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1号箱包网影响纺织纤维回潮率内在因素

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影响纤维回潮率的因素有内因和外因两方面,而外因也是通过内因起作用的。纤维内在因素包括纤维大分子亲水基团的多少和亲水性的强弱、纤维的结晶度、纤维内孔隙的大小和多少、纤维比表面积的大小以及纤维伴生物的性质和含量等,它们对纤维回潮率的大小均有影响,纤维在空气中吸湿能力的强弱,主要决定于它的内因。但是,周围空气条件、放置时间的长短以及吸湿放湿过程等外界因素,对于一种具体纤维来说,也是不可忽视的外在因素。

 

影响纺织纤维回潮率内在因素

1号箱包网影响纺织纤维回潮率内在因素1、亲水基团的作用

纤维大分子中,亲水基团的多少和亲水基极性的强弱均能影响1号站平台网站吸湿能力的大小。如羟基(-OH)、酰胺基(-CONH)、胺基(-NH2)、羧基(-COOH)等都是较强的亲水基团,它们与水分了的亲和力很大,能与水分子形成化学结合水(或称吸收水)。这类基团越多,纤维的吸湿能力越高。

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图1 酰胺基化学式

纤维素纤维,如棉、粘胶纤维、铜氨纤维等,大分子中的每一个葡萄糖剩基含有3个羟基,所以吸湿性较大。醋酯纤维中大部分羟基都被乙酰基取代,而乙酰基(-COCH3)对水的吸引力又不强,因此醋酯纤维的吸湿性较低。

蛋白质纤维的主链上含有亲水性的酰胺基(-CONH),侧链中含有羟基(-OH)、胺基(-NH2)、羧基(-COOH)等亲水性基团,因此吸湿性很好,尤1号站平台网站是羊毛,侧链中亲水基团较蚕丝更多,故1号站平台网站吸湿性优于蚕丝。

合成纤维含有亲水基团不多,所以吸湿性都较差,维纶大分子中含有羧基(-COOH),但经缩醛化后一部分羟基被封闭,所以吸湿性减小,但在合成纤维中1号站平台网站吸湿能力1号站官网地址算好;锦纶6、锦纶66的大分子中,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基团氰基( -CN),故吸湿能力小;涤纶、丙纶中缺少亲水性基团,故吸湿能力极差,尤1号站平台网站是丙纶基本不吸湿。

 

2、纤维的结晶度

纤维分于在结晶区中能够紧密地集聚而成有规则的排列图像,这时由于活性基在分子间形成了交键,如氢键、盐式键、双硫键等,因此水分子就不易渗入,若要产生吸湿作用就须打开这些交键,显然这是困难的,因而纤维的吸湿作用主要产生在无定形区。

纤维分子结构中,无定形区所占的百分比和吸湿性能有着密切的关系。纤维的结晶度越低,吸湿能力就越强。例如棉和粘胶纤维,虽然它们的每一个葡萄糖剩基上都有3个羟基,但由于棉纤维的结晶度为70%左右,而粘胶纤维仅30%左右,所以粘胶纤维的吸湿能力比棉纤维高得多。

3、纤维的比表面积和内部空隙

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图2 粘胶纤维的横截面图

纤维的比表面越大,表面能也越多,表面吸附能力越强,纤维表面吸附的水分子数也越多,表现为吸湿性越好。所以细纤维较粗纤维的回潮率偏大些。

纤维内的孔隙越多越大,水分子越容易进入,毛细管凝结水可增加,使纤维吸湿能力越强。粘胶纤维结构比棉纤维疏松,粘胶纤维的吸湿能力高于棉纤维;合成纤维结构一般比较致密;而天然纤维组织中有微隙,天然纤维的吸湿能力远大于合成纤维。

 

4、纤维内的伴生物和杂质

纤维的各种伴生物杂质对吸湿能力有影响。

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此外。天然纤维在采集和初步加工过程中,总会留有一定数量的杂质,这些杂质往往具有较高的吸湿能力。因此,纤维中含杂多少的因素,对回潮率也有一定的影响。

 

影响纺织纤维回潮率的外界因素

1、相对湿度的影响

在一定温度条件下,相对湿度越高,空气中水气分压力越大,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,纤维的吸湿也就越多。在一定温度条件下,纤维回潮率与空气相对湿度关系的示意曲线如图3所示。

吸收水分在起始阶段随着相对湿度的提高迅速增加,而后趋于不再增加;而毛细管凝结水在起始阶段增加缓慢,到相对湿度较高则迅速增加,因此纤维回潮率随着相对湿度的提高而增加的曲线呈反S形。合成纤维由于大分子上缺乏亲水基团,结构又较紧密,因此吸湿性差,吸湿等温线反S形不明显。

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图3 纤维回潮率和相对湿度关系的示意曲线

 

2、温度的影响

在温度和相对湿度这两个影响因素中,对亲水性纤维来说,相对湿度对回潮率的影响是主要的。而对疏水性的合成纤维来说,温度对回潮率的影响也很明显。

在相对湿度相同的条件下,空气温度低时,水分子活动能量小。一旦水分子与纤维亲水基团结合后就不易再分离。空气温度高时,水分子活动能量大,纤维分子的热振动能也随之增大,会削弱水分子与纤维大分子中亲水基团的结合力,使水分子易于从纤维内逸出。同时,存在于纤维内部空隙中的液态水蒸发的蒸气压也随之上升。因此,在一般情况下,随着空气和纤维材料温度的提高,纤维的平衡回潮率会下降。

图4、图5、图6和图7分别为棉纤维、毛纤维、粘胶纤维和锦纶66在不同温度时的吸湿等温线。

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吸湿对纺织纤维性质的影响

1、对重量的影响

纺织纤维材料的重量,实际上都是一定回潮率下的重量。如果疏忽了回潮率这一因素,将使重量有误差。持别是在生产中,由于纺织生产技术的高度机械化和连续性,生产量很大,同时加工时间短,周转快,因而即使原料的回潮率在计算时误差很小,在产品和半成品的总产量上造成的差错也会很大,往往给生产管理造成混乱,必须加以充分注意。不同回潮率条件下重量折算见第一章。

 

2、对长度和横截面积的影响

纤维吸湿后体积膨胀,1号站平台网站长度和横截面积都发生膨胀,而且这种膨胀表现了明显的各向异性。纤维吸湿后在长度方向的膨胀很小,而在直径方向膨胀很多,一些资料给出,纤维在充分润湿以后截面积的增长率如下:棉为45%~50%,羊毛为30%~37%,粘胶纤维为50%~100%,苎麻为30%~35%,蚕丝为19%~30%,锦纶为1.6%~3.2%。而长度方向的增长率如下:天然纤维为0.1%~l.7%,粘胶纤维为3.7%~4.8%,锦纶为1.0%~6.9%

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纤维吸湿后的膨胀,特别是横向膨胀,不仅使织物变厚、变硬,而且是造成织物收缩的原因之一。湿态的收缩,一般叫做缩水。织物浸水后,纤维吸湿膨胀,使纱线的直径变粗,织物中纱线的弯曲程度增大,同时相互挤紧,使织物在经向或纬向比吸湿前需要占用较长的纱线,1号站平台网站结果是使织物收缩。不过纤维的吸湿膨胀也有有利的一面,例如。水龙带和雨衣可以利用它们遇水后因纤维变粗使组织更加紧密,而使水更难透过。又如,纤维膨胀在织物的起皱、干燥和染色等工艺过程中,也是一个重要因素。

 

3、对密度的影响

吸湿对纤维密度的影响,开始时是随着回潮率的增大而密度上升,以后又下降,这是由于回潮率小时,吸附的水分子与纤维呈氢键结合,而氢键长度短于范德华力结合的长度。因而纤维吸附水分子后增加的体积比原来水分子体积小,故密度有所增加。实验证明,多数吸湿性较好的纤维在回潮率为4%~6%时密度最大,以后随着水分子的大量进入,纤维的体积膨胀,密度反而降低。纤维的密度与它的含湿量关系很大,在密度测定时,必须加以注意。

图2 为几种纤维密度随回潮率变化的情况。

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4、对力学性质的影响

纺织纤维材料吸湿的多少,对它的力学性质的影响很大,绝大多数纤维随着回潮率的增加而强力下降,1号站平台网站中粘胶纤维表现尤为突出,但棉麻等天然纤维素纤维的强力则随着回潮率的上升而上升。所有纤维的断裂伸长率都是随着回潮率的升高而增大的。常见几种纤维在润湿状态下的强伸度变化见表1。随着回潮率的增加,纤维的塑性变形增加,并且变得柔软容易变形,纤维的表面摩擦系数随着回潮率的增加而变大。

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5、对热学性质的影响

空气中的水分子被纤维大分子的极性基团所吸引而与之结合,使分子的动能降低,必然伴随着能量的转换,用热的形式释放出来。纤维在给定回潮率时吸着1g水放出的热量,称为吸湿微分热,单位为J/g水。各种干燥纤维的吸湿微分热大致接近,约为837~1256J/g水。

在一定温度下,1g重的绝对干燥纤维从开始吸湿到完全润湿时所放出的总热量,称为吸湿积分热,单位为J/g干纤维。吸湿能力强的纤维,1号站平台网站吸湿积分热也大。常见纤维的吸湿积分热见表2。

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纺织纤维吸湿和放湿的速率以及吸湿放湿量对衣着的舒适性有影响。当干燥的纤维暴露在一定相对湿度的大气中,会吸收水蒸气并放出热量,这使纤维中水蒸气的压力和纤维本身的温度升高,而使吸湿速度减慢。回潮率高的纤维放湿时需要吸收热量,这使纤维中水蒸气压力和纤维本身的温度降低,而使放湿速度降低。这就好比气候突变时添加了保护性阻尼机构,这对人体生理上的体温调节有利,吸湿放热对服装的保暖性有利。但这一特性对纤维材料的储存不利,库存时如果空气潮湿,通风不良,就会导致纤维吸湿放热而引起霉变,甚至会引起火灾。

 

6、对电学性质的影响

高聚物的特殊分子结构,赋予纤维高的电绝缘性能,1号站平台网站体积比电阻在109~1014数量级。天然纤维的伴生物,往往使它的绝缘性变差,1号站平台网站中极1号站平台网站微量的杂质和水具有导电性,所以纤维吸收水分以后,绝缘性能下降,介电系数上升,介电损耗因素增大,纺织纤维由于具有绝缘性,故可作为绝缘材料。

但这种高的绝缘性在纺织品加工中,因纤维与纤维或与1号站平台网站他机件的摩擦,产生静电现象,破坏了纤维的正常运动,影响纺织纤维加工的正常进行。洗净后的羊毛和化纤在纺织纤维加工中都有这类问题。纤维的回潮率增大,可使纤维的电阻大大下降,例如羊毛在相对湿度为10%时的体积比电阻约为1013Ω·cm,在相对湿度为90%时体积比电阻下降到107Ω·cm以下。

生产实践表明,体积比电阻在109Ω·cm以下,纺织加工就比较顺利。因此在生产过程中,温湿度的掌握十分重要。但对于抗静电来说,1号站官网地址需要采取1号站平台网站他有效的办法。纤维回潮率的变化引起电阻和介电系数的变化,根据这个原理可间接测得纤维回潮率,电阻式和电容式测湿仪就是采用这种原理设计的。

 

7、对光学性质的影响

纤维的光学性质中,与回潮率密切有关的是折射率。当纤维的回潮率升高时,纤维的光折射率下降。这也是由于水分子进入纤维后,引起分子结构作某些改变造成的。

 

综上所述,纤维的吸湿性与纤维的外表形态以及各种物理性质都有关系,如水分含量不同,不仅重量发生差异,纤维所表现的各项性能也发生很大变化,可见吸湿是纺织纤维材料最重要的性质之一。因此,在检验纤维及1号站平台网站产品的各项性质时,都必须考虑这一因素,并在统一规定的标准状态下进行检验。如果在实际工作中,由于条件限制或为了迅速取得试验结果,不能在标准态下进行,必须注明当时的温湿度条件,如有可能时,要进行必要的修正。


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