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1、第6章纺织材料的吸湿性教学内容：(1)吸湿指标及计算(2)吸湿机理(3)吸湿影响因素(4)吸湿滞后性(5)吸湿性测量方法(6)吸湿性能对纺织材料物理机械性能的影响吸湿性：通常把纤维材料从气态环境中吸着水分的能力。水分子和微小水滴(70%时，曲线斜率又明显地增大。原因：水汽分压大，水分进入纤维内部较大的间隙，纤维产生膨化，毛细水大量增加， 表面吸附的能力，也大大增强，这就进一步增加了回潮率的上升速度。2.2 吸湿等湿线在一定的大气压力下，相对湿度一定时，纤维材料平衡回潮率随温度而变化的曲线。5 付 152025 3D 35海出一1319 7 5小三./如宾二标斗0=9。%中=60%中=45%磔=
2、3。%3 01 15口 in 曲Ui海度/T吸湿等湿线规律其原因是水分子的热运动加剧，不易附着,使水分子的凝结可能和空间增大，(1) 一般规律是，温度愈高，平衡回潮率愈低, 而易脱离运动。(2)在高温高湿的条件下，由于纤维的热、湿膨 回潮率增大3.纤维的吸湿机理Peirce理论认为，纤维的吸湿包括直接吸收水分和间接吸收水分一般认为纤维吸湿时，水分子先吸附至纤维表面，然后水蒸气向纤维内部扩散，与纤维 内大分子上的亲水性基团结合，随后水分子进入纤维的缝隙孔洞，形成毛细水。奸维A分r出0直接水分V间接水分rHR3.1吸收水由于纤维中极性基团的极化作用而吸着的水。吸收水是纤维吸湿的主要原因。直接吸收水
3、：由于纤维中亲水基团的作用而吸着的水分子。特点：水分子结合力较强，主要是氢键力，同时放出的热量也较多。间接吸收水：其他被吸着的水分子。包括：（1）由于水分子的极性再吸着的水分子。（2）纤维中其他物质的亲水基团所吸引的水分子。特点：水分子的结合力较弱，主要是范德华力，同时放出的热量也较少。3.2 毛细水纤维由于毛细管的作用而吸收的水分。微毛细水：存在于纤维内部微小间隙之中的水分子；大毛细水：存在于纤维内部较大间隙之中的水分子（当湿度较高时）。3.3 粘着水（表面吸附）纤维因表面能而吸附的水分子。3.4 吸附水分的区别吸收水属于化学吸着，是一种化学键力，因此必然有放热反应；毛细水和粘着水属于物理吸
4、着，是范德华力，没有明显的热反应，吸附也比较快。4.吸湿滞后性4.1 吸湿滞后现象同样的纤维在一定的大气温湿度条件下，从放湿达到平衡和从吸湿达到平衡，两种平衡 回潮率不相等，前者大于后者。Vdl Va2跄率潮回放湿 II1020406080 L 00相对温度吸湿滞后圈由于同一种纤维的吸湿等温线与放湿等温线并不重合而形成的。吸湿滞后值(即差值)与纤维的吸湿能力和相对湿度有关。在同一相对湿度条件下，吸 湿性大的纤维，差值比较大。如羊毛 2.0%,粘纤1.8%2.0%,蚕丝1.2%,棉0.9%,锦 纶0.25% ,涤纶等吸湿等温线和放温等温线则基本重合。4.2 吸湿滞后性的应用(1)预调湿：为避免纤
5、维因吸湿滞后性所造成的误差，需预先将材料在较低的温度下烘燥(一般为 4050。C下去湿0.5l h),使纤维的回潮率远低于测试所要求的回潮率。然后再调湿。(2)车间温湿度调节纤维处于放湿时，车间空气的RH%规定值；纤维处于吸湿时，车间空气的RH%规定值。4.3 吸湿滞后性的产生原因(1)能量获得概率的差异(2)水分子进出的差异（3） 纤维结构的差异（4） 水分子分布的差异（5） 热能作用的差异5. 影响吸湿性的因素5.1 亲水基团的作用纤维大分子中，亲水基团的多少和极性强弱均能影响其吸湿能力的最本质因素。数量越多，极性越强，纤维的吸湿能力越高。如：羟基（-OH ） 、 酰胺基（-NHCO-）
6、、羧基（-COOH ） 、氨基（-NH 2）等。与水分子的亲和力很大，能与水分子形成化学结合水（吸收水）。此类基团是判断纤维能否吸湿及其强弱的依据纤维素纤维：如棉、 粘纤、 铜氨等纤维，大分子中的每一葡萄糖剩基含有3 个 -OH， 在水分子和-OH之间可形成氢键，所以吸湿性较大。醋酯纤维中大部分羟基都被乙酸基（-COCH 3）取代，而乙酸基对水的吸引力又不强，因此醋酯纤维的吸湿性较低。蛋白质纤维：主链上含有亲水性的酰胺基、氨基（一NH2）、竣基（一 COOH）等亲水性基团，因此吸湿性很好，尤其是羊毛，侧链中亲水基团较蚕丝更多，故其吸湿性优于蚕丝。合成纤维： 含有亲水基团不多，故吸湿性都较差。维
7、纶 大分子中含有羟基（一OH ） ，经缩醛化后一分羟基被封闭，吸湿性减小，但在合纤中其吸湿能力最好。锦纶6、锦纶66 大分子中，每6 个碳原子上含有一个酰胺基（-CONH- ） ，所以也具有一定的吸湿能力。腈纶 大分子中只有亲水性弱的极性基团氰基-CN ，故吸湿能力小。涤纶、丙纶 因缺少亲水性基团，故吸湿能力极差，尤其是丙纶基本不吸湿。吸水端基的影响大分子聚合度低的纤维，如果大分子端基是亲水性基团，其吸湿能力也较强。5.2 纤维的晶态结构纤维的吸湿作用主要是发生在无定形区和内部空隙，还有晶体表面。原因：纤维吸收的水分一般不能进入结晶区，在结晶区内，分子有规则地紧密排列，活性基在分子间形成了交键
8、，如氢键、盐式键、双硫键等，所以水分子就不易渗入，若要产生吸湿作用就须打开这些交键，使活性基游离，显然这是困难的。故：（ 1 ）纤维的结晶度越低，吸湿能力就越强。（ 2）在同样的结晶度下，微晶体的大小对吸湿性也有影响。一般来说，晶体小的吸湿性较大。如：棉经丝光后，由于结晶度降低使吸湿量增加；棉和粘胶 同属纤维素纤维，每一个葡萄糖剩基上都含有3 个一 OH ，但棉纤维的结晶度为70左右，而粘胶纤维仅30左右，W 粘胶 W 棉。（ 3）纤维无定形区内缝隙孔洞越多越大，纤维吸湿能力越强。如：粘胶纤维结构比棉纤维疏松，缝隙孔洞多，是其吸湿能力远高于棉的原因之一；合成纤维结构一般比较致密，而天然纤维组织
9、中有微隙，这也是天然纤维的吸湿能力远大于合成纤维的原因之一。5.3 纤维比表面积和纤维间空隙比表面积：纤维单位面积所具有的表面积纤维表面分子由于引力的不平衡，使它表层分子具有的多余能量，称为表面能（ 1 ）纤维越细，比表面积越高，表面能越高，吸湿性越好（ 2）空隙增加，比表面积增大如超细涤纶、表面改性涤纶、多微孔涤纶5.4 纤维中的伴生物和杂质（1 ）棉纤维中有含氮物质、棉蜡、果胶、脂肪等，其中含氮物质、果胶较其主要成分更能吸着水分，而蜡质、脂肪不易吸着水分。因此棉纤维脱脂程度越高，其吸湿能力越好；（2） 羊毛表面的油脂是拒水性物质，它的存在使吸湿能力减弱；（3） 麻纤维的果胶和蚕丝中的丝胶有
10、利于吸湿；（4） 化学纤维表面的油剂，其性质会引起吸湿能力的变化，当油剂表面活性剂的亲水基团向着空气定向排列时，纤维吸湿量变大。5.5 大气条件（1） 温度的影响在一般的情况下，随着空气和纤维材料温度的提高，纤维的平衡回潮率将会下降。（2） 相对湿度的影响在一定温度条件下，相对湿度越高，空气中水蒸气的压力越大，也即是单位体积空气内的水分子数目越多，水分子到达纤维表面的机会越多，纤维的吸湿也就较多。在温度和湿度这两个因素：亲水性纤维，相对湿度对回潮率的影响是主要的，疏水性纤维，温度对回潮率的影响明显。（3） 空气流速的影响流速快，有助于纤维表面吸附水分的蒸发，故纤维平衡回潮率会降低5.6 吸湿滞后性的影响由于吸湿滞后性，当纤维材料置于一新的大气条件下时，其从放湿达到平衡时的回潮率要高于从吸湿达到的回潮率。故纤维原来回潮率大小也有一定的影响。