纺织纤维 热学、光学和电学性质

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1、第八章纺织材料的热学、光学和电学性质本章主要内容：第一节热学性质第二节光学性质第三节电学性质2第一节热学性质与温度相关联的物理性质，称为热学性质。一、比热（容）质量为1g的纺织材料，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。单位，J/g·℃。比热值的大小，直接反映了材料温度变化的难易程度。3材料比热值（J/g·℃）材料比热值（J/g·℃）材料比热值（J/g·℃）棉1.21～1.34粘胶纤维1.26～1.36静止空气1.01羊毛1.36锦纶61.84芳香聚酰胺纤维1.21桑蚕丝1.38～1.39锦纶662.05醋酯纤维1.46亚麻1.34涤纶1.34玻璃纤维0.67大麻1.

2、35腈纶1.51石棉1.05黄麻1.36丙纶(50℃)1.80水4.18常见干纺织材料的比热（测定温度20℃）锦纶比热大，其不易随温度变化，夏天穿着锦纶服装，有明显的“冷感”。4二、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·℃。QdT1T2(T2T1)Sλ热传递示意图λ值越小，导热性越差，它的绝热性或保暖性越好。5常见纤维的导热系数（在室温20℃时测得）纤维种类λ(W·m/m2·℃)纤维种类λ(W·m/m2·℃)棉0.071-0.073涤纶0.084羊毛0.052-0.055腈

3、纶0.051蚕丝0.050-0.055丙纶0.221-0.302粘纤0.055-0.071氯纶0.042醋纤0.050★静止空气0.026锦纶0.244-0.337★纯水0.697静止空气的λ值最小，它的绝热性或保暖性最好。62.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。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73.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。84.绝热率T表示纺织材料的绝热性指标。式中：Q0-热体不包

4、覆试样时单位时间的散热量（J）；Q1-热体包覆试样后时单位时间的散热量（J）；9二、热对纺织材料的影响纺织材料受热时，性状会发生变化。根据受热时的变化现象，纺织纤维可分两类。热塑性纤维：在较高温度时会发生软化、熔融的纤维，如涤纶、锦纶、醋酸纤维等。非热塑性纤维：在较高温度时不出现熔融而直接发生分解、炭化的纤维，如棉、羊毛、蚕丝等。10（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。热塑纤维的热机械曲线两个转变区：玻璃化转变区、粘弹转变区三种力学状态：玻璃态、高弹态、粘流态111、三种力学状态（1）玻璃态宏观力学特征：模量

5、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。绝大多数纤维在长温下都处于玻璃态。12（2）高弹态宏观力学特征：变形能力较大，恢复能力较差，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。132、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

6、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。143.熔点晶体发生熔化时的温度。4.分解点高聚物发生分解时的温度。15（二）耐热性与热稳定性耐热性：纺织材料高温作用后，保持其物理机械性能的性质。用不同温度作用一定时间后力学性能的保持率，或材料随温度升高而强度降低的程度表示。热稳定性：指材料对热裂解的稳定性，或热作用下的结构形态和组成的稳定性。用一定温度下，强度随时间而降低的程度表示。16常用纤维的耐热性：天然纤维：纤维素纤维比

7、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。17（三）合成纤维的热收缩和热定形1、合成纤维的热收缩合纤受热后发生不可逆的尺寸收缩现象，称～。（1）原因合纤在纺丝成形过程中经受拉伸，在纤维中残留有内应力，但受玻璃态的约束不能恢复。当纤维受热超过一定温度，分子间的约束减弱，由于内应力的作用而产生收缩