纤维的热学、光学、电学性质

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1、第八章纤维材料的热学、光学、电学性质第一节：热学性质第二节：光学性质第三节：电学性质第一节热学性质一、纺织纤维的导热与保温二、纤维的热机械性能曲线三、纤维的耐热性与稳定性四、纤维的热膨胀与热收缩五、纤维的热塑性和热定型六、纤维的燃烧性能七、纤维的熔孔性一、热学指标1.比热C（specificheat）质量为1克的纺织材料，温度变化1℃所吸收或放出的热量：J/g·℃比热值的大小，反映材料释放、贮存热量的能力式中：Co——干纤维的比热（J/g·K），M——干纤维的质量，△T——温度的变化，q——纤维吸收或放出的热量。湿纤维的比热为：式中：C——湿纤

2、维的比热（J/g·K），Co——干纤维的比热（J/g·K），Cw——水的比热（J/g·K），M——纤维含水率。纤维种类比热值纤维种类比热值纤维种类比热值棉1.21～1.34粘胶纤维1.26～1.36芳香聚酰胺纤维1.21羊毛1.36锦纶61.84醋酯纤维1.46桑蚕丝1.38～1.39锦纶662.05玻璃纤维0.67亚麻1.34涤纶1.34石棉1.05大麻1.35腈纶1.51水4.18黄麻1.36丙纶(50℃)1.80空气1.01常见干燥纺织纤维的比热单位：J/g·℃影响比热的因素温度与回潮率的影响纤维吸湿热随温度升高而增大羊毛纤维比热与回潮率

3、和温度的关系纤维结构的影响dH/dt(J.s-1)12701350H=175J/gH=202J/g80100120140160T/℃不同取向聚乙烯纤维的DSC图谱2.导热系数λ：材料在一定的温度梯度场条件下，热能通过物质本身扩散的速度。在数值上为在传热方向纤维材料厚度为1m,面积为1m2，两个平行表面之间的温差为1℃，1h内通过材料传导的热量焦耳数。单位：W/m·℃λ是导热系数(W/m·℃)；Q为热量(J)；t为时间(s)，s为传导截面积(m2)，d为纤维制品厚度(m)；ΔT为纤维材料两表面之间的温度差。导热性：在有温差的情况下，热量从高温向低

4、温传递的性质。保暖性：抵抗这种传递的能力。导热系数与集合体的体积重量的关系纤维制品λ(W/m·℃)λ∥λ⊥棉纤维0.071～0.0731.12590.1598羊毛纤维0.052～0.0550.47890.1610蚕丝纤维0.05～0.0550.83020.1557粘胶纤维0.055～0.0710.71800.1934醋酯纤维0.05羽绒0.024木棉0.32麻1.66240.2062涤纶0.0840.97450.1921腈纶0.0510.74270.2175锦纶0.244～0.3370.59340.2701丙纶0.221～0.302氯纶0.04

5、2静止干空气0.026——纯水0.697——影响导热系数的因素纤维的结晶与取向有序排列的晶格→导热系数↑热传导的各向异性纤维集合体密度密度在0.03～0.06g/cm3，导热系数λ最小纤维层体积重量和导热系数间的关系纤维排列方向纤维平行于热辐射方向排列时，导热能力较强αf热辐射方向纤维层方向导热系数纤维细度和中空度纤维细度↓，导热系数↓。纤维中的空腔量↑，纤维集合体的导热系数↓。环境温湿度纤维材料导热系数随温度升高而增大。回潮率越高，λ↑。3.绝热率定义：纤维材料隔绝热量保持温度的性能绝热率T为：Q0被包覆的热体一定时间后的散热量Q1未包覆的热

6、体相同时间后的散热量∆t0--不包覆试样的热体单位时间温度下降量（温差）∆t1--包覆试样的热体单位时间温度下降量（温差）4.克罗值定义：它的定义是在温度为20℃，相对湿度不超过50%，空气流速不超过10cm/s的环境中，一个人静坐并感觉舒适时衣服所具有的热阻，称为1克罗。1克罗=4.3×10-2℃·m2·h/J=155m2·℃/W5.保暖率描述织物的保暖性能在保持热体恒温的条件下，无试样包覆时消耗的电功率和有试样包覆时消耗的电功率之差，占无试样包覆时消耗的电功率的百分率数值越大，说明该织物的保暖性能越强第一节热学性质一、纺织纤维的导热与保温二

7、、纤维的热力学性质三、纤维的耐热性与稳定性四、纤维的热膨胀与热收缩五、纤维的热塑性和热定型六、纤维的燃烧性能七、纤维的熔孔性热力学性质：在温度变化过程中，纺织材料的机械性质随之变化的性质两相结构结晶区：熔融前的熔融态，刚性体、强力高、伸长小、模量大；熔融后的熔融态，黏性流动体无定形区：玻璃态、高弹态、黏流态（一）熔点熔点：晶体从结晶态转变为熔融态的转变温度低分子物的相变--熔点；高聚物的融化--熔程熔点受结晶度和晶粒状态影响玻璃态高弹态粘流态玻璃化转变区粘弹转变区交联型分子Tg(℃)Tf(℃)(a)非晶态材料的热机械性质两种转变和三种力学状态玻

8、璃态、高弹态和粘流态称为高聚物的力学三态。玻璃态：聚合物在外力作用下的形变小，具有虎克弹性行为；纤维坚硬，类似玻璃玻璃态温度形变IIIIII（二）玻璃