纤维的热学性质ppt课件.ppt

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1、一、比热容纤维的热学性质质量为1克的纺织材料，温度变化1℃所吸收或放出的热量。纺织材料的比热为：锦纶66C=2.05J/g.℃。玻璃纤维C=0.67J/g.℃。水：C=4.18J/g.℃，干空气C=1.01J/g.℃。1、定义二、影响纤维比热容的主要因素水分纤维的比热容与纤维回潮率有关，随纤维回潮率增加而增大。温度在回潮率一定时，温度增加，纤维的比热容增大。纤维结构1、纤维大分子的取向排列导致比热容增大2、纤维结晶形式和结晶度对比热容有影响3、比热容对应的是分子热运动所需的能量。分子热运动受材料的结构及分子

2、的排列影响二、导热系数λ1、定义：λ↓，导热性下降，绝热性、保暖性增强。QdT2T1（T2>T1）S材料厚度为1m，面积为1m2，两个平行表面之间温差为1℃时，1s通过材料传导的热量焦尔数。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★空气0.026锦纶0.244-0.

3、337★水0.6971）环境温湿度影响2、影响纤维集合体导热系数的因素随温度增加，纤维分子的热运动频率加大，使热量传递能力提高。温度：湿度：T↑，λ↑RH↑，W↑,λ↑，保暖性↓纤维吸湿和放湿过程的热效应对纤维的保暖性有影响2）纤维集合体的密度（体积质量）δK=0.03-0.06g/cm3时，纤维保暖性最好。λδ0.10.2空气δK保暖性主要取决于纤维中夹持的空气数量和状态。纤维层中夹持的静止空气越多，则纤维层的绝热性越好。一旦夹持的空气流动，保暖性将大大降低。3）纤维的结晶度与取向度纤维中分子取向排列越

4、高越多，沿纤维轴向的导热系数越大，垂直于纤维轴向的导热系数越小，存在热传导的各向异性。纤维的结晶度越高有序排列的部分越多，连续性越好，导热系数越大。4）纤维排列方向纤维平行于热辐射方向排列导热能力强102030405060708090纤维层方向热辐射方向α导热系数λ纤维排列方向角α5）纤维的形态细度↓，导热系数↓；中空度↑，导热系数↓异形纤维、卷曲纤维有利于降低纤维集合体导热系数形态导致纤维集合体中维持静止空气使导热系数下降形态导致纤维间接触面积减少使导热系数下降形态导致纤维集合体中直通孔隙的减少使导热系数

5、下降增强服装保暖性的途径尽可能多的储存静止空气；  （中空纤维、多衣穿着、不透水）降低W%；选用λ低的纤维；加入陶瓷粉末等材料。导热系数对纤维加工的影响对纤维进行热加工时，导热系数大小影响纤维热作用的传递和热处理的效果3、导热系数对纤维的加工和使用的影响4、常用保暖性指标1）绝热率纤维集合体隔绝热量传递保持体温的性能。式中：Q0——包覆试样前保持热体恒温所需热量；Q1——包覆试样后保持热体恒温所需热量。2）保暖率在保持热体恒温条件下，无试样包裹时消耗的电功率与有试样包裹时消耗的电功率之差占无试样包裹时消耗

6、的电功率之比。3）热阻4）服装克罗值（CLO）在室温21摄氏度，相对湿度小于50%，气流为10cm/s（无风）的条件下，一个人静坐不动，能保持舒适状态，此时所穿衣服的热阻为1克罗值。三、热作用时纤维性状——热力学三态1、非晶态高聚物热机械曲线曲线上有两个斜率突变区—玻璃化转变区、粘弹转变区。呈现三种不同的力学状态：玻璃态、高弹态、粘流态温度（℃）变形（％）玻璃态高弹态粘流态玻璃化转变区粘弹转变区温度（℃）玻璃态高弹态粘流态玻璃化转变区粘弹转变区lgE在一定拉伸力作用下纤维的变形或模量随温度的变化曲线分子链段

7、运动被冻结，运动方式是局部振动和键长、键角的变化。纤维在外力作用下的形变小，弹性模量高，表现为质硬而脆，类似玻璃，称为玻璃态。2、两种转变和三种力学状态玻璃态温度（℃）变形（％）玻璃态IIIIIITg温度（℃）变形（％）IIIIII高弹态高弹态分子链段运动加剧，发生链段构象的变化（但整个分子不发生位移），出现高弹变形，类似橡胶的特性。称高弹态Tf玻璃化转变区：纤维所有物理性质发生突变，链段运动限制被解除，大分子构象可以发生变化。玻璃化转变区温度（℃）变形（％）IIIIII粘流态粘流态大分子链段产生相互滑移，

8、变形能力显著增加，产生不可逆变形，聚合物完全变为粘性流体，称为粘流态。粘弹转变区：大分子链段产生相互滑移，纤维表现流动性。粘弹转变区（1）玻璃化温度：从玻璃态向高弹态转变的温度。3、热转变温度表（2）粘流温度：由高弹态转变为粘流态的温度，（3）软化温度：在一指定的应力及条件下，高聚物达到一定变形时的温度。（4）熔点温度：高聚物结晶全部熔化时的温度（5）分解温度：纤维发生化学分解时的温度。四、耐热性和热稳定性耐热