紡織行業(yè)及材料性質(zhì)管理知識(shí)分析

1、1第七章第七章 紡織材料的熱學(xué)、紡織材料的熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)2 內(nèi)容提要：內(nèi)容提要： 常用熱學(xué)指標(biāo)；常用熱學(xué)指標(biāo)； 纖維的熱力學(xué)性質(zhì)、熱定形及抗熱纖維的熱力學(xué)性質(zhì)、熱定形及抗熱破壞性質(zhì)（耐熱性、熱穩(wěn)定性、燃破壞性質(zhì)（耐熱性、熱穩(wěn)定性、燃燒性、熔孔性、熱收縮等）；燒性、熔孔性、熱收縮等）； 纖維的色澤、雙折射、耐光性、紫纖維的色澤、雙折射、耐光性、紫外熒光；外熒光； 纖維的電阻、靜電。纖維的電阻、靜電。3第一節(jié)第一節(jié) 熱學(xué)性質(zhì)熱學(xué)性質(zhì) 一、熱學(xué)指標(biāo)一、熱學(xué)指標(biāo)（一）比熱（一）比熱C質(zhì)量為一克的紡織材料，溫度變化質(zhì)量為一克的紡織材料，溫度變化1所吸收所吸收或放出的熱量。單位：焦?fàn)柣?/p>

2、放出的熱量。單位：焦?fàn)?克克度度(J/g )。比熱值的大小，反映了材料釋放、貯存熱量比熱值的大小，反映了材料釋放、貯存熱量的能力?；蛘邷囟鹊木彌_能力。的能力?；蛘邷囟鹊木彌_能力。 TmQC4纖維種纖維種類類比熱值比熱值纖維種纖維種類類比熱值比熱值纖維種類纖維種類比熱比熱值值棉棉1.211.34粘膠纖粘膠纖維維1.261.36石棉石棉1.05羊毛羊毛1.36錦綸錦綸61.84芳香聚酰胺芳香聚酰胺纖維纖維1.21桑蠶絲桑蠶絲1.381.39錦綸錦綸662.05醋酯纖維醋酯纖維1.46亞麻亞麻1.34滌綸滌綸1.34玻璃纖維玻璃纖維0.67大麻大麻1.35腈綸腈綸1.51黃麻黃麻1.36丙綸丙綸(5

3、0)1.80常見干燥紡織纖維的比熱表（測定溫度為常見干燥紡織纖維的比熱表（測定溫度為20） 單位：單位：J/g 5 影響紡織纖維比熱的主要因素影響紡織纖維比熱的主要因素 : 纖維的比熱值是隨環(huán)境條件的變化而變化的，不是一個(gè)定值。同時(shí)，又是纖維材料、空氣、水分的混合體的綜合值。 (1) 溫度的影響 一般認(rèn)為，溫度較高時(shí)，具有一定回潮率纖維的比熱增大。6(2)水分的影響0.511.522.53010203040回潮率(%)比熱(J/g) 80 40 20 0羊毛纖維比熱與回潮率和溫度的關(guān)系羊毛纖維比熱與回潮率和溫度的關(guān)系 0w01CCWWCC7 （二）導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱主要通過熱傳導(dǎo)、對流和熱輻射三種方

4、式來實(shí)現(xiàn)。材料在一定的溫度梯度場條件下，熱能會(huì)通過物質(zhì)本身擴(kuò)散.8QdT1T2 (T2 T1)SStdxdTQ9 材料在一定的溫度梯度場條件下，熱能通過物質(zhì)本身擴(kuò)散的速度稱為導(dǎo)熱系數(shù) 。其含義是,當(dāng)纖維材料的厚度為1m,兩端間的溫差為1C時(shí)，1秒內(nèi)通過1m2纖維材料傳導(dǎo)的熱量焦耳數(shù)。單位：焦/米度時(shí) （/mC） StTdQ10纖維纖維制品制品(W/m)棉棉纖維纖維0.0710.0731.12590.1598羊毛羊毛纖維纖維0.0520.0550.47890.1610蠶蠶絲纖維絲纖維0.050.0550.83020.1557粘粘膠纖維膠纖維0.0550.0710.71800.1934醋醋酯纖維酯

5、纖維0.05羽羽絨絨0.024木棉木棉0.32麻麻1.66240.2062滌綸滌綸0.0840.97450.1921腈綸腈綸0.0510.74270.2175錦綸錦綸0.2440.3370.59340.2701丙丙綸綸0.2210.302氯綸氯綸0.042靜止干空氣靜止干空氣0.026純純水水0.69711 影響纖維導(dǎo)熱系數(shù)的因素影響纖維導(dǎo)熱系數(shù)的因素 (1) 纖維的結(jié)晶與取向纖維的結(jié)晶與取向 纖維本身的導(dǎo)熱系數(shù)由于纖維結(jié)構(gòu)的原因也呈纖維本身的導(dǎo)熱系數(shù)由于纖維結(jié)構(gòu)的原因也呈現(xiàn)各向異性?，F(xiàn)各向異性。 (2) 纖維集合體密度纖維集合體密度 對于纖維集合體，也是纖維、空氣、水分三者對于纖維集合體，也

6、是纖維、空氣、水分三者的綜合值。導(dǎo)熱系數(shù)與集合體的體積重量的關(guān)的綜合值。導(dǎo)熱系數(shù)與集合體的體積重量的關(guān)系呈對號規(guī)律。系呈對號規(guī)律。/1200.050.10.150.20.25體積重量()導(dǎo)熱系數(shù)兩端壓差大兩端無壓差靜止空氣纖維層體積重量和導(dǎo)熱系數(shù)間的關(guān)系纖維層體積重量和導(dǎo)熱系數(shù)間的關(guān)系 13 （3）纖維排列方向f熱輻射方向纖維層方向?qū)嵯禂?shù)纖維排列方向角纖維排列方向角f與導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系與導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系 14 (4) 纖維細(xì)度和中空度 (5) 環(huán)境溫濕度纖纖 維維導(dǎo)熱導(dǎo)熱系數(shù)系數(shù)(W/m)030100棉棉0.0580.0630.069羊毛羊毛0.0350.0490.058亞亞麻麻0.0460.0

7、530.062蠶蠶絲絲0.0460.0520.059溫度與纖維導(dǎo)熱系數(shù)間的關(guān)系溫度與纖維導(dǎo)熱系數(shù)間的關(guān)系 15 增強(qiáng)服裝保暖性的途徑增強(qiáng)服裝保暖性的途徑 盡可能多的儲(chǔ)存靜止空氣； （中空纖維、多衣穿著、不透水） 降低W%； 選用低的纖維； 加入陶瓷粉末等材料 16 （三）熱阻和絕熱率T 熱阻（mC /） 絕熱率T 它們反映的是材料的隔熱能力保暖性，值越大，說明材料越保暖。 1R(%)100010QQQT17 二、紡織材料的熱力學(xué)性質(zhì) 熱力學(xué)性質(zhì)也叫熱機(jī)械性質(zhì)，是指在溫度的變化過程中，紡織材料的機(jī)械性質(zhì)亦隨之變化的特性。用不同的溫度點(diǎn)來表征力學(xué)特性。絕大多數(shù)纖維材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈兩相結(jié)構(gòu)，即有結(jié)晶

8、區(qū)與非結(jié)晶區(qū)，而這兩個(gè)區(qū)域?qū)岬姆从呈遣灰粯拥?，對結(jié)晶區(qū)來說在熱的作用過程中，它的熱力學(xué)狀態(tài)有兩個(gè)：一個(gè)是在熱的作用下，結(jié)晶體解體形成熔融態(tài)，另一個(gè)是結(jié)晶不被破壞呈結(jié)晶態(tài)。對無定形區(qū)來講，熱力學(xué)狀態(tài)大致有三個(gè)：玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)，這些狀態(tài)可用以下的熱力學(xué)指標(biāo)來表征和區(qū)分。 18 （一）熔點(diǎn)Tm（軟化點(diǎn)） 熔點(diǎn)是纖維的重要熱性質(zhì)之一，也是一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)。我們知道低分子結(jié)晶體的熔化是一個(gè)相的轉(zhuǎn)變過程，由結(jié)晶態(tài)（晶相）變成熔融態(tài)（液相），而且相的轉(zhuǎn)變在很窄的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，所以叫熔點(diǎn)。對纖維材料，結(jié)晶是由高聚物形成的，它的熔化過程有一個(gè)較寬的溫度區(qū)間熔程，由于該熔程比較寬，通常把開始熔化的溫度叫起

9、熔點(diǎn)，把晶區(qū)完全熔化時(shí)的溫度叫溶點(diǎn)Tm。若材料的結(jié)晶度高，晶體比較完整，則熔程變窄，熔點(diǎn)也隨之而提高，同樣結(jié)晶度條件下，晶粒大，Tm升高。19 對于無定形區(qū)來說，在熱的作用下，基本上有三種熱力學(xué)狀態(tài)：玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)，通過變形能力來區(qū)分。在玻璃態(tài)時(shí)，強(qiáng)力高，變形小，且外力去除后，變形很快消失，表現(xiàn)出類似玻璃的力學(xué)性質(zhì)。而高彈態(tài)時(shí)，受到外力，可產(chǎn)生較大的變形，當(dāng)外力消除，變形較易回復(fù)，類似于橡膠的力學(xué)特征。粘流態(tài)時(shí)，變形不但很容易而且是不可逆的，呈現(xiàn)一種具有粘滯性可流動(dòng)的液體狀態(tài)。20 兩種轉(zhuǎn)兩種轉(zhuǎn)變和三變和三種力學(xué)種力學(xué)狀態(tài)狀態(tài) 玻璃態(tài)玻璃態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài) 粘流態(tài)粘流態(tài) 玻璃化轉(zhuǎn)變玻璃化轉(zhuǎn)

10、變區(qū)區(qū)粘彈轉(zhuǎn)變區(qū)粘彈轉(zhuǎn)變區(qū)交聯(lián)型分子交聯(lián)型分子Tg()Tf()(a)Tg()Tf()交聯(lián)型交聯(lián)型分子分子玻璃態(tài)玻璃態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài)粘粘流流態(tài)態(tài)玻璃化玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變區(qū)粘彈粘彈轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變區(qū)(b)非晶態(tài)材料的熱機(jī)械性質(zhì)非晶態(tài)材料的熱機(jī)械性質(zhì) 21 （二）玻璃化溫度Tg我們把高彈態(tài)向玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變稱做玻璃化轉(zhuǎn)變，其轉(zhuǎn)變溫度為玻璃化溫度。對紡織材料來說，這個(gè)轉(zhuǎn)變是很重要的。（熱定形，許多使用性能的基礎(chǔ)） （三）粘流溫度Tf高彈態(tài)到粘流態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度。 22纖維纖維玻璃化溫度玻璃化溫度Tg()熔點(diǎn)熔點(diǎn)Tm()粘流粘流Tf()分解點(diǎn)分解點(diǎn)Td()熨燙溫度熨燙溫度()棉棉230150200羊毛羊毛60或或80

11、63.1135180蠶絲蠶絲150160麻麻253100粘膠粘膠260300110醋酯醋酯186195205290300110錦綸錦綸647, 65180215125145錦綸錦綸6682225253300120140滌綸滌綸80, 67, 90235240256160腈綸腈綸90190240280300130140維綸維綸85干干: 220230 水水: 110干干: 150丙綸丙綸-35145150163175100120氯綸氯綸82901002003040 常見紡織纖維的熱學(xué)性能常見紡織纖維的熱學(xué)性能 23 （1）四個(gè)溫度 （2）兩個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū) （3）三種力學(xué)狀態(tài) 24 a.玻璃化溫度Tg

12、非晶態(tài)高聚物大分子鏈段開始運(yùn)動(dòng)的最低溫度，或由玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。 影響Tg的因素：化學(xué)組成的影響；分子量和交鍵作用；混合、接枝及共聚的影響；增塑劑的作用。凡是使鏈的柔性增加，使分子間作用力下降的結(jié)構(gòu)因素都會(huì)使Tg改變。 b.粘流溫度Tf 非晶態(tài)高聚物大分子鏈相互滑動(dòng)的溫度，或由高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。 c.熔點(diǎn)溫度Tm 高聚物結(jié)晶全部熔化時(shí)的溫度，或晶態(tài)高聚物大分子鏈相互滑動(dòng)的溫度。 d.分解點(diǎn)溫度Td 高聚物大分子主鏈產(chǎn)生斷裂的溫度。 25 兩個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)： 1 玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū) 2 粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)26 玻璃態(tài)玻璃態(tài)：分子鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，顯現(xiàn)脆性，類似普通玻璃性能。 高彈態(tài)高彈態(tài)：分子鏈段運(yùn)

13、動(dòng)加劇，出現(xiàn)高彈變形，類似橡膠的特性。 粘流態(tài)粘流態(tài)：大分子開始變形，表現(xiàn)出液體流動(dòng)的特性。27 三、熱定形（一）概念： 定形是指使纖維（包括紗、織物）達(dá)到一定的（所需的）宏觀形態(tài)（狀），盡可能切斷分子間的聯(lián)結(jié)，使分子松弛，然后在新的平衡位置上重新建立盡可能多的分子之間的聯(lián)結(jié)點(diǎn)。 熱定形則是指在熱的作用下（以熱手段進(jìn)行分子之間聯(lián)系的切斷或重建）進(jìn)行的定形?？梢钥闯?，熱定形的主要目的就是為了消除材料在加工過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使之在以后的使用過程中具有良好的尺寸穩(wěn)定性，形態(tài)保持性，彈性，手感等。 28 （二）熱定形的效果暫時(shí)定形,半永久定形與永久定形。（三）熱定形的條件（1）濕度(或定形液)：降

14、低Tg（2）熱：加熱到Tg以上， Tm以下方可定形（3）力：施加外力達(dá)到我們所需的外觀形態(tài)（4）時(shí)間：大分子間的聯(lián)結(jié)只能逐步拆開，達(dá)到比較完全的應(yīng)力松弛，需要時(shí)間。重建分子間的聯(lián)結(jié)也需要時(shí)間29纖維品種纖維品種熱定形溫度熱定形溫度()熱水定形熱水定形蒸汽定形蒸汽定形干熱定形干熱定形滌綸滌綸120130120130190210羊毛羊毛90100100120130150錦綸錦綸66100120110120170190腈綸腈綸125135130140丙綸丙綸100120120130130140幾種纖維織物的常用熱定形溫度幾種纖維織物的常用熱定形溫度 30 四、耐熱性和熱穩(wěn)定性（一）耐熱性。指在熱的作

15、用下，抗破壞的能力。可用破壞溫度來表示，或受熱時(shí)性能的惡化來評價(jià)。 （二）熱穩(wěn)定性。指在某溫度持續(xù)作用下，多長時(shí)間會(huì)破壞的性能。31 耐熱性纖維耐短時(shí)間高溫的性能。 熱穩(wěn)定性纖維耐長時(shí)間高溫的性能。 一般規(guī)律是：T，斷裂強(qiáng)力；斷裂伸長率；初始模量；纖維變得柔軟。 32常用纖維耐熱性比較：常用纖維耐熱性比較： 天然纖維：棉麻蠶絲羊毛 人造纖維：粘膠棉 合成纖維：滌綸腈綸錦綸維綸 碳纖維、玻璃纖維相當(dāng)好。 33纖維纖維在在20未加熱未加熱在在100經(jīng)過經(jīng)過2020天天在在100經(jīng)過經(jīng)過8080天天在在130經(jīng)過經(jīng)過2020天天在在130經(jīng)過經(jīng)過8080天天棉棉10092683810亞麻亞麻1007

16、0412412苧麻苧麻1006226126蠶絲蠶絲1007339粘膠粘膠10090624432錦綸錦綸10082432113滌綸滌綸100100969575腈綸腈綸1001001009155玻璃纖維玻璃纖維100100100100100常見紡織纖維受熱后的剩余強(qiáng)度常見紡織纖維受熱后的剩余強(qiáng)度(%) 34熱收縮熱收縮 （1）定義：合成纖維受熱后發(fā)生不可逆的收縮 現(xiàn)象稱之為熱收縮。 （2）指標(biāo)： 熱收縮率加熱后纖維縮短的長度占原來長 度的百分率。根據(jù)介質(zhì)不同有： 35a.a.沸水收縮率：沸水收縮率： 一般指將纖維放在100C的沸水中處理30min，晾干后的收所縮率；b.b.熱空氣收縮率：熱空氣收縮

17、率： 一般指用180、190、210熱空氣為介質(zhì)處理一定時(shí)間（如15min）后的收縮率； c.c.飽和蒸汽收縮率：飽和蒸汽收縮率： 一般指用125-130飽和蒸汽為介質(zhì)處理一定時(shí)間（如3min）后的收縮率。36（3）產(chǎn)生原因： 紡絲成形過程中，受到較大的抽伸作用，纖維殘留一定的內(nèi)應(yīng)力； （4）影響因素： 溫度T，熱收縮率 介質(zhì)水、空氣、蒸汽 原來的熱處理?xiàng)l件 37（5 5）利弊）利弊 利用不同的纖維收縮率，混紡可改善紗線結(jié)構(gòu)。 長絲或合纖紗熱收縮率不同，產(chǎn)生易吊經(jīng)、吊緯、裙子皺。 使用時(shí)也要注意熱收縮問題。 38 收縮率(%) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 PA6 PA66 PE

18、T 纖維品種 沸水 飽和蒸汽 熱空氣 合成纖維的熱收縮率 形態(tài)的穩(wěn)定性 39 五、熔孔性（一）概念織物接觸到熱體而形成孔洞的性能熔孔性。影響熔孔性的因素主要有：（1）熱體的溫度（2）熱體的作用時(shí)間（3）熱體的熱量（4）纖維的性能（可熔性，導(dǎo)熱性，比熱，吸濕性等）。（二）測量方法1落球法：一定溫度、重量大小的鋼（或玻璃）球在布上形成孔洞所需時(shí)間。2燙法：用熱體（金屬棒、玻璃棒、紙煙等）接觸試樣一定時(shí)單間，觀察熔融狀態(tài)。40 六、阻燃性（一）定性表達(dá)根據(jù)纖維在火焰中，離開火焰后的燃燒狀況分為：1、易燃：遇火就燃，離火仍燃，且燃燒迅速，可造成火災(zāi)。2、可燃：遇火能燃，離火后仍曼延，但速度慢。3、難燃

19、：在火焰中可燃，離開火則自熄。4、不燃：與火接觸亦不燃燒。 （二）定量表達(dá)1、點(diǎn)燃溫度 2、火焰最高溫度 3、燃燒速度 4、極限氧指數(shù)極限氧指數(shù) LOI（Limit Oxygen Index）： %100222NOOVVVLOI41分類分類LOI(%)燃燒狀態(tài)燃燒狀態(tài)纖維品種纖維品種不燃不燃35常態(tài)環(huán)境及火常態(tài)環(huán)境及火源作用后短時(shí)源作用后短時(shí)間不燃燒間不燃燒多數(shù)金屬纖維、碳纖多數(shù)金屬纖維、碳纖維、石棉、硼纖維、維、石棉、硼纖維、玻璃纖維及玻璃纖維及PBO、PBI、PPS纖維纖維難燃難燃2634接觸火焰燃燒，接觸火焰燃燒，離火自熄離火自熄芳綸、氟綸、氯綸、芳綸、氟綸、氯綸、改性腈綸、改性滌綸、改

20、性腈綸、改性滌綸、改性丙綸等改性丙綸等可燃可燃2026可點(diǎn)燃，能續(xù)可點(diǎn)燃，能續(xù)燃，但燃燒速燃，但燃燒速度慢度慢滌綸、錦綸、維綸、滌綸、錦綸、維綸、羊毛、蠶絲、醋酯纖羊毛、蠶絲、醋酯纖維等維等易燃易燃20易點(diǎn)燃，燃燒易點(diǎn)燃，燃燒速度快速度快丙綸、腈綸、棉、麻、丙綸、腈綸、棉、麻、粘膠纖維等粘膠纖維等LOI對纖維燃燒性能的分類對纖維燃燒性能的分類 42第二節(jié) 光學(xué)性質(zhì) 纖維的色澤 纖維的雙折射 纖維的耐光性43 纖維同其它物體一樣，當(dāng)光照時(shí)到它也會(huì)發(fā)生反射、透射、折射、散射和吸收。光學(xué)性質(zhì)也和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有著比較密切的關(guān)系。 一、光在纖維中的反射與折射現(xiàn)象一、光在纖維中的反射與折射現(xiàn)象 當(dāng)光線照射在纖

21、維上，在纖維（介質(zhì)2）與空氣或液體（介質(zhì)1）的界面處將發(fā)生反射與折射現(xiàn)象。44入射入射主反射主反射次反射次反射次透射次透射主透射主透射介質(zhì)介質(zhì)1(空氣或液體空氣或液體)介質(zhì)介質(zhì)1(空氣或液體空氣或液體)介質(zhì)介質(zhì)2(纖維纖維)2211(a) 層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)irtt2t3trtr2trtt2rtr(c) 纖維集合體纖維集合體入射入射反射反射1反射反射3折射折射2折射折射1折射折射3反射反射2(b)纖維纖維層狀結(jié)構(gòu)纖維多層反射和折射對光澤影響的示意圖層狀結(jié)構(gòu)纖維多層反射和折射對光澤影響的示意圖 45 二、色澤：二、色澤：色澤顏色與光澤，不可分的統(tǒng)一體。（一）顏色：材料對光的選擇性吸收和反射的結(jié)果。

22、(天然纖維的白度反映其質(zhì)量) （二）光澤：反射可見光的能力。46 纖維的顏色 纖維的顏色取決于纖維對不同波長色光的吸收和反射能力。 天然纖維的顏色：取決于品種（即天然色素）；生長過程中的外界因素 合成纖維的顏色：取決于原料（是否含有雜質(zhì)）；紡絲工藝（如溫度、加熱時(shí)間 等）47顏色感顏色感覺覺標(biāo)準(zhǔn)波標(biāo)準(zhǔn)波長長波長范波長范圍圍紅色紅色700620-780橙色橙色610595-620黃色黃色580575-595綠色綠色510480575 藍(lán)色藍(lán)色470450480紫色紫色42038045048纖維光澤的形成 纖維的光澤實(shí)際上是：正反射光、表面散射反射光和來自內(nèi)部的散射反射光的共同貢獻(xiàn)。 評價(jià)光澤應(yīng)同

23、時(shí)考慮兩個(gè)方面：反射光量的大小和反射光量的分布規(guī)律 反射光量很大，分布不均勻“極光”； 反射光量很大，分布較均勻“肥光”。49 影響光澤的因素主要有影響光澤的因素主要有：纖維的表面狀況纖維的表面狀況（粗毛比細(xì)毛光澤強(qiáng)）；纖維的截面形狀纖維的截面形狀，不同的形狀會(huì)產(chǎn)生不同的光澤效果。如表面平滑平行反射（鏡面反射），光最強(qiáng)；表面粗糙漫射，光柔和（反射光強(qiáng)一致）或產(chǎn)生閃光效應(yīng)（有峰值漫射）；纖維結(jié)構(gòu)與含雜纖維結(jié)構(gòu)與含雜：層狀結(jié)構(gòu)（蠶絲）相當(dāng)于多個(gè)反射層，反射折射的多次反復(fù)，形成了蠶絲的特殊光澤。 水分使光澤下降，顏色濃度上升，表面上的油、蠟等其它成分也會(huì)使光澤發(fā)生變化，所以化纖可通過滲雜（二氧化鈦）

24、獲得有光、半光、無光纖維。纖維彼此排列的平順程度。纖維彼此排列的平順程度。50 二、雙折射 構(gòu)成纖維的大分子都是很長的，若不形成取向排列，則它們只會(huì)有折射，但大多數(shù)纖維都是有取向的，當(dāng)一束光射到纖維上時(shí)（非光軸入射）會(huì)形成兩條折射率不同的光線，發(fā)生雙折。 雙折射現(xiàn)象雙折射現(xiàn)象 雙折射率雙折射率n = nmax nmin 51 雙折射的定義 平行偏振光沿非光軸方向投射到纖維上時(shí)，除了在界面上產(chǎn)生反射光外，進(jìn)入纖維的光線被分解成兩條折射光，稱之為纖維的雙折射。 其中一條：尋常光（簡稱o光），遵守折射定律，振動(dòng)面光軸，n； 另一條：非尋常光（簡稱e光），不遵守折射定律，振動(dòng)面光軸，n。 雙折射率：n

25、=n- n52光入射光入射平面偏振光平面偏振光纖維纖維EE纖維軸纖維軸Ee光光Vo光光V滯后滯后橢圓偏振橢圓偏振E53纖維纖維折射率折射率nnn- n棉棉1.5731.5811.5241.5340.0410.051苧麻苧麻1.5951.5991.5271.5400.0570.068亞麻亞麻1.5941.5320.062羊毛羊毛1.5531.5561.5421.5470.0090.012桑蠶絲桑蠶絲1.5781.5380.040粘膠纖維粘膠纖維1.5391.5501.5141.5230.0180.036三醋酯纖維三醋酯纖維1.4741.479-0.005滌綸滌綸1.7251.5370.188錦綸

26、錦綸6 61.5681.5150.040錦綸錦綸66661.5701.5801.5201.5300.053腈綸腈綸1.5001.5101.5001.510-0.0050維綸維綸1.5471.5220.02554纖維的雙折射現(xiàn)象纖維的雙折射現(xiàn)象 傳播速度較慢的光，稱慢光，傳播速度較慢的光，稱慢光，又稱又稱e光，該方向的折射率較大光，該方向的折射率較大 傳播速度較快的光，稱快光，傳播速度較快的光，稱快光，又稱又稱o光，該方向的折射率較小光，該方向的折射率較小 雙折射率雙折射率n nn n0為正晶體；為正晶體；n0為負(fù)晶為負(fù)晶體；體；n=0為零晶體為零晶體 大多數(shù)纖維為正晶體大多數(shù)纖維為正晶體55

27、影響雙折射大小的因素 （1）取向度 取向度，各向異性顯著，雙折射率。當(dāng)全部大分子與纖維軸平行排列時(shí)，雙折射最大。當(dāng)大分子排列紊亂時(shí)，雙折射為0。 （2）大分子本身的不對稱性 凡是大分子鏈呈曲折狀或螺旋狀，或主鏈上有側(cè)基，都會(huì)使雙折射率下降。 腈綸有螺旋狀主鏈、三醋酯纖維分子上的側(cè)基多，故n是負(fù)值。56 纖維雙折射率的測定方法及應(yīng)用 測量：測量：浸沒法；（尋找倍克線，測得表層折射率） 光程差法，D= d（n- n）用石英楔子補(bǔ)償法測出D和d。 應(yīng)用：應(yīng)用： （1）用于判明纖維分子的取向程度 n大，取向度大。 （2）用于判明管狀纖維的孔徑或棉纖維的成熟度57 三、耐光性耐光性是纖維抵抗日光破壞的能

28、力。耐光性是纖維抵抗日光破壞的能力。它是耐氣候性的一個(gè)方面。日光中的紫外線對纖維損傷厲害，而紅外線起輔助破壞作用。纖維耐光性的大致排序?yàn)椋弘婢]羊毛麻棉粘膠滌綸錦綸蠶絲。 5802040608010012014016030405060708090100110保 持率 (%)時(shí) 間(h)X-TeC-TeX-ExC-ExX-MoC-MoPBO PBO光照后的力學(xué)性能保持率光照后的力學(xué)性能保持率 59纖纖維維日曬時(shí)日曬時(shí)間（間（h）強(qiáng)力損失強(qiáng)力損失（%）蠶蠶絲絲20050棉棉94050羊羊毛毛112050亞亞麻麻110050粘粘膠膠90050腈腈綸綸8001025錦錦綸綸20036滌滌綸綸幾種常用纖維

29、日曬后強(qiáng)力損失程度幾種常用纖維日曬后強(qiáng)力損失程度 60 四、光致發(fā)光光致發(fā)光(紫外熒光)纖維的光致發(fā)光是激發(fā)態(tài)分子發(fā)生躍遷而輻射出特定波長光的現(xiàn)象。纖維在受纖維在受到紫外線的照射時(shí)，會(huì)發(fā)出在可見光范到紫外線的照射時(shí)，會(huì)發(fā)出在可見光范圍內(nèi)的光，稱之為紫外熒光。圍內(nèi)的光，稱之為紫外熒光。各種紡織纖維具有不同顏色的熒光，可用來鑒別纖維，產(chǎn)品開發(fā)。61纖維纖維名稱名稱熒光熒光顏色顏色磷光磷光顏色顏色t( (秒秒) )棉纖棉纖維維淡黃淡黃色色淡黃淡黃色色20棉棉（未（未成熟）成熟）淡藍(lán)淡藍(lán)色色淡黃淡黃色色17棉棉（絲（絲光）光）淡紅淡紅色色淡黃淡黃色色27.5絲絲（脫（脫膠）膠）淡藍(lán)淡藍(lán)色色淡黃淡黃色色

30、23.5羊毛羊毛淡黃淡黃色色無色無色12黃麻黃麻淡黃淡黃色色黃色黃色15纖維熒光和磷光顏色及延續(xù)時(shí)間纖維熒光和磷光顏色及延續(xù)時(shí)間t 62第三節(jié) 電學(xué)性質(zhì) 一、導(dǎo)電性質(zhì)導(dǎo)電性質(zhì) （一）定義1體積比電阻：單位長度單位長度(1cm)上所施加的上所施加的電壓電壓U，相對于單位截面，相對于單位截面(1cm2)上所流過的電流上所流過的電流I之比之比，單位cm。 2質(zhì)量比電阻：考慮纖維材料比電阻測量的方便，引入質(zhì)量比電阻m概念，即單位長度上的電壓（單位長度上的電壓（U/L）與單）與單位線密度纖維上流過的電流位線密度纖維上流過的電流(I/(m/L)之比之比，單位g/cm2。LSRSILUv/vmLWRLWIL

31、U2/63 3表面比電阻：纖維柔軟細(xì)長，體積或截面積難以測量，而通常纖維導(dǎo)電主要發(fā)生在表面，因此采用表面比電阻s表達(dá)。s是單位長度上的電壓（單位長度上的電壓（U/L）與單位寬）與單位寬度上流過的電流（度上流過的電流（I/H）之比）之比，單位。 LHRHILUs/64纖維種類纖維種類lgmnlgK棉棉6.811.416.6苧麻苧麻7.512.318.6蠶絲蠶絲9.817.626.6羊毛羊毛8.415.826.2粘膠粘膠7.011.619.6錦綸錦綸912醋酯醋酯11.710.620.1腈綸腈綸8.7腈綸（去腈綸（去油）油）14滌綸滌綸8.0滌綸（去滌綸（去油）油）14紡織纖維的質(zhì)量比電阻紡織纖維

32、的質(zhì)量比電阻 一般紡織纖維lgm在7以下為好,不然要采取防靜電措施,9以上必須采取防靜電措施.65 （二）影響因素：1、回潮率：在濕度0100%的變化范圍內(nèi)，比電阻變化可達(dá)106倍。用經(jīng)驗(yàn)公式 來表示:KMnm質(zhì)量比電阻與相對濕度的關(guān)系質(zhì)量比電阻與相對濕度的關(guān)系 66 2、溫度：溫度升高，導(dǎo)電性能增加，電阻下降。質(zhì)量比電阻與溫度間的關(guān)系質(zhì)量比電阻與溫度間的關(guān)系 67 3、電壓與頻率：電壓過高，材料擊穿失去絕緣性。電壓高，測得的比電阻小，不同電壓下的測試結(jié)果不具備可比性。 頻率影響介電系數(shù)，頻率變高，介電系數(shù)變小，介電系數(shù)與質(zhì)量比電阻的關(guān)系如下式： 棉a=76.8,b=1.1;羊毛a=42.2,

33、b=3.6 4、含雜與伴生物:含雜高,比電阻下降.68 二、介電性質(zhì)二、介電性質(zhì) 1介電現(xiàn)象和介電常數(shù)介電現(xiàn)象和介電常數(shù) 所謂介電現(xiàn)象是指絕緣體材料所謂介電現(xiàn)象是指絕緣體材料(也叫電介也叫電介質(zhì)質(zhì)) 在外加電場作用下，內(nèi)部分子形成電在外加電場作用下，內(nèi)部分子形成電極化的現(xiàn)象。極化的現(xiàn)象。 2常見紡織纖維的介電常數(shù)常見紡織纖維的介電常數(shù)0rCC69纖維纖維介電常數(shù)介電常數(shù)r棉棉18羊毛羊毛5.5粘膠纖維粘膠纖維8.4粘膠絲粘膠絲15醋酯短纖維醋酯短纖維3.5醋酯絲醋酯絲4.0錦綸短纖維錦綸短纖維3.7錦綸絲錦綸絲4.0滌綸短纖維，滌綸短纖維，去油去油2.3滌綸短纖維滌綸短纖維4.2腈綸短纖維，腈

34、綸短纖維，去油去油2.8常見紡織纖維的介電常數(shù)常見紡織纖維的介電常數(shù) 70 3影響纖維介電常數(shù)的主要因素影響纖維介電常數(shù)的主要因素 (1) 纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)對介電常數(shù)的影響 纖維的分子量較小,分子的堆砌密度較大,極性基團(tuán)越多,基團(tuán)極性越強(qiáng),纖維介電常數(shù)越大. (2) 外部因素對介電常數(shù)的影響 含水率,溫度升高和電場頻率的下降,都會(huì)使介電常數(shù)增大.71纖維介電常數(shù)與含水率的關(guān)系纖維介電常數(shù)與含水率的關(guān)系 72頻率對棉纖維介電常數(shù)的影響頻率對棉纖維介電常數(shù)的影響 73 4介電損耗介電損耗 在交變電場作用下，纖維材料的極性基團(tuán)以及纖維內(nèi)部的水分子會(huì)發(fā)生極化，極化分子部分地沿著電場方向定向排列，并隨著電場

35、方向的變換不斷地作扭轉(zhuǎn)交變?nèi)∠蜻\(yùn)動(dòng)，分子間發(fā)生碰撞、摩擦、生熱，消耗能量。這種電介質(zhì)在電場作用下引起發(fā)熱的能量消耗，稱為介電損耗。74 單位時(shí)間內(nèi),單位體積的纖維所產(chǎn)生的熱能P為: f為電場頻率(Hz);E為電場強(qiáng)度(V/cm); 為介電損耗角的正切 ; 為介電損耗因數(shù) 介電損耗取決于介電常數(shù)r和介電損耗角正切tg。r和tg主要由纖維的組成和結(jié)構(gòu)決定，與電場頻率有關(guān)。tg12r210tg556. 0EfPtgr75 干燥纖維材料的介電常數(shù)一般為25，tg為0.00l0.05，而水的介電常數(shù)為2080，tg為0.151.2，所以水的介電損耗因數(shù)至少比干燥紡織纖維大幾十倍。 當(dāng)纖維材料作為電工絕緣材料使用時(shí)，介電損耗應(yīng)當(dāng)越小越好也可利用介電損耗對纖維材料進(jìn)行加熱烘干76 三、靜電（一）靜電的產(chǎn)生與積