纺织材料与检测——纺织纤维的吸湿性
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第二章纤维的吸湿性质五要素:纤维;条件;吸湿;变化;表征纺织纤维一般都具有较好的吸湿性质,尤其是天然纤维、人造纤维素纤维和部分差别化纤维。
纤维的吸湿性质取决于纤维的结构、组成和所处的环境条件,并会使纤维的吸湿性能存在很大的差异。
这不仅发生在不同纤维间,而且可能发生在同一纤维间。
然而,纤维吸湿后其形状和性质均会发生变化,影响纤维的加工和使用性质。
这种影响可以是积极有利的,亦可能是消极不利的。
因此,纤维吸湿性的认识、描述、表征是极为重要的。
本章我们着重介绍:纤维吸湿发生的机制与现象,定性和定量地描述纤维吸湿的理论与结果,纤维吸湿对纤维性质的影响,以及纤维吸湿放湿过程和含湿量(回潮率)的表征方法。
本章分五节对纤维吸湿特征进行讨论:§1. 纤维的吸湿机理与理论§2. 纤维吸湿与大气条件§3. 纤维吸放湿过程与滞后性§4. 纤维吸湿对其性质的影响§5. 纤维吸湿量的表示与测量第一节纤维吸湿机理与理论一、吸湿机理与条件1.定义:纺织用纤维的吸湿本质是水分子在纤维上的吸附、逗留或存留、固着和传递或流动。
纤维材料的结构和组成不同是导致纤维吸湿性不同的内在原因。
2.吸湿的分类:1)按可吸收水分量(回潮率)的大小大致可分为三类强吸湿性材料,如棉、毛、丝、麻、粘胶、维纶,以及一些高吸湿性的改性纤维。
弱吸湿性纤维材料,如醋酸、锦纶、腈纶等纤维。
不吸湿纤维,如丙纶、乙纶、涤纶等常用纤维。
这些不吸湿纤维最多只是在表面吸附一些附着水。
2)按纤维的吸湿形式可分为三类为何纤维的吸湿性质有如此大的差异?人们对纤维材料的吸湿特征和机制进行的研究,给出了纤维吸湿的内在原因。
这一研究可以追溯到上世纪初,至今已有近百年的历史了。
众多研究结果认为纤维的吸湿形式可以为几种:a)固相吸湿:其是指纤维中分子基团对水分子的化学吸附,水汽分子进入纤维体内,或称纤维分子间后,与纤维大分子上的活性官能团发生化学键接作用,而形成的稳定的侧基的吸附。
关于纤维的吸湿性及影响因素导语吸湿性指的是纺织材料从气态环境中吸着水分的能力。
或纺织材料在空气中吸收或放出气态水的能力。
吸湿状态会影响到纤维的性能,纺织工艺,织物舒适性,计重核价等。
纤维的吸湿指标回潮率W: 纺织材料中所含水分重量对纺织材料干重的百分比。
含水率M:纺织材料中所含水分重量对纺织材料湿重的百分比。
|标准状态下的回潮率:纺织材料在标准大气条件下,从吸湿达到平衡时测得的平衡回潮率。
公定回潮率:贸易上为了计重和核价的需要,由国家统一规定的各种纺织材料的回潮率。
以标准回潮率为依据,但不等于标准回潮率。
平衡回潮率:纤维材料在一定大气条件下,吸、放湿作用达到平衡稳态时的回潮率。
吸湿平衡回潮率:纤维吸湿达到相对平衡状态时的回潮率。
放湿平衡回潮率:纤维放湿达到相对平衡状态时的回潮率。
吸放湿等温线吸湿等温线:在一定大气压和温度条件下,纤维材料因吸湿达到的平衡回潮率与大气相对湿度的关系曲线。
放湿等温线:在一定大气压力和温度条件下,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。
常用纤维吸湿等温线:1-羊毛 2-黏胶纤维 3-蚕丝 4-棉 5-醋酯纤维6-锦纶 7-腈纶 8-涤纶纤维吸湿机理水分子在纤维中存在方式根据水分子在纤维中存在的方式不同,可分为以下三种一、(1)吸收水:由于纤维中极性基团的极化作用而吸着的水。
吸收水是纤维吸湿的主要原因。
(2)直接吸收水:由于纤维中亲水基团的作用而吸着的水分子。
结合力较强,主要是氢键力,放出热量较多。
(3)间接吸收水:其它被吸着的水分子。
由于水分子的极性再吸着的水分子。
纤维其他物质的亲水基团所吸引的水分子。
结合力较弱,主要是范德华力,放出热量较少。
二、粘着水:纤维因表面能而吸附的水分子。
毛细水喝粘着水属于物理吸着,是范德华力,没有明显的热反应,吸附也比较快。
三、(1)纤维无定形区或纤维集合体纤维间存在空隙,由于毛细管的作用而吸收的水分,与纤维结构和纤维集合体的结构有关。
纤维材料的回潮率,吸湿性的检测方法,纤维吸水性的影响纤维(美:Fiber;英:Fibre)是指由连续或不连续的细丝组成的物质。
在动植物体内,纤维在维系组织方面起到重要作用。
纤维用途广泛,可织成细线、线头和麻绳,造纸或织毡时还可以织成纤维层;同时也常用来制造其他物料,及与其他物料共同组成复合材料。
一、吸湿性:吸水性就是吸湿的能力,吸湿性(moisture absorption)是纤维的物理性能指标之一,通常把纤维材料从气态环境中吸收水分的能力称为吸湿性。
它通常用回潮率来表示。
纤维的吸水性是指干燥纤维在温度为70℉(相当于21℃),相对湿度为65%的标准条件下的空气中吸收水分的百分数。
易吸水的纤维称为亲水纤维。
所有天然动植物纤维和两种人造纤维——粘胶纤维和醋酯纤维是亲水纤维。
那些吸水有困难或只能吸收少量水分的纤维称做疏水性纤维。
除粘胶纤维、Lyocell纤维和醋酯纤维以外,所有人造纤维都是疏水性纤维。
玻璃纤维则根本不吸水,其他纤维通常只有4%或更低的回潮率。
二、吸湿性指标:1.回潮率与含水率纤维材料中的水分含量,即吸附水的含量,通常用回潮率(Moisture regain)或含水率(Moisture content)表达。
前者是指纤维所含水分的质量与干燥纤维质量的百分比,后者是指纤维所含水分质量与纤维实际质量的百分比。
化纤行业一般用回潮率来表示纤维吸湿性的强弱。
2.标准状态下的回潮率与公定回潮率各种纤维的实际回潮率随环境温湿度而变,为了比较各种纤维材料的吸湿能力,将其放在同一的标准大气条件下(20℃、65%相对湿度)一定时间后,使它们的回潮率在“吸湿过程”中达到一个稳定值,这时的回潮率为标准状态下的回潮率。
三、不同材料公定回潮率应注意的是,各国对纺织材料公定回潮率的规定往往根据自己的实际情况而定,所以并不完全一致。
棉花:公定回潮率:8.5%涤纶:公定回潮率:0.4%苎麻:公定回潮率:13%锦纶:公定回潮率:4.5%羊毛:公定回潮率:15-16%维尼纶:公定回潮率:5%蚕丝:公定回潮率:11%腈纶:公定回潮率:2%粘胶:公定回潮率:13%丙纶:公定回潮率:0%醋酸:公定回潮率:7%氯纶:公定回潮率:0%四、吸湿性的检测方法:按照吸湿性的测试特点,大致可分为两类:直接测定法和间接测定法。