第十五章纤维的热学光学电学性质ppt课件.ppt

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1、一.比热容(比热)1．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。(J/g·℃)直接反映纤维材料温度变化的难易程度。第十五章纺织材料的热学、电学和光学性质§15-1热学性质2．影响纺织纤维比热的主要因素（1）水分的影响：水的比热为4.18，约为一般干纤维的2-3倍（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）纤维结构的影响羊毛纤维比热与回潮率和温度的关系3．比热对纤维加工和使用的影响比热大，皮肤触感有“冷感”；比热对快速热加工工艺制定有重要意义；具有较大比热的纤维可用于抵御温度聚变；阻止红外辐射与干扰红外探测。二.纺织纤维的导

2、热与保温1.指标(1)导热系数λ定义：材料厚度为1m，两表面之间温差为1℃，1秒钟内通过1m2材料所传导的热量焦耳数。单位：[m2·℃/(W·m)]常见纤维的导热系数（在室温20℃时测量）纤维种类λ[W/（m·℃)]纤维种类λ[W/（m·℃)]棉0.071-0.073涤纶0.084羊毛0.052-0.055腈纶0.051蚕丝0.050-0.055丙纶0.221-0.302粘纤0.055-0.071氯纶0.042醋纤0.050★静止空气0.026锦纶0.244-0.337★水0.599表中显示：水的导热系数最大，静止空气的导热系数最小，纤维介于两者之间λ↑→导热性越好，保温性越差(2)绝热率T式

3、中：Q1——包覆试样前保持热体恒温所需热量；Q2——包覆试样后保持热体恒温所需热量。T↑→材料保温效果越好（1）水分：水的λ较大，约为纤维的10倍左右。∴回潮率↑，纺织材料的λ↑，保暖性↓。（2）空气：（含气率——aircontent）静止空气λ最小，是最好的热绝缘体。约为纤维λ1/2~1/3。∴在保证空气静止而不产生对流的情况下，(δ较大)，纤维集合体中的空隙数量越多，纤维集合体的体积重量δ↓,λ↓；但当空隙大到足以引起对流时，（δ较小）,纤维集合体中的空隙数量越少，δ↑,λ↓。纤维层的体积重量在0.03-0.06g/cm3，λ最小，保暖性最好。（3）纤维排列方向：纤维平行于热辐射方向排列，

4、导热能力较强；纤维垂直于热辐射方向排列，导热能力较低。2、影响λ的主要因素体积质量δ（g/cm3)导热系数λαf热辐射方向纤维层方向导热系数3.导热系数对加工和使用的影响提高服装保暖性的途径（1）尽可能多的储存静止空气；——空隙小而多。如：弹性好——膨体纱；中空纤维——太空棉、水鸟绒七孔、九孔等（真正的羽毛是中空的）；中空织物——三枪等内衣；多衣穿着（2）降低W%；（3）选用λ低的纤维；导热系数低的纤维，影响热作用的传递和热处理的效果。三.纤维的热机械性能曲线1．定义：高聚物在一定的拉伸应力作用下，以一定的速度升高温度，得到的受力变形或初始模量等随温度变化而变化的曲线。2．曲线及其特点热机械曲

5、线（a）温度-变形曲线（b）温度-模量曲线a.玻璃化温度Tg从玻璃态向高弹态转变的温度,也就是高聚物链段运动开始发生的温度。（范围）b.粘流温度Tf从高弹态向粘流态转变的温度,也就是聚合物熔化后发生粘性流动的温度。范围）c.熔点温度Tm高聚物内晶体完全消失时的温度,也就是结晶熔化时的温度。d.分解点温度Td纤维发生化学分解时的温度。e.软化温度：在一定的压力及条件(如试样大小、升温速度、施力方式等)下,高聚物达到一定变形时的温度。（1）五个温度（2）三种力学状态宏观力学特征内部结构特点玻璃态模量很高，变形能力较差，变形在负荷除去后立即回复。较高的强度，纤维显得脆硬（一般固体的普弹特性）大分子的

6、热运动能较低，整个大分子处于“冻结”状态，运动单元和运动方式是只有侧基、链节、短支链等的局部振动和键长、键角的变化。高弹态模量突然下降，变形能力较大，变形在外力除去后经过一段时间可恢复。强力较小（高弹性变形）运动单元——链段开始“解冻”，链段绕主链的单键旋转运动，引起大分子链构象的变化。大分子在外力作用下，可以伸展，外力解除后能够卷缩（缓）。粘流态在外力作用下发生粘性流动，具有可塑性整个分子链具有较高的运动能，有较强的滑动能力几种纺织纤维的热转变点纤维种类玻璃化温度软化点熔点分解点洗涤最高温度棉------15090～100羊毛------13030～40桑蚕丝------15030～40粘胶

7、纤维------150--醋酯纤维186195～205290～300----涤纶80,67,90235～240256--70～100锦纶647,65180215～220--80～85锦纶6685225253--8～85腈纶80～100,140～150190～240--280--30040～45维纶85干220～230水中110------丙纶-35145～150163～175----氯纶82水中1