纺织材料学第七章(07).pptx

第七章 纺织材料的热学、光学、电学性质内容提要：常用热学指标；纤维的热力学性质、热定形及抗热破坏性质（耐热性、热稳定性、燃烧性、熔孔性、热收缩等）；纤维的色泽、双折射、耐光性、紫外荧光；纤维的电阻、静电。第一节 热学性质 一、热学指标（一）比热C质量为一克的纺织材料，温度变化1℃所吸收或放出的热量。单位：焦尔/克·度(J/g·℃ )。　比热值的大小，反映了材料释放、贮存热量的能力。或者温度的缓冲能力。 常见干燥纺织纤维的比热表（测定温度为20℃） 单位：J/g·℃ 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石棉1.05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黄麻1.36丙纶(50℃)1.80影响纺织纤维比热的主要因素 :纤维的比热值是随环境条件的变化而变化的，不是一个定值。同时，又是纤维材料、空气、水分的混合体的综合值。(1) 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。(2)水分的影响羊毛纤维比热与回潮率和温度的关系 （二）导热系数λ导热主要通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现。材料在一定的温度梯度场条件下，热能会通过物质本身扩散.dSQλT1T2 (T2 ?T1)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称为导热系数 。其含义是,当纤维材料的厚度为1m,两端间的温差为1oC时，1秒内通过1m2纤维材料传导的热量焦耳数。单位：焦/米·度·时 （Ｗ/m·oC） 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0.042静止干空气0.026——纯水0.697——影响纤维导热系数的因素 (1) 纤维的结晶与取向 纤维本身的导热系数由于纤维结构的原因也呈现各向异性。(2) 纤维集合体密度 对于纤维集合体，也是纤维、空气、水分三者的综合值。导热系数与集合体的体积重量的关系呈对号规律。纤维层体积重量和导热系数间的关系 αf热辐射方向导热系数纤维层方向（3）纤维排列方向纤维排列方向角αf与导热系数的关系 (4) 纤维细度和中空度(5) 环境温湿度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0.0460.0520.059 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 （三）热阻Ｒ和绝热率T热阻Ｒ　　　　　　　（m·oC /Ｗ）　绝热率T它们反映的是材料的隔热能力——保暖性，值越大，说明材料越保暖。二、纺织材料的热力学性质热力学性质也叫热机械性质，是指在温度的变化过程中，纺织材料的机械性质亦随之变化的特性。用不同的温度点来表征力学特性。绝大多数纤维材料的内部结构呈两相结构，即有结晶区与非结晶区，而这两个区域对热的反映是不一样的，对结晶区来说在热的作用过程中，它的热力学状态有两个：一个是在热的作用下，结晶体解体形成熔融态，另一个是结晶不被破坏呈结晶态。对无定形区来讲，热力学状态大致有三个：玻璃态、高弹态和粘流态，这些状态可用以下的热力学指标来表征和区分。 （一）熔点Tm（软化点）熔点是纤维的重要热性质之一，也是一个结构参数。我们知道低分子结晶体的熔化是一个相的转变过程，由结晶态（晶相）变成熔融态（液相），而且相的转变在很窄的温度范围内进行，所以叫熔点。对纤维材料，结晶是由高聚物形成的，它的熔化过程有一个较宽的温度区间——熔程，由于该熔程比较宽，通常把开始熔化的温度叫起熔点，把晶区完全熔化时的温度叫溶点Tm。若材料的结晶度高，晶体比较完整，则熔程变窄，熔点也随之而提高，同样结晶度条件下，晶粒大，Tm升高。对于无定形区来说，在热的作用下，基本上有三种热力学状态：玻璃态、高弹态和粘流态，通过变形能力来区分。在玻璃态时，强力高，变形小，且外力去除后，变形很快消失，表现出类似玻璃的力学性质。而高弹态时，受到外力，可产生较大的变形，当外力消除，变形较易回复，类似于橡胶的力学特征。粘流态时，变形不但很容易而且是不可逆