| >第五章 纺织材料的吸湿性>>内容提要:吸湿指标及计算;吸湿性随内外因变化的一般规律;吸湿性对纤维性能的一般影响规律;烘箱法与电阻法测纤维回潮率的一般原理及优缺点。重点不容易解决之处:吸湿机理和测试方法,不容易解决之处是吸湿滞后性、吸湿均衡的观点和应用。解决方法:采用分层、独立因素阐发法,在掌握观点的基础上,引导学生应用。>>第一节 吸湿指标与吸湿机理一、吸湿指标及常用术语(一)回潮率、含水率及其换算关系 (通过前面章节引入,进一步强化界说)(二)规范回潮率(注意它是范围值,并解释规范大气,见教材第323~324页表6-1,6-2)(三)公定回潮率(为什么要制定公定回潮率?)(四)现实回潮率(实测回潮率)(五)调湿与预调湿(六)规范重量(公定重量)二、吸湿机理(内在因素)(一)亲水基团及其作用:纤维大分子上是否存在亲水性基团,是决定纤维吸湿性能的决定性因素。极性基团的多少、极性的强弱、结构状态等综合影响吸湿性,适当举例说明。(二)结晶度(结晶区与非结晶区的比例)实验证明:纤维的吸湿作用主要发生在非结晶区,这是肯定的,水分能否进入结晶区,目前尚有争议,但水分进入结晶区的量是很少的。除结晶度影响纤维的吸湿性以外,在相同的结晶度条件下,晶型和晶粒的大小对吸湿也有影响,一般来说,晶粒小,吸湿性大。(简单说明取向度、聚合度对吸湿性的影响)(三)比表面积:单位体积的纤维所具有的表面积。比表面积越大,吸湿能力愈强。(简单解释原理,举例)(四)伴生物的性质和含量:>>第二节 影响吸湿性的外界因素一、吸湿均衡与均衡回潮率(时间):(吸湿均衡是动态的,其稳定性很差,而且是自动进行的,外界条件一变,均衡就立即受到粉碎,而且要到达新的均衡需一定的时间。举例说明纤维集合体状态、外界风速对均衡时间的影响,使同学有一个数量的观点)二、吸湿等温线(温度):在大气压力和温度一定且不变的条件下,材料的吸湿均衡回潮率随相对湿度变化的曲线。具体各纤维的吸湿等温线见教材第334页图6-3。由图我们起首可以看出:讲顺序并讨论,各种纤维的均衡回潮率在相同的湿度条件下是不同的,这是材料本身的差异造成的。不同的纤维具有不同的吸湿等温线,但我们可以看到它们的曲线外形都呈反S形,反S形的明显程度是有一些差异,但它们的吸湿机理应当说在素质上基本相符的。解释这一规律可用前面讲过的吸湿过程来说明。在开始阶段,自由的极性基团较多,以化学吸附为主,随着相对湿度的提高,化学吸着水迅速增加而后趋于稳定。毛细吸收水在开始阶段增加的缓慢,当相对湿度较大时,毛细水迅速增加,这主如果水分子进入较大的孔隙,加上纤维的膨化,水气分压的增加,表面吸附能力的增加,使得毛细水和表面凝结水大量增加,曲线快速上升。对化学纤维,由于它的大分子亲水基团少,结构精密,使化学吸着水(直接吸数)和毛细吸数水量都少,使反S形隐晦。吸湿等温线与温度有密切的关系,温度不同,吸湿等温线的外形位置就会发生变化,这一点希望大家能够注意,要比力材料的均衡回潮率,必须在相同的条件下去做。三、吸湿滞后性(湿历史):在同一空气条件下,纺织材料吸湿均衡回潮率比放湿均衡回潮率小的现象叫吸湿滞后性(或叫吸湿保守性,吸湿滞后现象)。(简单解释其原因,用作图法解释滞后规律)四、吸湿等湿线(温度的影响):相对湿度一定时,均衡回潮率随温度变化的曲线。当纤维四周空气的温度较高时,水分子逸出纤维的动能增加,容易离开纤维,纤维的均衡回潮率较小,一般是温度越高,回潮率越小,但在高温高湿时,由于纤维的加热膨胀等原因,随温度的增高纤维回潮率会略有增加。>>第三节 吸湿性对纺织材料性能的影响一、对重量的影响强调一下公定重量,及回潮率对工艺设计、成本核算、贸易等的影响。 二、对几何尺寸的影响纺织纤维是由大分子组成的一个各向异性体,吸湿后膨胀明显表现乃各向异性,具体讲就是:长度方向和直径方向上的膨胀增加率不一样。纤维膨胀和内部结构的关系是很密切的。结构影响膨胀,而膨胀反映结构状况。纤维的湿膨胀,使得由它织造的织物,同样要发生一些变化,如织物、变厚、变硬、变短,织物洗涤以后尺寸变短,就是我们常见的缩水,这一点大家都有经验。三、对密度和体积的影响对密度的影响,大家看教材第293页图6-7,纤维的密度是随回潮率的增加,先上升,然后降落。对含水纤维来讲,总质量是干纤维与水的质量和,随水的进入,是线性增加的。而体积由三部门组成:干纤维本身的体积,内部空隙的体积,再加上进入的水的体积。(简单解释,对密度小于1的纤维又怎样呢?)四、对机械性质的影响只讲一下总体的大抵规律。五、对热学性质的影响保暖性、耐热性和吸湿放热,通过吸湿放热进一步说明吸湿机理。介绍两个指标:吸湿积分热和吸湿微分热,参见教材第296图 6-8和图6-9 六、对电学性质的影响绝缘与静电。七、对光学性质的影响对折射率,耐光性,光泽,颜色等的影响。>>第四节 吸湿性的测试体式格局测量方法很多,可分为直接法与间接法一、直接法:所谓直接法就是根据吸湿指标的界说,直接测量出公式中的各个参数:G干,G湿,直接法的关键在于:烘干和称重。发展到现在使纤维干燥的体式格局方法已经有很多,如:吸干、抽取、烘燥、红外、高频、微波等,效率各不相同。底下我们以烘箱法为例测试的基本原理。(一)烘箱法:干燥:对烘箱它叫烘干,由烘箱内的热空气供给能量,使水分子获得得足够的汽化能,从而离开纤维,以是从温度上来讲应当高于水的沸点。在此同时降低箱内相对湿度以提高烘干效率。由于我们无法将相对湿度降到0%,即一点水分都没有是办不到,以是材料只是在很低的相对湿度条件下到达湿均衡。那么平常所说的干重并不是绝对干重,是一个相对干重,是一个条件值。称重:对上述烘得的相对干重能否称准呢?对试样来讲,烘前是冷而湿的,烘后是热而干的,在此条件下是在烘箱内称重,照旧在烘箱外称重结果是不一样的。在烘箱内由于是热空气,以是其密度小,对试样浮力小,以是称的重量偏重。在箱外称,起首是冷空气密度大,浮力大,此时的试样干而热,在箱外热冷空气对流也要产生浮力,而且浮力在不停的变。试样很干,在空气中一袒露,就马上进行强吸湿,以是在称量时,很不稳定。如果把试样放冷以后再称可消弭一部门不稳定因素,但你能保证试样在冷却过程当中一点也不吸湿吗?即便可以到达忽稍不计的程度,试验时间无疑又被加长了。以是一般要采用箱内热称。又是一个条件值。由以上介绍可看出:无论是干燥照旧称重都是在一定条件下进行的,条件一旦改变,结果也马上改变,从而最终结果是一个条件值,尽管该试验方法有这样或那样的不足,但试验结果照旧稳定的,能满足贸易、工业加工中的要求,并作为一种基础测试方法。二、间接测定法:所谓间接法是利用某引起物理量,如电阻,介电系数,外来辐射的吸收等和材料回潮率间的关系间接测得回潮率。它以不必赶出材料中的水分为其特性。以快速为其特点。底下以电阻式测湿仪为例简介其原理。 一、电阻式测湿仪:顾名思义:利纤维的电阻与回潮率的关系,测知纤维的电阻间接晓得回潮率是多少,当然事前应对一定品类的纤维的回潮率和电阻值作好标定,其数值可直接从纤维回潮率的形式表示出来。电阻测湿仪是接触式的。影响因素:⑴试样的回潮率分布是否均匀。因为电阻将以阻值最小处作为对外表现。即使只有一个湿润点处在电极间也将明显影响测量结果。(2)测量范围:即量程的读数范围,一般应在满量程的20-75%范围内读数,只管即便避免在起始端和满刻度端施用,因为在这两处,测量结果不稳定,靠得住性降落。(3)温度影响:温度对纤维的电阻有很大的影响,以是结果要进行温度修正。(4)其它导电物的影响,除水以外,棉上的棉蜡,毛上的油脂,蚕丝上的丝胶,化纤上的油剂等这些都会使电阻降低。(5)纤维集合体的结构状态在摄谱仪施用中,只要控制好上述影响因素,就能得到满足靠得住的结果。这种摄谱仪施用方便,测量快速目前已经在一般性的试验中大量施用。>>作业: 1. 为什么均衡回潮率的值是一个范围值? 2. 影响纤维吸湿的内外因各有哪些?一般的影响规律如何? 3. 纤维吸湿后其常见性能的一般变化规律如何? 4. 习题集第27页计算题2、4。 5. 习题集第28～29页的判断题。>耐腐蚀水泵，请认准上海龙亚-上海钛龙品牌，O2l-61557O88，O21-6l557288，QQ:l5858l222l。 (责任编辑：admin) |