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1、第六章第六章 纺织材料的吸湿性纺织材料的吸湿性第一节 吸湿指标和吸湿机理一、吸湿指标一、吸湿指标（一）回潮率与含水率（一）回潮率与含水率1.回潮率回潮率:2.含水率含水率:G 纺织材料湿重；纺织材料湿重；G0纺织材料干重。纺织材料干重。3.换算：换算：W=M/(1-M),M=W/(1+W)G=G0/(1-M),G=G0(1+W)2021/9/212（二）标准回潮率（二）标准回潮率标准回潮率标准回潮率:纺织材料在纺织材料在标准大气条件下标准大气条件下放置一段时间后放置一段时间后所达到的平衡回潮率。所达到的平衡回潮率。标准大气条件标准大气条件:l 温度温度201201；l 相对湿度相对湿度65%2
2、%65%2%2021/9/213（三）公定回潮率（三）公定回潮率(W(Wk k)公定回潮率：公定回潮率：贸易上为了计重和核价的需要，由国家统一贸易上为了计重和核价的需要，由国家统一规定的各种纺织材料的回潮率。（纯粹是为工作规定的各种纺织材料的回潮率。（纯粹是为工作方便而选定的，接近但不是标准回潮率）。方便而选定的，接近但不是标准回潮率）。天然纤维因含有杂质及伴生物，纤维的公定天然纤维因含有杂质及伴生物，纤维的公定回潮率和纱线的公定回潮率常不一致。回潮率和纱线的公定回潮率常不一致。常见纤维的公定回潮率如下表。常见纤维的公定回潮率如下表。2021/9/214纤维种类纤维种类公定回潮公定回潮率率(%
3、)纤维种类纤维种类公定回潮公定回潮率率(%)纤维种类纤维种类公定回潮率公定回潮率(%)原棉原棉11.1桑蚕丝桑蚕丝11涤纶涤纶0.4棉纱棉纱8.5柞蚕丝柞蚕丝11锦纶锦纶4.5洗净毛洗净毛 同同质质16亚麻亚麻12腈纶腈纶2.0异质异质15苎麻苎麻16.28维纶维纶5.0毛条毛条 干梳干梳18.25洋麻洋麻14.94氯纶氯纶0.5油梳油梳19黄麻黄麻 生麻生麻19.05丙纶丙纶1.0精梳落毛精梳落毛16熟麻熟麻14.94醋酯纤维醋酯纤维7.0山羊绒山羊绒15大麻大麻14.94铜氨纤维铜氨纤维13.0兔毛兔毛15粘胶粘胶13玻璃纤维玻璃纤维2.5（石蜡乳（石蜡乳剂含量）剂含量）几种常见纤维的公定
4、回潮率几种常见纤维的公定回潮率2021/9/215l混合材料或混纺纱的公定回潮率：混合材料或混纺纱的公定回潮率：式中：式中：W Wi i纯纺材料的公定回潮率；纯纺材料的公定回潮率；P Pi i干重混纺比，以百分数表干重混纺比，以百分数表示。示。例：求例：求65/65/3535混纺纱的公定回潮率。混纺纱的公定回潮率。（涤（涤W Wk k=0.4=0.4，棉，棉W Wk k=8.5=8.5)P325P325公式有误！应把括号前的公式有误！应把括号前的“100”“100”去掉。去掉。2021/9/216（四）标准重量（四）标准重量G Gk k(公定重量公定重量)纺织材料在公定回潮率时的重量叫纺织材料
5、在公定回潮率时的重量叫“标标准重准重量量”，也称，也称“公公定重定重量量”。式中：式中：G Ga a称见重量（实际湿重）称见重量（实际湿重）;W Wa a实际回潮率；实际回潮率；G G0 0干重。干重。2021/9/217 通常所说的，如通常所说的，如65/35的涤棉混纺纱，是干重的涤棉混纺纱，是干重混纺比，即各种纤维的干重占两种纤维总干重的混纺比，即各种纤维的干重占两种纤维总干重的比例。而两种纤维的实际回潮率不同，混纺纱吸比例。而两种纤维的实际回潮率不同，混纺纱吸湿后各纤维的湿重不同，故各湿重占混纺纱总湿湿后各纤维的湿重不同，故各湿重占混纺纱总湿重的比例不同。重的比例不同。混纺纱干重混纺比折
6、算成湿重混纺比：混纺纱干重混纺比折算成湿重混纺比：纤维纤维1：回潮率：回潮率1，湿重混比，湿重混比g1，干重混比，干重混比g0纤维纤维2:回潮率回潮率2，湿重混比，湿重混比100-g1，干重混比，干重混比100-g0计算公式：计算公式：P326P326公式有误！公式有误！2021/9/218例：实际回潮率例：实际回潮率0.30.3，粘胶实际回潮率，粘胶实际回潮率1212，为使二者干重混纺比为，为使二者干重混纺比为65/3565/35，求涤粘的，求涤粘的湿重混纺比。湿重混纺比。2021/9/219例：实际回潮率例：实际回潮率0.30.3，粘胶实际回潮率，粘胶实际回潮率1212，为使二者干重混纺比
7、为为使二者干重混纺比为65/3565/35，求涤粘的湿重混，求涤粘的湿重混纺比。纺比。2021/9/2110二、吸湿机理（影响吸湿的内因）二、吸湿机理（影响吸湿的内因）（一）亲水基团的作用（一）亲水基团的作用亲水基团是影响吸湿性的最本质因素，数量越亲水基团是影响吸湿性的最本质因素，数量越多，极性越强，纤维的吸湿能力越高。多，极性越强，纤维的吸湿能力越高。亲水基团：亲水基团：-COOH-,-NH2,-OH,-CONH（酰胺基）（酰胺基）2021/9/2111l棉、粘胶棉、粘胶:-OH；棉棉羊毛羊毛l羊毛：羊毛：-CONH,-COOH,-NH2,-OHl蚕丝：蚕丝：-CONH,-COOH（少）（少
8、）,-NH2,-OH亲水基团：亲水基团：-COOH-,-NH2,-OH,-CONH2021/9/2112l维纶：维纶：-OH；l腈纶：腈纶：-CN强极性；强极性；l锦纶：锦纶：-CONHl涤：含涤：含-COO-、-CH2-，其吸水性弱，其吸水性弱CHCH2 2CHCHn n OH OH NH (CH NH (CH2 2)6 6NHCONHCO(CH(CH2 2)4 4 CO COn nCHCH2 2CHCHn n CN CN 亲水基团：亲水基团：-COOH-,-NH2,-OH,-CONH2021/9/2113水分子在纤维中的存在形式水分子在纤维中的存在形式（1）直接水：亲水性基团直接吸着的水）
9、直接水：亲水性基团直接吸着的水（2）间接水：直接水本身因具有极性而再吸着的水）间接水：直接水本身因具有极性而再吸着的水 2021/9/2114 间接吸收的水分子存在于纤维内部的微小间隙间接吸收的水分子存在于纤维内部的微小间隙中成为微毛细水，当湿度很高时，间接吸收的水中成为微毛细水，当湿度很高时，间接吸收的水分子可以填充到纤维内部较大的间隙中，成为大分子可以填充到纤维内部较大的间隙中，成为大毛细水，大毛细水的结合力除氢键引力以外包括毛细水，大毛细水的结合力除氢键引力以外包括范德华力、表面张力等，所以结合力小。范德华力、表面张力等，所以结合力小。2021/9/2115（二）内部结构的影响（二）内部
10、结构的影响 化学组成相同的纤维，吸湿性不一定相同，因化学组成相同的纤维，吸湿性不一定相同，因内部结构不同。内部结构不同。1.1.结晶度结晶度 大，吸湿性小（吸湿主要发生在无定形区）。大，吸湿性小（吸湿主要发生在无定形区）。如：如：棉经丝光棉经丝光后，因结晶度降低使吸湿性增加；后，因结晶度降低使吸湿性增加；棉棉结晶度结晶度70%70%左右，左右，粘胶粘胶结晶度结晶度30%30%左右，左右，粘胶粘胶吸湿性好于棉。吸湿性好于棉。2021/9/21162021/9/21172.2.取向度取向度 对材料的吸湿性几乎无影响。对材料的吸湿性几乎无影响。3.3.聚合度聚合度 增大，游离基团减小，吸湿性减小。增
11、大，游离基团减小，吸湿性减小。如，如，棉棉聚合度聚合度10000,10000,回潮率回潮率8.5%8.5%；粘胶粘胶聚合度聚合度500500左右左右,回潮率回潮率13%13%。2021/9/2118（三）（三）纤维的比表面积和内部孔隙纤维的比表面积和内部孔隙1.比表面积比表面积单位体积的纤维所具有的表面积，称单位体积的纤维所具有的表面积，称。比表。比表面积大，面积大，表面吸附表面吸附作用越强，吸湿性越好。细纤作用越强，吸湿性越好。细纤维比粗纤维比表面积大、回潮率大。维比粗纤维比表面积大、回潮率大。l表面吸附：材料表面的分子比内部分子有多余表面吸附：材料表面的分子比内部分子有多余的能量（称表面能
12、），具有吸附作用，能吸收大的能量（称表面能），具有吸附作用，能吸收大气中的水分子。气中的水分子。2.内部内部孔隙孔隙纤维内的孔隙越多越大，水分子越易进入，纤维内的孔隙越多越大，水分子越易进入，纤维的吸湿能力越强。粘胶比棉疏松，吸湿能力纤维的吸湿能力越强。粘胶比棉疏松，吸湿能力比棉高。比棉高。2021/9/2119（四）纤维内的伴生物和杂质（四）纤维内的伴生物和杂质 纤维的各种伴生物和杂质对吸湿能力也有影响。纤维的各种伴生物和杂质对吸湿能力也有影响。a.a.棉纤维中有棉纤维中有含氮物质、果胶含氮物质、果胶（易吸水）（易吸水）；棉蜡、棉蜡、脂肪脂肪（不易吸水）（不易吸水）等；等；b.b.羊毛表面的
13、油脂（拒水）；羊毛表面的油脂（拒水）；c.c.麻纤维的果胶和蚕丝中的丝胶；麻纤维的果胶和蚕丝中的丝胶；d.d.化学纤维表面的油剂；化学纤维表面的油剂；2021/9/2120第二节 大气条件与纤维吸湿一、吸湿平衡与平衡回潮率一、吸湿平衡与平衡回潮率（时间对回潮率的影响）（时间对回潮率的影响）1.1.吸湿平衡吸湿平衡 当进入纤维中的水分子数量多于从纤维内逸出当进入纤维中的水分子数量多于从纤维内逸出的水分子数时，纤维的回潮率增加，即的水分子数时，纤维的回潮率增加，即吸湿，吸湿，反之，反之，则为则为放湿放湿。当吸放湿速度相同时就达到了吸湿平衡。当吸放湿速度相同时就达到了吸湿平衡。2.2.平衡回潮率平衡
14、回潮率 纤维材料在一定的大气条件下纤维材料在一定的大气条件下,吸、放湿作用达吸、放湿作用达到平衡稳定的回潮率，称。分为吸湿平衡回潮率到平衡稳定的回潮率，称。分为吸湿平衡回潮率和放湿平衡回潮率。和放湿平衡回潮率。2021/9/21213.3.吸、放湿平衡回潮率与时间的关系吸、放湿平衡回潮率与时间的关系(1)(1)都是对数曲线；都是对数曲线；(2)(2)起始段快，以后减慢直至平衡；起始段快，以后减慢直至平衡；(3)(3)吸湿平衡所需时间吸湿平衡所需时间小于小于放湿平衡所需时间；放湿平衡所需时间；(4)(4)吸放湿平衡回潮率不等。吸放湿平衡回潮率不等。2021/9/2122二、温度恒定，相对湿度与平
15、衡回潮率的关系二、温度恒定，相对湿度与平衡回潮率的关系 （大气湿度对回潮率的影响大气湿度对回潮率的影响）1.1.吸湿等温线和放湿等温线吸湿等温线和放湿等温线 吸湿等温线：在大气压力和温度不变的条件下，吸湿等温线：在大气压力和温度不变的条件下，纤维材料因吸湿而达到的平衡回潮率与大气相对纤维材料因吸湿而达到的平衡回潮率与大气相对湿度的关系曲线。湿度的关系曲线。放湿等温线：在大气压力和温度不变的条件下，放湿等温线：在大气压力和温度不变的条件下，纤维材料因放湿达到的平衡回潮率与大气相对湿纤维材料因放湿达到的平衡回潮率与大气相对湿度的关系曲线。度的关系曲线。2021/9/2123 2.2.吸湿等温线的特
16、点：吸湿等温线的特点：（1 1）曲线呈上升趋势。）曲线呈上升趋势。表明随着相对湿表明随着相对湿度的增大，回潮率增大。度的增大，回潮率增大。（2 2）曲线都呈反）曲线都呈反S S形。形。表明吸湿机理基表明吸湿机理基本一致。本一致。0-15%斜率大，吸湿速率快，极性基团斜率大，吸湿速率快，极性基团吸水。吸水。15%-70%斜率小，吸湿速率慢，间接斜率小，吸湿速率慢，间接吸附水。吸附水。70%-100%斜率大，吸湿速率快，吸湿斜率大，吸湿速率快，吸湿膨胀。膨胀。（3 3）纤维种类不同，曲线的高低不）纤维种类不同，曲线的高低不同。同。表明各种纤维的平衡回潮率在相同的湿表明各种纤维的平衡回潮率在相同的湿
17、度条件下是不同的。度条件下是不同的。2021/9/2124 吸湿等温线与温度有密切的依赖性，所以吸湿等温线与温度有密切的依赖性，所以一般是在标准温度下试验所得。不同温度时的一般是在标准温度下试验所得。不同温度时的吸湿等温线以棉为例，如下图所示。吸湿等温线以棉为例，如下图所示。2021/9/2125三、吸湿滞后性三、吸湿滞后性（原有的湿度对平衡回潮率的影响）（原有的湿度对平衡回潮率的影响）1.1.定义定义 同样的纤维材料在一定的大气温湿度条件下，同样的纤维材料在一定的大气温湿度条件下，从放湿达到平衡的回潮率大于从吸湿达到的平衡从放湿达到平衡的回潮率大于从吸湿达到的平衡回潮率，这一性能称为材料的吸
18、湿滞后性，也称回潮率，这一性能称为材料的吸湿滞后性，也称吸湿保守现象。吸湿保守现象。纤维吸、放湿与时间的关系纤维吸、放湿与时间的关系2021/9/21262.吸湿滞后性曲线吸湿滞后性曲线纤维的吸湿滞后现象纤维的吸湿滞后现象同一纤维的吸湿等温线同一纤维的吸湿等温线与放湿等温线并不重合，而与放湿等温线并不重合，而形成吸湿滞后圈。形成吸湿滞后圈。湿滞的差值湿滞的差值（吸湿滞后性造成（吸湿滞后性造成的差值）的差值）与纤维的吸湿性有关，与纤维的吸湿性有关，吸湿性好，差值大。吸湿性好，差值大。湿滞差值的大小还与纤湿滞差值的大小还与纤维原有的回潮率有关。如图维原有的回潮率有关。如图中中bb1（由吸湿状态重新
19、放湿），（由吸湿状态重新放湿），aa1（由放湿状态重新吸湿）（由放湿状态重新吸湿）。2021/9/2127a-b，c-d都处于吸湿等温都处于吸湿等温线和放湿等温线之间。线和放湿等温线之间。纤维的实际平衡回潮率处纤维的实际平衡回潮率处于两条线之间的某一值，通于两条线之间的某一值，通常讲的平衡回潮率是指理论常讲的平衡回潮率是指理论平衡回潮率，即两曲线的中平衡回潮率，即两曲线的中间值。间值。纤维的吸湿滞后现象纤维的吸湿滞后现象2021/9/21283.3.吸湿滞后产生的原因吸湿滞后产生的原因 一般认为，吸湿时大分子间的连接点被迫拆一般认为，吸湿时大分子间的连接点被迫拆开，而与水分子形成氢健结合；放湿
20、时，由于大开，而与水分子形成氢健结合；放湿时，由于大分子上较多的极性基团对水分子的吸引，阻止水分子上较多的极性基团对水分子的吸引，阻止水分子的离去，造成放湿时的平衡回潮率大。分子的离去，造成放湿时的平衡回潮率大。2021/9/2129 4.4.吸湿滞后对实际工作的指导意义吸湿滞后对实际工作的指导意义 （1 1）预调湿）预调湿 l调湿调湿:实验前将试样在标准状态下放置一定时间，实验前将试样在标准状态下放置一定时间，使达到使达到平衡回潮率平衡回潮率。l预调湿：预先将材料在较低的湿度下去湿，使纤预调湿：预先将材料在较低的湿度下去湿，使纤维的回潮率远低于测试所要求的回潮率维的回潮率远低于测试所要求的回
21、潮率,然后再在标然后再在标准状态下，使达到平衡回潮率。准状态下，使达到平衡回潮率。（2 2）车间温湿度调节）车间温湿度调节 l纤维处于放湿时：纤维处于放湿时：l纤维处于吸湿时：纤维处于吸湿时：车间的湿度车间的湿度 规定值规定值2021/9/2130四、湿度恒定温度与平衡回潮率的关系 （温度对回潮率的影响）1.吸湿等湿线吸湿等湿线纤维在一定的大气压力下，相对湿度一定时，纤维在一定的大气压力下，相对湿度一定时，平衡回潮率随温度而变化的曲线。平衡回潮率随温度而变化的曲线。羊毛和棉的吸湿等湿线羊毛和棉的吸湿等湿线 2021/9/21312.2.曲线特点曲线特点 温度愈高，平衡回潮率愈低。但在高温高湿的
22、温度愈高，平衡回潮率愈低。但在高温高湿的条件下，平衡回潮率略有增加。条件下，平衡回潮率略有增加。羊毛和棉的吸湿等湿线羊毛和棉的吸湿等湿线 2021/9/2132五、影响回潮率的外因（总结）五、影响回潮率的外因（总结）1.1.温度温度温度升高，平衡回潮率下降。温度升高，平衡回潮率下降。2.2.相对湿度相对湿度 温度一定，相对湿度越高，纤维吸湿越大。温度一定，相对湿度越高，纤维吸湿越大。亲水性纤维，相对湿度的影响是主要的，疏水亲水性纤维，相对湿度的影响是主要的，疏水性纤维，温度的影响明显。性纤维，温度的影响明显。2021/9/21333.3.原来回潮率的大小原来回潮率的大小 从放湿达到平衡时的回潮
23、率要高于从吸从放湿达到平衡时的回潮率要高于从吸湿达到的回潮率。湿达到的回潮率。4.4.空气流速的影响空气流速的影响 当空气流速快时，纤维的平衡回潮率降低。当空气流速快时，纤维的平衡回潮率降低。2021/9/2134第四节第四节 吸湿性对纺织材料的影响吸湿性对纺织材料的影响一、对重量的影响一、对重量的影响 纤维材料的重量随吸着水分量的增加而成纤维材料的重量随吸着水分量的增加而成比例地增加。比例地增加。二、对长度和横截面积的影响二、对长度和横截面积的影响 吸湿后纤维体积膨胀，且横向膨胀远远大于吸湿后纤维体积膨胀，且横向膨胀远远大于纵向膨胀。纵向膨胀。原因：大分子沿轴向排列，吸湿后分子间距原因：大分
24、子沿轴向排列，吸湿后分子间距增大；大分子构型改变。增大；大分子构型改变。2021/9/2135织物吸湿前后织物结构的变化织物吸湿前后织物结构的变化 纤维吸湿膨胀的各向异性，会导致织物变厚、纤维吸湿膨胀的各向异性，会导致织物变厚、变硬并产生收缩，干燥后仍无法恢复。变硬并产生收缩，干燥后仍无法恢复。缩水的利弊？缩水的利弊？弊：织物变小、变短；弊：织物变小、变短；利：制作雨衣、水龙带。利：制作雨衣、水龙带。2021/9/2136三、对密度和体积的影响三、对密度和体积的影响 开始密度随着回潮率的开始密度随着回潮率的增大而增大，以后随着回增大而增大，以后随着回潮率的增大而减小。潮率的增大而减小。纤维密度
25、随回潮率的变化纤维密度随回潮率的变化2021/9/2137四、对机械性质的影响四、对机械性质的影响 1.1.对强力的影响对强力的影响 一般纺织材料强力一般纺织材料强力随吸湿增大而减小（棉、麻随吸湿增大而减小（棉、麻除外），粘胶湿强下降非常显著除外），粘胶湿强下降非常显著。水分子进入之后拆开了大分子之间的交联，分水分子进入之后拆开了大分子之间的交联，分子间力减小，大分子易滑脱，故强力降低。子间力减小，大分子易滑脱，故强力降低。棉、麻聚合度、结晶度较高，纤维断裂主要表棉、麻聚合度、结晶度较高，纤维断裂主要表现为分子本身的断裂，水分对纤维大分子间结合现为分子本身的断裂，水分对纤维大分子间结合力的减弱
26、不明显，而一些大分子链上的缠结被拆力的减弱不明显，而一些大分子链上的缠结被拆开，受力分子链增加，强力提高。开，受力分子链增加，强力提高。2021/9/21382.2.对断裂伸长的影响对断裂伸长的影响 W W增加，伸长有所增加。增加，伸长有所增加。原因在于纤维断裂原因在于纤维断裂时大分子的滑移。时大分子的滑移。3.3.对摩擦系数的影响对摩擦系数的影响 随吸湿的增大，摩擦系数增大。随吸湿的增大，摩擦系数增大。2021/9/2139五、对热学性质的影响五、对热学性质的影响1.1.吸湿放热吸湿放热 纤维在吸湿时会放出热量，这是由于运动纤维在吸湿时会放出热量，这是由于运动中的水分子被纤维大分子吸附时，水
27、分子会将中的水分子被纤维大分子吸附时，水分子会将动能转化成热能而释放。动能转化成热能而释放。2.2.指标指标l 吸湿微分热：纤维在给定回潮率下吸着吸湿微分热：纤维在给定回潮率下吸着1g1g水水放出的热量。放出的热量。l 吸湿积分热：吸湿积分热：1g1g干燥纤维从某一回潮率吸湿干燥纤维从某一回潮率吸湿达到完全润湿，所放出的总热量。达到完全润湿，所放出的总热量。2021/9/21403.3.应用应用（1 1）吸湿放热与保暖性）吸湿放热与保暖性（2 2）吸湿放热与纺织材料储存）吸湿放热与纺织材料储存（3 3）吸湿放热与热工计算）吸湿放热与热工计算2021/9/2141六、对电学性质的影响六、对电学性
28、质的影响 回潮率增大，质量比电阻下降，减缓静电现象。回潮率增大，质量比电阻下降，减缓静电现象。七、对光学性质的影响七、对光学性质的影响 回潮率升高时，纤维的光折射率下降。回潮率升高时，纤维的光折射率下降。2021/9/2142第五节第五节吸湿性的测试方法吸湿性的测试方法一、直接测试方法一、直接测试方法 直接获取纤维中水分重量的测量方法称为直接直接获取纤维中水分重量的测量方法称为直接测量法，即称取材料的实际重量和驱除水分后的测量法，即称取材料的实际重量和驱除水分后的重量求得。驱除材料中水分方法：重量求得。驱除材料中水分方法：烘箱法、红外线辐射法、高频加热干燥法、吸烘箱法、红外线辐射法、高频加热干
29、燥法、吸湿剂干燥法等。湿剂干燥法等。2021/9/2143 二、间接测试方法二、间接测试方法 利用纤维材料中含水多少与某些物理性质利用纤维材料中含水多少与某些物理性质(如如电阻、电容、水分子振动吸收能等电阻、电容、水分子振动吸收能等)密切相关的原密切相关的原理，通过测量这些性质来推测含水率或回潮潮率。理，通过测量这些性质来推测含水率或回潮潮率。这类方法测量迅速、不损伤纤维，可在线测量。这类方法测量迅速、不损伤纤维，可在线测量。但干扰因素较多，结果的稳定性和准确性受到影但干扰因素较多，结果的稳定性和准确性受到影响。如，响。如，电学测定法（电阻、电容）、微波吸收法和红电学测定法（电阻、电容）、微波吸收法和红外测湿法。外测湿法。2021/9/2144思考题及难点：思考题及难点：1.1.吸湿机理吸湿机理2.2.吸湿滞后性吸湿滞后性3.3.公定回潮率公定回潮率4.4.吸湿对纺织材料性能的影响吸湿对纺织材料性能的影响2021/9/2145