第七章 纤维的热学、光学和电学性质

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1、第七章纤维的热学、光学和电学性质第一节纤维的热学性质一、比热1．比热的概念单位质量的纤维，温度升高(或降低)1℃所需要吸收(或放出)的热量，叫纤维的比热。2．常见纺织纤维的比热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羽绒羊毛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1.35腈纶1.51石棉1.05黄麻1.36丙纶(50℃)1.80木棉表7-1常见干燥纺

2、织纤维的比热表（测定温度为20℃）单位：J/g·℃3．影响纺织纤维比热的主要因素(1)水分的影响图7-1羊毛纤维比热与回潮率三和温度的关系(2)温度的影响一般认为，温度较高时，具有一定回潮率纤维的比热增大。(3)纤维结构的影响在220℃附近，出现第二次熔前结晶，比热稍有下降。而后者为缓慢上升曲线，无再结晶的现象。dH/dt(J.s-1)12701350H=175J/gH=202J/g80100120140160T/℃图7-2不同取向聚乙烯纤维的DSC图谱淬火PET退火PET图7-3两种涤纶丝的比热随

3、温度的变化规律4．比热对纤维加工和使用的影响二、导热系数1．导热的概念与导热系数导热主要通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现。单纤维的热传递性是极困难的，一般采用纤维集合体的方式。（7-3）QdT1T2(T2>T1)Sλ图7-4热传递示意图表7-2常见纺织纤维的导热系数纤维制品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0.055～0.0710.7180

4、0.1934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0.042静止干空气0.026——纯水0.697——2．影响纤维导热系数的因素(1)纤维的结晶与取向(2)纤维集合体密度图7-5纤维层体积重量和导热系数间的关系（3）纤维排列方向(1)αf热辐射方向纤维层方向导热系数图7-6纤维排列方向角αf与导热系数的关系(4)纤维

5、细度和中空度(5)环境温湿度表7-3温度与纤维导热系数间的关系纤维导热系数λ(W/m·℃)0℃30℃100℃棉0.0580.0630.069羊毛0.0350.0490.058亚麻0.0460.0530.062蚕丝0.0460.0520.0593．导热系数对加工和使用的影响三、热作用时的纤维性状1．两种转变和三种力学状态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)Tg(℃)Tf(℃)交联型分子玻璃态高弹态粘流态玻璃化转变区粘弹转变区(b)图7-7非晶态材料的热机械性质2

6、．三态及转变的分子运动机理(1)玻璃态（2）玻璃化转变区(1)高弹态(1)粘弹转变区(2)粘流态3．常见纺织纤维的三态转变温度4．热定形与变形(1)热定形及其机理表7-4常见纺织纤维的热学性能纤维玻璃化温度Tg(℃)软化点Tm(℃)熔点Tf(℃)分解点Td(℃)熨烫温度(℃)棉230——150200羊毛60或80—63.1135180蚕丝———150160麻———253100粘胶260~300110醋酯186195~205290~300—110锦纶647,65180215—125~145锦纶6682

7、225253300120~140涤纶80,67,90235~240256—160腈纶90190~240—280~300130~140维纶85干:220~230水:110——干:150丙纶-35145~150163~175—100~120氯纶8290~100200—30~40(2)热定形效果的持久性(3)热定形的方法(4)影响热定形效果的主要因素表7-5几种纤维织物的常用热定形温度纤维品种热定形温度(℃)热水定形蒸汽定形干热定形涤纶120~130120~130190~210羊毛90~100100~12

8、0130~150锦纶66100~120110~120170~190腈纶125～135130～140丙纶100~120120~130130~140(5)热变形加工四、纤维的耐热性和热稳定性1．耐热性表7-6常见纺织纤维受热后的剩余强度(%)纤维在20℃未加热在100℃经过20天在100℃经过80天在130℃经过20天在130℃经过80天棉10092683810亚麻10070412412苎麻1006226126蚕丝1007339——粘胶10090624432锦纶10082