织带材料的吸湿性

纺织材料的吸湿性

第一节 吸湿指标与吸湿机理

一、 指标：

（一）含水率与回潮率：

1.回潮率：W=［（G-G0）/G0 ］×100%

2.含水率：M=［（G-G0）/G］×100%

3.换算： W=100M/(100-M), M=100W/(100+W )

上式中：Ｗ－纺织材料的回潮率　Ｍ－纺织材料的含水率　Ｇ－纺织材料的湿重　Ｇ0－纺织材料的干重

（二）标准状态下的回潮率：

标准状态：

温度:20℃ ±３℃；

相对湿度：65% ± ３%

将材料放在标准状态下，让其回潮率达到稳定值，此回潮率即是标 准状态下的回潮率

（三）公定回潮率：

•为了计重与核价的需要，国家对各种材料分别统一规定的回潮率Ｗk％

混纺纱Ｗk％计算

涤/棉/粘（60/30/10为干重混纺比）

Wk%=60×0.4%+30×8.5%+10×13%=4.09%

其中：Wk涤＝０．４％；Wk棉＝８．５％；Wk粘＝１３％

（四）公定重量（标准重量）

纺织材料在公定回潮率下的重量Gk

Gk= G0(100+ Wk)/100，

Gk= Ga(100+ Wk)/(100+Wa)

Ga：实际重量， Wa：实际回潮率 ，G0：干重

二、吸湿机理

（一）水分子在纤维内部存在形式

1.直接水：纺织材料内部的极性基团吸水

极性基团有：

羊毛： ---COOH， ---NH2 ，

---OH

蚕丝： 同上

棉:椅式结构（每个环上含有三个OH）

粘胶：--OH

维纶：--OH

腈纶：--CN 强极性

锦纶：--CONH---

涤纶：--COO——

2.间接水：直接水本身具有极性再吸水

3.毛细水：存在于纤维内部的微小间隙中的水分子成为微毛细水，当湿度很高时，间隙吸收的水分子可以填充到纤维内部较大的间隙中，成为大毛细水，大毛细水的结合力除氢键引力以外包括范德华力、表面张力等，所以结合力小

（二）内部结构

1.结晶度增大，吸湿性减小

2.聚合度增大，游离基团减小，吸湿性减小

3.取向度对材料的吸湿性几乎无影响

棉的结晶度：70%左右，

聚合度:１００００，

回潮率：8.5%

粘胶结晶度：30%左右，

聚合度：500左右

回潮率：13% 　

粘胶吸湿性好于棉

（三） 表面吸附

1. 表面吸附:材料表面的分子比内部分子有多余的能量，具有吸附作用，能吸收大气中的水分子

2.表面能：材料表面分子比内层分子具有多余能量

第二节 大气条件与纤维吸湿

一、 吸湿平衡与平衡回潮率

（一）吸湿平衡

单位时间内吸附的水分子数等于放出的水分子数，是动态平衡

（二）吸湿放湿速率　

开始快，以后逐渐减慢

二、温度一定，平衡回潮率与相对湿度间的关系

吸湿等温线：　在一定的大气压力和温度下，分别将几种常见的纤维材料预先烘干，在放到在各种不同的相对湿度空气中，使其达到平衡回潮率，可以分别得到各种纤维在不同相对湿度下与平衡回潮率的相关曲线即为吸湿等温线。

曲线中相对湿度：

0--15% 斜率大，吸湿速率快，极性基团吸水

15--70% 斜率小，吸湿速率慢，间接吸附水

70--100%斜率大，吸湿速率快，吸湿膨胀

三、吸湿滞后性

1.定义：同样的材料在同样的大气条件下，从放湿达到的平衡回潮率大于从吸湿达到的平衡回潮率，这一性能称为材料的吸湿滞后性

2.图形表示：见图6-1

图6-1　纤维的吸湿滞后现象

3.原因：

吸湿的时候交联应该打开却没有打开， 水分子没有吸入；放湿的时候，水溢出，交联重新形成，水却没有溢出，造成放湿时的平衡回潮率大

4.应用

(1)预调湿：将纺织材料在低温下烘干，使其回潮率大大低于要达到的回潮率

（2）调湿： 将纺织材料在标准状态下平衡24小时，以减少由吸湿滞后性造成的测试误差

第三节 吸湿对纺织材料性能的影响

一、公定重量（标准重量）

Gk= G0(100+ Wk)/100

Gk= Ga(100+ Wk)/(100+Wa)

式中：G0－干重；Wk－公定回潮率；Wa－实际回潮率

二、对尺寸的影响

吸湿后长度和横截面均发生膨胀，径向方向膨胀大

三、对密度的影响

开始随着回潮率的增大而增大，以后随着回潮率的增大而减小

四、对力学性能影响

1.对强力影响：一般纺织材料强力随吸湿增大而减小（棉、麻除外）水分子进入之后拆开了大分子之间的交联，分子间力减小， 容易产生滑脱

2.对伸长率的影响：随吸湿的增大，断裂伸长率增大，解释同上

3.对摩擦系数的影响：随吸湿的增大，摩擦系数增大

五、对热学性质的影响

1.吸湿放热

纤维在吸湿时会放出热量，这是由于空气中的水分子被纤维大分子的极性基团吸引而与之结合，分子动能降低而转化为热量被释放出来。

2.指标：

吸湿微分热：纤维在各种回潮率时吸着1克水放出的热量

吸湿积分热：1克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

六、对电学性质的影响

随吸湿的增大，电阻减小，介电系数增大，介电损耗因素增大

七、对光学性质的影响

随吸湿的增大，双折射率减小

第四节 吸湿性的测试方法

•一、吸湿性的直接测试方法：烘箱法、红外线辐射法、高频加热干燥法等。

•二、吸湿性的间接测试方法：电学测定法、微波和红外测湿法。

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