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1、紡織材料學(xué)紡織材料的吸濕性第五節(jié)纖維的吸濕性本節(jié)主要介紹紡織材料的吸濕指標(biāo);闡述吸濕機(jī)理及影響吸濕性的因素;吸濕對(duì)纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)以及對(duì)產(chǎn)品性能、紡織工藝和加工方面的影響。一.纖維的吸濕平衡纖維材料的含濕量隨所處的大氣條件而變化,在一定的大氣條件下,纖維材料會(huì)吸收或放出水分,隨著時(shí)間的推移逐漸達(dá)到一種平衡狀態(tài),其含濕量趨于一個(gè)穩(wěn)定的值,這時(shí),單位時(shí)間內(nèi)纖維材料吸收大氣中的水分等于放出或蒸發(fā)出的水分,這種現(xiàn)象稱(chēng)為吸濕平衡。一.纖維的吸濕平衡需要指出的是:吸濕平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。如果大氣中的水汽部分
2、壓力增大,使進(jìn)入纖維中的水分子多于放出的水分子,則表現(xiàn)為吸濕,反之則表現(xiàn)為放濕。一.纖維的吸濕平衡纖維的吸濕或放濕比較敏感,一旦大氣條件變化,則其含濕量也立即變化,由于紡織材料的性質(zhì)與吸濕有關(guān),所以在進(jìn)行物理力學(xué)性能測(cè)試時(shí),試樣應(yīng)趨于吸濕平衡狀態(tài)(如圖2-10)。一.纖維的吸濕平衡纖維的吸濕、放濕是呈指數(shù)增長(zhǎng)的過(guò)程,嚴(yán)格地說(shuō)達(dá)到平衡所經(jīng)歷的時(shí)間是很長(zhǎng)的,纖維集合體體積愈大,壓縮愈緊密達(dá)到平衡的時(shí)間也愈長(zhǎng)。一般單纖維或3mg以下的小束,6秒鐘將基本平衡;50g的塊體達(dá)到平衡約要1小時(shí)或更多;100
3、kg的絮包達(dá)到平衡約要4個(gè)月到一年。二.纖維的吸濕指標(biāo)1.回潮率與含水率纖維及其制品吸濕后,含水量的大小可用回潮率或含水率來(lái)表示?;爻甭蔠是指纖維材料中所含水分的重量占纖維干重的百分?jǐn)?shù);含水率M則是纖維材料中所含水分的重量占纖維濕重的百分?jǐn)?shù)。紡織材料吸濕性的大小,絕大多數(shù)用回潮率表示。二.纖維的吸濕指標(biāo)設(shè)試樣的濕重為G(g),干重為G0(g),則:二.纖維的吸濕指標(biāo)回潮率與含水率之間的關(guān)系為:兩者與紡織材料重量的關(guān)系為:二.纖維的吸濕指標(biāo)2.平衡回潮率平衡回潮率是指纖維材料在一定大氣條件下,吸、
4、放濕作用達(dá)到平衡時(shí)的回潮率。表2-7為幾種常見(jiàn)纖維在不同相對(duì)濕度下的吸濕平衡回潮率,供參考。表2-7幾種常見(jiàn)纖維的吸濕平衡回潮率二.纖維的吸濕指標(biāo)3.標(biāo)準(zhǔn)回潮率由于各種纖維的實(shí)際回潮率隨溫濕度條件而改變,為了比較各種紡織材料的吸濕能力,在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下,吸濕過(guò)程達(dá)到平衡時(shí)的回潮率稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)回潮率。二.纖維的吸濕指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)大氣亦稱(chēng)大氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),有三個(gè)基本參數(shù):溫度、相對(duì)濕度和大氣壓力。在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力(86-106kpa)下的標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài),國(guó)際上有多種規(guī)定,我國(guó)規(guī)定為溫度20℃,相對(duì)濕度65%
5、;而允許的誤差,各國(guó)略有不同。我國(guó)頒布有“紡織材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)溫濕度條件規(guī)定”,見(jiàn)表2-8。(注:A類(lèi)為溫帶測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),B類(lèi)為熱帶測(cè)試標(biāo)準(zhǔn))。表2-8標(biāo)準(zhǔn)溫濕度及允許誤差級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)溫度標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)濕度A類(lèi)B類(lèi)一級(jí)二級(jí)三級(jí)20℃±1℃20℃±2℃20℃±3℃27℃±2℃27℃±3℃27℃±5℃65%±2%65%±3%65%±5%二.纖維的吸濕指標(biāo)在實(shí)際工作中可以根據(jù)試驗(yàn)要求,選擇不同標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別:一級(jí)用于仲裁檢驗(yàn);二級(jí)用于常規(guī)檢驗(yàn);三級(jí)用于要求不高的檢驗(yàn)。二.纖維的吸濕指標(biāo)4.公定回潮率在貿(mào)易和成本計(jì)算中紡織材料
6、并不處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),為了計(jì)量和核價(jià)的需要,各國(guó)依據(jù)各自的具體條件,對(duì)各種紡織材料的回潮率作統(tǒng)一規(guī)定,稱(chēng)為公定回潮率。二.纖維的吸濕指標(biāo)公定回潮率為折算公定(商業(yè))重量時(shí)要加到干燥重量上的水分量對(duì)干燥重量的百分?jǐn)?shù)。通常公定回潮率接近于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的實(shí)際回潮率,但不是標(biāo)準(zhǔn)回潮率,一般稍高于標(biāo)準(zhǔn)回潮率或取其上限。各國(guó)對(duì)于紡織材料公定回潮率的規(guī)定并不一致。我國(guó)常見(jiàn)的幾種纖維的公定回潮率見(jiàn)表2-9。表2-9幾種常見(jiàn)纖維及其制品的公定回潮率種類(lèi)公定回潮率(%)種類(lèi)公定回潮率(%)原棉棉織物同質(zhì)洗凈毛異質(zhì)洗凈毛干
7、梳毛條山羊絨駱駝絨桑蠶絲柞蠶絲苧麻黃麻(生麻)黃麻(熟麻)漢(大)麻滌綸紗及長(zhǎng)絲錦綸丙綸二醋酯纖維銅氨纖維8.508.5161518.2515141111121414120.44.50913棉紗精梳毛紗粗梳毛紗精梳落毛油梳毛條毛織物兔毛長(zhǎng)毛絨絹紡蠶絲亞麻(精干麻)槿(洋)麻產(chǎn)品粘膠纖維及長(zhǎng)絲滌綸腈綸維綸玻璃纖維三醋酯纖維氯綸纖維8.516161619141516111214130.4252.5(石蠟乳劑含量)70.5二.纖維的吸濕指標(biāo)關(guān)于幾種纖維的混合原料,其公定回潮率的計(jì)算,可根據(jù)各原料重量混
8、合比的加權(quán)平均。設(shè)W1、W2……Wn分別為各原料的公定回潮率(%),P1、P2……Pn為各原料的干燥重量百分?jǐn)?shù)(%),則混紡材料的公定回潮率W(%)將為:二.纖維的吸濕指標(biāo)5.公定重量紡織材料在公定回潮率時(shí)的重量稱(chēng)為“公定重量(Gk)”,是交付結(jié)算的依據(jù)。紡織材料的公定重量與實(shí)際回潮率下的稱(chēng)見(jiàn)重量(Ga)之間的關(guān)系為:在生產(chǎn)上對(duì)于公定重量的計(jì)算,可以在折成干燥重量(G0)后進(jìn)行計(jì)算,公式如下:二.纖維的吸濕指標(biāo)當(dāng)兩種纖維混紡時(shí),成品的干重混紡比百分?jǐn)?shù)折算成投料時(shí)濕重混紡比百分?jǐn)?shù)的算法如下:設(shè)甲纖