2023學(xué)年完整公開課版熱學(xué)性質(zhì)

熱學(xué)性質(zhì)職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-紡織纖維的導(dǎo)熱與保溫1.導(dǎo)熱系數(shù)λ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：J/(m·s·℃)，W/(m·℃)λ值越小，表示材料的導(dǎo)熱性能越低，熱絕緣性或保暖性越好。熱傳遞示意圖職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-紡織纖維的導(dǎo)熱與保溫常見紡織纖維的導(dǎo)熱系數(shù)（室溫20℃）纖維制品λ(W/m·℃)棉0.071～0.073羊毛0.052～0.055蠶絲0.05～0.055粘膠0.055～0.071醋酯0.05羽絨0.024木棉0.32滌綸0.084腈綸0.051錦綸0.244～0.337丙綸0.221～0.302氯綸0.042靜止干空氣0.026純水0.599職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-紡織纖維的導(dǎo)熱與保溫影響纖維導(dǎo)熱系數(shù)值的主要因素（1）纖維的結(jié)晶與取向（2）纖維集合體的填充（3）纖維細(xì)度和中空（4）纖維排列方向（5）環(huán)境溫濕度αf熱輻射方向纖維層方向?qū)嵯禂?shù)纖維層的λ與其體積質(zhì)量δ的關(guān)系職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-紡織纖維的導(dǎo)熱與保溫2.常用保溫性指標(biāo)（1）絕熱率T

T=[(Q1-Q2）/Q1]*100%

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。表示纖維材料隔絕熱量傳遞、保持溫度的性能。T值越大，保暖性越好。（2）保暖率

定義：保持熱體恒溫的條件下，無試樣包覆時(shí)消耗的電功率與有試樣包覆時(shí)消耗的電功率之差占無試樣包覆時(shí)消耗的電功率的百分比

其值越大，說明保暖性越好（3）熱阻

職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-比熱容1．比熱容的定義纖維的比熱容（specificheatcapacity）是指單位質(zhì)量的纖維，溫度升高（或降低）1℃所需吸收（或放出）的熱量，簡(jiǎn)稱比熱（specificheat）纖維種類比熱（J/g?℃）纖維種類比熱（J/g?℃）棉1.21~1.34錦綸662.05亞麻1.34芳香聚酰胺纖維1.21大麻1.35滌綸1.34黃麻1.36腈綸1.51羊毛1.36丙綸（測(cè)量的結(jié)果）1.8桑蠶絲1.38~1.39玻璃纖維0.67粘膠纖維1.26~1.36醋酯纖維1.464聚氯乙烯纖維0.96石棉1.05錦綸61.84泡沫聚氨酯纖維2.14職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-比熱容2．影響紡織纖維比熱容值的主要因素（1）相對(duì)濕度（2）溫度（3）纖維結(jié)構(gòu)

3．纖維比熱容對(duì)纖維加工和使用的影響

（1）制作服裝

（2）制定快速熱加工的工藝參數(shù)（3）制成蓄熱調(diào)溫纖維職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-熱力學(xué)三態(tài)非熱塑性纖維：受熱后不發(fā)生三態(tài)變化過程，達(dá)到一定溫度后會(huì)自行分解或炭化，如天然纖維和再生纖維素纖維熱塑性纖維：內(nèi)部有很大的非晶態(tài)區(qū)域，受熱后隨溫度升高相繼出現(xiàn)玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)，如滌綸、錦綸、丙綸等多數(shù)合成纖維；形變溫度IIIIII職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-熱力學(xué)三態(tài)玻璃態(tài)：纖維彈性模量很高，強(qiáng)力高，變形小，且外力去除后變形很快消失，纖維硬脆，類似玻璃的力學(xué)性質(zhì)。高彈態(tài)：纖維彈性模量突然下降，變形大，外力去除后變形逐漸恢復(fù)，類似于橡膠的力學(xué)特征。粘流態(tài)：變形能力顯著增大且不可逆，呈現(xiàn)一種具有粘滯性可流動(dòng)的液體狀態(tài)。形變溫度IIIIII玻璃態(tài)高彈態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)Tg粘流態(tài)粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)Tf職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-熱力學(xué)三態(tài)熱轉(zhuǎn)變溫度①玻璃化溫度Tg：纖維材料從玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。鏈段開始運(yùn)動(dòng)，引起大分子鏈構(gòu)象變化②粘流溫度Tf：纖維材料從高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。分子鏈開始運(yùn)動(dòng)，聚合物熔化后發(fā)生粘性流動(dòng)③熔點(diǎn)Tm：晶體從結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴趹B(tài)的溫度。熔程（結(jié)晶度高，則熔程變窄，熔點(diǎn)隨之提高）④分解點(diǎn)：纖維發(fā)生化學(xué)分解時(shí)的溫度。天纖、再生纖維、部分合纖（如腈綸）無Tg、Tf、Tm，達(dá)到分解點(diǎn)即分解。熱塑性合纖和醋酯纖維在高溫下先軟化后熔融，具有軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)。職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-熱塑性與熱定形1、熱定形——利用纖維的熱塑性，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。2、熱定形效果：暫時(shí)性、半永久性、永久性3、影響熱定形的因素（1）溫度：高于玻璃化溫度（2）時(shí)間：時(shí)溫效應(yīng)（3）張力：張力定形，松弛定形（4）冷卻速度4、熱變形加工職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-耐熱性與熱穩(wěn)定性1、耐熱性——紡織材料在高溫下保持自己物理機(jī)械性能的能力。表示方法：纖維隨溫度升高而強(qiáng)度降低的程度纖維種類在未加熱在經(jīng)過20天在經(jīng)過80天在經(jīng)過20天在經(jīng)過80天棉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常見纖維受熱后的剩余強(qiáng)度（%）職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-耐熱性與熱穩(wěn)定性2、熱穩(wěn)定性——一定溫度下纖維性能隨時(shí)間而惡化的程度。（1）質(zhì)量與組成的穩(wěn)定性（2）結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（3）形態(tài)的穩(wěn)定性①沸水收縮率：

100℃沸水中處理30min②熱空氣收縮率：180℃、190℃、210℃熱空氣處理一定時(shí)間（如15min）③飽和蒸汽收縮率：

125～130℃飽和蒸汽處理一定時(shí)間（如3min）纖維樣品結(jié)晶度(%)雙折射值Kevlar129-未處理67.80.736Kevlar12967.60.734Kevlar12967.30.731Kevlar12967.20.729職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-燃燒性1.指標(biāo)（1）可燃性指標(biāo)：（表示纖維容不容易燃燒）點(diǎn)燃溫度或發(fā)火點(diǎn)（2）耐燃性指標(biāo)（表示纖維經(jīng)不經(jīng)得起燃燒）

LOI（LimitOxygenIndex）：纖維點(diǎn)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?jǐn)?shù)。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(shí)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26~34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20~26可點(diǎn)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(diǎn)燃，燃燒速度快丙綸、腈綸、棉、麻、粘膠纖維等職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-燃燒性2.阻燃

阻燃——指降低材料在火焰中的可燃性，減慢火焰蔓延速度，當(dāng)火焰移去后能很快自熄。LOI＞27％，阻燃

3.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

職業(yè)教育“現(xiàn)代紡織技術(shù)”專業(yè)國(guó)家教學(xué)資源庫熱學(xué)性質(zhì)-熔孔性1.定義：當(dāng)纖維及其制品上為熱體所濺時(shí)被熔成孔洞的性能。