第六章-纺织材料的热学电学课件.ppt

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1、,1.指标(1)导热系数 定义：材料厚度为1m，两表面之间温差为1，每小时通过1m2材料所传导的热量。单位：Kcal/mh；Wm/m2 常见纤维的导热系数 表 继续,常见纤维的导热系数（在室温20时测得）,表中显示：水的导热系数最大，静止空气的导热系数最小，纤维介于两者之间。导热性越好，保温性越差,Back,(2)绝热率T 式中：Q1包覆试样前保持热体恒温所需热量；Q2包覆试样后保持热体恒温所需热量。T材料保温效果越好,2.影响纤维导热性能的因素（1）分子量的大小 在同一温度下，分子量越高。（2）温度与回潮率的影响 T 水分越多，越大，保暖性越差（3）纤维集合体的体积重量 保暖与否主要取决于纤

2、维层中夹持的静止空气数量。纤维层中夹持的空气越多，则纤维层的绝热性越好.一旦夹持的空气流动，保暖性将大大降低。纤维层的体积重量在0.03-0.06g/cm3，最小，保暖性最好。,3.增强服装保暖性的途径（1）尽可能多的储存静止空气；（中空纤维、多衣穿着、不透水）（2）降低W%；（3）选用低的纤维；（4）加入陶瓷粉末等材料。Back,纤维的热机械性能曲线 1定义：高聚物受力变形或初始模量等随温度变化而变化的曲线。2曲线及其特点,Back,（1）四个温度（2）两个转变区（3）三种力学状态 继续,a.玻璃化温度Tg 非晶态高聚物大分子链段开始运动的最低温度，或由玻璃态向高弹态转变的温度。影响Tg的因

3、素：化学组成的影响；分子量和交键作用；混合、接枝及共聚的影响；增塑剂的作用。凡是使链的柔性增加，使分子间作用力下降的结构因素都会使Tgb.粘流温度Tf 非晶态高聚物大分子链相互滑动的温度，或由高弹态向粘流态转变的温度。c.熔点温度Tm 高聚物结晶全部熔化时的温度，或晶态高聚物大分子链相互滑动的温度。d.分解点温度Td 高聚物大分子主链产生断裂的温度。Back,两个转变区：1 玻璃化转变区 2 粘弹态转变区 Back,玻璃态：分子链段运动被冻结，显现脆性，类似普通玻璃性能。高弹态：分子链段运动加剧，出现高弹变形，类似橡胶的特性。粘流态：大分子开始变形，表现出液体流动的特性。几种纺织纤维的热转变点

4、,几种纺织纤维的热转变点,Back,纤维的耐热性与热稳定性1.定义：耐热性指纤维经过短时间的高温作用，回到常温时，其机械性能的变化程度耐短时间高温的性能。随着温度的升高而强度降低的程度表示。热稳定性纤维耐长时间高温的性能。,2.常用纤维耐热性：天然纤维：棉麻蚕丝羊毛；人造纤维：粘胶棉；合成纤维：涤纶腈纶锦纶维纶；碳纤维、玻璃纤维相当好；涤纶的耐热性与热稳定性均较好；锦纶的耐热性较好，但热稳定性差。Back,热膨胀 一部分纤维在加热的情况下有轻微的膨胀现象。原因是纤维分子受热后发生较强的热振动而获得了更多的空间所致。几种纤维的热膨胀系数 继续,几种纤维的热膨胀系数,Back,热收缩（1）定义：合

5、成纤维受热后发生不可逆的收缩现象称之为热收缩。（2）指标：热收缩率，即加热后纤维缩短的长度占原来长度的百分率。根据介质不同有：a.沸水收缩率：一般指将纤维放在100C的沸水中处理30min，晾干后的收缩率；b.热空气收缩率：一般指用180、190C、210C热空气为介质处理一定时间（如15min）后的收缩率；c.饱和蒸汽收缩率：一般指用125-130C饱和蒸汽为介质处理一定时间（如3min）后的收缩率。（3）产生原因：纺丝成形过程中，受到较大的抽伸作用，纤维残留一定的内应力，一旦TTg，会发生收缩。Back,纤维的热塑性和热定型 基本概念 热塑性将合成纤维或制品加热到Tg以上温度，并加一定外力

6、强迫其变形，然后冷却并去除外力，这种变形就可固定下来，以后遇到TTg时，则纤维或制品的形状就不会有大的变化。这种特性称之为热塑性。热定型就是利用合纤的热塑性，将织物在一定张力下加热处理，使之固定于新的状态的工艺过程。（如：蒸纱、熨烫）,热定型的机理 最初结构的松散；新结构的重建；新结构的固化 热定型的方法 干热定型-热风处理，金属表面接触加热。湿热定型-湿法定型，汽蒸定型，过热蒸汽定型。影响合纤织物热定型效果的因素 继续,1）温度（最主要因素）2）时间 3）张力 4）冷却速度 5）定型介质 Back,纤维的燃烧性能 指标（1）可燃性指标（表示纤维容不容易燃烧）：点燃温度、发火点 点燃温度或发火

7、点越低，纤维越容易燃烧。（2）耐燃性指标（表示纤维经不经得起燃烧）极限氧指数 LOI（Limit Oxygen Index）：纤维点燃后，在氧、氮大气里维持燃烧所需要的最低含氧量体积百分数。LOI越大，说明材料难燃。,2.阻燃机理 阻燃指降低材料在火焰中的可燃性，减慢火焰蔓延速度，当火焰移去后能很快自熄。3.提高纤维制品难燃性的途径(1)制造难燃纤维 在纺丝原液中加入防火剂或用合成的难燃聚合物纺丝(2)阻燃整理 阻燃剂处理(3)通过与难燃纤维混纺，以提高纤维的难燃性。Back,纤维的熔孔性1.定义：当纤维及其制品上为热体所溅时被熔成孔洞的性能。抗熔性：抵抗熔孔现象的性能。2.合成纤维易产生熔孔

8、现象的原因 涤纶、锦纶熔融所需的热量较少；涤纶、锦纶的导热系数比棉、粘、羊毛大。3.改善织物抗熔性的方法合纤与天然纤维混纺；制造包芯纱（芯用锦纶、涤纶，外层用棉）。,第二节 纤维的光学性质,纤维的色泽 纤维的双折射纤维的耐光性,1.纤维的颜色 纤维的颜色取决于纤维对不同波长色光的吸收和反射能力。天然纤维的颜色：取决于品种（即天然色素）；生长过程中的外界因素合成纤维的颜色：取决于原料（是否含有杂质）；纺丝工艺（如温度、加热时间 等）各种颜色的波长与波长范围（mm）GO ON,各种颜色的波长与波长范围（mm）,Back,纤维的光泽（1）纤维光泽的形成 纤维的光泽实际上是：正反射光、表面散射反射光和

9、来自内部的散射反射光的共同贡献。评价光泽应同时考虑两个方面：反射光量的大小和反射光量的分布规律 反射光量很大，分布不均匀“极光”；反射光量很大，分布较均匀“肥光”。Go On,Back,2）影响纤维光泽的因素：a.纤维的微原纤结构 b.纤维的形态结构：c.化纤中加TiO2可消光,双折射的定义 平行偏振光沿非光轴方向投射到纤维上时，除了在界面上产生反射光外，进入纤维的光线被分解成两条折射光，称之为纤维的双折射。其中一条：寻常光（简称o光），遵守折射定律，振动面光轴，n；另一条：非寻常光（简称e光），不遵守折射定律，振动面光轴，n。双折射率：n=n-n,影响双折射大小的因素（1）取向度取向度，各向

10、异性显著，双折射率。当全部大分子与纤维纤维轴平行排列时，双折射最大。当大分子排列紊乱时，双折射为0。（2）大分子本身的不对称性凡是大分子链呈曲折状或螺旋状，或主链上有侧基，都会使双折射率下降。腈纶有螺旋状主链、三醋酯纤维分子上的侧基多，故n是负值。,纤维双折射率的测定方法及应用 测量：浸没法；（寻找倍克线，测得表层折射率）光程差法，D=d（n-n）用石英楔子补偿法测出D和d。应用：（1）用于判明纤维分子的取向程度 n大，取向度大。（2）用于判明管状纤维的孔径或棉纤维的成熟度,纺织纤维的折射率,纤维的耐光性1.定义：纺织材料抵抗光照的能力。纤维经长期光照，会发生不同程度的裂解，使大分子断裂，分子

11、量下降，强度下降。TiO2的存在会加速裂解。2常用纤维耐光性大致顺序：腈纶羊毛麻棉粘胶涤纶锦纶蚕丝,日光照射时间与纤维强度的损失,Back,第三节 纤维的电学性质,一、纤维的介电性质 纤维的介电常数（1）定义 在电场中，由于介质极化而引起相反电场，将使电容器的电容变化，其变化的倍数称为介电常数。其数值为：物理意义：是表示材料在电场中被极化的程度。反映材料的储电能力。,材料的介电常数（频率f50Hz，T=2025，RH=65%）,（2）影响大小的因素 a.内因 电介质的密度：体积重量或密度愈大，纤维间的空气量，；极化率：纤维分子极化程度，；纤维分子量：分子量，。.b.外因温度：一方面T，另一方面

12、：T；频率：用直流电压，最大；f；回潮率：W，（水的最大）,二、纤维的导电性能 纤维导电性指标：比电阻（1）体积比电阻（v，cm）纤维通过长1cm，截面积为1 cm2材料时的电阻值。（2）表面比电阻（S，）电流通过长、宽都为1cm材料时的电阻值。（3）质量比电阻（m，g/cm2）电流通过长1cm，质量为1g材料时的电阻值。m=v m易测，应用较多。,2.影响纤维比电阻的因素（1）回潮率：Wm（2）温度：T，导电性能增加（3）纤维上的附着物：油剂、棉蜡、油脂的存在，。,三、纤维的静电 静电现象及产生原因 纤维在加工中要受到各种机件的作用，由于纤维与机械以及纤维与纤维间的摩擦，必会聚集起许多电荷从而产生静电。静电的危害与应用 危害：粘接和分散、吸附飞花与尘埃、放电等；应用：静电植绒、静电吸尘、粉末塑料的静电喷涂等。,衡量静电的有关指标（1）静电量/单位面积；（2）静电压（kv）；（3）比电阻；（4）半衰期：纺织材料上的静电衰减到原始值一半时所需的时间。Q=Q0e-t/式中：Q 介质内部的瞬时t的电荷量；Q0介质内部的原始电荷量；电荷衰减时间常数，=0,4.减少或防止静电现象的方法 机器接地 提高空气的相对湿度 改善摩擦条件 导电纤维的应用 静电消除器（电离空气）加抗静电剂（纤维油剂）织物防静电整理,