《紡織服裝材料》課件-項目6 紡織材料的水分及檢測

紡織材料的水分及檢查

目錄紡織材料吸濕機理三紡織材料貿(mào)易中的水分核算二吸濕指標與常用術(shù)語一紡織材料吸濕影響因素四吸濕指標與常用術(shù)語五吸濕對材料性能的影響六一、指標、術(shù)語及水分核算1回潮率W(%)紡織材料中水分的重量占材料干重的百分率Ga—試樣的濕重，Kg

或g；G0

—試樣的干重，Kg

或g

；一、指標、術(shù)語及水分核算紡織材料中水分的重量占材料濕重的百分率Ga—試樣的濕重，Kg

或g；G0

—試樣的干重，Kg

或g

；一、指標、術(shù)語及水分核算3標準大氣條件規(guī)定：溫度為20℃，相對濕度為65%，大氣壓力在86~106kPa

我國為1個標準大氣壓（101.3kPa或760mmHg）

可選標準大氣、特殊標準大氣、熱帶標準大氣（P207）

一、指標、術(shù)語及水分核算5預調(diào)濕

將實驗材料放置于相對濕度為10%~25%，溫度不超過50℃的大氣中讓其放濕稱為預調(diào)濕。較濕的和回潮率影響較大的試樣均需預調(diào)濕目的：使調(diào)濕期間材料吸濕達到平衡；4調(diào)濕材料進行物理機械性能測試前，在標準大氣下放置一定時間使其達到吸濕平衡，這一過程稱為調(diào)濕。調(diào)濕時間由達到吸濕平衡與否來決定目的：消除吸濕對材料性能測試的影響；一、指標、術(shù)語及水分核算6標準回潮率紡織材料在標準大氣條件下達到平衡時所具有的回潮率7公定回潮率為了記重和核價的方便，對各種纖維材料及其制品人為規(guī)定一個標準值，這個標準值稱為公定回潮率屬約定值，接近標準回潮率值，各國自己制定（我國常見紡織材料見表6-3）8實際回潮率紡織材料在實際所處環(huán)境下所具有的回潮率，又稱實測回潮率纖維種類公定回潮率（%）纖維種類公定回潮率（%）原棉8.5黃麻14羊毛洗凈毛（同質(zhì)毛）16羅布麻12羊毛洗凈毛（異質(zhì)毛）15大麻12干毛條18.26劍麻12油毛條19粘膠纖維13精梳落毛16滌綸0.4山羊絨17錦綸6、錦綸664.5兔毛15腈綸2.0牦牛絨15維綸5.0桑蠶絲11含氯纖維柞蠶絲11丙綸0亞麻12醋酯纖維7.0苧麻12銅氨纖維13.0洋麻12氨綸1.3幾種纖維的公定回潮率幾種常見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、棉縫紉線1）8.5絨線、針織絨線15精梳毛紗16山羊絨紗15粗梳毛紗15麻、化纖、蠶絲2）同纖維注：1)棉紗及棉縫紉線均含本色、絲光、上蠟、染色等各種品種。

2）麻和化纖均含纖維及本色、染色的紗線，絲均含雙宮絲、絹絲、油絲。一、指標、術(shù)語及水分核算9混紡紗的公定回潮率W混

(%)可通過干重混合比加權(quán)平均計算獲得（P190）混合材料公定回潮率計算式：例：65/35滌棉混紡紗的公定回潮率P1=65%W1=0.4%P2=35%W1=8.5%

一、指標、術(shù)語及水分核算10公定重量GK

紡織材料在公定回潮率時所具有的重量稱為公定重量，也稱作標準重量，簡稱“公量”。公定回潮率下的重量：美國洛杉磯長灘港1100噸美棉實際回潮率Wa=10.00%VS上海洋山港1080噸美棉實際回潮率Wa=8.00%二、紡織材料中水分的測試直接法

所謂直接法就是根據(jù)吸濕指標的定義，直接測量出公式中的各個參數(shù)：G干，G濕，直接法的關(guān)鍵在于干燥和稱重。發(fā)展到現(xiàn)在使纖維干燥的方式方法已有很多，如吸干、抽取、烘燥、紅外、高頻、微波等，效率各不相同，各有特點。烘箱法是基礎(chǔ)測量方法，但它卻難以將纖維烘至絕干,結(jié)果受烘干溫度、烘干時間、環(huán)境溫濕度、試樣量影響。稱重方法有箱內(nèi)熱稱、箱外熱稱和箱外冷稱。目前推薦的方法是箱內(nèi)熱稱。間接法

所謂間接法是利用某引起物理量，如電阻，介電系數(shù)，外來輻射的吸收等和材料回潮率間的關(guān)系間接測得回潮率。它以不必趕出材料中的水分為其特征，以快速為其特點。其中的代表是電阻式測濕儀，但溫度、含雜、結(jié)構(gòu)狀態(tài)等影響結(jié)果。二、紡織材料中水分的測試直接測試法水分與材料分離紅外線烘干法烘箱法真空干燥法高頻加熱法吸濕劑干燥法YG747型通風式快速八籃烘箱二、紡織材料中水分的測試烘箱法-稱重1．箱內(nèi)熱稱

用鉤子勾住烘籃，在烘箱天平直接稱重；計算值偏小，操作簡便，結(jié)果穩(wěn)定，目前多采用該法。

2．箱外熱稱

將試樣烘一定時間后取出，迅速在空氣中稱量；計算值偏大，結(jié)果不穩(wěn)定。3．箱外冷稱將烘干試樣放在干燥器中冷卻后再稱重；計算值較精確，但費事，只在試樣較少要求較精確時采用。二、紡織材料中水分的測試間接測試法Y412型原棉水分測定儀Y411型紡織測試儀三、吸濕機理吸著水分的種類三、吸濕機理吸著水分的種類（2）粘著水（表面吸附水)—纖維因表面能而吸附的水分

毛細水和粘著水屬于物理吸著，是范德華力，沒有明顯的熱反應，吸附也比較快。（3）毛細水—纖維無定形區(qū)或纖維集合體、纖維間存在空隙，由于毛細管的作用而吸收的水分與纖維結(jié)構(gòu)（結(jié)晶度）和纖維集合體的結(jié)構(gòu)有關(guān)

微毛細水：存在于纖維內(nèi)部微小間隙之中的水分；

大毛細水：存在于纖維內(nèi)部較大間隙之中的水分子。（當濕度較高時）。三、吸濕機理（4）纖維中的伴生物和雜質(zhì)

如：棉纖維中果膠吸濕脫脂棉吸濕>未脫脂棉三種吸濕形式三、吸濕機理吸濕過程

水分子先吸附至纖維表面，水蒸氣向纖維內(nèi)部擴散，與纖維內(nèi)大分子上的親水性基團結(jié)合，水分子進入纖維的縫隙孔洞，形成毛細水。四、影響纖維吸濕的因素影響纖維回潮率的因素有內(nèi)因和外因兩個方面內(nèi)在因素包括：

化學結(jié)構(gòu)-纖維大分子親水基團的數(shù)量和極性的強弱；

聚集態(tài)結(jié)構(gòu)-纖維的結(jié)晶度、纖維內(nèi)孔隙的大小和多少；

形態(tài)結(jié)構(gòu)-纖維比表面積的大小，截面形狀、粗細及表面粗糙程度；纖維伴生物的性質(zhì)和含量

。外在條件包括：

溫濕度；氣壓；原來回潮率的大小。四、影響纖維吸濕的因素內(nèi)在因素1．親水基團的作用

纖維大分子中，親水基團的多少和極性強弱均能影響其吸濕能力的大小。數(shù)量越多，極性越強，纖維的吸濕能力越高。各種基團對纖維素纖維，蛋白質(zhì)纖維，合成纖維吸水性都有很大影響。如：羥基（-OH）、酰胺基（-NHCO-)、羧基-COOH）、氨基(-NH2)等與水分子的親和力很大，能與水分子形成化學結(jié)合水（吸收水）。四、影響纖維吸濕的因素內(nèi)在因素纖維素纖維：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。四、影響纖維吸濕的因素內(nèi)在因素蛋白質(zhì)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(cè)鏈中親水基團較蠶絲更多，故其吸濕性優(yōu)于蠶絲。四、影響纖維吸濕的因素內(nèi)在因素合成纖維維綸——大分子中含有羥基（一OH），經(jīng)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——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。四、影響纖維吸濕的因素內(nèi)在因素2．纖維的結(jié)晶度

纖維的結(jié)晶度越低，吸濕能力就越強。在同樣的結(jié)晶度下，微晶體的大小對吸濕性也有影響。一般來說，晶體小的吸濕性較大。如：

棉經(jīng)絲光后，由于結(jié)晶度降低使吸濕量增加；棉和粘膠—同屬纖維素纖維，每一個葡萄糖?；隙己?個一OH，但棉纖維的結(jié)晶度為70％左右，而粘膠纖維僅30％左右，W粘膠>W棉。纖維無定形區(qū)內(nèi)縫隙孔洞越多越大，纖維吸濕能力越強。如：粘膠纖維結(jié)構(gòu)比棉纖維疏松，縫隙孔洞多，是其吸濕能力遠高于棉的原因之一；

合成纖維結(jié)構(gòu)一般比較致密，而天然纖維組織中有微隙，這也是天然纖維的吸濕能力遠大于合成纖維的原因之一。四、影響纖維吸濕的因素內(nèi)在因素3．纖維的比表面積

纖維的比表面積越大，表面能也就越大，表面吸附能力越強，吸附的水分子數(shù)也越多，吸濕性越好。細纖維的比表面積大，比粗纖維的回潮率偏大些。4．纖維內(nèi)的伴生物和雜質(zhì)

a.棉；b.羊毛；c.麻；d.化學纖維表面的油劑四、影響纖維吸濕的因素吸濕平衡與平衡回潮率

吸濕平衡：纖維在單位時間內(nèi)吸收的水分和放出水分在數(shù)量上接近相等的現(xiàn)象

纖維吸、放濕是一個動態(tài)平衡的過程，纖維材料的含濕量隨所處的大氣條件而變化平衡回潮率：將具有一定回潮率的纖維，放到一個新的大氣條件下，它將立刻放濕或吸濕，經(jīng)過一定時間后，它的回潮率逐漸趨向于一個穩(wěn)定的值，這個值稱為平衡回潮率。特點：1.都是對數(shù)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。

四、影響纖維吸濕的因素吸濕滯后性1、定義：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，兩種平衡回潮率不相等，前者大于后者，這種現(xiàn)象稱為吸濕滯后性，也稱為吸濕保守現(xiàn)象。2、產(chǎn)生原因：a.

水分子進出能量差異；b.

進出通道差異；c.

進出結(jié)構(gòu)差異；b.

進出濃度差異。

同一種纖維的吸濕等溫線與放濕等溫線并不重合，而形成吸濕滯后圈。吸濕滯后值（即差值）與纖維的吸濕能力和相對濕度有關(guān)。在同一相對濕度條件下，吸濕性大的纖維，差值比較大。據(jù)資料表明，在標準狀態(tài)下，差值為：羊毛

2.0%，

粘纖

1.8%～2.0%，蠶絲

1.2%，

棉

0.9%，錦綸0.25%，滌綸等吸濕等溫線和放溫等溫線則基本重合。

五、大氣條件與纖維吸濕吸濕滯后圈五、大氣條件與纖維吸濕吸濕滯后性3.應用

a.調(diào)濕和預調(diào)濕：

調(diào)濕：紡織材料具有一定的吸濕性，故實驗前，需要將試樣統(tǒng)一在標準狀態(tài)下放置一定時間，使達到平衡回潮率。

預調(diào)濕：為避免纖維因吸濕滯后性所造成的誤差，需預先將材料在較低的溫度下烘燥（一般為40～50℃去濕0.5～lh），使纖維的回潮率遠低于測試所要求的回潮率，然后再在標準狀態(tài)下，使達到平衡回潮率。b.車間溫濕度調(diào)節(jié)如：纖維處于放濕時，車間空氣的RH%<規(guī)定值；纖維處于吸濕時,車間空氣的RH%>規(guī)定值。五、大氣條件與纖維吸濕吸放濕等溫線T一定，W-RH%的關(guān)系吸濕等溫線：在一定的大氣壓力和溫度條件下，纖維材料因吸濕達到的平衡回潮率與大氣相對濕度的關(guān)系曲線；放濕等溫線：在一定的大氣壓力和溫度條件下，纖維材料因放濕達到的平衡回潮率與大氣相對濕度的關(guān)系曲線。吸濕等溫線與溫度有密切的依賴性，所以一般都是在標準溫度下試驗所得。如果溫度過高過低，即使同一纖維，吸濕等溫線的形狀，也會有很大的不同特點：1.曲線都呈反S形，吸濕機理基本一致。2.RH=0%～15%時，曲線的斜率比較大；

RH=15%～70%時，曲線的斜率比較??；

RH>70%時，曲線斜率又明顯地增大。3.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。五、大氣條件與纖維吸濕吸放濕等濕線RH%一定，W-T的關(guān)系曲線定義：纖維在一定的大氣壓力下，相對濕度一定時，平衡回潮率隨溫度而變化的曲線，稱為吸濕等濕線。曲線規(guī)律：

溫度愈高，平衡回潮率愈低。但在高溫高濕的條件下，由于纖維的熱膨脹等原因，平衡回潮率略有增加。六、影響纖維吸濕的因素外在因素1．溫度的影響

在一般的情況下，隨著空氣和纖維材料溫度的提高，纖維的平衡回潮率將會下降。

2．相對濕度的影響

在一定溫度條件下，相對濕度越高，空氣中水蒸氣的壓力越大，也即是單位體積空氣內(nèi)的水分子數(shù)目越多，水分子到達纖維表面的機會越多，纖維的吸濕也就較多。溫度和濕度這兩個因素：對親水性纖維來說，相對濕度對回潮率的影響是主要的，對疏水性的合成纖維來說，溫度對回潮率的影響明顯。

六、影響纖維吸濕的因素外在因素3.氣壓的影響4.纖維原來回潮率大小的影響

由吸濕滯后性我們可知，當纖維材料置于一新的大氣條件下時，其從放濕達到平衡時的回潮率要高于從吸濕達到的回潮率，故纖維原來回潮率大小也有一定的影響。七、吸濕對紡織材料性能的影響對重量的影響吸濕對公定重量、工藝設(shè)計、成本核算、貿(mào)易等均有影響。

對形態(tài)尺寸的影響

紡織纖維是由大分子組成的一個各向異性體，吸濕后膨脹明顯表現(xiàn)為各向異性，具體講就是：長度方向和直徑方向上的膨脹增加率不一樣。不利之處：使織物變厚、變硬，是造成織物收縮的原因之一七、吸濕對紡織材料性能的影響對密度的影響W增加，纖維密度增加；大多數(shù)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。七、吸濕對紡織材料性能的影響對機械性質(zhì)的影響

對于大多數(shù)纖維而言，其強力隨著回潮率的增加而下降，少數(shù)纖維幾乎不變，個別纖維（棉、麻）的強力上升。絕大多數(shù)纖維的斷裂伸長率隨著回潮率的增加而上升，少數(shù)纖維幾乎不變。隨回潮率上升，纖維的模量、彎曲剛度等也會隨之而降，摩擦系數(shù)上升。

回潮率太高則纖維不易開松，其中的雜質(zhì)難以清除，容易相互糾纏扭結(jié)，易于纏繞機器上的部件，會造成梳理、牽伸、織造等工藝的波動。

對熱學性質(zhì)的影響

紡織材料隨回潮率的增加其保溫性能逐漸下降，冰涼感增加，點燃溫度上升，玻璃化溫度下降，熱收縮率上升，抗熔孔能力