第2章纺织材料的热学、光278学和电学性质.ppt

第二章  纺织材料的热学、光学和电学性质 ;第一节 热学性质;材料;2 影响比热容的因素： （1）环境温度：温度提高，C增大。 （2）环境相对湿度：随回潮率增加而增大。 （3）纤维中孔洞和纤维间缝隙:随孔隙率增加而下降。 ;（二）热焓 表示物质系统能量状态的参数。 H=U+PV U-系统的内能 P-压强 V-体积 比热容：温度升高1℃时单位质量物质热焓的增量。 ; 二、导热 导热性用导热系数λ来表示。 1. 导热系数λ 材料厚度为1m，两表面之间温差为1℃，1秒钟内通过1m2材料所传导的热量焦耳数。 法定单位：W/m·℃。 ;常见纤维的导热系数（在室温20℃时测得） ;2．影响保暖性的因素 ⑴ 导热系数越小，保暖性越好。 ⑵ 纺材吸湿后，保暖性下降。 吸湿微分热：纤维在给定回潮率下吸着1g水放出的热量。 吸湿积分热：1g干燥纤维从某一回潮率吸湿达到完全润湿，所放出的总热量。 ⑶ 静止空气层的厚度越大，保暖性越好。 ;图8-1 纤维层体积重量和导热系数间的关系 ;3.增强服装保暖性的途径 （1）尽可能多的储存静止空气；（中空纤维、多穿衣服、不透水） （2）降低W； （3）选用λ低的纤维； （4）加入陶瓷粉末等材料。;4.绝热率T 表示纺织材料的绝热性指标。 ;二、热对纺织材料的影响;（一）两种转变和三种力学状态 热塑性纤维在不同的温度下，其伸长变形和弹性模量随温度变化的曲线－－热机械曲线。如图。 ;1、三种力学状态 （1）玻璃态 宏观力学特征：模量高，变形能力较差，强度高，纤维坚硬，类似玻璃，显得脆。 内部结构特点：大分子的热运动能较低，整个大分子处于“冻结”状态，运动单元只是一些小的链节、侧基、支链。 绝大多数纤维在常温下都处于玻璃态。;（2）高弹态 宏观力学特征：变形能力较大，强度较小。 内部结构特点：具有比较大的运动单元――链段，大分子可通过链段的运动使其伸展或卷缩，但没有分子链的滑移。 （3）粘流态 宏观力学特征：发生不可逆变形，纤维呈现粘性流动。 内部结构特点：整个大分子链具有较高的运动能，有较强的滑动能力。 ;2、两个转变区 （1）玻璃化转变区 对温度十分敏感，物理性质，如比热、模量等均发生突变。 玻璃化温度Tg：玻璃态向高弹态转变的温度（二级转变温度），实际是个温度范围。 （2）粘弹转变区 对温度十分敏感，纤维呈现流动性，模量迅速下降，形变增加。 粘流温度Tf ：高弹态向粘流态转变的温度（一级转变 温度），也是一个范围。 ;3. 熔点 晶体发生熔化时的温度。 4.软化温度 低于熔点20-30 ℃的温度。 5.分解点 高聚物发生分解时的温度。;（二）耐热性与热稳定性;常用纤维的耐热性： 天然纤维：纤维素纤维比蛋白质纤维好 合成纤维：涤纶腈纶锦纶维纶； 碳纤维、玻璃纤维相当好 常用纤维的热稳定性： 天然纤维：蚕丝、棉较差； 化纤：粘胶、锦纶、腈纶较差； 耐热性好的纤维，热稳定性并不一定好。锦纶、腈纶的耐热性较好，但热稳定性差； 涤纶的耐热性与热稳定性均较好。 ;（三）合成纤维的热收缩和热定形;（2）指标 热收缩率＝收缩量/原长×100％ 　? 根据加热介质的不同有：沸水收缩率、热空气收缩率、饱和蒸汽收缩率。 （3）利弊 弊：影响织物的服用性能 利：获得特殊的外观效果，如膨体纱;2、热定形 （1）基本概念 热塑性：将合成纤维或制品加热到玻璃化温度以上，并加一定外力强迫其变形，然后冷却并去除外力，这种变形就可固定下来，只要以后不超过这一处理温度，形状基本上不会发生变化。这种性质称之为热塑性。 热定形：利用合纤的热塑性，将织物在一定张力下加热处理，使之固定于新的状态的工艺过程。;（2）热定形的机理 合成纤维（热塑性）：纤维处于高弹态，分子链段移动，在新的位置重新建立新的结合，冷却后新结构得以固化。（针对无定形区） 棉、麻：结晶度高，类似合成纤维的定形机制不存在或太少，无法进行（类似合成纤维的），获得暂时性定形。 羊毛：湿热和力的作用打开二硫键，并在新的位置重键，获得半永久性定形。 ;（3）影响合纤织物热定形效果的因素 1）温度（最主要因素） 2）时间 ：低温时间长，高温时间短??? 3）张力 4）冷却速度：要迅速冷却，以使新的结合点很快“冻结” 5）定形介质;;合成纤维与毛纤维热定形异同;1、极限氧指数LOI 极限氧指数LOI (Limiting Oxygen I