纺织物理第二章纤维的吸湿性
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纺织材料的吸湿性1. 引言纺织材料的吸湿性是指纺织品在接触水蒸气时能够吸收和释放湿气的能力。
吸湿性在纺织品的舒适性和性能方面起着重要的作用。
本文将介绍纺织材料的吸湿性特性、吸湿性对纺织品性能的影响以及提高纺织材料吸湿性的方法。
2. 纺织材料的吸湿性特性纺织材料的吸湿性是由其纤维结构和化学成分决定的。
纺织品通常由天然纤维如棉、麻和羊毛,合成纤维如涤纶和尼龙,以及特殊纤维如竹纤维和牛奶纤维等制成。
不同的纤维在吸湿性方面表现出不同的特点。
普通纤维如棉和麻具有较好的吸湿性能,而合成纤维则相对较差。
吸湿性是纺织材料中的水分与外界湿度之间的平衡关系。
当环境湿度较高时,纺织材料中的纤维会吸收空气中的水分,使纺织品保持较高的湿度。
而当环境湿度较低时,纤维会释放水分,以保持与环境的湿度平衡。
这种平衡调节机制使纺织品保持一定的湿度,提高了纺织品的舒适性。
3. 吸湿性对纺织品性能的影响吸湿性对纺织品的性能有着重要影响。
首先,在舒适性方面,纺织品的吸湿性能决定了它与人体皮肤的接触感觉。
纺织品吸湿能力强时,能迅速吸收皮肤上的汗液,保持干爽,提高穿着舒适性。
其次,吸湿性还能影响纺织品的透气性能,影响着水蒸气的透过性和纺织品的透气度。
在运动服装和户外用品等领域,纺织品的吸湿性能对保持人体体温平衡至关重要。
当人体运动时,会产生大量汗液,如果纺织品吸湿性能差,汗液无法迅速排出,会导致衣物黏糊和不透气,进而影响舒适性和穿着体验。
此外,纺织品的吸湿性还与静电产生相关。
在干燥的环境中,纺织品吸湿性差,容易积累静电,给人体带来不适。
4. 提高纺织材料吸湿性的方法为了提高纺织材料的吸湿性能,可以采用以下方法:•天然纤维的选择:选用具有良好吸湿性的天然纤维制成纺织品,如棉和麻纤维。
这些纤维具有高度的亲水性,并能迅速吸收水分。
•纤维处理:通过化学和物理方法对纺织材料进行处理,改善其吸湿性能。
例如,采用纳米技术将亲水性材料纳米化,提高纺织品表面的亲水性,增强吸湿性能。
第二章思考题
1.纤维吸湿滞后性产生的原因及解释。
2.从吸湿机理解释纤维平衡回潮率曲线为反“S”形。
纤维吸湿滞后性对反“S”曲线的影
响,实测中如何做到结果可比?
3.纤维吸湿测量方法中如何做到快速(实用仪器和方法举例);如何做到准确(影响因
素与克服,实用方法举例);如何两者兼备?并讨论纤维吸湿性的在线测量方法与可能性?如何实施?
4.试述纤维吸湿等温线的几种典型理论的同异性,并讨论这些吸湿作用的实用验证方
法。
5.纤维吸湿性的大小与其结构和外界条件的联系?其影响因素有哪些?
6.简述各种测湿方法,并比较其特点,对于有易挥发物质的纤维,要求快速测量的纤
维,一般采用哪些方法?
7.纺织厂控制温湿度的目的和原因?纤维试样为何必须预调湿和调湿?
8.你对改善纤维吸湿性有何设想?对合成纤维来说哪种方案较适合?目前生产和织造
中往往采用什么方法?
9.解释纤维吸湿膨胀各向异性?这种特性会使织物发生什么变化?
10.试证明混纺纱回潮率R为各混合纤维回潮率Ri的加权和,即R=sigma(ai*Ri);ai为
各纤维的混合比(i=1、2、… 、k);k为混和种数。
如已知k种纤维的混合比ai 和回潮率Ri,试求各纤维的实际混纺比bi。
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。