纖維的吸濕性紡織材料學(xué)第一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一吸濕性：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（<1um）統(tǒng)稱為水汽）水汽的吸附是一個(gè)動態(tài)過程：吸濕和放濕過程；纖維的吸濕會影響其結(jié)構(gòu)、形態(tài)和所有的物理性質(zhì)

第二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)纖維的吸濕及吸濕機(jī)理一、纖維的吸濕與吸濕指標(biāo)

1.回潮率與含水率

回潮率：紡織材料中所含水分重量對紡織材料干重的百分比。含水率：紡織材料中所含水分重量對紡織材料濕重的百分比。

式中：Ga紡織材料濕重；G0

紡織材料干重。

第三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一

紡織材料在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，從吸濕達(dá)到平衡時(shí)測得的平衡回潮率。2.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的回潮率國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：

大氣壓力：1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即101.3kPa（760mmHg柱）

表4-1標(biāo)準(zhǔn)溫濕度及允許誤差級別標(biāo)準(zhǔn)溫度(℃)標(biāo)準(zhǔn)相對濕度(%)A類B類120±127±265±2220±227±365±3320±327±565±5

通常在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下天然纖維調(diào)濕24h以上，合成纖維調(diào)濕4h以上。第四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一3.公定回潮率

業(yè)內(nèi)公認(rèn)的回潮率。為了滿足貿(mào)易交換中的公允和成本核算的需要。（以標(biāo)準(zhǔn)回潮率為依據(jù)，但不等于標(biāo)準(zhǔn)回潮率）纖維種類公定回潮率(%)纖維種類公定回潮率(%)纖維種類公定回潮率(%)原棉11.1(含水率10)桑蠶絲11聚酯纖維0.4棉紗8.5柞蠶絲11錦綸6/66/114.5洗凈毛同質(zhì)16亞麻12聚丙烯腈纖維2.0

異質(zhì)15苧麻16.28聚乙烯醇纖維5.0毛條干梳18.25洋麻14.94含氯纖維0.5

油梳19黃麻生麻19.05聚丙烯纖維1.0精梳落毛16

熟麻14.94醋酯纖維7.0山羊絨15大麻14.94銅氨纖維13.0兔毛15粘膠纖維13玻璃纖維2.5表4-2幾種常見纖維的公定回潮率第五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一多種纖維混合時(shí)的公定回潮率：Wi——混合纖維各自的公定回潮率；bi——混合比；n——混合纖維種數(shù)。公定重量

——在公定回潮率時(shí)的重量。第六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一4.平衡回潮率

指纖維材料在一定大氣條件下，吸、放濕作用達(dá)到平衡穩(wěn)態(tài)時(shí)的回潮率。吸濕平衡回潮率：纖維吸濕達(dá)到相對平衡狀態(tài)時(shí)的回潮率；放濕平衡回潮率：纖維放濕達(dá)到相對平衡狀態(tài)時(shí)的回潮率。圖4-1纖維吸濕量-時(shí)間曲線第七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一二、吸濕等溫、等壓、等濕線

1.定義：

吸（放）濕等溫線：在一定溫度和壓力條件下，纖維材料因吸（放）濕達(dá)到的平衡回潮率與大氣相對濕度的關(guān)系曲線；

吸（放）濕等濕線：在一定濕度和壓力條件下，纖維材料因吸（放）濕達(dá)到的平衡回潮率與大氣溫度的關(guān)系曲線；

吸（放）濕等壓線：在溫度和相對濕度不變時(shí)，纖維材料因吸（放）濕達(dá)到的平衡回潮率與大氣壓力的關(guān)系曲線。

第八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一

2.常用纖維的吸濕等溫線

第九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一特點(diǎn)（1）曲線都呈反S形，吸濕機(jī)理基本一致。RH=0%～15%時(shí)，曲線的斜率比較大；

RH=15%～70%時(shí)，曲線的斜率比較?。?/p>

RH>70%時(shí)，曲線斜率又明顯地增大。

（2）纖維種類不同，曲線的高低不同。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。第十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一三、纖維的吸濕機(jī)理與理論

1.吸濕機(jī)理

水分與纖維的作用及其附著與脫離過程。

第十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一2.吸濕理論圖4-4直接間接吸收水（1）Peirce的二相理論圖4-5相對濕度對吸收水分子數(shù)的影響纖維的吸濕包括直接吸收水分和間接吸收水分，適用于棉纖維吸濕第十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一

直接吸收水：

由纖維分子中的親水基團(tuán)直接吸著的水分子。

如:-0H,-COOH

,-CONH-

,-NH2

結(jié)合力較強(qiáng)，主要是氫鍵力，放出熱量較多。

間接吸收水：

接續(xù)在已被吸著的水分子上，間接地靠在纖維大分子上，也包括凝結(jié)在表面和孔隙的水。

結(jié)合力較弱，主要是范德華力，放出熱量較少。第十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一圖4-6相對濕度對回潮率的影響（2）Speakman的三相理論適用于羊毛吸濕第一相：與角朊分子側(cè)鏈中的親水基相結(jié)合的水；第二相：被吸著在主鏈的各極性基團(tuán)上，并取代分子鏈段間的相互作用，由此對纖維的剛性有很大影響；第三相：填充在纖維空隙間和分子間的汽、液態(tài)水，發(fā)生在高濕度時(shí)。第十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一四、吸濕滯后性

1.吸濕滯后現(xiàn)象圖4-7纖維吸濕、放濕的回潮率-時(shí)間曲線圖4-8吸濕滯后性圖從放濕得到的平衡回潮率高于從吸濕得到的平衡回潮率的現(xiàn)象。第十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一

常見纖維的吸濕滯后值：

蠶絲：1.2%羊毛：2.0%粘膠：1.8%-2.0%棉：0.9％錦綸：0.25%（吸濕性大的纖維，吸濕滯后值比較大）第十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一

調(diào)濕和預(yù)調(diào)濕調(diào)濕：將被測纖維直接放在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行平衡。預(yù)調(diào)濕：對纖維進(jìn)行（45±2）℃的預(yù)烘，以消除纖維吸濕的“記憶”，達(dá)到由吸濕平衡獲得的回潮率值。第十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一2.吸濕滯后產(chǎn)生的原因能量獲得概率的差異水分子進(jìn)出的差異纖維結(jié)構(gòu)的差異水分子分布的差異熱能作用的差異此外還有纖維表面能的變化、反復(fù)吸濕的作用、其它雜質(zhì)的帶入等。第十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一五、影響纖維吸濕的因素

影響纖維回潮率的因素有內(nèi)因和外因兩個(gè)方面。內(nèi)因包括：親水基團(tuán)的作用:親水基團(tuán)多少和極性強(qiáng)弱；纖維的結(jié)晶度：水分子只能進(jìn)入纖維的非晶區(qū)；纖維比表面積和內(nèi)部空隙：纖維的伴生物和雜質(zhì)

。

外因包括：溫濕度、氣壓、空氣流速第十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一1．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)弱是影響纖維吸濕性的最本質(zhì)因素，也是判定纖維能否吸濕及其強(qiáng)弱的依據(jù)。

纖維素纖維：羥基（-OH）；蛋白質(zhì)纖維：酰胺基（-NHCO-)、羥基（-OH）、羧基-（COOH）、氨基(-NH2)等；合成纖維：親水基團(tuán)不多，吸濕性較差。第二十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一2．纖維的結(jié)晶度

水分子只能進(jìn)入纖維的非晶區(qū)，無法進(jìn)入結(jié)晶區(qū)。纖維的結(jié)晶度越低，吸濕能力就越強(qiáng)。如：棉纖維和粘膠纖維；絲光棉第二十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一3．纖維的比表面積和內(nèi)部空隙纖維的比表面積越大，表面能越大，吸附的水分子數(shù)也越多，吸濕性越好。如：纖維越細(xì)，纖維內(nèi)孔隙越多，纖維吸濕性能增加。4．纖維內(nèi)的伴生物和雜質(zhì)

a.棉b.羊毛c.麻d.絲e.化學(xué)纖維表面的油劑第二十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一5．溫濕度和氣壓

6．空氣流速的影響

第二十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)吸濕性的測量一、直接測量法

1.烘箱干燥法（箱內(nèi)熱稱、箱外熱稱、箱外冷稱）

2.紅外線干燥法

3.高頻加熱干燥法

4.真空干燥法

5.吸濕劑干燥法第二十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一二、間接測試法

1.電阻測濕法

2.電容式測濕法

3.微波吸收法

4.紅外光譜法第二十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第三節(jié)吸濕對纖維性質(zhì)的影響一、對纖維重量的影響

二、對體積的影響

纖維吸濕后體積膨脹，橫向膨脹大而縱向膨脹小，表現(xiàn)出明顯的各向異性。纖維的膨脹值可用直徑、長度、截面積和體積的增大率表示第二十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一各種纖維在水中的膨脹性能表纖維吸濕膨脹具有明顯的各向異性，即Sd>Sl。同一纖維，可根據(jù)吸濕膨脹后各向異性的大小來判斷大分子的取向度。不利之處：使織物變厚、變硬，是造成織物收縮的原因之一。第二十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一三、對密度的影響

W增加，纖維密度增加；大多數(shù)纖維在W=4%～6%時(shí)密度最大。W再增加，纖維密度逐漸變小，因?yàn)槔w維體積顯著膨脹，而水的比重小于纖維。幾種纖維密度隨回潮率變化圖第二十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一四、對力學(xué)性質(zhì)的影響

纖維吸濕后，隨著回潮率增大，纖維強(qiáng)力、模量、彈性和剛度下降，伸長增加。對強(qiáng)力的影響：a.一般規(guī)律是纖維回潮率增加，其強(qiáng)力下降；b.吸濕能力差的纖維，W增加，強(qiáng)力變化不太顯著c.棉、麻纖維，吸濕后強(qiáng)力反而增加；第二十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一常見纖維在潤濕狀態(tài)下強(qiáng)伸度變化表

第三十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一對纖維伸長率的影響

回潮率增加，伸長率有所增加；這是因?yàn)樗肿舆M(jìn)入纖維內(nèi)部后，減弱了大分子間的結(jié)合力，使它在受外力作用時(shí)容易伸直和產(chǎn)生相對滑移的緣故。

第三十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一五、對熱學(xué)性質(zhì)的影響纖維吸濕時(shí)會放出熱量（吸濕放熱現(xiàn)象）原因：運(yùn)動中的水分子被纖維大分子