第四章 纖維的物理性能

第四章纖維的物理性能一、纖維的比熱p73也稱比熱容，是指單位質量的纖維，在溫度變化1℃時所吸收或放出的熱量，即：式中：C0——干纖維的比熱（J/g·K），m——干纖維的質量，Δt——溫度的變化，q——纖維吸收或放出的熱量。相同質量的不同纖維，在升高相等溫度時，比熱大的纖維獲得的熱量應當大于比熱小的纖維;若給予相同的熱量，比熱大的纖維溫升小，而比熱小的纖維溫升大。表4-1干燥纖維的比熱p73纖維比熱（J/g·K）（室溫）纖維比熱（J/g·K）（室溫）蠶絲纖維羊毛纖維滌綸纖維腈綸纖維醋酯纖維粘膠纖維1.3861.3611.3401.5071.4641.26～1.35錦綸纖維錦綸6纖維棉纖維粘膠纖維亞麻纖維玻璃纖維2.0521.8401.21～1.341.3571.3440.670對含有水份的纖維、比熱值會有很大變化，紡織加工是一個水加工工藝，干燥含水的纖維是常規(guī)的工藝過程，所以，含濕纖維的比熱比干纖維的更重要。這時溫度變化1℃時所吸收或放出的熱量，除纖維外，還應有纖維中的水份。P73圖4-1羊毛的比熱容、溫度和回潮率的關系p74二、纖維的導熱性p74纖維內部及其集合體纖維間孔隙內充滿空氣，在有溫差的情況下，熱量總是從高溫向低溫傳遞——導熱性，抵抗這種傳遞的能力則稱為保暖性。導熱性用導熱系數λ表示，單位是kJ／（m·k·h）。是指當纖維材料的厚度為1m且兩側表面之間的溫度差為1℃時，1h內從1平米的纖維面積中通過的熱量（KJ）。λ值越小，表示該纖維的導熱性越低，其絕熱性或保暖性越高。在纖維材料的厚度為a的時候，通過該材料厚度的熱量稱為熱傳導率式中：Q——通過制品的熱量（KJ），a——制品的厚度（m），F——制品的面積（m2），ΔT——溫差（℃），t——時間（h）。表4-2纖維、空氣和水的導熱系數（室溫20℃）[KJ／（m·k·h）]P75纖維λ纖維λ纖維λ棉纖維0.255～0.264羊毛纖維0.188～0.197蠶絲纖維0.180～0.197粘膠纖維0.197～0.255醋脂纖維0.180錦綸纖維0.75～1.21滌綸纖維0.301腈綸纖維0.184丙綸纖維0.79～1.09氯綸纖維0.151空氣0.092水2.15靜止空氣是最好的熱絕緣體。纖維材料的保暖性主要取決于纖維層中夾持的空氣數量和狀態(tài)。但一旦空氣發(fā)生流動，保暖性就大大降低。P75水的導熱系數較大，隨著纖維回潮率的增高，纖維的導熱系數會增大，而保暖性下降。影響纖維導熱性能的因素（1）分子量的大小在同一溫度下，分子量越高→λ↑。（2）溫度與回潮率的影響

T↑→λ↑水分越多，λ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量。纖維層中夾持的空氣越多，則纖維層的絕熱性越好.一旦夾持的空氣流動，保暖性將大大降低。

纖維層的體積重量在0.03-0.06g/cm3，λ最小，保暖性最好。三、纖維的熱裂解與纖維的三態(tài)轉變p75-78（一）加熱過程中的物相變化兩種類型：（1）一種是先隨溫度升高脫去水份，然后氧化降解，直接由固態(tài)裂解為氣體和碳素殘渣。許多天然纖維素纖維、天然蛋白質纖維、再生纖維均屬這一種類型。（2）一種也是先隨溫度升高脫去水分，隨后纖維開始由固態(tài)（玻璃態(tài)）轉變?yōu)橛懈咝巫兡芰Φ母邚棏B(tài)，或者從近似于玻璃態(tài)的低高彈態(tài)轉變?yōu)楦邚棏B(tài)，再繼續(xù)升高溫度，纖維成為流動態(tài)的熔體（粘流態(tài)），再升高溫度便開始熱裂解。像滌綸、錦綸這樣一些合成纖維，日常使用溫度下為玻璃態(tài)，丙綸纖維日常使用的是近似玻璃態(tài)的低高彈態(tài)。（二）熱塑性纖維的三態(tài)轉變纖維物理狀態(tài)有加熱后發(fā)生“三態(tài)轉變”的特點稱為熱塑性纖維。p75（二）熱塑性纖維的三態(tài)轉變p76-77玻璃態(tài)：分子鏈段運動被凍結，顯現脆性，類似普通玻璃性能。在溫度比較低時，表現出有類似于剛體的性能。高彈態(tài)：分子鏈段運動加劇，出現高彈變形，類似橡膠的特性。表現為類似于橡膠的性能。粘流態(tài)：大分子開始變形，表現出液體流動的特性。表4-3一些纖維的熱特性溫度p78纖維軟化點（℃）熔點（℃）熱分解溫度（℃）玻璃化溫度（℃）棉纖維羊毛纖維蠶絲纖維錦綸6纖維錦綸66纖維滌綸纖維腈綸纖維維綸纖維丙綸纖維氯綸纖維醋酯纖維——180160～180235～240238～240190～240干：220～230水中：110121～17690～100200～230———215～220250～260255～260327225～239163～186180～200260～300341243287416—410312——287336———47～5047～5067、81、12580～100、140～15085－1582186三態(tài)轉變溫度p78

1.玻璃化溫度Tg

——非晶態(tài)高聚物大分子鏈段開始運動的最低溫度，或由玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉變的溫度。影響Tg的因素：化學組成的影響；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構因素都會使Tg2.流動溫度(Tf)——非晶態(tài)高聚物大分子鏈相互滑動的溫度，或由高彈態(tài)向粘流態(tài)轉變的溫度。熔點溫度Tm——高聚物結晶全部熔化時的溫度，或晶態(tài)高聚物大分子鏈相互滑動的溫度。3.分解點溫度Td——高聚物大分子主鏈產生斷裂的溫度。

高分子的鏈結構與形態(tài)旋轉圖每逆時針旋轉60o的構象分解旋轉過程中構象不斷變化，位能（U）也不斷變化。旋轉的難易取決于旋轉位能的的高低，位能越低越容易旋轉。分子結構不同，位能不同，一般電負性大、取代基多或大，位能越大。

反式旁式重式順式重式旁式反式60o60o60o60o60o60o0o60o120o180o240o300o360oθU旋轉過程中的位能變化CCCC高分子鏈的內旋轉

共軛雙鍵由于分子鏈整個形成共軛體系，造成旋轉困難，故只有剛性而無柔性。如 聚乙炔～CH＝CH－CH＝CH－CH＝CH－CH＝CH～ 聚苯～

△常見高分子主鏈的柔性規(guī)律 －O－＞－S－＞－N－＞－C≡C－C＞非共軛－C＝C－＞ －C－O－＞－CH2－＞－C－＞－O－C－NH－＞NH－C－NH－

▲取代基的影響（性質、體積、數量、位置）

△取代基的性質對高分子鏈柔性的影響（極性）

規(guī)律：極性↑，作用力↑，位能↑，內旋轉↓，柔性↓。

實例： 取代基極性分子間力柔性剛性系數Tg(K) PE－H小小大1.63160 PVC－Cl3.32355 PAN－CN大大小2.37369～OOOO

☆整個分子鏈的運動（重心發(fā)生位移）條件：存在分子間或內的干擾和糾纏時，不能實現整個分子鏈的運動；在溶液和熔融狀態(tài)下，通過鏈段一方向的運動可以實現整個分子鏈的運動。存在干擾、糾纏時的整個分子鏈運動干擾點糾纏點溶液及熔融狀態(tài)下的整個分子鏈運動

高聚物的聚集態(tài)結構

★高聚物聚集態(tài)與小分子物質的聚集態(tài)、相態(tài)的對應關系氣態(tài)氣相

小分子物質的聚集態(tài)液態(tài)液相小分子物質的相態(tài)固態(tài)晶相

一、分子間的相互作用

★作用力的類型 共價鍵 主價力（又稱化學鍵）配位鍵 作用力的類型 離子鍵 次價力（又稱分子間力，包括：范德華力、氫鍵）粘流態(tài)非晶態(tài)晶態(tài)固態(tài)高聚物聚集態(tài)（力學、分子熱運動特征分類）（熱力學特征分類）高聚物的物理狀態(tài)

●線型非晶態(tài)高聚物的物理狀態(tài)與平均相對分子質量M、溫度T的關系二、結晶態(tài)高聚物的物理狀態(tài)

●結晶態(tài)高聚物的形變-溫度曲線

MT玻璃態(tài)高彈態(tài)黏流態(tài)過渡區(qū)TgTf高彈態(tài)、黏流態(tài)及兩者之間的過渡區(qū)均隨相對分子質量和溫度的增加而變寬。12形變%TgTmTfT/℃

1-相對分子質量較小2-相對分子質量很大高聚物的物理狀態(tài)

●結晶態(tài)高聚物的物理狀態(tài)

注意：由于高彈態(tài)對成型加工不利，因此，一般情況下，對結晶態(tài)高聚物而言要嚴格控制相對分子質量，防止很大造成的不良影響。結晶態(tài)高聚物的物理狀態(tài)玻璃態(tài)黏流態(tài)黏流態(tài)玻璃態(tài)高彈態(tài)M較小M很大高聚物的各種特征溫度與測定

●常見的高聚物特征溫度一、玻璃化溫度

●定義高聚物分子鏈開始運動或凍結的溫度。

●玻璃化溫度的使用價值玻璃溫度是非晶態(tài)高聚物作為塑料使用的最高溫度；是作為橡膠使用的最低溫度。

●影響玻璃化溫度的因素

高聚物特征溫度Tg-玻璃化溫度（glass-transitiontemperature）Tm-熔點（meltingpoint）Tf-黏流溫度（viscousflowtemperature）Ts-軟化溫度（softeningtemperature）Td-熱分解溫度（thermaldestructiontemperature）Tb-脆化溫度（brittlensstemperature）高聚物的各種特征溫度

影響玻璃化溫度的因素主鏈柔性分子間作用力相對分子質量交聯(lián)共聚增塑劑升溫速度外力大小作用時間四、纖維的耐熱性、燃燒性和熱穩(wěn)定性p781.耐熱性

耐熱性——指纖維經過短時間的高溫作用，回到常溫時，其機械性能的變化程度耐短時間高溫的性能。隨著溫度的升高而強度降低的程度表示。熱穩(wěn)定性——纖維耐長時間高溫的性能。纖維剩余強度（％）（20℃）（未加熱前的強度為100%）在100℃條件下加熱后在130℃條件下加熱后20天80天20天80天棉纖維亞麻纖維苧麻纖維蠶絲纖維粘膠纖維錦綸纖維滌綸纖維腈綸纖維玻璃纖維92706273908210010010068412639624396100100382412—4421959110010126—32137555100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。

纖維的燃燒性能p79（1）可燃性指標（表示纖維容不容易燃燒）：點燃溫度、發(fā)火點◆點燃溫度或發(fā)火點越低，纖維越容易燃燒。（2）耐燃性指標（表示纖維經不經得起燃燒）極限氧指數LOI（LimitOxygenIndex）：——纖維點燃后，在氧、氮大氣里維持燃燒所需要的最低含氧量體積百分數?！鬖OI越大，說明材料難燃。LOI=P80阻燃——指降低材料在火焰中的可燃性，減慢火焰蔓延速度，當火焰移去后能很快自熄。提高纖維制品難燃性的途徑(1)制造難燃纖維:在紡絲原液中加入防火劑或用合成的難燃聚合物紡絲(2)阻燃整理:

阻燃劑處理(3)通過與難燃纖維混紡，以提高纖維的難燃性。(4)在普通纖維上與反應性阻燃劑進行接枝共聚，或通過阻燃整理而賦予纖維以阻燃性，即阻燃改性的表面處理法。

纖維的熱塑性和熱定型P80

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<Tg時，則纖維或制品的形狀就不會有大的變化。這種特性稱之為熱塑性。熱定型——就是利用合纖的熱塑性，將織物在一定張力下加熱處理，使之固定于新的狀態(tài)的工藝過程。（如：蒸紗、熨燙）熱定型的機理:最初結構的松散；新結構的重建；新結構的固化熱定型的方法:干熱定型----熱風處理，金屬表面接觸加熱;濕熱定型----濕法定型，汽蒸定型，過熱蒸汽定型。影響合纖織物熱定型效果的因素1）溫度（最主要因素）2）時間

3）張力4）冷卻速度5）定型介質纖維的熔孔性1.定義：當纖維及其制品上為熱體所濺時被熔成孔洞的性能?？谷坌裕旱挚谷劭赚F象的性能。2.合成纖維易產生熔孔現象的原因滌綸、錦綸熔融所需的熱量較少；滌綸、錦綸的導熱系數比棉、粘、羊毛大。3.改善織物抗熔性的方法合纖與天然纖維混紡；制造包芯紗（芯用錦綸、滌綸，外層用棉）。幾種纖維的熱膨脹系數纖維種類膨脹系數（10-4）纖維種類膨脹系數（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0.8～1.6滌綸-10（在80℃附近）六、熱膨脹和熱收縮

p82一部分纖維在加熱的情況下有輕微的膨脹現象。原因是纖維分子受熱后發(fā)生較強的熱振動而獲得了更多的空間所致。幾種纖維的熱膨脹系數熱收縮（1）定義：合成纖維受熱后發(fā)生不可逆的收縮現象稱之為熱收縮。（2）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。

根據介質不同有：

a.沸水收縮率：一般指將纖維放在100°C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°、190°C、210°C熱空氣為介質處理一定時間（如15min）后的收縮率；

c.飽和蒸汽收縮率：一般指用125-130°C飽和蒸汽為介質處理一定時間（如3min）后的收縮率。（3）產生原因：

紡絲成形過程中，受到較大的抽伸作用，纖維殘留一定的內應力，一旦T>Tg，會發(fā)生收縮。

纖維導電性能（電阻）p83可將通過纖維的電流分為兩部分：一部分為穿過纖維體積的漏電電流Iv，另一部分為穿過纖維表面的漏電電流Is，因此相應的電阻也可以分為兩部分，即體積電阻Rv和表面電阻Rs。

（1）體積比電阻（ρv

，Ω·cm）——纖維通過長1cm，截面積為1cm2材料時的電阻值。

S為測量電極的面積（cm2），d為纖維材料的厚度（cm）

（2）表面比電阻（ρS

，Ω）——電流通過長、寬都為1cm材料時的電阻值。式中L為電極長度（cm），b為平行電極間距離（cm）

（3）質量比電阻（ρm，Ω·g/cm2）

——電流通過長1cm，質量為1g材料時的電阻值。

ρm=ρv·γ

ρm易測，應用較多。第二節(jié)纖維的電性能

影響纖維比電阻的因素（1）回潮率：W↑→ρm↓（2）溫度：T↑→ρ↓，導電性能增加(3)結構:纖維化學結構影響吸濕，影響電阻。纖維的超分子結構也影響纖維的電阻，纖維的結晶度增大，電阻變大，但纖維的取向度增加，電阻反而下降。（4）纖維上的附著物：油劑、棉蠟、油脂的存在，ρ↓。二、纖維的靜電p86靜電現象及產生原因纖維在加工中要受到各種機件的作用，由于纖維與機械以及纖維與纖維間的摩擦，必會聚集起許多電荷從而產生靜電。靜電的危害與應用危害：粘接和分散、吸附飛花與塵埃、放電等；應用：靜電植絨、靜電吸塵、粉末塑料的靜電噴涂等。衡量靜電的有關指標（1）靜電量/單位面積；（2）靜電壓（kv）；（3）比電阻；（4）半衰期：紡織材料上的靜電衰減到原始值一半時所需的時間。錦綸粘膠棉蠶絲麻醋酯聚乙烯醇滌綸腈綸氯綸丙綸乙綸氯綸正電荷負電荷意義：精細面粉的篩選4.減少或防止靜電現象的方法◆機器接地◆提高空氣的相對濕度◆改善摩擦條件◆導電纖維的應用◆靜電消除器（電離空氣）◆加抗靜電劑（纖維油劑）◆織物防靜電整理三、纖維的介電性質p87纖維的介電常數ε（1）定義

——在電場中，由于介質極化而引起相反電場，將使電容器的電容變化，其變化的倍數稱為介電常數。其數值為：物理意義：ε是表示材料在電場中被極化的程度。反映材料的儲電能力。影響ε大小的因素p87內因電介質的密度：體積重量或密度愈大，纖維間的空氣量↓，∴ε↑；極化率：纖維分子極化程度↑，ε↑；纖維分子量：分子量↓，ε↑。外因溫度：一方面T↑→ε↑，另一方面：T↑→ε↓；頻率：用直流電壓，ε最大；f↑→ε↓；回潮率：W↑，ε↑（∵水的ε最大）材料的介電常數（頻率f＝50Hz，T=20～25℃，RH=65%）材料或纖維介電常數材料或纖維介電常數棉6滌綸3.02羊毛6錦綸4蠶絲4.2水80～81粘纖7.7真空1醋纖3.5～6.4空氣≈1第三節(jié)

纖維的光性能p89纖維的光澤（1）纖維光澤的形成纖維的光澤實際上是：正反射光、表面散射反射光和來自內部的散射反射光的共同貢獻。評價光澤應同時考慮兩個方面：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”。

2）影響纖維光澤的因素：

a.纖維的微原纖結構

b.纖維的形態(tài)結構：

c.化纖中加TiO2可消光二、纖維的雙折射（略

p91-96)——平行偏振光沿非光軸方向投射到纖維上時，除了在界面上產生反射光外，進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，振動面⊥光軸，n⊥；另一條：非尋常光（簡稱e光），不遵守折射定律，振動面‖光軸，n‖。

雙折射率：△n=n‖-n⊥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↑。當全部大分子與纖維纖維軸平行排列時，雙折射最大。當大分子排列紊亂時，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，或主鏈上有側基，都會使雙折射率下降。腈綸有螺旋狀主鏈、三醋酯纖維分子上的側基多，故△n是負值。纖維雙折射率的測定方法及應用

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⊥）用石英楔子補償法測出△D和d。

應用：

（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紡織纖維的折射率

纖維折射率n‖n⊥n‖-n⊥棉1.573~1.5811.524~1.5340.041~0.051苧麻1.595~1.5991.527~1.5400.057~0.068亞麻1.5941.5320.062羊毛1.553~1.5561.542~1.5470.009~0.012桑蠶絲1.5781.5380.040粘膠纖維1.539~1.5501.514~1.5230.018~0.036三醋酯纖維1.4741.479-0.005滌綸1.7251.5370.188錦綸61.5681.5150.040錦綸661.570~1.5801.520~1.5300.053腈綸1.500~1.5101.500~1.510-0.005~0維綸1.5471.5220.025各種顏色的波長與波長范圍（mm）顏色感覺標準波長波長范圍紅色700620-780橙色610595-620黃色580575-595綠色510480~575藍色470450~480紫色420380~450纖維的顏色(補充）

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）；紡絲工藝（如溫度、加熱時間等）

三、纖維的耐光性p961.定義：紡織材料抵抗光照的能力?！袄匣?纖維在貯存和穿用過程中，因受各種大氣因素的綜合作用，性能會逐漸惡化，如變色、變硬、變脆、發(fā)粘、透明度下降、失去光澤、強度下降、破裂等，直到喪失使用價值。纖維經長期光照，會發(fā)生不同程度的裂解，使大分子斷裂，分子量下降，強度下降。TiO2的存在會加速裂解。2．常用纖維耐光性大致順序：腈綸>羊毛>麻>棉>粘膠>滌綸>錦綸>蠶絲日光照射時間與纖維強度的損失

纖維日曬時間（h）強度損失（%）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90016～25第四節(jié)纖維的吸濕性p97一、吸濕指標及常用術語1．回潮率與含水率

回潮率W：紡織材料中所含水分重量對紡織材料干重的百分比。

含水率M：紡織材料中所含水分重量對紡織材料濕重的百分比。式中：—紡織材料濕重；—紡織材料干重。2．標準回潮率

——標準大氣條件下，從吸濕達到平衡時測得的平衡回潮率。國際標準中規(guī)定的標準大氣條件為：溫度（T）為20℃（熱帶為27℃），相對濕度（RH）為65%，大氣壓力為86~106kPa，視各國地理環(huán)境而定。我國：大氣壓力1個標準大氣壓，即101.3kPa（760mmHg柱），溫、濕度的波動范圍：一級標準：T

20±2℃，RH

65±2%；二級標準：T

20±2℃，RH

65±3%；三級標準：T

20±2℃，RH

65±5%；紡織材料在實驗測試前需在標準大氣條件下調濕24h以上，合成纖維調濕4h以上即可。3.公定回潮率(Wk)——貿易上為了計重和核價的需要，由國家統(tǒng)一規(guī)定的各種紡織材料的回潮率?；旒徏喌墓ɑ爻甭?/p>

其中：Wi（%）——混紡材料中第i種纖維的公定回潮率；

Pi（%）——混紡材料中第i種纖維的干重混紡比。4.標準重量Gk

——紡織材料在公定回潮率時的重量。常用纖維的標準狀態(tài)下的回潮率和公定回潮率

纖維種類標準回潮率（%）公定回潮率（%）原棉7~811．1苧麻（脫膠）7~812亞麻8~1112黃麻12~16（生麻），9~13（熟麻）14細羊毛15~17--洗凈毛--15山羊毛--15干毛條--18.25油毛條--19纖維種類標準回潮率（%）公定回潮率（%）桑蠶絲8~911.0粘膠纖維13~1513醋酯纖維4~77滌綸0.4~0.50.4錦綸63.5~0.54.5錦綸664．2~4.54.5腈綸1.2~2.02.0維綸4.5~5.05丙綸00氯綸--0氨綸--1常用紗線的公定回潮率

紗線種類公定回潮率（%）紗線種類公定回潮率（%）棉紗8.5（英制9.89）粘膠紗及長絲13苧麻紗10粘膠針織絨線（內銷）8亞麻紗12粘膠針織絨線（外銷）13經梳毛紗16滌綸紗及長絲0..4粗梳毛紗15錦綸紗及長絲4.5羊毛絨線（國內）10腈綸紗2羊毛絨線（外銷）15維綸紗5羊毛針織絨線15滌棉紗（65/35）3.2（英制3.7）絹紡蠶絲11二、吸濕機理p99

（一）水分子在纖維大分子和原纖結構中的存在形式

第一批水分子—親水基團直接吸收，以后再吸附重疊成為間接吸收水，也可由纖維中其他物質的親水基團所吸引。纖維高聚物中常見的親水極性基團：羥基，酰胺基，氨基、羧基等。

天然動物纖維和植物纖維（包括再生纖維）含有較多的親水基團合成纖維大多數不含有親水基團，吸濕能力較低。吸濕：纖維從環(huán)境中吸收水分脫濕：纖維向環(huán)境放出水分

在一定條件下達到平衡（二）水分子在纖維聚集態(tài)結構中的存在形式p100纖維的吸濕主要發(fā)生在無定形區(qū)。大分子取向度對吸濕性影響很小，聚合度有一定影響。（三）纖維內部結構-結晶度吸濕作用主要發(fā)生在非結晶區(qū)，水分進入結晶區(qū)量很少。

（四）比表面積：比表面積越大，吸濕能力愈強。纖維表面分子具有比內層分子多余的能量——表面能，表面能使液體向表面收縮——表面張力。

（五）伴生物的性質和含量有些成分能吸著水分，而有些不易吸著水分

特點：1.都是對數曲線

；2.

起始段快，以后減慢直至平衡

；3.吸濕平衡所需要的時間<放濕平衡所需時間；4.吸濕平衡W不等于放濕平衡W。三、纖維的吸濕性能p101（一）吸濕平衡與吸濕滯后性將具有一定回潮率的纖維放到一個新的大氣條件下，它會立刻放濕或吸濕，經過一定時間后，它的回潮率便會趨于一個穩(wěn)定值，這種現象稱為吸濕平衡，這時得到的回潮率稱為平衡回潮率。纖維吸濕或放濕的速度一般表現為開始快，以后逐漸減慢。同樣的纖維在一定的大氣溫濕度條件下，從放濕達到平衡和從吸濕達到平衡的平衡回潮率不相等，前者大于后者，這種現象叫做吸濕滯后性。也叫吸濕保守現象（p101圖4-12）“吸不足，放不凈”二、吸濕等溫線：

氣壓和溫度不變條件下，吸濕平衡回潮率隨相對濕度變化的曲線。

各種纖維的平衡回潮率在相同的濕度條件下不同，表明纖維吸濕的階段性不同的纖維具有不同的吸濕等溫線，曲線形狀呈反S形，反S形的明顯程度越突出，表明該纖維吸濕性越強。特點：曲線都呈反S形，吸濕機理基本一致。RH=0%～15%時，曲線的斜率比較大；原因：開始階段纖維中游離的親水基因比較多，容易吸濕。

RH=15%～70%時，曲線的斜率比較??；原因：間接吸收，同時纖維還有一個膨化過程，所以吸收的水分比開始階段減少；

RH>70%時，曲線斜率明顯地增大。

原因：水分進入纖維內部較大的間隙，纖維產生膨化，毛細水大量增加，表面吸附能力也大大增強。纖維種類不同，曲線的高低不同吸濕能力強的在上方，如羊毛、粘膠；吸濕能力差的在下方，如腈綸、滌綸等。吸濕等濕線p103：

相對濕度一定時，平衡回潮率隨溫度變化的曲線。（RH%一定，W-T的關系曲線）

當纖維周圍空氣的溫度較高時，水分子逸出纖維的動能增加，容易離開纖維，纖維的平衡回潮率較小，一般是溫度越高，回潮率越小，但在高溫高濕時，由于纖維的熱膨脹等原因，隨溫度的增高纖維回潮率會略有增加。四、纖維吸濕的影響因素p103（一）纖維內在因素1．親水基團的作用:纖維大分子中，親水基團的數目和種類均能影響吸濕能力的大小，如羥基（一OH）、酰胺基（一CONH）、胺基（一NH2）、羧基（一COOH）等都是較強的親水基團。2．結晶度的影響:纖維的吸濕作用主要是產生在無定形區(qū)域。纖維的結晶度越低、吸濕能力就越強。3．伴生物和雜質的影響例如：未精練絲比精練絲吸濕性好；棉纖維中含氮物質、果膠較其主要成分更能吸著水分，而蠟質、脂肪不易吸著水分，因此棉纖維脫脂程度越高，其吸濕能力越好；羊毛表面附的油脂如果含量高，則吸濕能力減小。4．比表面積的影響單位重量的纖維所具有的表面積稱比表面積，比表面積愈大、纖維吸濕性也愈大，這是因為纖維表面分子具有比內層分子多余的能量，稱為表面能，表面積愈大，表面能也愈多，表面能有盡量使液體表面收縮的趨向，這就是表面張力。同種纖維則表面積愈大吸附量愈大，吸濕性也愈好。不同纖維的吸濕差異（補充）纖維素纖維：如棉、粘纖、銅氨等纖維，大分子中的每一葡萄糖?；?個-OH，在水分子和-OH之間可形成氫鍵，所以吸濕性較大。醋酯纖維中大部分羥基都被乙酸基（-COCH3）取代，而乙酸基對水的吸引力又不強，因此醋酯纖維的吸濕性較低。蛋白質纖維：

主鏈上含有親水性的酰胺基、氨基（一NH2）、羧基（一COOH）等親水性基團，因此吸濕性很好，尤其是羊毛，側鏈中親水基團較蠶絲更多，故其吸濕性優(yōu)于蠶絲。合成纖維：含有親水基團不多，故吸濕性都較差。

維綸——大分子中含有羥基（一OH），經縮醛化后一部分羥基被封閉，吸濕性減小，但在合纖中其吸濕能力最好。

錦綸6、錦綸66——大分子中，每6個碳原子上含有一個酰胺基（-CONH-），所以也具有一定的吸濕能力。

腈綸——大分子中只有親水性弱的極性基團氰基（-CN），故吸濕能力小。

滌綸、丙綸——中因缺少親水性基團，故吸濕能力極差，尤其是丙綸基本不吸濕。

此外，大分子聚合度低的纖維，如果大分子端基是親水性基團，其吸濕能力也較強。（二）外界因素大氣壓;溫度;相對濕度一定溫度條件下，相對濕度愈高、空氣中的水氣分壓力愈大，單位體積空氣中水分子數目愈多，

一、吸濕平衡：

吸濕平衡時間的影響因素纖維吸濕性強弱纖維集合體密度原始回潮率環(huán)境溫度纖維表面空氣流速吸濕對纖維性質的影響p104-106

一、對重量的影響其中：G0——干重。二、對長度和橫截面積的影響

纖維吸濕后體積膨脹，橫向膨脹大而縱向膨脹小，表現出明顯的各向異性。各種纖維在水中的膨脹性能表

纖維種類Sd(%)Sl(%)Sa(%)Sv(%)棉20～30--40～4242～44蠶絲16.3～18.71.3～1.61～930～32羊毛15～17--25～2636～41粘膠纖維25～523.7～4.850～11474～127銅氨纖維32～532～656～6268～107醋酯纖維9～140.1～0.36～8--纖維結構與吸濕率纖維大分子結構上的極性基團——吸濕中心

主要的極性基團

羥基

氨基

……

極性基團越多，吸濕率越大

吸濕發(fā)生在無定形區(qū)和結晶區(qū)表面

吸水量與無定形區(qū)含量成正比粘膠纖維與棉纖維的吸濕比相對濕度（%）520406080吸濕比1.992.132.082.031.98吸濕的實用意義服用性

舒適性（吸濕排汗）

抗靜電性

防污性

……

影響纖維溶脹

影響機械性能

干濕強度

應力——應變曲線

纖維貿易（干濕重量不同）對密度的影響

W增加，纖維密度增加；大多數纖維在

W=4%～6%時密度最大。

W再增加，纖維密度逐漸變小，因為纖維體積顯著膨脹，而水的比重小于纖維。對機械性質的影響

1.對強力的影響：（1）一般規(guī)律是W增加，其強力會下降；（2）吸濕能力差的纖維，W增加，強力變化不太顯著。（3）棉、麻纖維，吸濕后強力反而增加；2.對纖維伸長率的影響：

W增加，伸長率有所增加。

水分