纺织材料纤维的热学性质.PPTVIP

第六章 纺织材料的热学、电学、光学性质 第一节 热学性质 比热 定义：质量为1g纺织材料温度变化1℃所吸收（放出）的热量 单位：J/g·℃ 一、纺织纤维的导热与保温 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℃，每小时通过1m2材料所传导的热量。 单位：Kcal/m·℃·h； W/m·℃ 常见纤维的导热系数（在室温20℃时测得） (2)?绝热率T ?????? ?? T=[(Q1-Q2）/Q1]*100% ? 式中：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。 (3)克罗值(CLO) 在室温21摄氏度，相对湿度小于50%，气流为10cm/s（无风）的条件下，一个人静坐不动，能保持舒适状态，此时所穿衣服的热阻为1克罗值。 ??? CLO越大，则隔热保暖性越好。 2. 影响纤维导热性能的因素 分子量的大小 在同一温度下，分子量越高→λ↑。 温度与回潮率的影响 T↑λ↑ 因为随温度增加，分子的振动频率加大，使热量能籍此得到更好的传递。 水分越多，λ越大，保暖性越差.在同样温湿度条件下，吸湿能力比较好的纤维，导热性比较好。 3. 纤维集合体的体积重量 保暖与否主要取决于纤维层中夹持的静止空气数量。 纤维层中夹持的空气越多，则纤维层的绝热性越好。一旦夹持的空气流动，保暖性将大大降低。 纤维层的体积重量在0.03-0.06g/cm3，λ最小，保暖性最好。 4. 增强服装保暖性的途径 尽可能多的储存静止空气； ??? （中空纤维、多衣穿着、不透水） 降低W%； 选用λ低的纤维； 加入陶瓷粉末等材料 纤维的热机械性能曲线的特点 （1）四个温度 ?? ?a.玻璃化温度Tg ??? 定义：非晶态高聚物大分子链段开始运动的最低温度或由玻璃态向高弹态转变的温度。 ?b.粘流温度Tf ?? 定义：非晶态高聚物大分子链相互滑动的温度，或由高弹态向粘流态转变的温度。 c. 熔点温度Tm 定义：高聚物结晶全部熔化时的温度，或晶态高聚物大分子链相互滑动的温度。 高聚物的Tm 低分子的Tm。 d. 分解点温度Td 定义：高聚物大分子主链产生断裂的温度。 （2）两个转变区：? 玻璃化转变区，粘弹态转变区 （3）三种力学状态 ： 玻璃态：分子链段运动被冻结，显现脆性 高弹态：分子链段运动加剧，出现高弹变形 粘流态：大分子开始变形 几种纺织纤维的热转变点 Tg的影响因素 （1）聚合物的结构 Tg是链段运动刚被冻结的温度，而链段运动是通过主链单键的内旋转来实现，因此Tg与高分子链的柔顺性相关，柔顺性好，Tg低，柔顺性差，Tg高。 a. 主链结构 主链由饱和单键所组成的聚合物，如-C-C-，-C-N-，-C-O-，-Si-O-等，柔顺性较好，一般Tg不高 主链中引入孤立双键，可提高分子链的柔顺性，使Tg降低 主链中引入共轭双键、芳环或芳杂环，可提高分子链的刚性，Tg升高 d. 化学交联 交联度↗，分子链运动受约束的程度↗，分子链柔顺性↘，Tg↗。 三. 纤维的耐热性与热稳定性 一般规律是：T↑，断裂强力↓；断裂伸长率↑；初始模量↓；纤维变得柔软。 1. 定义： ? 耐热性——纤维耐短时间高温的性能。 ? 热稳定性——纤维耐长时间高温的性能。 2. 常用纤维耐热性： ???? 天然纤维：棉麻蚕丝羊毛 ???? 人造纤维：粘胶棉 ? ???合成纤维：涤纶腈纶锦纶维纶 碳纤维、玻璃纤维相当好。 四、纤维的热膨胀与热收缩 1. 热膨胀 一部分纤维在加热的情况下有轻微的膨胀现象。 原因是纤维分子受热后发生较强的热振动而获得了更多的空间所致。 几种纤维的热膨胀系数 2. 热收缩 （1）定义：合成纤维受热后发生不可逆的收缩 现象称之为热收缩。 （2）指标： ????热收缩率——加热后纤维缩短的长度占原来长 度的百分率。根据介质不同有： ?? a.沸水收缩率： ????一般指将纤维放在100°C的沸水中处理30min，晾干后的收所缩率； ?b.热空气收缩率： ????一般指用180°、190°C、210°C热空气为介质处理一定时间（如15min）后的收缩率； c.饱和蒸汽收缩率： ?? 一般指用125-130°C饱和蒸汽为介质处理一定时间（如3min）后的收缩率。 （3）产生原因： 纺丝成形过程中，受到较大的抽伸作用，纤维残留一定的内应力； （4）影响