纺织材料热电光学性质

第八章 纺织材料热、电、光学性质

思考题及难点 ：

1.导热与保暖

2.玻璃化温度、流动温度

3.极限氧指数

4.双折射

5.静电现象及消除途径

第一节 热学性质 ................................................................................................................. 1

一、比热 ................................................................................................................................... 1

二、导热 ................................................................................................................................... 1

三、热对纺织材料的影响 ....................................................................................................... 1

第二节 光学性质 ..................................................................................................................... 3

一、反射与光泽 ....................................................................................................................... 3

二、折射与双折射 ................................................................................................................... 3

三、耐光性 ............................................................................................................................... 3

第三节 电学性质 ..................................................................................................................... 3

一、介电系数ε ...................................................................................................................... 3

二、纺织材料电阻 ................................................................................................................... 3

三、静 电 ................................................................................................................................. 4

第一节 热学性质

一、比热

质量为1克的纺织材料温度变化1℃所吸收或放出的热量。

二、导热

导热系数：材料厚度为1m,表面之间温差为1℃，1h通过1m2材料所传导的热量焦耳数。

影响保暖性因素：

⑴静止空气层的厚度越大，保暖性越好

⑵导热系数越小，保暖性越好

⑶纺材吸湿后，保暖性下降

三、热对纺织材料的影响

（一）力学三态： 玻璃态、高弹态、粘流态

1.玻璃态： 温度较低，大分子的运动动能远远低于分子间结合力，大分子里面的链节、基团都不能运动，只能在平均位置上振动，因此弹性模量很高，变形能力很小，纤维坚硬，类似玻璃，故称玻璃态 2.高弹态：温度超过玻璃化温度以上，纤维的弹性模量突然下降，纤维受较小的力作用就发生很大的变形当外力解除后，链段的运动使大分子发生卷缩，变形逐渐恢复，在温度变形曲线上出现平台区，称为高弹态。

3.粘流态：温度超过粘流温度以后，链段的运动不仅使分子链的构象发生变化，而且通链段的相跃迁，使整个分子链相互滑动。宏观表现为合成纤维在外力作用下发生粘性流动，称为粘流态。

（二）热转变温度：有明显热塑性特征的纤维，玻璃态、高弹态、粘流态之间发生转变涉及纤维性质显著变化时的温度

1.玻璃化温度( Ｔ g ）：玻璃态向高弹态转变的温度（二级转 变温度）

2.粘流温度（T f ）：高弹态向粘流态转变的温度（一级转变 温度）

3.熔点：晶体发生熔化时的温度

4.分解点：高聚物发生分解时的温度

（三）耐热性

纺材在高温作用下一定时间之后，保持其物理机械性能的性质。

指标：剩余强度率=（热作用之后的强度/原强度）×100%

(四）合成纤维的热收缩与热定型

1.合成纤维热收缩：合纤受热后发生尺寸收缩的现象

1).原因：合纤在后加工受到牵伸，存在着内应力，由于玻璃态的约束， 无法恢复，一旦温度升高，解除玻璃态约束，由于内应力而大量回缩。

2).指标：热收缩率=收缩量/原来长度×100%

3).加热介质：热空气、热水、蒸汽，根据加热介质的不同，热收缩率也分为相应的热空气收缩率、沸水收缩率、饱和蒸汽收缩率

2.热定型

1).定义：

温度低于软化点高于玻璃化温度，解除玻璃态约束，在材料宏观长度保持不变或再给以拉伸的情况下，分子间力重建或调整至低位能的过程，只要以后的处理温度不超过玻璃化温度，材料的尺寸基本保持不变，这一性能称为热塑性，这一加工称为热定型。

2).影响因素：

温度、时间

（五）纺材燃烧性能

1.极限氧指数（LOI）

将材料点燃在氧、氮大气中，维持材料燃烧所需要的最低含 氧量的体积百分比

LOI=［V氧/(V氧+V氮)］×100%

2.分类：易燃、可燃、难燃、不燃

3.提高纺织材料难燃性途径

1).进行阻燃处理

2)..制造难燃纤维

(六）熔孔性

定义：涤纶和锦纶等合成纤维织物，在穿用过程中接触到烟灰的火星、电焊火花、砂轮火花等热体时，在织物上形成孔洞的性能。

第二节 光学性质

一、反射与光泽

光泽是纺织材料的重要外观性质。光泽的强弱，主要由纺织材料对光的反射情况而定。当光线射到纺织材料的表面时，在纤维和空气的界面上同时产生反射和折射，光的一部分被反射，另一部分折射光在纤维内部进行，当达到另一界面时，再产生反射和折射。

二、折射与双折射

光线投射到纺织纤维上时，在界面上除了产生反射光反射出以外，进入纤维的光线分解成两条折射光。纺织纤维的这种光学性质，叫双折射。

三、耐光性

纺织材料在贮存和穿用过程中，因受各种大气因素的综合作用，材料的性能逐渐恶化，如变色、变硬、变脆、发粘、透明度下降、失去光泽、强度下降、破裂等，以致丧失使用价值。这种现象叫“老化”，这种试验叫“大气老化实验”或“气候实验”。如果在大气因素中突出太阳光的作用，排除风吹、雨淋等的影响，则称材料抵抗太阳光作用的性质为耐光性，这种试验叫耐光性试验。

第三节 电学性质

一、介电系数ε

1.定义：

ε=以某种材料为介质时的电容器的电容量/以真空为介质时电容器的电容量

干纺材：ε=2--5

空气：ε=1

水：ε=80

2. 测试仪器

1）.电容式条干均匀度测试仪

2）.电容式测湿仪

二、纺织材料电阻

（一）指标

1.体积比电阻：

ρ V =RS/L(Ω · ｃｍ)

试样长度为1cm,截面积为1cm2时的电阻 2.质量比电阻： ρ m = ρ V ×d (Ω · g/cm2)

试样长度为１cm，质量为1g 时的电阻

d：材料的密度（g/cm2 )

3.表面比电阻： ρ s=R ｓ ×Ｌ/ｂ (Ω)

材料表面的宽度和长度都为1cm时的电阻

R ｓ ：放在材料表面上两电极间材料的表面电阻(Ω)

Ｌ：电极的宽度（ｃｍ）

ｂ：电极间的距离（ｃｍ）

（二）影响因素

温度：温度升高，电阻减小

湿度：湿度升高，电阻减小

三、静 电

（一）产生原因：摩擦接触感应起电

（二）指标：静电压、静电量、电荷半衰期

（三）影响：在纺织加工过程中，纤维之间、纤维与机械之间发生摩擦，结果 造成电荷在材料表面的转移产生静电，带相同电荷的纤维之间相 互排斥，造成条子发毛，纱线毛羽增多，卷装成形不良，带不同 电荷的纤维与纺织机械之间发生相互吸引，产生“三绕”现象。

(四) 消除静电的方法

1.表面抗静电剂

2.提高车间相对湿度

3.抗静电纤维：金属、导电纤维

4.混纺等