1、第八章纤维材料的热学、光学、电学性质第一节：第一节：热学性质热学性质 第二节：第二节：光学性质光学性质第三节：第三节：电学性质电学性质第一节 热学性质 n一、纺织纤维的导热与保温 n二、纤维的热机械性能曲线 n三、纤维的耐热性与稳定性 n四、纤维的热膨胀与热收缩 n五、纤维的热塑性和热定型n六、纤维的燃烧性能 n七、纤维的熔孔性 一、热学指标一、热学指标n1.1.比热比热C（specific heat）质量为质量为1 1克的纺织材料，温度变化克的纺织材料，温度变化1所吸收所吸收或放出的热量：或放出的热量：J/g比热值的大小，反映材料释放、贮存热量的比热值的大小，反映材料释放、贮存热量的能力能力
2、 Tmqc0式中：Co干纤维的比热（J/gK），M干纤维的质量，T温度的变化，q纤维吸收或放出的热量。n湿纤维的比热为：湿纤维的比热为：)(10000CCMCCw式中：C湿纤维的比热（J/gK），Co干纤维的比热（J/gK），Cw水的比热（J/gK），M纤维含水率。纤维种类比热值纤维种类比热值纤维种类比热值棉1.211.34粘胶纤维1.261.36芳香聚酰胺纤维1.21羊毛1.36锦纶61.84醋酯纤维1.46桑蚕丝1.381.39锦纶662.05玻璃纤维0.67亚麻1.34涤纶1.34石棉1.05大麻1.35腈纶1.51水4.18黄麻1.36丙纶(50)1.80空气1.01 常见干燥纺织纤维
3、的比热常见干燥纺织纤维的比热 单位：J/gn影响比热的因素影响比热的因素温度与回潮率的影响温度与回潮率的影响纤维吸湿热随温度升高而增大纤维吸湿热随温度升高而增大 0.511.522.53010203040回潮率(%)比热(J/g)80 40 20 0羊毛纤维比热与回潮率和温度的关系 n纤维结构的影响 dH/dtdH/dt (J.s-1)12701350H=175J/gH=202J/g80100120140160T/不同取向聚乙烯纤维的DSC图谱 n2.导热系数导热系数：材料在一定的温度梯度场条件下，热能通过物质本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。身扩散的速度。在数值上为
4、在传热方向纤维材料厚度为在数值上为在传热方向纤维材料厚度为1m,1m,面积为面积为1m1m2 2，两个平行表面之间的温差为，两个平行表面之间的温差为11，1h1h内通过材内通过材料传导的热量焦耳数。料传导的热量焦耳数。单位：单位：W/mstTdQ是导热系数(W/m)；Q为热量(J)；t为时间(s)，s为传导截面积(m2)，d为纤维制品厚度(m)；T为纤维材料两表面之间的温度差。导热性：在有温差的情况下，热量从高温向低导热性：在有温差的情况下，热量从高温向低温传递的性质。温传递的性质。保暖性：抵抗这种传递的能力。保暖性：抵抗这种传递的能力。导热系数与集合体的体积重量的关系导热系数与集合体的体积重
5、量的关系纤维制品(W/m)棉纤维0.0710.0731.12590.1598羊毛纤维0.0520.0550.47890.1610蚕丝纤维0.050.0550.83020.1557粘胶纤维0.0550.0710.71800.1934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0.2440.3370.59340.2701丙纶0.2210.302 氯纶0.042 静止干空气0.026纯水0.697影响导热系数的因素影响导热系数的因素n纤维的结晶与取向纤维的结晶与取向 有序排列的晶格有序排列
6、的晶格导热系数导热系数热传导的各向异性热传导的各向异性n纤维集合体密度纤维集合体密度 密度在密度在0.030.030.060.06g/cmg/cm3 3，导热系数，导热系数最小最小 00.050.10.150.20.25体积重量()导热系数两端压差大两端无压差静止空气纤维层体积重量和导热系数间的关系 n纤维排列方向纤维排列方向 纤维平行于热辐射方向排列时，导热能力较强纤维平行于热辐射方向排列时，导热能力较强 f热辐射方向纤维层方向导热系数n纤维细度和中空度纤维细度和中空度纤维细度纤维细度，导热系数，导热系数。纤维中的空腔量纤维中的空腔量，纤维集合体的导热系数，纤维集合体的导热系数。n环境温湿度
7、环境温湿度纤维材料导热系数随温度升高而增大。纤维材料导热系数随温度升高而增大。回潮率越高，回潮率越高，。3.绝热率绝热率n定义：纤维材料隔绝热量保持温度的性能定义：纤维材料隔绝热量保持温度的性能n绝热率绝热率T为：为：nQ0被包覆的热体一定时间后的散热量被包覆的热体一定时间后的散热量nQ1未包覆的热体相同时间后的散热量未包覆的热体相同时间后的散热量nt0-不包覆试样的热体单位时间温度下降量（温差）不包覆试样的热体单位时间温度下降量（温差）nt1-包覆试样的热体单位时间温度下降量（温差）包覆试样的热体单位时间温度下降量（温差）%100tt%100010010tQQQT4.克罗值克罗值n定义：它的
8、定义是在温度为定义：它的定义是在温度为20，相对湿度不，相对湿度不超过超过50%，空气流速不超过，空气流速不超过10cm/s的环境中，的环境中，一个人静坐并感觉舒适时衣服所具有的热阻，称一个人静坐并感觉舒适时衣服所具有的热阻，称为为1克罗。克罗。n1克罗克罗=4.310-2m2h/J=155m2/W5.保暖率保暖率n描述织物的保暖性能描述织物的保暖性能n在保持热体恒温的条件下，无试样包覆时消耗在保持热体恒温的条件下，无试样包覆时消耗的电功率和有试样包覆时消耗的电功率之差，占的电功率和有试样包覆时消耗的电功率之差，占无试样包覆时消耗的电功率的百分率无试样包覆时消耗的电功率的百分率n数值越大，说明
9、该织物的保暖性能越强数值越大，说明该织物的保暖性能越强第一节 热学性质 n一、纺织纤维的导热与保温 n二、纤维的热力学性质 n三、纤维的耐热性与稳定性 n四、纤维的热膨胀与热收缩 n五、纤维的热塑性和热定型n六、纤维的燃烧性能 n七、纤维的熔孔性 n热力学性质：在温度变化过程中，纺织材料的热力学性质：在温度变化过程中，纺织材料的机械性质随之变化的性质机械性质随之变化的性质n两相结构两相结构 结晶区：熔融前的熔融态，刚性体、强力高、结晶区：熔融前的熔融态，刚性体、强力高、伸长小、模量大伸长小、模量大；熔融后的熔融态，黏性流动；熔融后的熔融态，黏性流动体体 无定形区：玻璃态、高弹态、黏流态无定形区
10、：玻璃态、高弹态、黏流态 （一）熔点（一）熔点n熔点：晶体从结晶态转变为熔融态的转熔点：晶体从结晶态转变为熔融态的转变温度变温度 低分子物的相变低分子物的相变-熔点；熔点；高聚物的融化高聚物的融化-熔程熔程n熔点受结晶度和晶粒状态影响熔点受结晶度和晶粒状态影响温度形变玻璃态高弹态 粘流态玻璃化转变区粘弹转变区交联型分子Tg()Tf()(a)非晶态材料的热机械性质 n两种转变和三种力学状态两种转变和三种力学状态 玻璃态、高弹态和粘流态称为高聚物的力学三态玻璃态、高弹态和粘流态称为高聚物的力学三态。玻璃态玻璃态：聚合物在外力作用下的形变小，具有：聚合物在外力作用下的形变小，具有虎克弹性行虎克弹性行
11、为；为；纤维坚硬，类似玻璃纤维坚硬，类似玻璃玻璃态玻璃态温度温度形变形变IIIIII（二）玻璃态（二）玻璃态由玻璃态向高弹态发由玻璃态向高弹态发生突变的区域叫生突变的区域叫玻璃玻璃化转变区化转变区，玻璃态开玻璃态开始向高弹态转变的温始向高弹态转变的温度称为度称为玻璃化转变温玻璃化转变温度度Tg 玻璃化转变区玻璃化转变区玻璃化转变区玻璃化转变区：几乎所有物理性质，如比热、导热系数、：几乎所有物理性质，如比热、导热系数、热膨胀系数、模量、介电常数和双折射率等，均发生突变热膨胀系数、模量、介电常数和双折射率等，均发生突变 当温度升高到某一程度时，形变发生突变，进入区域当温度升高到某一程度时，形变发生
12、突变，进入区域II。当受力能产生很大的形变，除去外力后能恢复原状的。当受力能产生很大的形变，除去外力后能恢复原状的性能称性能称高弹性高弹性，相应的力学状态称，相应的力学状态称高弹态高弹态。（三）高弹态（三）高弹态温度温度形变形变IIIIII玻璃态玻璃态高弹态高弹态玻璃化转变区玻璃化转变区形变形变温度温度IIIIII玻璃态玻璃态高弹态高弹态玻璃化转变区玻璃化转变区Tg 粘流态粘流态粘弹态转变区粘弹态转变区Tf交联聚合物交联聚合物MaMbMb Ma（四）粘流态（四）粘流态纺织纤维呈现一种具有黏滞性可流动的液体状态，该力学纺织纤维呈现一种具有黏滞性可流动的液体状态，该力学状态称为状态称为粘流态粘流态
13、。高弹态开始向粘流态转变的温度称为高弹态开始向粘流态转变的温度称为粘流温度粘流温度，以，以T Tf f表表示，其间的形变突变区域称为示，其间的形变突变区域称为粘弹态转变区粘弹态转变区。第一节 热学性质 n一、纺织纤维的导热与保温 n二、纤维的热机械性能曲线 n三、纤维的热塑性和热定形n四、纤维的耐热性与稳定性 n五、纤维的热膨胀与热收缩 n六、纤维的燃烧性能 n七、纤维的熔孔性 三、热定形三、热定形 n热定形热定形指在热的作用下（以热手段进行分子之间联系的切指在热的作用下（以热手段进行分子之间联系的切断或重建）进行的定形。断或重建）进行的定形。n热变形热变形目的：使纤维材料获得卷曲和膨松效果目
14、的：使纤维材料获得卷曲和膨松效果 n热塑性热塑性 将合成纤维加热到将合成纤维加热到Tg以上，并强迫其变形，然后冷以上，并强迫其变形，然后冷却并去除外力，这种变形就可固定下来。却并去除外力，这种变形就可固定下来。n合成纤维合成纤维采用发生在无序区、温度范围在采用发生在无序区、温度范围在TgTm的热定形的热定形 n高结晶的棉、麻类纤维高结晶的棉、麻类纤维采用采用交联交联或其他的方法定形。或其他的方法定形。n羊毛类纤维羊毛类纤维热湿作用。热湿作用。n丝类纤维丝类纤维类似棉、麻类似棉、麻热定形的机理热定形的机理（二）热定形的效果（二）热定形的效果n暂时性热定形效果暂时性热定形效果是指纤维或其织物在热定
15、形后的使用中会较快消失是指纤维或其织物在热定形后的使用中会较快消失n半永久性热定形效果半永久性热定形效果若给以激烈的作用，其热定形也会消失。若给以激烈的作用，其热定形也会消失。n永久性热定形效果永久性热定形效果是指纤维的是指纤维的Tg温度高于一般衣着使用的温度的热定温度高于一般衣着使用的温度的热定形处理。形处理。热定形的方法热定形的方法 n根据热定形时纤维发生收缩的程度划分根据热定形时纤维发生收缩的程度划分张力定形（有张力）张力定形（有张力）松弛（自然状态）定形松弛（自然状态）定形 n根据热定形的热媒介质划分根据热定形的热媒介质划分干热空气定形干热空气定形接触加热定形接触加热定形水蒸气湿热定形
16、水蒸气湿热定形浴液浴液(如水、甘油如水、甘油)定形定形（三）影响热定效果的主要因素（三）影响热定效果的主要因素 n温度：温度：热定形的温度，要高于合成纤维的玻璃化热定形的温度，要高于合成纤维的玻璃化温度，低于软化点及熔点。温度，低于软化点及熔点。适当降低定形温度，可以减少染料升华，适当降低定形温度，可以减少染料升华，使织物手感柔软。使织物手感柔软。纤维品种热定形温度()热水定形蒸汽定形干热定形涤纶120130120130190210羊毛90100100120130150锦纶66100120110120170190腈纶125135130140 丙纶100120120130130140几种纤维织物
17、的常用热定形温度 n时间：时间：大分子间的联结只能逐步拆开，重建分子间的联结大分子间的联结只能逐步拆开，重建分子间的联结也需要时间。也需要时间。在一定范围内，温度与热定形时间呈反比。在一定范围内，温度与热定形时间呈反比。n张力：张力：在热定形过程中对织物施加张力，有利于布面的舒在热定形过程中对织物施加张力，有利于布面的舒展和平整。展和平整。n冷却速度：冷却速度：高温处理后，应急速冷却，使相互位置快速冻结而高温处理后，应急速冷却，使相互位置快速冻结而固定，形成较多的无定形区固定，形成较多的无定形区 膨体纱膨体纱 第一节 热学性质 n一、纺织纤维的导热与保温 n二、纤维的热机械性能曲线 n三、纤维
18、的热塑性和热定型n四、纤维的耐热性与稳定性 n五、纤维的热膨胀与热收缩 n六、纤维的燃烧性能 n七、纤维的熔孔性 纤维的耐热性纤维的耐热性n指纤维抵抗热破坏的性能。指纤维抵抗热破坏的性能。n表达方法：表达方法：纤维的特征温度纤维的特征温度T Tg g、T Tm m和和T Tf f以及以及T Td d；纤维力学性能在高温下的保持率表示；纤维力学性能在高温下的保持率表示；纤维随温度升高而强度降低的程度。纤维随温度升高而强度降低的程度。纤维的热稳定性纤维的热稳定性 n指在一定温度条件下随时间增加纤维性能抵抗恶化的指在一定温度条件下随时间增加纤维性能抵抗恶化的能力。受热温度超过能力。受热温度超过500
19、500时，纤维的热稳定性叫耐高时，纤维的热稳定性叫耐高温性。温性。质量与组成的稳定性质量与组成的稳定性 结构的稳定性结构的稳定性形态的稳定性形态的稳定性 纤维种类玻璃化温度软化点熔点分解点洗涤最高温度棉15090100羊毛1303040桑蚕丝1503040醋酯纤维186195205290300涤纶80,67,9023524025670100锦纶647,651802152208085锦纶66852252538085腈纶80100，1401501902402803004045维纶85干220230，水110丙纶35145150163175氯纶82901002003040纤维在20未加热在100经过
20、20d在100经过80d在130经过20d在130经过80d棉10092683810亚麻10070412412苎麻1006226126蚕丝1007339粘胶10090624432锦纶10082432113涤纶100100969575腈纶1001001009155玻璃纤维100100100100100常见纺织纤维受热后的剩余强度(%)第一节 热学性质 n一、纺织纤维的导热与保温 n二、纤维的热机械性能曲线 n三、纤维的热塑性和热定型n四、纤维的耐热性与稳定性 n五、纤维的热膨胀与热收缩 n六、纤维的燃烧性能 n七、纤维的熔孔性 热收缩热收缩 n定义：合成纤维受热后发生不可逆的收定义：合成纤维受热
21、后发生不可逆的收缩现象称之为热收缩。缩现象称之为热收缩。n产生原因：产生原因：定形效果不好，有残余内应力存在定形效果不好，有残余内应力存在分子链比较伸展，各键节、键段无规运动分子链比较伸展，各键节、键段无规运动n指标：热收缩率，即加热后纤维缩短的长度占指标：热收缩率，即加热后纤维缩短的长度占原来长度的百分率。原来长度的百分率。n根据介质的不同有：根据介质的不同有：沸水收缩率：沸水收缩率：热空气收缩率：热空气收缩率：饱和蒸汽收缩率：饱和蒸汽收缩率：收缩率(%)0 2 4 6 8 10 12 14 16 PA6 PA66 PET 纤维品种 沸水 饱和蒸汽 热空气 图 7-10 合成纤维的热收缩率
22、热膨胀热膨胀n一部分纤维在加热的情况下有轻微的膨胀现象。一部分纤维在加热的情况下有轻微的膨胀现象。纤维种类膨胀系数（104）纤维种类膨胀系数（104）棉40膨胀锦纶1聚乙烯2膨胀涤纶0.5聚丙烯10锦纶3醋酯纤维0.81.6涤纶10（在80附近）第一节 热学性质 n一、纺织纤维的导热与保温 n二、纤维的热机械性能曲线 n三、纤维的耐热性与稳定性 n四、纤维的热膨胀与热收缩 n五、纤维的热塑性和热定型n六、纤维的熔孔性 n七、纤维的燃烧性能基本概念n织物接触到热体而形成孔洞的性能织物接触到热体而形成孔洞的性能熔孔性。熔孔性。n抗熔性：抵抗熔孔现象的性能。抗熔性：抵抗熔孔现象的性能。影响熔孔性的主
23、要因素影响熔孔性的主要因素n热体的温度热体的温度n热体的作用时间热体的作用时间n热体的热量热体的热量n纤维的性能纤维的性能测量方法测量方法n落球法：落球法：一定温度、重量大小的钢（或玻璃）球在一定温度、重量大小的钢（或玻璃）球在布上形成孔洞所需时间。布上形成孔洞所需时间。n烫法：烫法：用热体（金属棒、玻璃棒、纸烟等）接触用热体（金属棒、玻璃棒、纸烟等）接触试样一定时间，观察熔融状态。试样一定时间，观察熔融状态。第一节 热学性质 n一、纺织纤维的导热与保温 n二、纤维的热机械性能曲线 n三、纤维的耐热性与稳定性 n四、纤维的热膨胀与热收缩 n五、纤维的热塑性和热定型n六、纤维的熔孔性 n七、纤维
24、的燃烧性能和阻燃性 n纤维的燃烧纤维的燃烧易燃易燃(B3)(B3)可燃可燃(B2)(B2)难燃难燃(B1)(B1)不燃不燃(A)(A)n描述纤维燃烧性的指标描述纤维燃烧性的指标极限氧指数极限氧指数LOI着火点温度着火点温度TI燃烧时间燃烧时间火焰温度火焰温度TB等指标。等指标。n极限氧指数极限氧指数LOILOI（Limiting Oxygen IndexLimiting Oxygen Index）是指试样在氧气和氮气的混合气中，维持完是指试样在氧气和氮气的混合气中，维持完全燃烧状态所需的最低氧气体积分数。全燃烧状态所需的最低氧气体积分数。%100222NOOVVVLOI分类LOI(%)燃烧状态
25、纤维品种不燃35常态环境及火源作用后短时间不燃烧多数金属纤维、碳纤维、石棉、硼纤维、玻璃纤维及PBO、PBI、PPS纤维难燃2634接触火焰燃烧，离火自熄芳纶、氟纶、氯纶、改性腈纶、改性涤纶、改性丙纶等可燃2026可点燃，能续燃，但燃烧速度慢涤纶、锦纶、维纶、羊毛、蚕丝、醋酯纤维等易燃20易点燃，燃烧速度快丙纶、腈纶、棉、麻、粘胶纤维等LOI对纤维燃烧性能的分类 点燃温度和燃烧时间点燃温度和燃烧时间 n点燃温度点燃温度TI：是指纤维产生燃烧所需的最低温度，称着火点温度。是指纤维产生燃烧所需的最低温度，称着火点温度。取决于纤维的热降解温度和裂解可燃气体的点燃温取决于纤维的热降解温度和裂解可燃气体
26、的点燃温度。度。n燃烧时间燃烧时间是指纤维放入一可燃环境中，观察纤维从放入到燃是指纤维放入一可燃环境中，观察纤维从放入到燃烧所需的时间。烧所需的时间。燃烧时间取决于纤维的导热系数燃烧时间取决于纤维的导热系数、热降解速率等热降解速率等 燃烧温度燃烧温度 TB n是指材料燃烧时火焰区中的最高温度值是指材料燃烧时火焰区中的最高温度值n该指标取决于纤维的热裂解速度以及氧化反应该指标取决于纤维的热裂解速度以及氧化反应速率、量和完善程度，并与燃烧时纤维质量的速率、量和完善程度，并与燃烧时纤维质量的损失率直接相关。损失率直接相关。纤维阻燃的途径及形式纤维阻燃的途径及形式n纤维的阻燃性纤维的阻燃性一般通过阻止
27、或减少纤维热分解、隔绝或稀释氧气一般通过阻止或减少纤维热分解、隔绝或稀释氧气和快速降温。和快速降温。n目前的阻燃纤维主要分为两类：目前的阻燃纤维主要分为两类：在纺丝原液中加入阻燃剂在纺丝原液中加入阻燃剂由合成的难燃聚合物纺丝由合成的难燃聚合物纺丝n阻燃织物的性能要求阻燃织物的性能要求第一节：第一节：热学性质热学性质 第二节：第二节：光学性质光学性质第三节：第三节：电学性质电学性质光在纤维中的反射与折射现象光在纤维中的反射与折射现象 n光与平行界面介质的相互作用:入射主反射次反射次透射主透射介质1(空气或液体)介质1(空气或液体)介质2(纤维)2211(a)层状结构入射反射1反射3折射2折射1折
28、射3反射2(b)纤维（b)普通纤维截面irtt2t3trtr2trtt2rtr(c)纤维集合体一、光泽一、光泽 n纤维的光泽取决于三类反射：纤维的光泽取决于三类反射：n正反射光正反射光：平行光射向界面为平面的物体，反射出来平行光射向界面为平面的物体，反射出来的仍将是平行光。的仍将是平行光。n漫反射漫反射：如果平行光射向界面粗燥的物体，反射出来如果平行光射向界面粗燥的物体，反射出来的光均匀地射向各个方向。的光均匀地射向各个方向。n散射光散射光：因光子的多次碰撞从纤维表层散射出的光线因光子的多次碰撞从纤维表层散射出的光线。影响纤维光泽的主要因素影响纤维光泽的主要因素 n纤维的层状结构纤维的层状结构
29、 多层反射作用使到达纤维表面的反射光产生叠加，多层反射作用使到达纤维表面的反射光产生叠加，且不同波长光还会产生干涉作用且不同波长光还会产生干涉作用。入射反射1234空气层1层2层3层4n纤维纵向形态对光泽的影响纤维纵向形态对光泽的影响如纤维纵向表面平滑一致，纤维表现出较如纤维纵向表面平滑一致，纤维表现出较强的光泽。强的光泽。化学纤维化学纤维丝光棉光泽较强丝光棉光泽较强粗羊毛粗羊毛细羊毛细羊毛若鳞片受损伤若鳞片受损伤制造半无光或消光化纤的常用方法制造半无光或消光化纤的常用方法纺丝液或纺丝熔体中加入消光剂纺丝液或纺丝熔体中加入消光剂n横向截面形状横向截面形状圆形截面纤维：圆形截面纤维：纤维外观较明
30、亮纤维外观较明亮“极光极光”效应效应光线在纤维体内的多次反射光线在纤维体内的多次反射涤纶纤维“极光”产生机理三角形异形纤维消除极光的原理-三角形截面纤维：三角形截面纤维：照射到纤维上的光线会产生强烈的镜面反射效果。照射到纤维上的光线会产生强烈的镜面反射效果。“闪光闪光”效应。效应。三角棱镜的色散作用，还会产生不同色彩效应。三角棱镜的色散作用，还会产生不同色彩效应。白光经过三棱镜可分解成不同波长的彩色光 二、光的双折射二、光的双折射n双折射现象：双折射现象：折射率的数值与光的传播方向有关折射率的数值与光的传播方向有关n双折射率定义为：双折射率定义为：n n=n n n n n n为光波振动方向平
31、行于纤维轴的平面偏振光传播为光波振动方向平行于纤维轴的平面偏振光传播时的折射率时的折射率n n为光波振动方向垂直于纤维轴的平面偏振光传播为光波振动方向垂直于纤维轴的平面偏振光传播时的折射率时的折射率o光光e光光o光光E光光o o光：振动方向垂直于纤维光：振动方向垂直于纤维轴，传播速度较快，折射率轴，传播速度较快，折射率较低，又称为寻常光或快光。较低，又称为寻常光或快光。E E光：振动方向平行于纤维轴，光：振动方向平行于纤维轴，传播速度较慢，折射率较大，传播速度较慢，折射率较大，又称为非常光或慢光又称为非常光或慢光影响双折射大小的因素影响双折射大小的因素 n取向度取向度 取向度取向度，双折射率，
32、双折射率。n大分子本身的不对称性大分子本身的不对称性 大分子链呈曲折状或螺旋状，或主链上有大分子链呈曲折状或螺旋状，或主链上有侧基，都会使双折射率下降。侧基，都会使双折射率下降。三、耐光性与光防护三、耐光性与光防护 n“老化老化”n耐光性：耐光性：指纤维受光照后其力学性能保持不变的性能。指纤维受光照后其力学性能保持不变的性能。腈纶羊毛麻棉粘胶涤纶锦纶腈纶羊毛麻棉粘胶涤纶锦纶丙纶丙纶蚕丝蚕丝n光照稳定性：光照稳定性：指纤维受光照射后其不发生降解或光氧化、不产生指纤维受光照射后其不发生降解或光氧化、不产生色泽变化的性能。色泽变化的性能。蚕丝、锦纶蚕丝、锦纶光防护光防护机理：对紫外线的吸收和反射机理
33、：对紫外线的吸收和反射n涤纶涤纶n羊毛和蚕丝等蛋白质纤维羊毛和蚕丝等蛋白质纤维n麻类纤维麻类纤维n棉、粘胶纤维、锦纶、腈纶等纤维棉、粘胶纤维、锦纶、腈纶等纤维n紫外线防护系数紫外线防护系数UPF：UPF=50，说明有，说明有1/50的紫外线可以透过织物。的紫外线可以透过织物。n紫外线透过率紫外线透过率T：覆盖有试样时的紫外线：覆盖有试样时的紫外线辐照度占无试样时的紫外线透射辐照度的辐照度占无试样时的紫外线透射辐照度的百分率。百分率。防紫外线产品防紫外线产品nUPF30n透过率透过率5%n类型：纤维内嵌入紫外线吸收材料、织物防紫类型：纤维内嵌入紫外线吸收材料、织物防紫外线印染整理、织物表面加金属
34、涂层、织物表面外线印染整理、织物表面加金属涂层、织物表面加非金属涂层加非金属涂层四、紫外荧光四、紫外荧光n定义：纤维受到紫外线的照射时，会发出可见定义：纤维受到紫外线的照射时，会发出可见光范围内的光光范围内的光n用于鉴别纤维。紫外线照射下，成熟棉纤维是用于鉴别纤维。紫外线照射下，成熟棉纤维是淡黄色，未成熟的棉纤维是淡蓝色，丝光后的棉淡黄色，未成熟的棉纤维是淡蓝色，丝光后的棉纤维是淡红色纤维是淡红色第一节：第一节：热学性质热学性质 第二节：第二节：光学性质光学性质第三节：第三节：电学性质电学性质一、介电常量一、介电常量n表示绝缘材料储存电能的能力表示绝缘材料储存电能的能力n介电常量介电常量 干燥
35、物质为干燥物质为25，真空为，真空为1，液态水为，液态水为20，固态水为固态水为80。n影响因素影响因素 内因：纤维材料的填充密度内因：纤维材料的填充密度 纤维在电场中的排列方向纤维在电场中的排列方向 纤维含杂纤维含杂 外因：环境温度、相对湿度、电场频率等影响外因：环境温度、相对湿度、电场频率等影响n介电现象介电现象是指绝缘体材料在外加电场作用下，内部分子形成是指绝缘体材料在外加电场作用下，内部分子形成电极化的现象。电极化的现象。n纤维的介电常数纤维的介电常数 数值为：数值为：C/C0物理意义：物理意义：式中的式中的C0和和C分别是以真空为介质和以分别是以真空为介质和以纤维为介质时，平板电容器
36、的容量纤维为介质时，平板电容器的容量材料或纤维介电常数材料或纤维介电常数棉6涤纶3.02羊毛6锦纶4粘纤7.7真空1醋纤3.56.4空气1材料的介电常数（频率f50Hz，T2025，RH65）影响影响大小的因素大小的因素 na.内因内因电介质的密度：密度增大，介电常数增大；电介质的密度：密度增大，介电常数增大；极化率：纤维分子极化程度增加，介电常数增加；极化率：纤维分子极化程度增加，介电常数增加；纤维分子量：分子量降低，介电常数增加。纤维分子量：分子量降低，介电常数增加。nb.外因外因温度温度频率：频率增加，介电常数降低。频率：频率增加，介电常数降低。回潮率：回潮率：W增加，介电常数增加。增加
37、，介电常数增加。二、电阻二、电阻n纤维导电性指标：比电阻纤维导电性指标：比电阻体积比电阻体积比电阻v（cm）：指单位长度上所施加的电指单位长度上所施加的电压压U，相对于单位截面上所相对于单位截面上所流过的电流流过的电流I之比之比。表面比电阻表面比电阻s（）：单单位长度上的电压（位长度上的电压（U/L）与与单 位 宽 度 上 流 过 的 电 流单 位 宽 度 上 流 过 的 电 流（I/H）之比。之比。LSRSILUv/LHRHILUs/质量比电阻质量比电阻m（g/cm2）单位长单位长度上的电压（度上的电压（U/LU/L）与单位线密度纤维上流与单位线密度纤维上流过的电流过的电流(I/I/(W/L
38、W/L)之比。之比。vLWRLWILU2/（二）影响纤维比电阻的外部因素（二）影响纤维比电阻的外部因素 n(1)(1)回潮率：回潮率：纤维吸湿后，比电阻下降纤维吸湿后，比电阻下降 KMnmm：质量比电阻M：含水率n、K为系数(2)温度温度温度升高，比电阻下降温度升高，比电阻下降（3）结构）结构 纤维的结晶度增大，电阻变大；纤维的结晶度增大，电阻变大；取向度增加，电阻下降。取向度增加，电阻下降。（4）纤维上的附着物：）纤维上的附着物：（5）杂质对纤维电阻的影响）杂质对纤维电阻的影响：在合成纤维制造过程中，可以通过将导电粒在合成纤维制造过程中，可以通过将导电粒子与基质聚合物共混或复合纺丝制成导电纤
39、维。子与基质聚合物共混或复合纺丝制成导电纤维。（6）其他因素：）其他因素：电压高低、测定时间长短和使用的电极材料等电压高低、测定时间长短和使用的电极材料等三、静电现象及产生原因三、静电现象及产生原因 n静电的产生与积累静电的产生与积累静电现象：不同纤维材料之间或纤维与其静电现象：不同纤维材料之间或纤维与其它材料之间由于接触和摩擦作用使纤维或其它材料之间由于接触和摩擦作用使纤维或其它材料上产生电荷积聚的现象。它材料上产生电荷积聚的现象。静电电位序列 聚氨酯聚酰胺66羊毛蚕丝粘胶纤维皮肤棉纤维醋酯纤维聚甲基丙烯酸甲酯聚乙烯醇缩甲醛聚对苯二甲酸乙二酯聚丙烯腈聚氯乙烯聚碳酸酯聚氯醚聚偏三氯乙烯聚苯醚聚
40、苯乙烯聚乙烯聚丙烯聚四氟乙烯高(+)()低 r大 r小 衡量静电的有关指标衡量静电的有关指标 n静电压（单位为伏静电压（单位为伏V）；）；n半衰期：纺织材料上的静电衰减到原始值一半半衰期：纺织材料上的静电衰减到原始值一半时所需的时间。时所需的时间。n电荷量电荷量Qn比电阻：可用表面比电阻和体积比电阻表示。比电阻：可用表面比电阻和体积比电阻表示。比电阻超过比电阻超过51012时，容易产生静电效时，容易产生静电效应。应。减少合成纤维静电的方法减少合成纤维静电的方法：n（1）在大分子链上引入某些极性基团；）在大分子链上引入某些极性基团；n（2）使用表面活性剂；）使用表面活性剂；n（3）增加环境相对湿度；）增加环境相对湿度；n（4）将碳粉、金属粉的微粒嵌入合成纤维。）将碳粉、金属粉的微粒嵌入合成纤维。n作业作业：1、名词解释：热定形名词解释：热定形、表面比电阻表面比电阻2、P250，T63、（、（1）了解力学三态了解力学三态 （2）耐光性：耐光性：腈纶羊毛麻棉粘胶腈纶羊毛麻棉粘胶涤纶锦纶涤纶锦纶丙纶丙纶蚕丝蚕丝
