纖維熱學(xué)光學(xué)電學(xué)性質(zhì)

1、第六章 紡織材料的熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)性質(zhì) 第一節(jié) 纖維的熱學(xué)性質(zhì) 一.紡織纖維的導(dǎo)熱與保溫 二.纖維的熱機(jī)械性能曲線 三.纖維的耐熱性與熱穩(wěn)定性 四.纖維的熱膨脹與熱收縮 五.纖維的熱塑性和熱定型 六.纖維的燃燒性能 七.纖維的熔孔性 11.指標(biāo)(1)導(dǎo)熱系數(shù) 定義：材料厚度為1m，兩表面之間溫差為1，每小時(shí)通過1m2材料所傳導(dǎo)的熱量。單位：Kcal/mh； Wm/m2 常見纖維的導(dǎo)熱系數(shù) 表 繼續(xù)2常見纖維的導(dǎo)熱系數(shù)（在室溫20時(shí)測(cè)得） 纖維種類(Wm/m2)纖維種類(Wm/m2)棉0.071-0.073滌綸0.084羊毛0.052-0.055腈綸0.051蠶絲0.050-0.055丙綸0.2

2、21-0.302粘纖0.055-0.071氯綸0.042醋纖0.050靜止空氣0.026錦綸0.244-0.337水0.599表中顯示：水的導(dǎo)熱系數(shù)最大，靜止空氣的導(dǎo)熱系數(shù)最小，纖維介于兩者之間。 導(dǎo)熱性越好，保溫性越差Back3(2)絕熱率T 式中：Q1包覆試樣前保持熱體恒溫所需熱量； Q2包覆試樣后保持熱體恒溫所需熱量。 T材料保溫效果越好 42.影響纖維導(dǎo)熱性能的因素 （1）分子量的大小 在同一溫度下，分子量越高。 （2）溫度與回潮率的影響 T 水分越多，越大，保暖性越差 （3）纖維集合體的體積重量 保暖與否主要取決于纖維層中夾持的靜止空氣數(shù)量。 纖維層中夾持的空氣越多，則纖維層的絕熱性

3、越好. 一旦夾持的空氣流動(dòng)，保暖性將大大降低。 纖維層的體積重量在0.03-0.06g/cm3，最小，保暖性最好。 53.增強(qiáng)服裝保暖性的途徑 （1）盡可能多的儲(chǔ)存靜止空氣； （中空纖維、多衣穿著、不透水） （2）降低W%； （3）選用低的纖維； （4）加入陶瓷粉末等材料。 Back6纖維的熱機(jī)械性能曲線 1定義： 高聚物受力變形或初始模量等隨溫度變化而變化的曲線。 2曲線及其特點(diǎn) 7Back8（1）四個(gè)溫度 （2）兩個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)（3）三種力學(xué)狀態(tài) 繼續(xù)9a.玻璃化溫度Tg 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

4、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Tgb.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。 Back10兩個(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) Back 11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)：分子鏈段運(yùn)動(dòng)加劇，出現(xiàn)高彈變形，類似橡膠的特性。粘流態(tài)：大分子開始變形，表現(xiàn)出液體流動(dòng)的特性。 幾種紡織纖維的熱轉(zhuǎn)變點(diǎn) 12幾種紡織纖維的熱

5、轉(zhuǎn)變點(diǎn) 纖維種類 玻璃化溫度 軟化點(diǎn) 熔點(diǎn) 分解點(diǎn) 洗滌最高溫度 棉-15090100羊毛-1303040桑蠶絲-1503040粘膠纖維-150-醋酯纖維186195205290300-滌綸80,67,90235240256-70100錦綸647,65180215220-8085錦綸6685225253-885腈綸80100,140150190240-280-3004045維綸85干220230水中110-丙綸-35145150163175-氯綸82水中110200-30-40Back13纖維的耐熱性與熱穩(wěn)定性1.定義： 耐熱性指纖維經(jīng)過短時(shí)間的高溫作用，回到常溫時(shí)，其機(jī)械性能的變化程度耐短時(shí)

6、間高溫的性能。 隨著溫度的升高而強(qiáng)度降低的程度表示。 熱穩(wěn)定性纖維耐長(zhǎng)時(shí)間高溫的性能。142.常用纖維耐熱性： 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；滌綸的耐熱性與熱穩(wěn)定性均較好；錦綸的耐熱性較好，但熱穩(wěn)定性差。 Back15熱膨脹 一部分纖維在加熱的情況下有輕微的膨脹現(xiàn)象。 原因是纖維分子受熱后發(fā)生較強(qiáng)的熱振動(dòng)而獲得了更多的空間所致。幾種纖維的熱膨脹系數(shù) 繼續(xù)16幾種纖維的熱膨脹系數(shù) 纖維種類膨脹系數(shù)（10-4）纖維種類膨脹系數(shù)（10-4）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8

7、0附近）Back17 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，即加熱后纖維縮短的長(zhǎng)度占原來長(zhǎng)度的百分率。 根據(jù)介質(zhì)不同有： a.沸水收縮率：一般指將纖維放在100C的沸水中處理30min，晾干后的收縮率； b.熱空氣收縮率：一般指用180、190C、210C熱空氣為介質(zhì)處理一定時(shí)間（如15min）后的收縮率； c.飽和蒸汽收縮率：一般指用125-130C飽和蒸汽為介質(zhì)處理一定時(shí)間（如3min）后的收縮率。 （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，一旦TTg，會(huì)發(fā)生收縮。 Back18 纖維的熱塑性和熱定型

8、 基本概念 熱塑性將合成纖維或制品加熱到Tg以上溫度，并加一定外力強(qiáng)迫其變形，然后冷卻并去除外力，這種變形就可固定下來，以后遇到T羊毛麻棉粘膠滌綸錦綸蠶絲35日光照射時(shí)間與纖維強(qiáng)度的損失 纖維日曬時(shí)間（h）強(qiáng)度損失（%）棉94050亞麻、大麻110050羊毛112050蠶絲20050粘膠纖維90060滌綸600 60錦綸20036腈綸9001625 Back36第三節(jié) 纖維的電學(xué)性質(zhì) 一、纖維的介電性質(zhì) 纖維的介電常數(shù) （1）定義 在電場(chǎng)中，由于介質(zhì)極化而引起相反電場(chǎng)，將使電容器的電容變化，其變化的倍數(shù)稱為介電常數(shù)。其數(shù)值為： 物理意義：是表示材料在電場(chǎng)中被極化的程度。反映材料的儲(chǔ)電能力。37

9、材料的介電常數(shù)（頻率f50Hz，T=2025，RH=65%）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蠶絲4.2水8081粘纖7.7真空1醋纖3.56.4空氣138（2）影響大小的因素 a.內(nèi)因 電介質(zhì)的密度：體積重量或密度愈大，纖維間的空氣量，； 極化率：纖維分子極化程度，； 纖維分子量：分子量，。 . b.外因溫度：一方面T，另一方面：T； 頻率：用直流電壓，最大；f；回潮率：W，（水的最大）39二、纖維的導(dǎo)電性能 纖維導(dǎo)電性指標(biāo)：比電阻 （1）體積比電阻（v ，cm） 纖維通過長(zhǎng)1cm，截面積為1 cm2材料時(shí)的電阻值。 （2）表面比電阻（S ，） 電流通過長(zhǎng)、寬都

10、為1cm材料時(shí)的電阻值。 （3）質(zhì)量比電阻（m，g/cm2） 電流通過長(zhǎng)1cm，質(zhì)量為1g材料時(shí)的電阻值。 m=v m易測(cè)，應(yīng)用較多。 402.影響纖維比電阻的因素 （1）回潮率：Wm （2）溫度：T，導(dǎo)電性能增加 （3）纖維上的附著物：油劑、棉蠟、油脂的存在，。41三、纖維的靜電 靜電現(xiàn)象及產(chǎn)生原因 纖維在加工中要受到各種機(jī)件的作用，由于纖維與機(jī)械以及纖維與纖維間的摩擦，必會(huì)聚集起許多電荷從而產(chǎn)生靜電。靜電的危害與應(yīng)用 危害：粘接和分散、吸附飛花與塵埃、放電等；應(yīng)用：靜電植絨、靜電吸塵、粉末塑料的靜電噴涂等。42衡量靜電的有關(guān)指標(biāo) （1）靜電量/單位面積； （2）靜電壓（kv）； （3）比電阻； （4）半衰期：紡織材