纤维的吸湿性课件.ppt
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1、纤维的吸湿性第1页,此课件共51页哦吸湿性:从气态环境中吸收气态水气态水的能力润湿性:从水溶液中吸收液态水液态水的能力第2页,此课件共51页哦第六章第六章纤维的吸湿性纤维的吸湿性第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理第二节第二节吸湿性的测量吸湿性的测量(P93)第三节第三节吸湿对纤维性质的影响吸湿对纤维性质的影响第3页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理一、纤维的吸湿与吸湿指标吸湿指标二、纤维吸湿机理与影响因素影响因素第4页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理一、纤维的吸湿与吸湿指标(一)纤维的吸湿(一)纤维的吸
2、湿纤维材料放在空气中,一方面不断纤维材料放在空气中,一方面不断吸收吸收空气中的水蒸气,同时不断空气中的水蒸气,同时不断地向空气中地向空气中释放释放水蒸气。水蒸气。进入纤维中的水分子多于放出的水分子,则表现为吸湿进入纤维中的水分子多于放出的水分子,则表现为吸湿进入纤维中的水分子少于放出的水分子,则表现为放湿进入纤维中的水分子少于放出的水分子,则表现为放湿吸湿和放湿是一个动态过程吸湿和放湿是一个动态过程,最终会达到平衡。,最终会达到平衡。在一定的大气条件下,纤维材料会吸收或放出水分,随着时间的推在一定的大气条件下,纤维材料会吸收或放出水分,随着时间的推移逐渐达到一种平衡状态,其含湿量趋于一个稳定值
3、,这时,移逐渐达到一种平衡状态,其含湿量趋于一个稳定值,这时,单位单位时间内纤维材料吸收大气中的水分等于放出或蒸发出的水分,这种时间内纤维材料吸收大气中的水分等于放出或蒸发出的水分,这种现象称为吸湿平衡。现象称为吸湿平衡。第5页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理一、纤维的吸湿与吸湿指标一、纤维的吸湿与吸湿指标(二)吸湿指标(二)吸湿指标1回潮率回潮率与含水率与含水率含水率含水率MM:纤维材料中所含水分重量对:纤维材料中所含水分重量对湿重湿重的百分比的百分比回潮率回潮率WW:纤维材料中所含水分重量对纤维材料中所含水分重量对干重干重的百分比的百分比混合材料回潮率
4、混合材料回潮率G:湿重:湿重G0:干重:干重P1,P2,Pn分别为第一种、第二种、第n种纤维的干燥重量干燥重量百分比W1,W2,Wn分别为第一种、第二种、第n种纤维的回潮率第6页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理第7页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理一、纤维的吸湿与吸湿指标一、纤维的吸湿与吸湿指标(二)吸湿指标(二)吸湿指标2.平衡回潮率平衡回潮率纤维材料在一定大气条件下,吸、放湿作用达到平衡稳态时的纤维材料在一定大气条件下,吸、放湿作用达到平衡稳态时的回潮率回潮率吸湿平衡回潮率吸湿平衡回潮率Wae:吸湿达到相对平衡状态
5、时的回潮率:吸湿达到相对平衡状态时的回潮率放湿平衡回潮率放湿平衡回潮率Wde:放湿达到相对平衡状态时的回潮率:放湿达到相对平衡状态时的回潮率第8页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理一、纤维的吸湿与吸湿指标(二)吸湿指标3标准回潮率标准回潮率标准状态:我国规定为温度标准状态:我国规定为温度20左右,相对湿度左右,相对湿度65%左右左右。(P87)标准回潮率:标准回潮率:在标准状态下,将纤维在在标准状态下,将纤维在“吸湿过程吸湿过程”中放置中放置24小时后小时后测得的回潮率。测得的回潮率。级别标准温度()标准湿度(%)A类B类120127265222022736
6、533203275655第9页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理一、纤维的吸湿与吸湿指标(二)吸湿指标4公定公定回潮率回潮率为了贸易上计价方便,对各种纤维材料的回潮率作的统一规定的为了贸易上计价方便,对各种纤维材料的回潮率作的统一规定的回潮率。回潮率。第10页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理一、纤维的吸湿与吸湿指标(二)吸湿指标5.重量重量实际重量实际重量Ga:Ga=G0(1+Wa)公定重量公定重量Gk:Gk=G0(1+Wk)第11页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理当两种纤维混纺时,
7、成品的当两种纤维混纺时,成品的干重混纺比干重混纺比百分百分数折数折算成投料时算成投料时湿重混纺比湿重混纺比百分数百分数第12页,此课件共51页哦例例1:涤纶的实际回潮率为:涤纶的实际回潮率为0.3%,粘胶纤维,粘胶纤维的实际回潮率为的实际回潮率为12%,为了使涤粘干重混,为了使涤粘干重混纺比的百分数为纺比的百分数为65/35,问涤粘湿重混纺百,问涤粘湿重混纺百分数应为多少?分数应为多少?第13页,此课件共51页哦例例2:有一批毛涤粘为:有一批毛涤粘为304030混纺混纺原料,实际称得重量为原料,实际称得重量为1000Kg,实测回潮,实测回潮率为率为9.5%,求,求(1)该批原料的公定回潮率;该
8、批原料的公定回潮率;(2)该批原料的公定重量和干重。该批原料的公定重量和干重。(保留两位保留两位小数小数)。第14页,此课件共51页哦课后作业(三)1、解释下列名词:含水率、回潮率。推导它们之间的换算式,、解释下列名词:含水率、回潮率。推导它们之间的换算式,将原棉的标准含水率将原棉的标准含水率10%折算成公定回潮率。折算成公定回潮率。2、60/40毛毛/棉涤混纺纱在公定回潮率时的混纺百分比。棉涤混纺纱在公定回潮率时的混纺百分比。3、一批腈纶重、一批腈纶重1000Kg,取,取50g试样烘干后称得其干重试样烘干后称得其干重49.2g,求改批腈纶的回潮率和公定重量。,求改批腈纶的回潮率和公定重量。4
9、、有一批纺织原料,其混纺比例为羊毛、有一批纺织原料,其混纺比例为羊毛40/涤纶涤纶40/粘胶粘胶20,实际称、得重量为,实际称、得重量为3500Kg,回潮率为,回潮率为8。求该批纺。求该批纺织原料的公定重量是多少?(保留织原料的公定重量是多少?(保留1位小数)。位小数)。第15页,此课件共51页哦常用纤维的标准回潮率和公定回潮率常用纤维的标准回潮率和公定回潮率纤维纤维种种类类标标准回潮率(准回潮率(%)公定回潮率(公定回潮率(%)原棉原棉78111苎苎麻(脱胶)麻(脱胶)7812亚亚麻麻81112黄麻黄麻1216(生麻),(生麻),913(熟麻)(熟麻)14洗洗净净毛毛-16山羊毛山羊毛-15
10、干毛条干毛条-18.25油毛条油毛条-19桑蚕桑蚕丝丝8911.0粘胶粘胶纤维纤维131513醋醋酯纤维酯纤维477涤纶涤纶0.40.50.4锦纶锦纶63.50.54.5锦纶锦纶66424.54.5腈纶腈纶1.22.02.0维纶维纶4.55.05丙丙纶纶00氯纶氯纶-0氨氨纶纶-1第16页,此课件共51页哦常用纱线的公定回潮率纱线纱线种种类类公定回潮率公定回潮率(%)纱线纱线种种类类公定回潮率公定回潮率(%)棉棉纱纱8.5(英制(英制9.89)粘胶粘胶纱纱及及长丝长丝13苎苎麻麻纱纱10粘胶粘胶针织绒线针织绒线(内(内销销)8亚亚麻麻纱纱12粘胶粘胶针织绒线针织绒线(外(外销销)13经经梳梳毛
11、毛纱纱16涤纶涤纶纱纱及及长丝长丝0.4粗梳毛粗梳毛纱纱15锦纶纱锦纶纱及及长丝长丝4.5羊毛羊毛绒线绒线(国内)(国内)10腈纶纱腈纶纱2羊毛羊毛绒线绒线(外(外销销)15维纶纱维纶纱5羊毛羊毛针织绒线针织绒线15涤涤棉棉纱纱(65/35)3.2(英制(英制3.7)绢纺绢纺蚕蚕丝丝11第17页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理二、吸湿机理与影响因素二、吸湿机理与影响因素(一)吸湿过程(一)吸湿过程吸附:吸附:水分子停留在纤维表面水分子停留在纤维表面吸收:吸收:水分子向纤维内部扩散与纤维内大分子上的水分子向纤维内部扩散与纤维内大分子上的亲水性基团结合亲水性基
12、团结合凝聚:凝聚:水分子进入纤维的缝隙孔洞,在纤维的水分子进入纤维的缝隙孔洞,在纤维的毛细管壁凝聚毛细管壁凝聚第18页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理二、吸湿机理与影响因素二、吸湿机理与影响因素(二)二相理论(二)二相理论1 1、吸附水(粘着水)、吸附水(粘着水):纤维因表面能而吸附的水分子。:纤维因表面能而吸附的水分子。2 2、吸收水:、吸收水:由于纤维中极性基团的极化作用而吸着的水。由于纤维中极性基团的极化作用而吸着的水。直接吸收水直接吸收水:由于纤维中亲水基团的作用而吸着的水分子。:由于纤维中亲水基团的作用而吸着的水分子。结合力较强,主要是氢键力,同
13、时放出的热量也较多。结合力较强,主要是氢键力,同时放出的热量也较多。间接吸收水间接吸收水:其他被吸着的水分子。:其他被吸着的水分子。a.a.由于水分子的极性再吸着的水分子由于水分子的极性再吸着的水分子 b.b.纤维中其他物质的亲水基团所吸引的水分子。纤维中其他物质的亲水基团所吸引的水分子。结合力较弱,主要是范德华力,同时放出的热量也较少。结合力较弱,主要是范德华力,同时放出的热量也较少。第19页,此课件共51页哦直接吸收和间接吸收的水分子第20页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理二、吸湿机理与影响因素二、吸湿机理与影响因素(二)二相理论(二)二相理论3 3、
14、毛细水、毛细水(毛细管凝结水毛细管凝结水):纤维有许多细孔,由于毛细管的作用纤维有许多细孔,由于毛细管的作用而吸收的水分。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。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)。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)。4 4、区别:、区别:吸收水属于化学吸着水,是化学键力,因此必然有放热反应;吸收水属于化学吸着水,是化学键力,因此必然有放热反应;吸附水和毛细水属于物理吸着,是范德华力,没有明显的热反应,吸附水和毛细水属于物理吸着,是范德华力,没有明显的热反应,吸
15、附吸附也比较快。也比较快。第21页,此课件共51页哦第一节第一节纤维的吸湿及吸湿机理纤维的吸湿及吸湿机理二、吸湿机理与影响因素二、吸湿机理与影响因素(三)影响因素(三)影响因素1、内因、内因亲水基团的作用亲水基团的作用纤维的结晶度纤维的结晶度纤维的比表面积和内部空隙纤维的比表面积和内部空隙纤维内的伴生物和杂质纤维内的伴生物和杂质2、外因、外因大气压力大气压力相对湿度相对湿度温度温度初始回潮率初始回潮率第22页,此课件共51页哦亲水基团的作用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大小。数量越多,极性越强,纤维
16、的吸湿能力越高。如:力的大小。数量越多,极性越强,纤维的吸湿能力越高。如:羟基(羟基(-OH)、)、酰胺基(酰胺基(-NHCO-)、羧基(、羧基(-COOH)、氨基)、氨基(-NH2)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)。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)。纤维素纤维:纤维素纤维:如棉、麻粘胶,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(CH3COO-)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:蛋白质纤维:主链上含有亲水性的酰胺基,因此吸湿
17、性很好。羊毛侧链中比蚕丝含有较多的羟基、氨基、羧基等亲水性基团,故其吸湿性优于蚕丝。合成纤维:合成纤维:含有亲水基团不多,故吸湿性都较差。维纶:含有羟基(一OH),经缩醛化后一部分羟基被封闭,吸湿性减小,但在合纤中其吸湿能力最好。锦纶: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:缺少亲水性基团,故吸湿能力极差,尤其是丙纶基本不吸湿。第23页,此课件共51页哦纤维的结晶度纤维的结晶度纤维的结晶度越低,吸湿能力就越强。在同样的结晶度下,微纤维的结晶度越低,吸湿能力就越强。在同样的结晶度下,微晶
18、体的大小对吸湿性也有影响。一般来说,晶体小的吸湿性较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。大。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,如氢键、盐式键、双硫键等,所以排列,活性基在分子间形成了交键,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。因而纤维的吸湿作用主要是发生在无定形区。离,显然这是困难的。因而纤维的吸湿作用主要是发生在无定
19、形区。棉、麻和粘胶棉、麻和粘胶同属纤维素纤维,每一个葡萄糖剩同属纤维素纤维,每一个葡萄糖剩基上都含有基上都含有3 3个一个一OHOH,但棉麻纤维的结晶度为但棉麻纤维的结晶度为7070,而粘胶纤维仅而粘胶纤维仅3030左右,粘胶吸湿性好于棉麻。左右,粘胶吸湿性好于棉麻。第24页,此课件共51页哦纤维的比表面积和内部空隙纤维的比表面积和内部空隙纤维的比表面积越大,表面能也就越大,表面吸附能纤维的比表面积越大,表面能也就越大,表面吸附能力越强,吸附的水分子数也越多,吸湿性越好。细纤力越强,吸附的水分子数也越多,吸湿性越好。细纤维的比表面积大,较细纤维的回潮率偏大些。维的比表面积大,较细纤维的回潮率偏
20、大些。纤维无定形区内缝隙孔洞越多越大,纤维吸湿能力越纤维无定形区内缝隙孔洞越多越大,纤维吸湿能力越强。强。成熟度差的棉纤维比较细,表面积大,因此其吸湿能成熟度差的棉纤维比较细,表面积大,因此其吸湿能力大于成熟度好的棉纤维。力大于成熟度好的棉纤维。粘胶纤维结构比棉麻纤维疏松,缝隙孔洞多,是其吸粘胶纤维结构比棉麻纤维疏松,缝隙孔洞多,是其吸湿能力远高于棉的原因之一湿能力远高于棉的原因之一合成纤维结构一般比较致密,而天然纤维组织中有微合成纤维结构一般比较致密,而天然纤维组织中有微隙,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因之一。第25页,此课件
21、共51页哦纤维的内的伴生物和杂质纤维的内的伴生物和杂质a.棉纤维中有含氮物质、棉蜡、果胶、脂肪等,其中含氮物质、果胶含氮物质、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,棉纤维脱脂程度越高,其吸湿能力越好;其吸湿能力越好;b.羊毛表面的油脂是拒水性物质油脂是拒水性物质,它的存在使吸湿能力减弱;c.麻纤维的果胶果胶和蚕丝中的丝胶丝胶有利于吸湿;d.化学纤维表面的油剂油剂,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亲水基团向着空气定向排列排列时,纤维吸湿量变大。第26页,此课件共51页哦吸湿等温线第27页,此课件共51页哦吸湿等温线1、定
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