1、第6章紡織材料的吸濕性教學(xué)內(nèi)容：1吸濕指標(biāo)及計(jì)算2 吸濕機(jī)理3吸濕影響因素4吸濕滯后性5 吸濕性測(cè)量方法6吸濕性能對(duì)紡織材料物理機(jī)械性能的影響吸濕性：通常把纖維材料從氣態(tài)環(huán)境中吸著水分的能力。水分子和微小水滴1卩m統(tǒng)稱為水汽水汽的吸附本質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，即同時(shí)存在吸濕和放濕過程這一過程一般簡(jiǎn)稱為 吸濕第1節(jié)吸濕指標(biāo)和吸濕機(jī)理本節(jié)為重點(diǎn)節(jié)主要包括：吸濕指標(biāo)及計(jì)算、吸濕曲線、吸濕機(jī)理、吸濕影響因素、吸濕滯后性1. 吸濕指標(biāo)1.1回潮率與含水率回潮率W :紡織材料中所含水分重量對(duì)紡織材料干重的百分比。含水率M :紡織材料中所含水分重量對(duì)紡織材料濕重的百分比。心警100M(%)=Ga GoGa100

2、式中：Ga紡織材料濕重Go紡織材料干重1.2 標(biāo)準(zhǔn)回潮率紡織材料在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，從吸濕到達(dá)平衡時(shí)測(cè)得的平衡回潮率。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件：溫度T為20C熱帶為27C,相對(duì)濕度RH為65%，大氣壓力為 86106kPa, 視各國(guó)地理環(huán)境而定。我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件：大氣壓力為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即 101.3kPa 760mmHg柱溫、濕度的波動(dòng)范圍：級(jí)別溫度相對(duì)濕度120 ± 1 C,27± 2C65 ± 2%;220 ± 2 C,27± 3C65 ± 3%;320 ± 3 C,27± 5C65 ± 5%;調(diào)

3、濕處理：紡織材料在實(shí)驗(yàn)測(cè)試前需進(jìn)行。通常在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下調(diào)濕24h以上即可,合成纖維調(diào)濕4h以上即可。1.3公定回潮率W町貿(mào)易上為了計(jì)重和核價(jià)的需要，由國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的各種紡織材料的回潮率?；旒徏喌墓ɑ爻甭蔠%八 WR其中：Wi %第i種纖維的公定回潮率；Pi %第i種纖維的干重混紡比。標(biāo)準(zhǔn)重量 Gk:紡織材料在公定回潮率時(shí)的重量。常用纖維標(biāo)準(zhǔn)回潮率和公定回潮率纖維種類標(biāo)準(zhǔn)回潮率%公定回潮率%原棉棉紗788.5苧麻脫膠7816.28亞麻81112黃麻1216 生麻913 熟麻14.94 熟麻19.05 生麻細(xì)羊毛1517-洗凈毛-16 同質(zhì)15 異質(zhì)山羊絨-15毛條-18.25 (干梳)19

4、(油梳)桑蠶絲8911粘膠纖維131513醋酯纖維477滌綸0.40.50.4琴帛綸6/66/113.50.5錦綸 6,4.24.5 錦綸 664.5腈綸1.22.02.0維綸4.55.05丙綸01氯綸-0.5回潮率相關(guān)計(jì)算(1) 求混紡紗公定回潮率(2 )濕重、干重，求回潮率、材料公定重量(3 )濕重、干重，求回潮率、紗線的細(xì)度(4)混紡比，求棉型織物的公定重量混紡比、某一實(shí)際回潮率下的混紡比設(shè)甲種纖維的回潮率為W1，濕重混紡比百分?jǐn)?shù)為g1，干重混紡百分?jǐn)?shù)為 gO,乙種纖維的回潮率為 W2，濕重混紡比百分?jǐn)?shù)為100-g1，干重混紡百分?jǐn)?shù)為 100-g0,那么g!_ g°(1 W/0

5、0)100 g,(100 g0)(1 她/100)1.4平衡回潮率纖維材料的含濕量隨所處的大氣條件而變化。吸濕平衡：纖維材料在單位時(shí)間內(nèi)吸收的水分和放出水分在數(shù)量上接近相等。吸濕平衡是動(dòng)態(tài)平衡平衡回潮率：纖維材料在一定大氣條件下到達(dá)吸濕平衡后的回潮率。特點(diǎn)：將具有一定回潮率的纖維，放到一個(gè)新的大氣條件下，它將立刻放濕(吸濕)，經(jīng)過一定時(shí)間后，它的回潮率逐漸趨向于一個(gè)穩(wěn)定的值。故可分為從 吸濕到達(dá)的平衡回潮率和從 放濕到達(dá) 的平衡回潮率。 到達(dá)平衡吸濕的時(shí)間單纖維：幾秒到幾十秒松散纖維團(tuán)：幾分鐘至幾十分鐘紗線和織物：幾十分鐘到幾小時(shí)堆積密度棉包和毛包：一年至幾十年堆積密度和體積h時(shí)溝度濕對(duì)相2.

6、 吸濕等溫、等壓、等濕線2.1吸濕放濕等溫線在一定的大氣壓力和溫度條件下，纖維材料因吸濕放濕到達(dá)的平衡回潮率與 大氣相對(duì)濕度的關(guān)系曲線吸濕等溫線曲線分析1總體描述:曲線都呈反S形，吸濕機(jī)理根本一致。具有多種吸濕機(jī)理纖維種類不同，曲線的上下不同：吸濕能力強(qiáng)的在上方，如羊毛、粘膠；吸濕能力差的在下方，如腈綸、滌綸等纖維結(jié)構(gòu)不同，吸濕機(jī)理不同相刃濕煦兀(2 )機(jī)理分析RH= 0%15% 時(shí)，曲線的斜率較大；原因：開始階段纖維中游離的親水基因比擬多，容易吸濕。RH= 15%70%時(shí)，曲線的斜率比擬?。辉颍褐饕块g接吸收，水分子進(jìn)入纖維內(nèi)部的微小間隙中，形成毛細(xì)水；同時(shí)纖維還 有一個(gè)膨化過程，所以吸收

7、的水分比開始階段減少。RH>70%時(shí)，曲線斜率又明顯地增大。原因：水汽分壓大，水分進(jìn)入纖維內(nèi)部較大的間隙，纖維產(chǎn)生膨化，毛細(xì)水大量增加， 外表吸附的能力，也大大增強(qiáng)，這就進(jìn)一步增加了回潮率的上升速度。2.2 吸濕等濕線在一定的大氣壓力下，相對(duì)濕度一定時(shí)，纖維材料平衡回潮率隨溫度而變化的曲線。1Q 152025 3D3 廳131 9 7 5P=6O%=45%=30% = 15%羊無JOU101(濟(jì)度/十吸濕等濕線規(guī)律(1) 一般規(guī)律是，溫度愈高，平衡回潮率愈低，其原因是水分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，不易附著,而易脫離運(yùn)動(dòng)。(2) 在高溫高濕的條件下，由于纖維的熱、濕膨脹，使水分子的凝結(jié)可能和空間增大

8、， 回潮率增大3. 纖維的吸濕機(jī)理Peirce理論認(rèn)為，纖維的吸濕包括直接吸收水分和間接吸收水分一般認(rèn)為纖維吸濕時(shí)，水分子先吸附至纖維外表，然后水蒸氣向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，與纖維 內(nèi)大分子上的親水性基團(tuán)結(jié)合，隨后水分子進(jìn)入纖維的縫隙孔洞，形成毛細(xì)水。3.1吸收水 由于纖維中極性基團(tuán)的極化作用而吸著的水。吸收水是纖維吸濕的主要原因。直接吸收水：由于纖維中親水基團(tuán)的作用而吸著的水分子。特點(diǎn)：水分子結(jié)合力較強(qiáng)，主要是氫鍵力，同時(shí)放出的熱量也較多。間接吸收水：其他被吸著的水分子。包括：1由于水分子的極性再吸著的水分子。2纖維中其他物質(zhì)的親水基團(tuán)所吸引的水分子。特點(diǎn)：水分子的結(jié)合力較弱，主要是范德華力，同時(shí)放

9、出的熱量也較少。3.2毛細(xì)水纖維由于毛細(xì)管的作用而吸收的水分。微毛細(xì)水：存在于纖維內(nèi)部微小間隙之中的水分子；大毛細(xì)水：存在于纖維內(nèi)部較大間隙之中的水分子當(dāng)濕度較高時(shí)。3.3粘著水外表吸附纖維因外表能而吸附的水分子。3.4吸附水分的區(qū)別吸收水屬于化學(xué)吸著，是一種化學(xué)鍵力，因此必然有放熱反響；毛細(xì)水和粘著水屬于物理吸著，是范德華力，沒有明顯的熱反響，吸附也比擬快。4. 吸濕滯后性4.1吸濕滯后現(xiàn)象同樣的纖維在一定的大氣溫濕度條件下，從放濕到達(dá)平衡和從吸濕到達(dá)平衡，兩種平衡 回潮率不相等，前者大于后者。於率潮回Vd1< Vai滯后值筆Vd2> Va2bFlIIII020406080 L

10、00相對(duì)濕度O 52 15吸濕滯后圈由于同一種纖維的吸濕等溫線與放濕等溫線并不重合而形成的。吸濕滯后值(即差值)與纖維的吸濕能力和相對(duì)濕度有關(guān)。在同一相對(duì)濕度條件下，吸 濕性大的纖維，差值比擬大。如羊毛2.0%，粘纖1.8%2.0%，蠶絲1.2%，棉0.9%,錦綸0.25%，滌綸等吸濕等溫線和放溫等溫線那么根本重合。4.2吸濕滯后性的應(yīng)用(1 )預(yù)調(diào)濕：為防止纖維因吸濕滯后性所造成的誤差，需預(yù)先將材料在較低的溫度下烘燥(一般為4050° C下去濕0.5I h),使纖維的回潮率遠(yuǎn)低于測(cè)試所要求的回潮率。然后再調(diào)濕。(2 )車間溫濕度調(diào)節(jié)纖維處于放濕時(shí)，車間空氣的RH%規(guī)定值；纖維處于吸

11、濕時(shí)，車間空氣的RH%規(guī)定值。4.3吸濕滯后性的產(chǎn)生原因(1) 能量獲得概率的差異(2) 水分子進(jìn)出的差異3纖維結(jié)構(gòu)的差異4水分子分布的差異5熱能作用的差異5. 影響吸濕性的因素5.1 親水基團(tuán)的作用 纖維大分子中，親水基團(tuán)的多少和極性強(qiáng)弱均能影響其吸濕能力的最本質(zhì)因素。 數(shù)量越多，極性越強(qiáng)，纖維的吸濕能力越高。如口：羥基-OH 、 酰胺基-NHCO-、羧基-COOH 、氨基-NH 0等。與水分子的親 和力很大，能與水分子形成化學(xué)結(jié)合水吸收水 。此類基團(tuán)是判斷纖維能否吸濕及其強(qiáng)弱的依據(jù)纖維素纖維 ：如棉、粘纖、銅氨等纖維，大分子中的每一葡萄糖?；?3個(gè)-OH，在水分子和-OH 之間可形成氫

12、鍵，所以吸濕性較大。醋酯纖維中大局部羥基都被乙酸基-COCH 3取代，而乙酸基對(duì)水的吸引力又不強(qiáng)，因此醋酯纖維的吸濕性較低。蛋白質(zhì)纖維：主鏈上含有親水性的酰胺基、氨基一NH2、羧基一 COOH 等親水性基團(tuán)，因此吸濕性很好，尤其是羊毛，側(cè)鏈中親水基團(tuán)較蠶絲更多，故其吸濕性優(yōu)于蠶絲。合成纖維 ： 含有親水基團(tuán)不多，故吸濕性都較差。維綸一一大分子中含有羥基一 OH，經(jīng)縮醛化后一分羥基被封閉，吸濕性減小，但 在合纖中其吸濕能力最好。錦綸 6、錦綸 66 大分子中，每 6個(gè)碳原子上含有一個(gè)酰胺基 -CONH- ，所以也 具有一定的吸濕能力。腈綸大分子中只有親水性弱的極性基團(tuán)氰基-CN，故吸濕能力小。滌

13、綸、丙綸 因缺少親水性基團(tuán)，故吸濕能力極差，尤其是丙綸根本不吸濕。吸水端基的影響大分子聚合度低的纖維，如果大分子端基是親水性基團(tuán)，其吸濕能力也較強(qiáng)。5.2 纖維的晶態(tài)結(jié)構(gòu) 纖維的吸濕作用主要是發(fā)生在無定形區(qū)和內(nèi)部空隙，還有晶體外表。原因：纖維吸收的水分一般不能進(jìn)入結(jié)晶區(qū)，在結(jié)晶區(qū)內(nèi)，分子有規(guī)那么地緊密排列，活 性基在分子間形成了交鍵，如氫鍵、鹽式鍵、雙硫鍵等，所以水分子就不易滲入，假設(shè)要產(chǎn)生 吸濕作用就須翻開這些交鍵，使活性基游離，顯然這是困難的。故：1纖維的結(jié)晶度越低，吸濕能力就越強(qiáng)。2在同樣的結(jié)晶度下，微晶體的大小對(duì)吸濕性也有影響。一般來說，晶體小的吸濕性 較大。如：棉經(jīng)絲光后，由于結(jié)晶度

14、降低使吸濕量增加；棉和粘膠 同屬纖維素纖維，每一個(gè)葡萄糖?；隙己?3 個(gè)一 OH ，但棉纖維的 結(jié)晶度為70%左右，而粘膠纖維僅 30%左右，W粘膠W棉。 3纖維無定形區(qū)內(nèi)縫隙孔洞越多越大，纖維吸濕能力越強(qiáng)。如：粘膠纖維結(jié)構(gòu)比棉纖維疏松，縫隙孔洞多，是其吸濕能力遠(yuǎn)高于棉的原因之一； 合成纖維結(jié)構(gòu)一般比擬致密，而天然纖維組織中有微隙，這也是天然纖維的吸濕能力 遠(yuǎn)大于合成纖維的原因之一。5.3 纖維比外表積和纖維間空隙比外表積：纖維單位面積所具有的外表積纖維外表分子由于引力的不平衡，使它表層分子具有的多余能量，稱為外表能 1纖維越細(xì)，比外表積越高，外表能越高，吸濕性越好 2空隙增加，比外表積增大如超細(xì)滌綸、外表改性滌綸、多微孔滌綸5.4 纖維中的伴生物和雜質(zhì) 1 棉纖維中有含氮物質(zhì)、棉蠟、果膠、脂肪等，其中含氮物質(zhì)、果膠較其主要成分 更能吸著水分， 而蠟質(zhì)、 脂肪不易吸著水分。 因此棉纖維脫脂程度越高，其吸濕能力越好； 2 羊毛外表的油脂是拒水性物質(zhì)，它的存在使吸濕能力減弱；3麻纖維的果膠和蠶絲中的絲膠有利于吸濕； 4 化學(xué)纖維外表的油劑，其性質(zhì)會(huì)引起吸濕能力的變化，當(dāng)油劑外表活性劑的親水 基團(tuán)向著空氣定向排列時(shí)，纖維吸濕量變大。5.5 大氣條件1溫度的影響 在一般的情況下，隨著空氣和纖維材料溫度的提高，纖維的平衡回潮率將會(huì)下降。2相對(duì)濕度的影響 在一定溫度條件下，相對(duì)濕度