第8章_纖維的熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)

1、第八章纖維材料的熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)第一節(jié)：第一節(jié)： 熱學(xué)性質(zhì)熱學(xué)性質(zhì) 第二節(jié)：第二節(jié)： 光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)第三節(jié)：第三節(jié)： 電學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)第一節(jié) 熱學(xué)性質(zhì) n一、紡織纖維的導(dǎo)熱與保溫 n二、纖維的熱機械性能曲線 n三、纖維的耐熱性與穩(wěn)定性 n四、纖維的熱膨脹與熱收縮 n五、纖維的熱塑性和熱定型n六、纖維的燃燒性能 n七、纖維的熔孔性 一、熱學(xué)指標一、熱學(xué)指標n1.1.比熱比熱C（specific heat ）質(zhì)量為質(zhì)量為1 1克的紡織材料，溫度變化克的紡織材料，溫度變化1所吸收所吸收或放出的熱量：或放出的熱量：J/g比熱值的大小，反映材料釋放、貯存熱量的比熱值的大小，反映材料釋放、貯存熱量的

2、能力能力 Tmqc0式中：Co干纖維的比熱（J/gK），M干纖維的質(zhì)量， T溫度的變化，q纖維吸收或放出的熱量。 n濕纖維的比熱為：濕纖維的比熱為： )(10000CCMCCw式中：C濕纖維的比熱（J/gK），Co干纖維的比熱（J/gK），Cw水的比熱（J/gK），M纖維含水率。 纖維種類比熱值纖維種類比熱值纖維種類比熱值棉1.211.34粘膠纖維1.261.36芳香聚酰胺纖維1.21羊毛1.36錦綸61.84醋酯纖維1.46桑蠶絲1.381.39錦綸662.05玻璃纖維0.67亞麻1.34滌綸1.34石棉1.05大麻1.35腈綸1.51水4.18黃麻1.36丙綸(50)1.80空氣1.01

3、常見干燥紡織纖維的比熱常見干燥紡織纖維的比熱 單位：J/gn影響比熱的因素影響比熱的因素溫度與回潮率的影響溫度與回潮率的影響纖維吸濕熱隨溫度升高而增大纖維吸濕熱隨溫度升高而增大 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 n纖維結(jié)構(gòu)的影響 dH/dtdH/dt (J.s-1)12701350H=175J/gH=202J/g80100120140160T/不同取向聚乙烯纖維的DSC圖譜 n2.導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)：材料在一定的溫度梯度場條件下，熱能通過物質(zhì)本材料在一定的溫度梯度場條件下，熱能通過物質(zhì)本身擴散的速度。身擴散

4、的速度。在數(shù)值上為在傳熱方向纖維材料厚度為在數(shù)值上為在傳熱方向纖維材料厚度為1m,1m,面積為面積為1m1m2 2，兩個平行表面之間的溫差為，兩個平行表面之間的溫差為11，1h1h內(nèi)通過材內(nèi)通過材料傳導(dǎo)的熱量焦耳數(shù)。料傳導(dǎo)的熱量焦耳數(shù)。 單位：單位：W/mstTdQ是導(dǎo)熱系數(shù)(W/m)；Q為熱量 (J)；t為時間(s)，s為傳導(dǎo)截面積(m2)，d為纖維制品厚度(m)；T為纖維材料兩表面之間的溫度差 。導(dǎo)熱性：在有溫差的情況下，熱量從高溫向低導(dǎo)熱性：在有溫差的情況下，熱量從高溫向低溫傳遞的性質(zhì)。溫傳遞的性質(zhì)。保暖性：抵抗這種傳遞的能力。保暖性：抵抗這種傳遞的能力。導(dǎo)熱系數(shù)與集合體的體積重量的關(guān)系

5、導(dǎo)熱系數(shù)與集合體的體積重量的關(guān)系纖維制品(W/m)棉纖維0.0710.0731.12590.1598羊毛纖維0.0520.0550.47890.1610蠶絲纖維0.050.0550.83020.1557粘膠纖維0.0550.0710.71800.1934醋酯纖維0.05 羽絨0.024 木棉0.32 麻 1.66240.2062滌綸0.0840.97450.1921腈綸0.0510.74270.2175錦綸0.2440.3370.59340.2701丙綸0.2210.302 氯綸0.042 靜止干空氣0.026純水0.697影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素n纖維的結(jié)晶與取向纖維的結(jié)晶與取向

6、 有序排列的晶格有序排列的晶格導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)熱傳導(dǎo)的各向異性熱傳導(dǎo)的各向異性n纖維集合體密度纖維集合體密度 密度在密度在0.030.030.060.06g/cmg/cm3 3，導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)最小最小 00.050.10.150.20.25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 n纖維排列方向纖維排列方向 纖維平行于熱輻射方向排列時，導(dǎo)熱能力較強纖維平行于熱輻射方向排列時，導(dǎo)熱能力較強 f熱輻射方向纖維層方向?qū)嵯禂?shù)n纖維細度和中空度纖維細度和中空度纖維細度纖維細度，導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)。纖維中的空腔量纖維中的空腔量，纖維集合體的導(dǎo)熱系數(shù)，纖維集合體

7、的導(dǎo)熱系數(shù)。n環(huán)境溫濕度環(huán)境溫濕度纖維材料導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而增大。纖維材料導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而增大。 回潮率越高，回潮率越高，。 3.絕熱率絕熱率n定義：纖維材料隔絕熱量保持溫度的性能定義：纖維材料隔絕熱量保持溫度的性能n絕熱率絕熱率T為：為：nQ0被包覆的熱體一定時間后的散熱量被包覆的熱體一定時間后的散熱量nQ1未包覆的熱體相同時間后的散熱量未包覆的熱體相同時間后的散熱量nt0-不包覆試樣的熱體單位時間溫度下降量（溫差）不包覆試樣的熱體單位時間溫度下降量（溫差）nt1-包覆試樣的熱體單位時間溫度下降量（溫差）包覆試樣的熱體單位時間溫度下降量（溫差）%100tt%100010010tQQQT

8、4.克羅值克羅值n定義：它的定義是在溫度為定義：它的定義是在溫度為20，相對濕度不，相對濕度不超過超過50%，空氣流速不超過，空氣流速不超過10cm/s的環(huán)境中，的環(huán)境中，一個人靜坐并感覺舒適時衣服所具有的熱阻，稱一個人靜坐并感覺舒適時衣服所具有的熱阻，稱為為1克羅。克羅。n1克羅克羅=4.310-2m2h/J=155m2/W5.保暖率保暖率n描述織物的保暖性能描述織物的保暖性能n在保持熱體恒溫的條件下，無試樣包覆時消耗在保持熱體恒溫的條件下，無試樣包覆時消耗的電功率和有試樣包覆時消耗的電功率之差，占的電功率和有試樣包覆時消耗的電功率之差，占無試樣包覆時消耗的電功率的百分率無試樣包覆時消耗的電

9、功率的百分率n數(shù)值越大，說明該織物的保暖性能越強數(shù)值越大，說明該織物的保暖性能越強第一節(jié) 熱學(xué)性質(zhì) n一、紡織纖維的導(dǎo)熱與保溫 n二、纖維的熱力學(xué)性質(zhì) n三、纖維的耐熱性與穩(wěn)定性 n四、纖維的熱膨脹與熱收縮 n五、纖維的熱塑性和熱定型n六、纖維的燃燒性能 n七、纖維的熔孔性 n熱力學(xué)性質(zhì)：在溫度變化過程中，紡織材料的熱力學(xué)性質(zhì)：在溫度變化過程中，紡織材料的機械性質(zhì)隨之變化的性質(zhì)機械性質(zhì)隨之變化的性質(zhì)n兩相結(jié)構(gòu)兩相結(jié)構(gòu) 結(jié)晶區(qū)：熔融前的熔融態(tài)，剛性體、強力高、結(jié)晶區(qū)：熔融前的熔融態(tài)，剛性體、強力高、伸長小、模量大伸長小、模量大 ；熔融后的熔融態(tài)，黏性流動；熔融后的熔融態(tài)，黏性流動體體 無定形區(qū)：

10、玻璃態(tài)、高彈態(tài)、黏流態(tài)無定形區(qū)：玻璃態(tài)、高彈態(tài)、黏流態(tài) （一）熔點（一）熔點n熔點：晶體從結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴趹B(tài)的轉(zhuǎn)熔點：晶體從結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴趹B(tài)的轉(zhuǎn)變溫度變溫度 低分子物的相變低分子物的相變-熔點；熔點； 高聚物的融化高聚物的融化-熔程熔程n熔點受結(jié)晶度和晶粒狀態(tài)影響熔點受結(jié)晶度和晶粒狀態(tài)影響溫度形變玻璃態(tài)高彈態(tài) 粘流態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)粘彈轉(zhuǎn)變區(qū)交聯(lián)型分子Tg()Tf()(a)非晶態(tài)材料的熱機械性質(zhì) n兩種轉(zhuǎn)變和三種力學(xué)狀態(tài)兩種轉(zhuǎn)變和三種力學(xué)狀態(tài) 玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)稱為高聚物的力學(xué)三態(tài)玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)稱為高聚物的力學(xué)三態(tài)。玻璃態(tài)玻璃態(tài)：聚合物在外力作用下的形變小，具有：聚合物在外力作用下的

11、形變小，具有虎克彈性行虎克彈性行為；為；纖維堅硬，類似玻璃纖維堅硬，類似玻璃玻璃態(tài)玻璃態(tài)溫度溫度形變形變IIIIII（二）玻璃態(tài)（二）玻璃態(tài)由玻璃態(tài)向高彈態(tài)發(fā)由玻璃態(tài)向高彈態(tài)發(fā)生突變的區(qū)域叫生突變的區(qū)域叫玻璃玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)化轉(zhuǎn)變區(qū)，玻璃態(tài)開玻璃態(tài)開始向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫始向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度稱為度稱為玻璃化轉(zhuǎn)變溫玻璃化轉(zhuǎn)變溫度度Tg 玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)：幾乎所有物理性質(zhì)，如比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、：幾乎所有物理性質(zhì)，如比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、模量、介電常數(shù)和雙折射率等，均發(fā)生突變熱膨脹系數(shù)、模量、介電常數(shù)和雙折射率等，均發(fā)生突變 當溫度升高到某一程度時，形變發(fā)生突變，進入?yún)^(qū)域

12、當溫度升高到某一程度時，形變發(fā)生突變，進入?yún)^(qū)域II。當受力能產(chǎn)生很大的形變，除去外力后能恢復(fù)原狀的。當受力能產(chǎn)生很大的形變，除去外力后能恢復(fù)原狀的性能稱性能稱高彈性高彈性，相應(yīng)的力學(xué)狀態(tài)稱，相應(yīng)的力學(xué)狀態(tài)稱高彈態(tài)高彈態(tài)。（三）高彈態(tài)（三）高彈態(tài)溫度溫度形變形變IIIIII玻璃態(tài)玻璃態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)形變形變溫度溫度IIIIII玻璃態(tài)玻璃態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)Tg 粘流態(tài)粘流態(tài)粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)Tf交聯(lián)聚合物交聯(lián)聚合物MaMbMb Ma（四）粘流態(tài)（四）粘流態(tài)紡織纖維呈現(xiàn)一種具有黏滯性可流動的液體狀態(tài)，該力學(xué)紡織纖維呈現(xiàn)一種具有黏滯性可流動的液體狀態(tài)，該

13、力學(xué)狀態(tài)稱為狀態(tài)稱為粘流態(tài)粘流態(tài)。高彈態(tài)開始向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度稱為高彈態(tài)開始向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度稱為粘流溫度粘流溫度，以，以T Tf f表表示，其間的形變突變區(qū)域稱為示，其間的形變突變區(qū)域稱為粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)。第一節(jié) 熱學(xué)性質(zhì) n一、紡織纖維的導(dǎo)熱與保溫 n二、纖維的熱機械性能曲線 n三、纖維的熱塑性和熱定形n四、纖維的耐熱性與穩(wěn)定性 n五、纖維的熱膨脹與熱收縮 n六、纖維的燃燒性能 n七、纖維的熔孔性 三、熱定形三、熱定形 n熱定形熱定形指在熱的作用下（以熱手段進行分子之間聯(lián)系的切指在熱的作用下（以熱手段進行分子之間聯(lián)系的切斷或重建）進行的定形。斷或重建）進行的定形。 n熱變形熱變形目

14、的：使纖維材料獲得卷曲和膨松效果目的：使纖維材料獲得卷曲和膨松效果 n熱塑性熱塑性 將合成纖維加熱到將合成纖維加熱到Tg以上，并強迫其變形，然后冷以上，并強迫其變形，然后冷卻并去除外力，這種變形就可固定下來。卻并去除外力，這種變形就可固定下來。n合成纖維合成纖維采用發(fā)生在無序區(qū)、溫度范圍在采用發(fā)生在無序區(qū)、溫度范圍在TgTm的熱定形的熱定形 n高結(jié)晶的棉、麻類纖維高結(jié)晶的棉、麻類纖維采用采用交聯(lián)交聯(lián)或其他的方法定形?；蚱渌姆椒ǘㄐ?。n羊毛類纖維羊毛類纖維熱濕作用。熱濕作用。n絲類纖維絲類纖維類似棉、麻類似棉、麻熱定形的機理熱定形的機理 （二）熱定形的效果（二）熱定形的效果n暫時性熱定形效果暫

15、時性熱定形效果是指纖維或其織物在熱定形后的使用中會較快消失是指纖維或其織物在熱定形后的使用中會較快消失n半永久性熱定形效果半永久性熱定形效果若給以激烈的作用，其熱定形也會消失。若給以激烈的作用，其熱定形也會消失。n永久性熱定形效果永久性熱定形效果是指纖維的是指纖維的Tg溫度高于一般衣著使用的溫度的熱定溫度高于一般衣著使用的溫度的熱定形處理。形處理。 熱定形的方法熱定形的方法 n根據(jù)熱定形時纖維發(fā)生收縮的程度劃分根據(jù)熱定形時纖維發(fā)生收縮的程度劃分張力定形（有張力）張力定形（有張力）松弛（自然狀態(tài)）定形松弛（自然狀態(tài)）定形 n根據(jù)熱定形的熱媒介質(zhì)劃分根據(jù)熱定形的熱媒介質(zhì)劃分干熱空氣定形干熱空氣定形

16、接觸加熱定形接觸加熱定形水蒸氣濕熱定形水蒸氣濕熱定形浴液浴液(如水、甘油如水、甘油)定形定形（三）影響熱定效果的主要因素（三）影響熱定效果的主要因素 n溫度：溫度：熱定形的溫度，要高于合成纖維的玻璃化溫?zé)岫ㄐ蔚臏囟?，要高于合成纖維的玻璃化溫度，低于軟化點及熔點。度，低于軟化點及熔點。適當降低定形溫度，可以減少染料升華，使適當降低定形溫度，可以減少染料升華，使織物手感柔軟?？椢锸指腥彳?。 纖維品種熱定形溫度()熱水定形蒸汽定形干熱定形滌綸120130120130190210羊毛90100100120130150錦綸66100120110120170190腈綸125135130140 丙綸1001

17、20120130130140幾種纖維織物的常用熱定形溫度 n時間：時間：大分子間的聯(lián)結(jié)只能逐步拆開，重建分子間的聯(lián)結(jié)大分子間的聯(lián)結(jié)只能逐步拆開，重建分子間的聯(lián)結(jié)也需要時間。也需要時間。在一定范圍內(nèi)，溫度與熱定形時間呈反比。在一定范圍內(nèi)，溫度與熱定形時間呈反比。n張力：張力：在熱定形過程中對織物施加張力，有利于布面的舒在熱定形過程中對織物施加張力，有利于布面的舒展和平整。展和平整。n冷卻速度：冷卻速度：高溫處理后，應(yīng)急速冷卻，使相互位置快速凍結(jié)而高溫處理后，應(yīng)急速冷卻，使相互位置快速凍結(jié)而固定，形成較多的無定形區(qū)固定，形成較多的無定形區(qū) 膨體紗膨體紗 第一節(jié) 熱學(xué)性質(zhì) n一、紡織纖維的導(dǎo)熱與保溫

18、 n二、纖維的熱機械性能曲線 n三、纖維的熱塑性和熱定型n四、纖維的耐熱性與穩(wěn)定性 n五、纖維的熱膨脹與熱收縮 n六、纖維的燃燒性能 n七、纖維的熔孔性 纖維的耐熱性纖維的耐熱性n指纖維抵抗熱破壞的性能。指纖維抵抗熱破壞的性能。n表達方法：表達方法：纖維的特征溫度纖維的特征溫度T Tg g、T Tm m和和T Tf f以及以及T Td d； 纖維力學(xué)性能在高溫下的保持率表示；纖維力學(xué)性能在高溫下的保持率表示； 纖維隨溫度升高而強度降低的程度。纖維隨溫度升高而強度降低的程度。 纖維的熱穩(wěn)定性纖維的熱穩(wěn)定性 n指在一定溫度條件下隨時間增加纖維性能抵抗惡化的指在一定溫度條件下隨時間增加纖維性能抵抗惡

19、化的能力。受熱溫度超過能力。受熱溫度超過500500時，纖維的熱穩(wěn)定性叫耐高時，纖維的熱穩(wěn)定性叫耐高溫性。溫性。質(zhì)量與組成的穩(wěn)定性質(zhì)量與組成的穩(wěn)定性 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性形態(tài)的穩(wěn)定性形態(tài)的穩(wěn)定性 纖維種類玻璃化溫度軟化點熔點分解點洗滌最高溫度棉15090100羊毛1303040桑蠶絲1503040醋酯纖維186195205290300滌綸80,67,9023524025670100錦綸647,651802152208085錦綸66852252538085腈綸80100，1401501902402803004045維綸85干220230，水110丙綸35145150163175氯綸82901

20、002003040纖維在20未加熱在100經(jīng)過20d在100經(jīng)過80d在130經(jīng)過20d在130經(jīng)過80d棉10092683810亞麻10070412412苧麻1006226126蠶絲1007339粘膠10090624432錦綸10082432113滌綸100100969575腈綸1001001009155玻璃纖維100100100100100常見紡織纖維受熱后的剩余強度(%) 第一節(jié) 熱學(xué)性質(zhì) n一、紡織纖維的導(dǎo)熱與保溫 n二、纖維的熱機械性能曲線 n三、纖維的熱塑性和熱定型n四、纖維的耐熱性與穩(wěn)定性 n五、纖維的熱膨脹與熱收縮 n六、纖維的燃燒性能 n七、纖維的熔孔性 熱收縮熱收縮 n定義

21、：合成纖維受熱后發(fā)生不可逆的收定義：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。縮現(xiàn)象稱之為熱收縮。n產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：定形效果不好，有殘余內(nèi)應(yīng)力存在定形效果不好，有殘余內(nèi)應(yīng)力存在分子鏈比較伸展，各鍵節(jié)、鍵段無規(guī)運動分子鏈比較伸展，各鍵節(jié)、鍵段無規(guī)運動n指標：熱收縮率，即加熱后纖維縮短的長度占指標：熱收縮率，即加熱后纖維縮短的長度占原來長度的百分率。原來長度的百分率。n根據(jù)介質(zhì)的不同有：根據(jù)介質(zhì)的不同有：沸水收縮率：沸水收縮率：熱空氣收縮率：熱空氣收縮率：飽和蒸汽收縮率：飽和蒸汽收縮率： 收縮率(%) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 PA6 PA66 PET 纖維品種 沸水

22、飽和蒸汽 熱空氣 圖 7-10 合成纖維的熱收縮率 熱膨脹熱膨脹n一部分纖維在加熱的情況下有輕微的膨脹現(xiàn)象。一部分纖維在加熱的情況下有輕微的膨脹現(xiàn)象。纖維種類膨脹系數(shù)（104）纖維種類膨脹系數(shù)（104）棉40膨脹錦綸1聚乙烯2膨脹滌綸0.5聚丙烯10錦綸3醋酯纖維0.81.6滌綸10（在80附近）第一節(jié) 熱學(xué)性質(zhì) n一、紡織纖維的導(dǎo)熱與保溫 n二、纖維的熱機械性能曲線 n三、纖維的耐熱性與穩(wěn)定性 n四、纖維的熱膨脹與熱收縮 n五、纖維的熱塑性和熱定型n六、纖維的熔孔性 n七、纖維的燃燒性能基本概念n織物接觸到熱體而形成孔洞的性能織物接觸到熱體而形成孔洞的性能熔孔性。熔孔性。n抗熔性：抵抗熔孔現(xiàn)

23、象的性能?？谷坌裕旱挚谷劭赚F(xiàn)象的性能。 影響熔孔性的主要因素影響熔孔性的主要因素n熱體的溫度熱體的溫度n熱體的作用時間熱體的作用時間n熱體的熱量熱體的熱量n纖維的性能纖維的性能測量方法測量方法n落球法：落球法：一定溫度、重量大小的鋼（或玻璃）球在布一定溫度、重量大小的鋼（或玻璃）球在布上形成孔洞所需時間。上形成孔洞所需時間。n燙法：燙法：用熱體（金屬棒、玻璃棒、紙煙等）接觸試用熱體（金屬棒、玻璃棒、紙煙等）接觸試樣一定時間，觀察熔融狀態(tài)。樣一定時間，觀察熔融狀態(tài)。 第一節(jié) 熱學(xué)性質(zhì) n一、紡織纖維的導(dǎo)熱與保溫 n二、纖維的熱機械性能曲線 n三、纖維的耐熱性與穩(wěn)定性 n四、纖維的熱膨脹與熱收縮

24、n五、纖維的熱塑性和熱定型n六、纖維的熔孔性 n七、纖維的燃燒性能和阻燃性 n纖維的燃燒纖維的燃燒易燃易燃(B3)(B3)可燃可燃(B2)(B2)難燃難燃(B1)(B1)不燃不燃 (A) (A)n描述纖維燃燒性的指標描述纖維燃燒性的指標極限氧指數(shù)極限氧指數(shù)LOI著火點溫度著火點溫度TI燃燒時間燃燒時間火焰溫度火焰溫度TB等指標。等指標。n極限氧指數(shù)極限氧指數(shù)LOILOI（Limiting Oxygen IndexLimiting Oxygen Index）是指試樣在氧氣和氮氣的混合氣中，維持完是指試樣在氧氣和氮氣的混合氣中，維持完全燃燒狀態(tài)所需的最低氧氣體積分數(shù)。全燃燒狀態(tài)所需的最低氧氣體積分

25、數(shù)。%100222NOOVVVLOI分類LOI(%)燃燒狀態(tài)纖維品種不燃35常態(tài)環(huán)境及火源作用后短時間不燃燒多數(shù)金屬纖維、碳纖維、石棉、硼纖維、玻璃纖維及PBO、PBI、PPS纖維難燃2634接觸火焰燃燒，離火自熄芳綸、氟綸、氯綸、改性腈綸、改性滌綸、改性丙綸等可燃2026可點燃，能續(xù)燃，但燃燒速度慢滌綸、錦綸、維綸、羊毛、蠶絲、醋酯纖維等易燃20易點燃，燃燒速度快丙綸、腈綸、棉、麻、粘膠纖維等LOI對纖維燃燒性能的分類 點燃溫度和燃燒時間點燃溫度和燃燒時間 n點燃溫度點燃溫度TI：是指纖維產(chǎn)生燃燒所需的最低溫度，稱著火點溫度。是指纖維產(chǎn)生燃燒所需的最低溫度，稱著火點溫度。取決于纖維的熱降解溫

26、度和裂解可燃氣體的點燃溫取決于纖維的熱降解溫度和裂解可燃氣體的點燃溫度。度。n燃燒時間燃燒時間是指纖維放入一可燃環(huán)境中，觀察纖維從放入到燃是指纖維放入一可燃環(huán)境中，觀察纖維從放入到燃燒所需的時間。燒所需的時間。燃燒時間取決于纖維的導(dǎo)熱系數(shù)燃燒時間取決于纖維的導(dǎo)熱系數(shù)、熱降解速率等熱降解速率等 燃燒溫度燃燒溫度 TB n是指材料燃燒時火焰區(qū)中的最高溫度值是指材料燃燒時火焰區(qū)中的最高溫度值n該指標取決于纖維的熱裂解速度以及氧化反應(yīng)該指標取決于纖維的熱裂解速度以及氧化反應(yīng)速率、量和完善程度，并與燃燒時纖維質(zhì)量的速率、量和完善程度，并與燃燒時纖維質(zhì)量的損失率直接相關(guān)。損失率直接相關(guān)。 纖維阻燃的途徑及

27、形式纖維阻燃的途徑及形式n纖維的阻燃性纖維的阻燃性一般通過阻止或減少纖維熱分解、隔絕或稀釋氧氣一般通過阻止或減少纖維熱分解、隔絕或稀釋氧氣和快速降溫。和快速降溫。n目前的阻燃纖維主要分為兩類：目前的阻燃纖維主要分為兩類：在紡絲原液中加入阻燃劑在紡絲原液中加入阻燃劑由合成的難燃聚合物紡絲由合成的難燃聚合物紡絲n阻燃織物的性能要求阻燃織物的性能要求第一節(jié)：第一節(jié)： 熱學(xué)性質(zhì)熱學(xué)性質(zhì) 第二節(jié)：第二節(jié)： 光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)第三節(jié)：第三節(jié)： 電學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)光在纖維中的反射與折射現(xiàn)象光在纖維中的反射與折射現(xiàn)象 n光與平行界面介質(zhì)的相互作用:入射主反射次反射次透射主透射介質(zhì)1(空氣或液體)介質(zhì)1(空氣或液體

28、)介質(zhì)2(纖維)2211(a) 層狀結(jié)構(gòu)入射反射1反射3折射2折射1折射3反射2(b)纖維（b)普通纖維截面irtt2t3trtr2trtt2rtr(c) 纖維集合體一、光澤一、光澤 n纖維的光澤取決于三類反射：纖維的光澤取決于三類反射：n正反射光正反射光：平行光射向界面為平面的物體，反射出來平行光射向界面為平面的物體，反射出來的仍將是平行光。的仍將是平行光。n漫反射漫反射：如果平行光射向界面粗燥的物體，反射出來如果平行光射向界面粗燥的物體，反射出來的光均勻地射向各個方向。的光均勻地射向各個方向。n散射光散射光：因光子的多次碰撞從纖維表層散射出的光線因光子的多次碰撞從纖維表層散射出的光線。影響

29、纖維光澤的主要因素影響纖維光澤的主要因素 n纖維的層狀結(jié)構(gòu)纖維的層狀結(jié)構(gòu) 多層反射作用使到達纖維表面的反射光產(chǎn)生疊加，多層反射作用使到達纖維表面的反射光產(chǎn)生疊加，且不同波長光還會產(chǎn)生干涉作用且不同波長光還會產(chǎn)生干涉作用。入射反射1234空氣層1層2層3層4n纖維縱向形態(tài)對光澤的影響纖維縱向形態(tài)對光澤的影響如纖維縱向表面平滑一致，纖維表現(xiàn)出較強如纖維縱向表面平滑一致，纖維表現(xiàn)出較強的光澤。的光澤?；瘜W(xué)纖維化學(xué)纖維絲光棉光澤較強絲光棉光澤較強粗羊毛粗羊毛細羊毛細羊毛若鱗片受損傷若鱗片受損傷制造半無光或消光化纖的常用方法制造半無光或消光化纖的常用方法紡絲液或紡絲熔體中加入消光劑紡絲液或紡絲熔體中加入

30、消光劑n橫向截面形狀橫向截面形狀圓形截面纖維：圓形截面纖維：纖維外觀較明亮纖維外觀較明亮“極光極光”效應(yīng)效應(yīng)光線在纖維體內(nèi)的多次反射光線在纖維體內(nèi)的多次反射滌綸纖維“極光”產(chǎn)生機理三角形異形纖維消除極光的原理- 三角形截面纖維：三角形截面纖維：照射到纖維上的光線會產(chǎn)生強烈的鏡面反射效果。照射到纖維上的光線會產(chǎn)生強烈的鏡面反射效果。“閃光閃光” 效應(yīng)。效應(yīng)。三角棱鏡的色散作用，還會產(chǎn)生不同色彩效應(yīng)。三角棱鏡的色散作用，還會產(chǎn)生不同色彩效應(yīng)。白光經(jīng)過三棱鏡可分解成不同波長的彩色光 二、光的雙折射二、光的雙折射n雙折射現(xiàn)象：雙折射現(xiàn)象：折射率的數(shù)值與光的傳播方向有關(guān)折射率的數(shù)值與光的傳播方向有關(guān)n雙

31、折射率定義為：雙折射率定義為： n n = = n n n n n n為光波振動方向平行于纖維軸的平面偏振光傳播為光波振動方向平行于纖維軸的平面偏振光傳播時的折射率時的折射率n n為光波振動方向垂直于纖維軸的平面偏振光傳播為光波振動方向垂直于纖維軸的平面偏振光傳播時的折射率時的折射率o光光e光光o光光E光光o o光：振動方向垂直于纖維光：振動方向垂直于纖維軸，傳播速度較快，折射率軸，傳播速度較快，折射率較低，又稱為尋常光或快光。較低，又稱為尋常光或快光。E E光：振動方向平行于纖維軸，光：振動方向平行于纖維軸，傳播速度較慢，折射率較大，傳播速度較慢，折射率較大，又稱為非常光或慢光又稱為非常光或

32、慢光影響雙折射大小的因素影響雙折射大小的因素 n取向度取向度 取向度取向度，雙折射率，雙折射率。n大分子本身的不對稱性大分子本身的不對稱性 大分子鏈呈曲折狀或螺旋狀，或主鏈上有側(cè)大分子鏈呈曲折狀或螺旋狀，或主鏈上有側(cè)基，都會使雙折射率下降?；?，都會使雙折射率下降。三、耐光性與光防護三、耐光性與光防護 n“老化老化” ” n耐光性：耐光性：指纖維受光照后其力學(xué)性能保持不變的性能。指纖維受光照后其力學(xué)性能保持不變的性能。腈綸羊毛麻棉粘膠滌綸錦綸腈綸羊毛麻棉粘膠滌綸錦綸丙綸丙綸蠶絲蠶絲n光照穩(wěn)定性：光照穩(wěn)定性：指纖維受光照射后其不發(fā)生降解或光氧化、不產(chǎn)生指纖維受光照射后其不發(fā)生降解或光氧化、不產(chǎn)生色

33、澤變化的性能。色澤變化的性能。 蠶絲、錦綸蠶絲、錦綸光防護光防護機理：對紫外線的吸收和反射機理：對紫外線的吸收和反射n滌綸滌綸n羊毛和蠶絲等蛋白質(zhì)纖維羊毛和蠶絲等蛋白質(zhì)纖維n麻類纖維麻類纖維n棉、粘膠纖維、錦綸、腈綸等纖維棉、粘膠纖維、錦綸、腈綸等纖維n紫外線防護系數(shù)紫外線防護系數(shù)UPF：UPF=50，說明有，說明有1/50的紫外線可以透過織物。的紫外線可以透過織物。n紫外線透過率紫外線透過率T：覆蓋有試樣時的紫外線：覆蓋有試樣時的紫外線輻照度占無試樣時的紫外線透射輻照度的輻照度占無試樣時的紫外線透射輻照度的百分率。百分率。防紫外線產(chǎn)品防紫外線產(chǎn)品nUPF30n透過率透過率5%n類型：纖維內(nèi)嵌

34、入紫外線吸收材料、織物防紫類型：纖維內(nèi)嵌入紫外線吸收材料、織物防紫外線印染整理、織物表面加金屬涂層、織物表面外線印染整理、織物表面加金屬涂層、織物表面加非金屬涂層加非金屬涂層四、紫外熒光四、紫外熒光n定義：纖維受到紫外線的照射時，會發(fā)出可見定義：纖維受到紫外線的照射時，會發(fā)出可見光范圍內(nèi)的光光范圍內(nèi)的光n用于鑒別纖維。紫外線照射下，成熟棉纖維是用于鑒別纖維。紫外線照射下，成熟棉纖維是淡黃色，未成熟的棉纖維是淡藍色，絲光后的棉淡黃色，未成熟的棉纖維是淡藍色，絲光后的棉纖維是淡紅色纖維是淡紅色第一節(jié)：第一節(jié)： 熱學(xué)性質(zhì)熱學(xué)性質(zhì) 第二節(jié)：第二節(jié)： 光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)第三節(jié)：第三節(jié)： 電學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)一

35、、介電常量一、介電常量n表示絕緣材料儲存電能的能力表示絕緣材料儲存電能的能力n介電常量介電常量 干燥物質(zhì)為干燥物質(zhì)為25，真空為，真空為1，液態(tài)水為，液態(tài)水為20，固態(tài)水為固態(tài)水為80。n影響因素影響因素 內(nèi)因：纖維材料的填充密度內(nèi)因：纖維材料的填充密度 纖維在電場中的排列方向纖維在電場中的排列方向 纖維含雜纖維含雜 外因：環(huán)境溫度、相對濕度、電場頻率等影響外因：環(huán)境溫度、相對濕度、電場頻率等影響n介電現(xiàn)象介電現(xiàn)象是指絕緣體材料在外加電場作用下，內(nèi)部分子形成是指絕緣體材料在外加電場作用下，內(nèi)部分子形成電極化的現(xiàn)象。電極化的現(xiàn)象。n纖維的介電常數(shù)纖維的介電常數(shù) 數(shù)值為：數(shù)值為：C/C0物理意義：

36、物理意義： 式中的式中的C0和和C分別是以真空為介質(zhì)和以分別是以真空為介質(zhì)和以纖維為介質(zhì)時，平板電容器的容量纖維為介質(zhì)時，平板電容器的容量材料或纖維介電常數(shù)材料或纖維介電常數(shù)棉6滌綸3.02羊毛6錦綸4粘纖7.7真空1醋纖3.56.4空氣1材料的介電常數(shù)（頻率f50Hz，T2025，RH65） 影響影響大小的因素大小的因素 na.內(nèi)因內(nèi)因電介質(zhì)的密度：密度增大，介電常數(shù)增大；電介質(zhì)的密度：密度增大，介電常數(shù)增大；極化率：纖維分子極化程度增加，介電常數(shù)增加；極化率：纖維分子極化程度增加，介電常數(shù)增加；纖維分子量：分子量降低，介電常數(shù)增加。纖維分子量：分子量降低，介電常數(shù)增加。nb.外因外因溫度溫度頻率：頻率增加，介電常數(shù)降低。頻率：頻率增加，介電常數(shù)降低?；爻甭剩夯爻甭剩篧增加，介電常數(shù)增加。增加，介電常數(shù)增加。 二、電阻二、電阻n纖維導(dǎo)電性指標：比電阻纖維導(dǎo)電性指標：比電阻體積比電阻體積比電阻v（cm）：指單位長度上所施加的電指單位長度上所施加的電壓壓U，相對于單位截面上所相對于單位截面上所流過的電流流過的電流I之比之比 。 表面比電阻表面比電阻s（）： 單單位長度上的電壓（位長度上的電壓（U/L）與與