，物理性質(zhì)，如比熱、模量等對(duì)溫度十分敏感，物理性質(zhì)，如比熱、模量等均發(fā)生突變。均發(fā)生突變。 玻璃化溫度玻璃化溫度Tg：玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度（二級(jí)轉(zhuǎn)變溫度），實(shí)際是個(gè)溫度范圍。（二級(jí)轉(zhuǎn)變溫度），實(shí)際是個(gè)溫度范圍。（2 2）粘彈轉(zhuǎn)變區(qū)）粘彈轉(zhuǎn)變區(qū) 對(duì)溫度十分敏感，纖維呈現(xiàn)流動(dòng)性，模量迅速對(duì)溫度十分敏感，纖維呈現(xiàn)流動(dòng)性，模量迅速下降，形變?cè)黾?。下降，形變?cè)黾印?粘

12、流溫度粘流溫度Tf ：高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度（一高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度（一級(jí)轉(zhuǎn)變級(jí)轉(zhuǎn)變 溫度），也是一個(gè)范圍。溫度），也是一個(gè)范圍。 173. 熔點(diǎn)熔點(diǎn) 晶體發(fā)生熔化時(shí)的溫度。晶體發(fā)生熔化時(shí)的溫度。4.軟化溫度軟化溫度 低于熔點(diǎn)低于熔點(diǎn)20-30 的溫度。的溫度。5.分解點(diǎn)分解點(diǎn) 高聚物發(fā)生分解時(shí)的溫度。高聚物發(fā)生分解時(shí)的溫度。18（二）耐熱性與熱穩(wěn)定性（二）耐熱性與熱穩(wěn)定性l耐熱性：耐熱性： 紡織材料高溫作用后，保持其物理機(jī)械性能的性紡織材料高溫作用后，保持其物理機(jī)械性能的性質(zhì)。質(zhì)。 用不同溫度作用一定時(shí)間后力學(xué)性能的保持率，用不同溫度作用一定時(shí)間后力學(xué)性能的保持率，或材料隨溫度升高而強(qiáng)

13、度降低的程度來(lái)表示?；虿牧想S溫度升高而強(qiáng)度降低的程度來(lái)表示。l熱穩(wěn)定性：熱穩(wěn)定性： 指材料對(duì)熱裂解的穩(wěn)定性，或熱作用下的結(jié)構(gòu)形指材料對(duì)熱裂解的穩(wěn)定性，或熱作用下的結(jié)構(gòu)形態(tài)和組成的穩(wěn)定性。態(tài)和組成的穩(wěn)定性。 用一定溫度下，強(qiáng)度隨時(shí)間而降低的程度表示。用一定溫度下，強(qiáng)度隨時(shí)間而降低的程度表示。19l常用纖維的耐熱性：常用纖維的耐熱性： 天然纖維：纖維素纖維比蛋白質(zhì)纖維好天然纖維：纖維素纖維比蛋白質(zhì)纖維好 合成纖維：滌綸合成纖維：滌綸 腈綸腈綸 錦綸錦綸 維綸；維綸； 碳纖維、玻璃纖維相當(dāng)好碳纖維、玻璃纖維相當(dāng)好l常用纖維的熱穩(wěn)定性：常用纖維的熱穩(wěn)定性：天然纖維：蠶絲、棉較差；天然纖維：蠶絲、棉較差

14、；化纖：粘膠、錦綸、腈綸較差；化纖：粘膠、錦綸、腈綸較差； 耐熱性好的纖維，熱穩(wěn)定性并不一定好。錦綸、耐熱性好的纖維，熱穩(wěn)定性并不一定好。錦綸、腈綸的耐熱性較好，但熱穩(wěn)定性差；腈綸的耐熱性較好，但熱穩(wěn)定性差； 滌綸的耐熱性與熱穩(wěn)定性均較好。滌綸的耐熱性與熱穩(wěn)定性均較好。20（三）合成纖維的熱收縮和熱定形（三）合成纖維的熱收縮和熱定形1、合成纖維的熱收縮、合成纖維的熱收縮 合纖受熱后發(fā)生不可逆的尺寸收縮現(xiàn)象，稱。合纖受熱后發(fā)生不可逆的尺寸收縮現(xiàn)象，稱。 （1）原因）原因 合纖在紡絲成形過(guò)程中經(jīng)受拉伸，在纖維中殘合纖在紡絲成形過(guò)程中經(jīng)受拉伸，在纖維中殘留有內(nèi)應(yīng)力，但受玻璃態(tài)的約束不能恢復(fù)。當(dāng)纖維留

15、有內(nèi)應(yīng)力，但受玻璃態(tài)的約束不能恢復(fù)。當(dāng)纖維受熱超過(guò)一定溫度，分子間的約束減弱，由于內(nèi)應(yīng)受熱超過(guò)一定溫度，分子間的約束減弱，由于內(nèi)應(yīng)力的作用而產(chǎn)生收縮。力的作用而產(chǎn)生收縮。21（2 2）指標(biāo)）指標(biāo) 熱收縮率熱收縮率收縮量收縮量/ /原長(zhǎng)原長(zhǎng)100100 根據(jù)加熱介質(zhì)的不同有：根據(jù)加熱介質(zhì)的不同有：沸水收縮率、熱空氣沸水收縮率、熱空氣收縮率、飽和蒸汽收縮率。收縮率、飽和蒸汽收縮率。（3 3）利弊）利弊 弊：影響織物的服用性能弊：影響織物的服用性能 利：獲得特殊的外觀效果，如膨體紗利：獲得特殊的外觀效果，如膨體紗222 2、熱定形、熱定形（1 1）基本概念）基本概念 l熱塑性：將合成纖維或制品加熱到

16、玻璃化溫度熱塑性：將合成纖維或制品加熱到玻璃化溫度以上，并加一定外力強(qiáng)迫其變形，然后冷卻并以上，并加一定外力強(qiáng)迫其變形，然后冷卻并去除外力，這種變形就可固定下來(lái)，只要以后去除外力，這種變形就可固定下來(lái)，只要以后不超過(guò)這一處理溫度，形狀基本上不會(huì)發(fā)生變不超過(guò)這一處理溫度，形狀基本上不會(huì)發(fā)生變化。這種性質(zhì)稱之為熱塑性?；?。這種性質(zhì)稱之為熱塑性。 l熱定形：利用合纖的熱塑性，將織物在一定張熱定形：利用合纖的熱塑性，將織物在一定張力下加熱處理，使之固定于新的狀態(tài)的工藝過(guò)力下加熱處理，使之固定于新的狀態(tài)的工藝過(guò)程。程。23（2）熱定形的機(jī)理）熱定形的機(jī)理 l 合成纖維（熱塑性）：纖維處于高彈態(tài)，分子鏈合

17、成纖維（熱塑性）：纖維處于高彈態(tài)，分子鏈段移動(dòng)，在新的位置重新建立新的結(jié)合，冷卻后新段移動(dòng)，在新的位置重新建立新的結(jié)合，冷卻后新結(jié)構(gòu)得以固化。（針對(duì)無(wú)定形區(qū)）結(jié)構(gòu)得以固化。（針對(duì)無(wú)定形區(qū)）l棉、麻：結(jié)晶度高，類似合成纖維的定形機(jī)制不棉、麻：結(jié)晶度高，類似合成纖維的定形機(jī)制不存在或太少，無(wú)法進(jìn)行存在或太少，無(wú)法進(jìn)行（類似合成纖維的）（類似合成纖維的），獲得暫時(shí)，獲得暫時(shí)性定形。性定形。l羊毛：濕熱和力的作用打開(kāi)二硫鍵，并在新的位羊毛：濕熱和力的作用打開(kāi)二硫鍵，并在新的位置重鍵，獲得半永久性定形。置重鍵，獲得半永久性定形。 24（3 3）影響合纖織物熱定形效果的因素）影響合纖織物熱定形效果的因素

18、1 1）溫度（最主要因素）溫度（最主要因素） 2 2）時(shí)間）時(shí)間 ：低溫時(shí)間長(zhǎng)，高溫時(shí)間短：低溫時(shí)間長(zhǎng)，高溫時(shí)間短 3 3）張力）張力 4 4）冷卻速度：要迅速冷卻，以使新的結(jié)合點(diǎn)很）冷卻速度：要迅速冷卻，以使新的結(jié)合點(diǎn)很快快“凍結(jié)凍結(jié)” ” 5 5）定形介質(zhì)）定形介質(zhì)2526合成纖維與毛纖維熱定形異同合成纖維與毛纖維熱定形異同l相同：都是通過(guò)定形來(lái)達(dá)到使產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定。相同：都是通過(guò)定形來(lái)達(dá)到使產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定。l不同：不同：(1)合成纖維主要通過(guò)玻璃態(tài)的合成纖維主要通過(guò)玻璃態(tài)的“凍結(jié)凍結(jié)”來(lái)定形；來(lái)定形；毛纖維則是通過(guò)分子間化學(xué)聯(lián)結(jié)鍵的毛纖維則是通過(guò)分子間化學(xué)聯(lián)結(jié)鍵的“重重建建”(如二硫鍵如二硫

19、鍵)定形。定形。(2)合成纖維定形時(shí)可伴隨有晶型的改變；而毛合成纖維定形時(shí)可伴隨有晶型的改變；而毛纖維沒(méi)有。纖維沒(méi)有。(3)合成纖維的玻璃化溫度明顯；而毛纖維則不合成纖維的玻璃化溫度明顯；而毛纖維則不明顯且多變。明顯且多變。(4)合成纖維可用干熱來(lái)定形；毛纖維用干熱無(wú)合成纖維可用干熱來(lái)定形；毛纖維用干熱無(wú)法獲得良好的定形效果。法獲得良好的定形效果。271 1、極限氧指數(shù)極限氧指數(shù)LOI 極限氧指數(shù)極限氧指數(shù)LOI (Limiting Oxygen Index)：將：將材料點(diǎn)燃在氧、氮大氣中，維持材料燃燒所需要的材料點(diǎn)燃在氧、氮大氣中，維持材料燃燒所需要的最低含氧量的體積百分比。最低含氧量的體積

20、百分比。%100VVVLOI氮氧氧 LOI LOI越大，材料越難燃。越大，材料越難燃。（四）紡織材料的燃燒性能（四）紡織材料的燃燒性能28點(diǎn)燃溫度：點(diǎn)燃溫度：火焰最高溫度：火焰最高溫度：續(xù)燃時(shí)間：續(xù)燃時(shí)間：陰燃時(shí)間：陰燃時(shí)間：損毀長(zhǎng)度：損毀長(zhǎng)度：火焰蔓延速率：火焰蔓延速率：火焰蔓延時(shí)間：火焰蔓延時(shí)間：熔孔時(shí)間及熔滴：熔孔時(shí)間及熔滴：292 2、分類、分類 按燃燒性能不同分：易燃、可燃、難燃、不燃。按燃燒性能不同分：易燃、可燃、難燃、不燃。分類分類LOI(%)燃燒狀態(tài)燃燒狀態(tài)纖維品種纖維品種不燃不燃35常態(tài)環(huán)境及火源常態(tài)環(huán)境及火源作用后短時(shí)間不作用后短時(shí)間不燃燒燃燒多數(shù)金屬纖維、碳纖維、多數(shù)金屬

21、纖維、碳纖維、石棉、硼纖維、玻璃纖石棉、硼纖維、玻璃纖維及維及PBO、PBI、PPS纖維纖維難燃難燃2634接觸火焰燃燒，接觸火焰燃燒，離火自熄離火自熄芳綸、氟綸、氯綸、改芳綸、氟綸、氯綸、改性腈綸、改性滌綸、改性腈綸、改性滌綸、改性丙綸等性丙綸等可燃可燃2026可點(diǎn)燃，能續(xù)燃，可點(diǎn)燃，能續(xù)燃，但燃燒速度慢但燃燒速度慢滌綸、錦綸、維綸、羊滌綸、錦綸、維綸、羊毛、蠶絲、醋酯纖維等毛、蠶絲、醋酯纖維等易燃易燃20易點(diǎn)燃，燃燒速易點(diǎn)燃，燃燒速度快度快丙綸、腈綸、棉、麻、丙綸、腈綸、棉、麻、粘膠纖維等粘膠纖維等燃燒性能的分類燃燒性能的分類 303 3、提高紡織材料難燃性途徑、提高紡織材料難燃性途徑1)

22、 1) 進(jìn)行阻燃整理進(jìn)行阻燃整理 2) 2) 制造阻燃纖維：制造阻燃纖維：a a）紡絲液中加入防火劑制）紡絲液中加入防火劑制成阻燃纖維；成阻燃纖維；b b）用難燃的聚合物紡成阻燃纖維，）用難燃的聚合物紡成阻燃纖維，如諾麥克斯（如諾麥克斯（NomexNomex）等）等31（五）熔孔性（五）熔孔性1、概念、概念l 熔孔性：滌綸和錦綸等合成纖維織物，接觸到熔孔性：滌綸和錦綸等合成纖維織物，接觸到火星等熱體時(shí)，在織物上形成孔洞的性能?；鹦堑葻狍w時(shí)，在織物上形成孔洞的性能。l 抗熔性：抵抗熔孔破壞的性能，稱?？谷坌裕旱挚谷劭灼茐牡男阅埽Q。2、影響熔孔性的因素、影響熔孔性的因素（1）熱體的溫度）熱體的溫

23、度（2）熱體的作用時(shí)間、熱體的熱量）熱體的作用時(shí)間、熱體的熱量（3）纖維熔點(diǎn)、分解點(diǎn)、分解所需的熱量、導(dǎo)熱）纖維熔點(diǎn)、分解點(diǎn)、分解所需的熱量、導(dǎo)熱系數(shù)、回潮率大小等系數(shù)、回潮率大小等323 3、測(cè)量方法、測(cè)量方法（1 1）落球法）落球法（2 2）燙法：熱體（金屬棒、紙煙等）接觸試樣一）燙法：熱體（金屬棒、紙煙等）接觸試樣一定時(shí)間，觀察熔融狀態(tài)。定時(shí)間，觀察熔融狀態(tài)。 天然纖維和粘膠的抗熔性好，滌綸、錦綸等的天然纖維和粘膠的抗熔性好，滌綸、錦綸等的抗熔性差?？谷坌圆睢? 4、改善織物抗熔性的方法、改善織物抗熔性的方法（1 1）與天然纖維混紡）與天然纖維混紡（2 2）制造包芯紗（錦綸、滌綸外包棉）

24、制造包芯紗（錦綸、滌綸外包棉）（3 3）對(duì)織物進(jìn)行抗熔、防熔整理）對(duì)織物進(jìn)行抗熔、防熔整理33第二節(jié)第二節(jié) 光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì) 紡織纖維在光照射下表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)。包括，紡織纖維在光照射下表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)。包括，色澤（顏色和光澤）色澤（顏色和光澤）折射與雙折射折射與雙折射耐光性耐光性光致發(fā)光光致發(fā)光341. 纖維的顏色纖維的顏色 纖維的顏色取決于纖維對(duì)不同波長(zhǎng)色光的吸纖維的顏色取決于纖維對(duì)不同波長(zhǎng)色光的吸收和反射能力。收和反射能力。 天然纖維的顏色天然纖維的顏色,取決于品種、生長(zhǎng)過(guò)程中的取決于品種、生長(zhǎng)過(guò)程中的外界因素；化纖，與紡絲工藝有關(guān)。外界因素；化纖，與紡絲工藝有關(guān)。顏色感覺(jué)顏色感覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)標(biāo)

25、準(zhǔn)波長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍波長(zhǎng)范圍紅色紅色700620-780橙色橙色610595-620黃色黃色580575-595綠色綠色510480575 藍(lán)色藍(lán)色470450480紫色紫色420380450各種顏色的波長(zhǎng)與波長(zhǎng)范圍（各種顏色的波長(zhǎng)與波長(zhǎng)范圍（mm） 一、色澤一、色澤35 2.2.纖維的光澤纖維的光澤 光澤是紡織材料的重要外觀性質(zhì)。光澤取決光澤是紡織材料的重要外觀性質(zhì)。光澤取決于對(duì)可見(jiàn)光的反射情況。當(dāng)光線射到紡織材料的于對(duì)可見(jiàn)光的反射情況。當(dāng)光線射到紡織材料的表面時(shí)，在纖維和空氣的界面上同時(shí)產(chǎn)生反射和表面時(shí)，在纖維和空氣的界面上同時(shí)產(chǎn)生反射和折射，光的一部分被反射，另一部分折射光在纖折射，光的一部分

26、被反射，另一部分折射光在纖維內(nèi)部進(jìn)行，當(dāng)達(dá)到另一界面時(shí)，再產(chǎn)生反射和維內(nèi)部進(jìn)行，當(dāng)達(dá)到另一界面時(shí)，再產(chǎn)生反射和折射。折射。36 光澤是光澤是正反射光、表面散射反射光和來(lái)自內(nèi)部正反射光、表面散射反射光和來(lái)自內(nèi)部的散射反射光的共同貢獻(xiàn)。的散射反射光的共同貢獻(xiàn)。37 光澤分五級(jí)：無(wú)光澤（如粗絨棉）、弱光澤（如光澤分五級(jí)：無(wú)光澤（如粗絨棉）、弱光澤（如細(xì)絨棉）、顯著光澤（如絲光棉）、強(qiáng)光澤（精練細(xì)絨棉）、顯著光澤（如絲光棉）、強(qiáng)光澤（精練過(guò)的蠶絲）、最強(qiáng)光澤（未消光的粘膠絲）。過(guò)的蠶絲）、最強(qiáng)光澤（未消光的粘膠絲）。 絲綢工藝中常用極光和肥光兩種光澤感：絲綢工藝中常用極光和肥光兩種光澤感：反射光量很大

27、，分布不均勻反射光量很大，分布不均勻“極光極光”； 反射光量很大，分布較均勻反射光量很大，分布較均勻“肥光肥光”。383.3. 影響光澤的因素影響光澤的因素 （1 1）纖維的縱向形態(tài)：表面光滑，粗細(xì)均勻，光）纖維的縱向形態(tài)：表面光滑，粗細(xì)均勻，光澤好，如絲光棉、沒(méi)有卷曲的化纖長(zhǎng)絲。澤好，如絲光棉、沒(méi)有卷曲的化纖長(zhǎng)絲。 （2 2）截面形態(tài)）截面形態(tài)l圓形截面：透光能力強(qiáng)，觀感明亮，易形成極光，圓形截面：透光能力強(qiáng)，觀感明亮，易形成極光，纖維繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)光澤不變；纖維繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)光澤不變；l三角形截面：可發(fā)生全反射、有閃光效應(yīng)。三角形截面：可發(fā)生全反射、有閃光效應(yīng)。 入射入射 反射反射1 反射反射3

28、折射折射2 折射折射1 折射折射3反射反射239（3 3）纖維層狀結(jié)構(gòu)）纖維層狀結(jié)構(gòu) 使纖維光澤強(qiáng)而不耀眼。使纖維光澤強(qiáng)而不耀眼。 （4 4）纖維彼此排列的平順程度）纖維彼此排列的平順程度 紗線表面的纖維沿紗軸向排列，粗細(xì)均勻，紗線表面的纖維沿紗軸向排列，粗細(xì)均勻，毛羽少，光澤好。毛羽少，光澤好。（5 5）化纖中加）化纖中加TiOTiO2 2可消光可消光 TiOTiO2 2改變光線的反射情況。改變光線的反射情況。入射反射1234空氣層1層2層3層40 二、折射與雙折射二、折射與雙折射 雙折射：光線投射到纖維上時(shí)，除了在界面上雙折射：光線投射到纖維上時(shí)，除了在界面上產(chǎn)生反射光外，進(jìn)入纖維的光線被

29、分解成兩條折產(chǎn)生反射光外，進(jìn)入纖維的光線被分解成兩條折射光。紡織纖維的這種光學(xué)性質(zhì)，叫雙折射。射光。紡織纖維的這種光學(xué)性質(zhì)，叫雙折射。尋常光：遵守折射定律，快光尋常光：遵守折射定律，快光(o)(o)，振動(dòng)面，振動(dòng)面光軸光軸, ,折折射率射率n n 非尋常光：不遵守折射定律，慢光非尋常光：不遵守折射定律，慢光(e)(e)，振動(dòng)面，振動(dòng)面光軸光軸, ,折射率折射率n n雙折射率：雙折射率：n=nn=n- n- n 41 纖維雙折射率的大小，與分子取向度和分子纖維雙折射率的大小，與分子取向度和分子本身的不對(duì)稱程度有關(guān)。分子與纖維軸平行排列本身的不對(duì)稱程度有關(guān)。分子與纖維軸平行排列時(shí)雙折射率大，大分子

30、紊亂排列時(shí)雙折射等于零，時(shí)雙折射率大，大分子紊亂排列時(shí)雙折射等于零，故可利用雙折射率來(lái)比較同種化纖取向度的高低。故可利用雙折射率來(lái)比較同種化纖取向度的高低。42三、纖維的耐光性三、纖維的耐光性1. 1. 定義：紡織材料抵抗光照的能力。定義：紡織材料抵抗光照的能力。 纖維因光照發(fā)生裂解引起強(qiáng)度下降纖維因光照發(fā)生裂解引起強(qiáng)度下降的現(xiàn)象叫的現(xiàn)象叫“老化老化”?？蛇M(jìn)行。可進(jìn)行“大氣老化實(shí)驗(yàn)大氣老化實(shí)驗(yàn)”或若排除風(fēng)吹或若排除風(fēng)吹雨淋等影響，則為耐光性試驗(yàn)。雨淋等影響，則為耐光性試驗(yàn)。2 2實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法 露天曝曬法和人工模擬法。露天曝曬法和人工模擬法。433.3.常用纖維耐光性常用纖維耐光性 纖維纖維

31、日曬時(shí)間（日曬時(shí)間（h）強(qiáng)力損失（強(qiáng)力損失（%）蠶絲蠶絲20050棉棉94050羊毛羊毛112050亞麻亞麻110050粘膠粘膠90050腈綸腈綸8001025錦綸錦綸20036滌綸滌綸6006044 腈綸腈綸 羊毛羊毛 麻麻 棉棉 粘膠粘膠 滌綸滌綸 錦綸錦綸 蠶絲蠶絲 紫外線的能量高，對(duì)纖維的損傷大，而紫外線的能量高，對(duì)纖維的損傷大，而CNCN吸吸收紫外線的能量后轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來(lái)，保護(hù)分收紫外線的能量后轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來(lái)，保護(hù)分子不斷裂，故腈綸耐光性好。子不斷裂，故腈綸耐光性好。45四、光致發(fā)光四、光致發(fā)光 紡織纖維在受到紫外線光照射時(shí)，材料紡織纖維在受到紫外線光照射時(shí)，材料的分子受到激

32、發(fā)，會(huì)輻射出一定光譜的光，的分子受到激發(fā)，會(huì)輻射出一定光譜的光，從而產(chǎn)生不同的顏色，這種現(xiàn)象稱。從而產(chǎn)生不同的顏色，這種現(xiàn)象稱。 不同的纖維光致發(fā)光的性質(zhì)不同，可用不同的纖維光致發(fā)光的性質(zhì)不同，可用于鑒別纖維。于鑒別纖維。46纖維名稱纖維名稱熒光顏色熒光顏色 纖維名稱纖維名稱熒光顏色熒光顏色棉纖維棉纖維淡黃色淡黃色黃麻黃麻淡黃色淡黃色棉（未成熟）棉（未成熟）淡藍(lán)色淡藍(lán)色亞麻（生）亞麻（生）紫褐色紫褐色棉（絲光）棉（絲光）淡紅色淡紅色粘膠粘膠白色帶紫白色帶紫絲（脫膠）絲（脫膠）淡藍(lán)色淡藍(lán)色錦綸錦綸淡藍(lán)色淡藍(lán)色羊毛羊毛淡黃色淡黃色維綸（有光）維綸（有光） 淡黃色紫陰影淡黃色紫陰影纖維熒光顏色纖維熒

33、光顏色 47第三節(jié)電學(xué)性質(zhì)第三節(jié)電學(xué)性質(zhì)一一、介電系數(shù)、介電系數(shù) 1. 概念概念 介電現(xiàn)象：指絕緣體材料介電現(xiàn)象：指絕緣體材料(也叫電介質(zhì)也叫電介質(zhì)) 在外在外加電場(chǎng)作用下，內(nèi)部分子形成電極化的現(xiàn)象。加電場(chǎng)作用下，內(nèi)部分子形成電極化的現(xiàn)象。 由于電介質(zhì)的極化，材料表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷，由于電介質(zhì)的極化，材料表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷使原電容器的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電容器的電感應(yīng)電荷使原電容器的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電容器的電容量增加（如圖）。容量增加（如圖）。 48 介電系數(shù)介電系數(shù)（介電常數(shù)）介電常數(shù)） 衡量介電現(xiàn)象強(qiáng)弱衡量介電現(xiàn)象強(qiáng)弱的物理量，即材料的物理量，即材料在電場(chǎng)中被極化的程度，反映在電場(chǎng)中被極化的

34、程度，反映材料的儲(chǔ)電能力。材料的儲(chǔ)電能力。0CC式中，式中，C C電容極板間填充電介質(zhì)時(shí)的電容量電容極板間填充電介質(zhì)時(shí)的電容量; ; C C0 0電容器極板間為真空時(shí)的電容量。電容器極板間為真空時(shí)的電容量。492. 2. 常見(jiàn)紡織材料的介電常數(shù)常見(jiàn)紡織材料的介電常數(shù) 工頻條件下（工頻條件下（50HZ50HZ）：）： 空氣，空氣，1 1； 液態(tài)水，液態(tài)水，2020； 干紡材料，干紡材料，2 25 5 材料的介電常數(shù)（頻率材料的介電常數(shù)（頻率f50Hz，T=2025，RH=65%）材料或纖維材料或纖維材料或纖維材料或纖維棉棉6滌綸滌綸3.02羊毛羊毛6錦綸錦綸4蠶絲蠶絲4.2固態(tài)水固態(tài)水8081粘

35、纖粘纖7.7真空真空1醋纖醋纖3.56.4空氣空氣1503.3.應(yīng)用應(yīng)用（1 1）測(cè)試紡織材料的回潮率）測(cè)試紡織材料的回潮率 水的水的遠(yuǎn)大于紡織材料遠(yuǎn)大于紡織材料，紡織材料重量一定，紡織材料重量一定回潮率不同，電容器的電容量不同?；爻甭什煌?，電容器的電容量不同。（2 2）測(cè)試紗線（條）的均勻性）測(cè)試紗線（條）的均勻性 紡織材料紡織材料大于空氣的大于空氣的，平行金屬板電容器，平行金屬板電容器間的紗條粗細(xì)變化（纖維根數(shù)變化）間的紗條粗細(xì)變化（纖維根數(shù)變化） ，電容量變，電容量變化?；?。 514.4.影響因素影響因素（1 1）纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)）纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu) 分子量、極性基團(tuán)的數(shù)量、堆砌密度分子量、極性基

36、團(tuán)的數(shù)量、堆砌密度（2 2）外部因素）外部因素 溫度、回潮率、電場(chǎng)頻率溫度、回潮率、電場(chǎng)頻率52 二、介電損耗二、介電損耗 1. 1. 定義定義 在交變電場(chǎng)作用下，纖維材料的極性基團(tuán)以及在交變電場(chǎng)作用下，纖維材料的極性基團(tuán)以及纖維內(nèi)部的水分子會(huì)發(fā)生極化，極化分子部分地纖維內(nèi)部的水分子會(huì)發(fā)生極化，極化分子部分地沿著電場(chǎng)方向定向排列，并隨著電場(chǎng)方向的變換沿著電場(chǎng)方向定向排列，并隨著電場(chǎng)方向的變換不斷地作翻轉(zhuǎn)交變?nèi)∠蜻\(yùn)動(dòng)，分子間發(fā)生碰撞、不斷地作翻轉(zhuǎn)交變?nèi)∠蜻\(yùn)動(dòng)，分子間發(fā)生碰撞、摩擦、生熱，消耗能量。摩擦、生熱，消耗能量。 電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下引起發(fā)熱而消耗能量，稱電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下引起發(fā)熱而消耗能量

37、，稱為介電損耗。為介電損耗。53 2. 應(yīng)用應(yīng)用 （1）紡材作為電工絕緣材料，介電損耗小為）紡材作為電工絕緣材料，介電損耗小為好，以免材料發(fā)熱引起老化。好，以免材料發(fā)熱引起老化。 （2）利用介電損耗，可對(duì)紡材進(jìn)行烘干。同）利用介電損耗，可對(duì)紡材進(jìn)行烘干。同條件，水的介電損耗大，吸收絕大部分能量而很條件，水的介電損耗大，吸收絕大部分能量而很快蒸發(fā)，材料本身吸收的能量少。快蒸發(fā)，材料本身吸收的能量少。54三、導(dǎo)電性能三、導(dǎo)電性能 反映纖維材料導(dǎo)電性質(zhì)的指標(biāo)比電阻。反映纖維材料導(dǎo)電性質(zhì)的指標(biāo)比電阻。 1.1.指標(biāo)指標(biāo)（1 1）體積比電阻）體積比電阻v v（cmcm） 試樣長(zhǎng)試樣長(zhǎng)1cm1cm，截面積

38、為，截面積為1cm1cm2 2時(shí)的電阻。時(shí)的電阻。 Lv/SR 式中，式中，R R：電流流過(guò)材料時(shí)的電阻：電流流過(guò)材料時(shí)的電阻()() ：試樣的長(zhǎng)度（：試樣的長(zhǎng)度（cmcm） S S：試樣截面積（：試樣截面積（cm2）55（2 2）表面比電阻）表面比電阻S（） 電流流過(guò)長(zhǎng)、寬都為電流流過(guò)長(zhǎng)、寬都為1cm1cm材料表面時(shí)的電阻。材料表面時(shí)的電阻。 bLRss/R R：電流流過(guò)材料表面時(shí)的電阻：電流流過(guò)材料表面時(shí)的電阻()() ：試樣的寬度（：試樣的寬度（cmcm）：電極間的距離（：電極間的距離（cm）56（3 3）質(zhì)量比電阻）質(zhì)量比電阻m m（g/cmg/cm2 2） 試樣長(zhǎng)試樣長(zhǎng)1cm1cm，重，重1g1g的纖維束時(shí)的電阻。的纖維束時(shí)的電阻。 m m=v v 式中，