纺织行业及材料性质管理知识分析.pptx

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1、第七章第七章 纺织材料的热学、纺织材料的热学、光学、电学性质光学、电学性质1 内容提要：内容提要： 常用热学指标；常用热学指标； 纤维的热力学性质、热定形及抗热纤维的热力学性质、热定形及抗热破坏性质（耐热性、热稳定性、燃破坏性质（耐热性、热稳定性、燃烧性、熔孔性、热收缩等）；烧性、熔孔性、热收缩等）； 纤维的色泽、双折射、耐光性、紫纤维的色泽、双折射、耐光性、紫外荧光；外荧光； 纤维的电阻、静电。纤维的电阻、静电。2第一节第一节 热学性质热学性质 一、热学指标一、热学指标（一）比热（一）比热C质量为一克的纺织材料，温度变化质量为一克的纺织材料，温度变化1所吸收所吸收或放出的热量。单位：焦尔或放

2、出的热量。单位：焦尔/克克度度(J/g )。比热值的大小，反映了材料释放、贮存热量比热值的大小，反映了材料释放、贮存热量的能力。或者温度的缓冲能力。的能力。或者温度的缓冲能力。 TmQC3纤维种纤维种类类比热值比热值纤维种纤维种类类比热值比热值纤维种类纤维种类比热比热值值棉棉1.211.34粘胶纤粘胶纤维维1.261.36石棉石棉1.05羊毛羊毛1.36锦纶锦纶61.84芳香聚酰胺芳香聚酰胺纤维纤维1.21桑蚕丝桑蚕丝1.381.39锦纶锦纶662.05醋酯纤维醋酯纤维1.46亚麻亚麻1.34涤纶涤纶1.34玻璃纤维玻璃纤维0.67大麻大麻1.35腈纶腈纶1.51黄麻黄麻1.36丙纶丙纶(50

3、)1.80常见干燥纺织纤维的比热表（测定温度为常见干燥纺织纤维的比热表（测定温度为20） 单位：单位：J/g 4 影响纺织纤维比热的主要因素影响纺织纤维比热的主要因素 : 纤维的比热值是随环境条件的变化而变化的，不是一个定值。同时，又是纤维材料、空气、水分的混合体的综合值。 (1) 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。5(2)水分的影响0.511.522.53010203040回潮率(%)比热(J/g) 80 40 20 0羊毛纤维比热与回潮率和温度的关系羊毛纤维比热与回潮率和温度的关系 0w01CCWWCC6 （二）导热系数导热主要通过热传导、对流和热辐射三种方式

4、来实现。材料在一定的温度梯度场条件下，热能会通过物质本身扩散.7QdT1T2 (T2 T1)SStdxdTQ8 材料在一定的温度梯度场条件下，热能通过物质本身扩散的速度称为导热系数 。其含义是,当纤维材料的厚度为1m,两端间的温差为1C时，1秒内通过1m2纤维材料传导的热量焦耳数。单位：焦/米度时 （/mC） StTdQ9纤维纤维制品制品(W/m)棉棉纤维纤维0.0710.0731.12590.1598羊毛羊毛纤维纤维0.0520.0550.47890.1610蚕蚕丝纤维丝纤维0.050.0550.83020.1557粘粘胶纤维胶纤维0.0550.0710.71800.1934醋醋酯纤维酯纤维

5、0.05羽羽绒绒0.024木棉木棉0.32麻麻1.66240.2062涤纶涤纶0.0840.97450.1921腈纶腈纶0.0510.74270.2175锦纶锦纶0.2440.3370.59340.2701丙丙纶纶0.2210.302氯纶氯纶0.042静止干空气静止干空气0.026纯纯水水0.69710 影响纤维导热系数的因素影响纤维导热系数的因素 (1) 纤维的结晶与取向纤维的结晶与取向 纤维本身的导热系数由于纤维结构的原因也呈纤维本身的导热系数由于纤维结构的原因也呈现各向异性。现各向异性。 (2) 纤维集合体密度纤维集合体密度 对于纤维集合体，也是纤维、空气、水分三者对于纤维集合体，也是纤

6、维、空气、水分三者的综合值。导热系数与集合体的体积重量的关的综合值。导热系数与集合体的体积重量的关系呈对号规律。系呈对号规律。/1100.050.10.150.20.25体积重量()导热系数两端压差大两端无压差静止空气纤维层体积重量和导热系数间的关系纤维层体积重量和导热系数间的关系 12 （3）纤维排列方向f热辐射方向纤维层方向导热系数纤维排列方向角纤维排列方向角f与导热系数的关系与导热系数的关系 13 (4) 纤维细度和中空度 (5) 环境温湿度纤纤 维维导热导热系数系数(W/m)030100棉棉0.0580.0630.069羊毛羊毛0.0350.0490.058亚亚麻麻0.0460.053

7、0.062蚕蚕丝丝0.0460.0520.059温度与纤维导热系数间的关系温度与纤维导热系数间的关系 14 增强服装保暖性的途径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%； 选用低的纤维； 加入陶瓷粉末等材料 15 （三）热阻和绝热率T 热阻（mC /） 绝热率T 它们反映的是材料的隔热能力保暖性，值越大，说明材料越保暖。 1R(%)100010QQQT16 二、纺织材料的热力学性质 热力学性质也叫热机械性质，是指在温度的变化过程中，纺织材料的机械性质亦随之变化的特性。用不同的温度点来表征力学特性。绝大多数纤维材料的内部结构呈两相结构，即有结晶区与

8、非结晶区，而这两个区域对热的反映是不一样的，对结晶区来说在热的作用过程中，它的热力学状态有两个：一个是在热的作用下，结晶体解体形成熔融态，另一个是结晶不被破坏呈结晶态。对无定形区来讲，热力学状态大致有三个：玻璃态、高弹态和粘流态，这些状态可用以下的热力学指标来表征和区分。 17 （一）熔点Tm（软化点） 熔点是纤维的重要热性质之一，也是一个结构参数。我们知道低分子结晶体的熔化是一个相的转变过程，由结晶态（晶相）变成熔融态（液相），而且相的转变在很窄的温度范围内进行，所以叫熔点。对纤维材料，结晶是由高聚物形成的，它的熔化过程有一个较宽的温度区间熔程，由于该熔程比较宽，通常把开始熔化的温度叫起熔点

9、，把晶区完全熔化时的温度叫溶点Tm。若材料的结晶度高，晶体比较完整，则熔程变窄，熔点也随之而提高，同样结晶度条件下，晶粒大，Tm升高。18 对于无定形区来说，在热的作用下，基本上有三种热力学状态：玻璃态、高弹态和粘流态，通过变形能力来区分。在玻璃态时，强力高，变形小，且外力去除后，变形很快消失，表现出类似玻璃的力学性质。而高弹态时，受到外力，可产生较大的变形，当外力消除，变形较易回复，类似于橡胶的力学特征。粘流态时，变形不但很容易而且是不可逆的，呈现一种具有粘滞性可流动的液体状态。19 两种转两种转变和三变和三种力学种力学状态状态 玻璃态玻璃态高弹态高弹态 粘流态粘流态 玻 璃 化 转 变玻

10、璃 化 转 变区区粘弹转变区粘弹转变区交联型分子交联型分子Tg()Tf()(a)Tg()Tf()交联型交联型分子分子玻璃态玻璃态高弹态高弹态粘粘流流态态玻璃化玻璃化转变区转变区粘弹粘弹转变区转变区(b)非晶态材料的热机械性质非晶态材料的热机械性质 20 （二）玻璃化温度Tg我们把高弹态向玻璃态的转变称做玻璃化转变，其转变温度为玻璃化温度。对纺织材料来说，这个转变是很重要的。（热定形，许多使用性能的基础） （三）粘流温度Tf高弹态到粘流态之间的转变温度。 21纤维纤维玻璃化温度玻璃化温度Tg()熔点熔点Tm()粘流粘流Tf()分解点分解点Td()熨烫温度熨烫温度()棉棉230150200羊毛羊毛

11、60或或8063.1135180蚕丝蚕丝150160麻麻253100粘胶粘胶260300110醋酯醋酯186195205290300110锦纶锦纶647, 65180215125145锦纶锦纶6682225253300120140涤纶涤纶80, 67, 90235240256160腈纶腈纶90190240280300130140维纶维纶85干干: 220230 水水: 110干干: 150丙纶丙纶-35145150163175100120氯纶氯纶82901002003040 常见纺织纤维的热学性能常见纺织纤维的热学性能 22 （1）四个温度 （2）两个转变区 （3）三种力学状态 23 a.玻璃

12、化温度Tg 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。 影响Tg的因素：化学组成的影响；分子量和交键作用；混合、接枝及共聚的影响；增塑剂的作用。凡是使链的柔性增加，使分子间作用力下降的结构因素都会使Tg改变。 b.粘流温度Tf 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 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。 d.分解点温度Td 高聚物大分子主链产生断裂的温度。 24 两个转变区： 1 玻璃化转变区 2 粘弹态转变区25 玻璃态玻璃态：分子链段运动被冻结，显现脆性，类似普通玻璃性能。 高弹态高弹态

13、：分子链段运动加剧，出现高弹变形，类似橡胶的特性。 粘流态粘流态：大分子开始变形，表现出液体流动的特性。26 三、热定形（一）概念： 定形是指使纤维（包括纱、织物）达到一定的（所需的）宏观形态（状），尽可能切断分子间的联结，使分子松弛，然后在新的平衡位置上重新建立尽可能多的分子之间的联结点。 热定形则是指在热的作用下（以热手段进行分子之间联系的切断或重建）进行的定形。可以看出，热定形的主要目的就是为了消除材料在加工过程中所产生的内应力，使之在以后的使用过程中具有良好的尺寸稳定性，形态保持性，弹性，手感等。 27 （二）热定形的效果暂时定形,半永久定形与永久定形。（三）热定形的条件（1）湿度(或

14、定形液)：降低Tg（2）热：加热到Tg以上， Tm以下方可定形（3）力：施加外力达到我们所需的外观形态（4）时间：大分子间的联结只能逐步拆开，达到比较完全的应力松弛，需要时间。重建分子间的联结也需要时间28纤维品种纤维品种热定形温度热定形温度()热水定形热水定形蒸汽定形蒸汽定形干热定形干热定形涤纶涤纶120130120130190210羊毛羊毛90100100120130150锦纶锦纶66100120110120170190腈纶腈纶125135130140丙纶丙纶100120120130130140几种纤维织物的常用热定形温度几种纤维织物的常用热定形温度 29 四、耐热性和热稳定性（一）耐热性

15、。指在热的作用下，抗破坏的能力。可用破坏温度来表示，或受热时性能的恶化来评价。 （二）热稳定性。指在某温度持续作用下，多长时间会破坏的性能。30 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。 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。 31常用纤维耐热性比较：常用纤维耐热性比较： 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。 32纤维纤维在在20未加热未加热在在100经过经过2020天天在在100经过经过8080天天在在130经过经过2020天天在在130经过经过8080天天棉棉10092683810亚麻

16、亚麻10070412412苎麻苎麻1006226126蚕丝蚕丝1007339粘胶粘胶10090624432锦纶锦纶10082432113涤纶涤纶100100969575腈纶腈纶1001001009155玻璃纤维玻璃纤维100100100100100常见纺织纤维受热后的剩余强度常见纺织纤维受热后的剩余强度(%) 33热收缩热收缩 （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： 34a.a.沸水收缩率：沸水收缩率： 一般指将纤维放在100C的沸水中处理30min，晾干后的收所缩率； b.b.热空气收缩

17、率：热空气收缩率： 一般指用180、190、210热空气为介质处理一定时间（如15min）后的收缩率； c.c.饱和蒸汽收缩率：饱和蒸汽收缩率： 一般指用125-130饱和蒸汽为介质处理一定时间（如3min）后的收缩率。35（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）影响因素： 温度T，热收缩率 介质水、空气、蒸汽 原来的热处理条件 36（5 5）利弊）利弊 利用不同的纤维收缩率，混纺可改善纱线结构。 长丝或合纤纱热收缩率不同，产生易吊经、吊纬、裙子皱。 使用时也要注意热收缩问题。 37 收缩率(%) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 PA6

18、PA66 PET 纤维品种 沸水 饱和蒸汽 热空气 合成纤维的热收缩率 形态的稳定性 38 五、熔孔性（一）概念织物接触到热体而形成孔洞的性能熔孔性。影响熔孔性的因素主要有：（1）热体的温度（2）热体的作用时间（3）热体的热量（4）纤维的性能（可熔性，导热性，比热，吸湿性等）。（二）测量方法1落球法：一定温度、重量大小的钢（或玻璃）球在布上形成孔洞所需时间。2烫法：用热体（金属棒、玻璃棒、纸烟等）接触试样一定时单间，观察熔融状态。39 六、阻燃性（一）定性表达根据纤维在火焰中，离开火焰后的燃烧状况分为：1、易燃：遇火就燃，离火仍燃，且燃烧迅速，可造成火灾。2、可燃：遇火能燃，离火后仍曼延，但速

19、度慢。3、难燃：在火焰中可燃，离开火则自熄。4、不燃：与火接触亦不燃烧。 （二）定量表达1、点燃温度 2、火焰最高温度 3、燃烧速度 4、极限氧指数极限氧指数 LOI（Limit Oxygen Index）： %100222NOOVVVLOI40分类分类LOI(%)燃烧状态燃烧状态纤维品种纤维品种不燃不燃35常态环境及火常态环境及火源作用后短时源作用后短时间不燃烧间不燃烧多数金属纤维、碳纤多数金属纤维、碳纤维、石棉、硼纤维、维、石棉、硼纤维、玻璃纤维及玻璃纤维及PBO、PBI、PPS纤维纤维难燃难燃2634接触火焰燃烧，接触火焰燃烧，离火自熄离火自熄芳纶、氟纶、氯纶、芳纶、氟纶、氯纶、改性腈纶

20、、改性涤纶、改性腈纶、改性涤纶、改性丙纶等改性丙纶等可燃可燃2026可点燃，能续可点燃，能续燃，但燃烧速燃，但燃烧速度慢度慢涤纶、锦纶、维纶、涤纶、锦纶、维纶、羊毛、蚕丝、醋酯纤羊毛、蚕丝、醋酯纤维等维等易燃易燃20易点燃，燃烧易点燃，燃烧速度快速度快丙纶、腈纶、棉、麻、丙纶、腈纶、棉、麻、粘胶纤维等粘胶纤维等LOI对纤维燃烧性能的分类对纤维燃烧性能的分类 41第二节 光学性质 纤维的色泽 纤维的双折射 纤维的耐光性42 纤维同其它物体一样，当光照时到它也会发生反射、透射、折射、散射和吸收。光学性质也和内部结构有着比较密切的关系。 一、光在纤维中的反射与折射现象一、光在纤维中的反射与折射现象

21、当光线照射在纤维上，在纤维（介质2）与空气或液体（介质1）的界面处将发生反射与折射现象。43入射入射主反射主反射次反射次反射次透射次透射主透射主透射介质介质1(空气或液体空气或液体)介质介质1(空气或液体空气或液体)介质介质2(纤维纤维)2211(a) 层状结构层状结构irtt2t3trtr2trtt2rtr(c) 纤维集合体纤维集合体入射入射反射反射1反射反射3折射折射2折射折射1折射折射3反射反射2(b)纤维纤维层状结构纤维多层反射和折射对光泽影响的示意图层状结构纤维多层反射和折射对光泽影响的示意图 44 二、色泽：二、色泽：色泽颜色与光泽，不可分的统一体。（一）颜色：材料对光的选择性吸收

22、和反射的结果。(天然纤维的白度反映其质量) （二）光泽：反射可见光的能力。45 纤维的颜色 纤维的颜色取决于纤维对不同波长色光的吸收和反射能力。 天然纤维的颜色：取决于品种（即天然色素）；生长过程中的外界因素 合成纤维的颜色：取决于原料（是否含有杂质）；纺丝工艺（如温度、加热时间 等）46颜色感颜色感觉觉标准波标准波长长波长范波长范围围红色红色700620-780橙色橙色610595-620黄色黄色580575-595绿色绿色510480575 蓝色蓝色470450480紫色紫色42038045047纤维光泽的形成 纤维的光泽实际上是：正反射光、表面散射反射光和来自内部的散射反射光的共同贡献。

23、 评价光泽应同时考虑两个方面：反射光量的大小和反射光量的分布规律 反射光量很大，分布不均匀“极光”； 反射光量很大，分布较均匀“肥光”。48 影响光泽的因素主要有影响光泽的因素主要有：纤维的表面状况纤维的表面状况（粗毛比细毛光泽强）；纤维的截面形状纤维的截面形状，不同的形状会产生不同的光泽效果。如表面平滑平行反射（镜面反射），光最强；表面粗糙漫射，光柔和（反射光强一致）或产生闪光效应（有峰值漫射）；纤维结构与含杂纤维结构与含杂：层状结构（蚕丝）相当于多个反射层，反射折射的多次反复，形成了蚕丝的特殊光泽。 水分使光泽下降，颜色浓度上升，表面上的油、蜡等其它成分也会使光泽发生变化，所以化纤可通过渗

24、杂（二氧化钛）获得有光、半光、无光纤维。纤维彼此排列的平顺程度。纤维彼此排列的平顺程度。49 二、双折射 构成纤维的大分子都是很长的，若不形成取向排列，则它们只会有折射，但大多数纤维都是有取向的，当一束光射到纤维上时（非光轴入射）会形成两条折射率不同的光线，发生双折。 双折射现象双折射现象 双折射率双折射率n = nmax nmin 50 双折射的定义 平行偏振光沿非光轴方向投射到纤维上时，除了在界面上产生反射光外，进入纤维的光线被分解成两条折射光，称之为纤维的双折射。 其中一条：寻常光（简称o光），遵守折射定律，振动面光轴，n； 另一条：非寻常光（简称e光），不遵守折射定律，振动面光轴，n。

25、 双折射率：n=n- n51光入射光入射平面偏振光平面偏振光纤维纤维EE纤维轴纤维轴Ee光光Vo光光V滞后滞后椭圆偏振椭圆偏振E52纤维纤维折射率折射率nnn- n棉棉1.5731.5811.5241.5340.0410.051苎麻苎麻1.5951.5991.5271.5400.0570.068亚麻亚麻1.5941.5320.062羊毛羊毛1.5531.5561.5421.5470.0090.012桑蚕丝桑蚕丝1.5781.5380.040粘胶纤维粘胶纤维1.5391.5501.5141.5230.0180.036三醋酯纤维三醋酯纤维1.4741.479-0.005涤纶涤纶1.7251.537

26、0.188锦纶锦纶6 61.5681.5150.040锦纶锦纶66661.5701.5801.5201.5300.053腈纶腈纶1.5001.5101.5001.510-0.0050维纶维纶1.5471.5220.02553纤维的双折射现象纤维的双折射现象 传播速度较慢的光，称慢光，传播速度较慢的光，称慢光，又称又称e光，该方向的折射率较大光，该方向的折射率较大 传播速度较快的光，称快光，传播速度较快的光，称快光，又称又称o光，该方向的折射率较小光，该方向的折射率较小 双折射率双折射率n nn n0为正晶体；为正晶体；n0为负晶为负晶体；体；n=0为零晶体为零晶体 大多数纤维为正晶体大多数纤维

27、为正晶体54 影响双折射大小的因素 （1）取向度 取向度，各向异性显著，双折射率。当全部大分子与纤维轴平行排列时，双折射最大。当大分子排列紊乱时，双折射为0。 （2）大分子本身的不对称性 凡是大分子链呈曲折状或螺旋状，或主链上有侧基，都会使双折射率下降。 腈纶有螺旋状主链、三醋酯纤维分子上的侧基多，故n是负值。55 纤维双折射率的测定方法及应用 测量：测量：浸没法；（寻找倍克线，测得表层折射率） 光程差法，D= d（n- n）用石英楔子补偿法测出D和d。 应用：应用： （1）用于判明纤维分子的取向程度 n大，取向度大。 （2）用于判明管状纤维的孔径或棉纤维的成熟度56 三、耐光性耐光性是纤维抵

28、抗日光破坏的能力。耐光性是纤维抵抗日光破坏的能力。它是耐气候性的一个方面。日光中的紫外线对纤维损伤厉害，而红外线起辅助破坏作用。纤维耐光性的大致排序为：腈纶羊毛麻棉粘胶涤纶锦纶蚕丝。 5702040608010012014016030405060708090100110 保 持率 (%)时 间(h) X-Te C-Te X-Ex C-Ex X-Mo C-MoPBO PBO光照后的力学性能保持率光照后的力学性能保持率 58纤纤维维日晒时日晒时间（间（h）强力损失强力损失（%）蚕蚕丝丝20050棉棉94050羊羊毛毛112050亚亚麻麻110050粘粘胶胶90050腈腈纶纶8001025锦锦纶纶2

29、0036涤涤纶纶几种常用纤维日晒后强力损失程度几种常用纤维日晒后强力损失程度 59 四、光致发光光致发光(紫外荧光)纤维的光致发光是激发态分子发生跃迁而辐射出特定波长光的现象。纤维在受纤维在受到紫外线的照射时，会发出在可见光范到紫外线的照射时，会发出在可见光范围内的光，称之为紫外荧光。围内的光，称之为紫外荧光。各种纺织纤维具有不同颜色的荧光，可用来鉴别纤维，产品开发。60纤维纤维名称名称荧光荧光颜色颜色磷光磷光颜色颜色t( (秒秒) )棉纤棉纤维维淡黄淡黄色色淡黄淡黄色色20棉棉（未（未成熟）成熟）淡蓝淡蓝色色淡黄淡黄色色17棉棉（丝（丝光）光）淡红淡红色色淡黄淡黄色色27.5丝丝（脱（脱胶）

30、胶）淡蓝淡蓝色色淡黄淡黄色色23.5羊毛羊毛淡黄淡黄色色无色无色12黄麻黄麻淡黄淡黄色色黄色黄色15纤维荧光和磷光颜色及延续时间纤维荧光和磷光颜色及延续时间t 61第三节 电学性质 一、导电性质导电性质 （一）定义1体积比电阻：单位长度单位长度(1cm)上所施加的上所施加的电压电压U，相对于单位截面，相对于单位截面(1cm2)上所流过的电流上所流过的电流I之比之比，单位cm。 2质量比电阻：考虑纤维材料比电阻测量的方便，引入质量比电阻m概念，即单位长度上的电压（单位长度上的电压（U/L）与单）与单位线密度纤维上流过的电流位线密度纤维上流过的电流(I/(m/L)之比之比，单位g/cm2。LSRS

31、ILUv/vmLWRLWILU2/62 3表面比电阻：纤维柔软细长，体积或截面积难以测量，而通常纤维导电主要发生在表面，因此采用表面比电阻s表达。s是单位长度上的电压（单位长度上的电压（U/L）与单位宽）与单位宽度上流过的电流（度上流过的电流（I/H）之比）之比，单位。 LHRHILUs/63纤维种类纤维种类lgmnlgK棉棉6.811.416.6苎麻苎麻7.512.318.6蚕丝蚕丝9.817.626.6羊毛羊毛8.415.826.2粘胶粘胶7.011.619.6锦纶锦纶912醋酯醋酯11.710.620.1腈纶腈纶8.7腈纶（去腈纶（去油）油）14涤纶涤纶8.0涤纶（去涤纶（去油）油）14

32、纺织纤维的质量比电阻纺织纤维的质量比电阻 一般纺织纤维lgm在7以下为好,不然要采取防静电措施,9以上必须采取防静电措施.64 （二）影响因素：1、回潮率：在湿度0100%的变化范围内，比电阻变化可达106倍。用经验公式 来表示:KMnm质量比电阻与相对湿度的关系质量比电阻与相对湿度的关系 65 2、温度：温度升高，导电性能增加，电阻下降。质量比电阻与温度间的关系质量比电阻与温度间的关系 66 3、电压与频率：电压过高，材料击穿失去绝缘性。电压高，测得的比电阻小，不同电压下的测试结果不具备可比性。 频率影响介电系数，频率变高，介电系数变小，介电系数与质量比电阻的关系如下式： 棉a=76.8,b

33、=1.1;羊毛a=42.2,b=3.6 4、含杂与伴生物:含杂高,比电阻下降.67 二、介电性质二、介电性质 1介电现象和介电常数介电现象和介电常数 所谓介电现象是指绝缘体材料所谓介电现象是指绝缘体材料(也叫电介也叫电介质质) 在外加电场作用下，内部分子形成电在外加电场作用下，内部分子形成电极化的现象。极化的现象。 2常见纺织纤维的介电常数常见纺织纤维的介电常数0rCC68纤维纤维介电常数介电常数r棉棉18羊毛羊毛5.5粘胶纤维粘胶纤维8.4粘胶丝粘胶丝15醋酯短纤维醋酯短纤维3.5醋酯丝醋酯丝4.0锦纶短纤维锦纶短纤维3.7锦纶丝锦纶丝4.0涤纶短纤维，涤纶短纤维，去油去油2.3涤纶短纤维涤

34、纶短纤维4.2腈纶短纤维，腈纶短纤维，去油去油2.8常见纺织纤维的介电常数常见纺织纤维的介电常数 69 3影响纤维介电常数的主要因素影响纤维介电常数的主要因素 (1) 纤维内部结构对介电常数的影响 纤维的分子量较小,分子的堆砌密度较大,极性基团越多,基团极性越强,纤维介电常数越大. (2) 外部因素对介电常数的影响 含水率,温度升高和电场频率的下降,都会使介电常数增大.70纤维介电常数与含水率的关系纤维介电常数与含水率的关系 71频率对棉纤维介电常数的影响频率对棉纤维介电常数的影响 72 4介电损耗介电损耗 在交变电场作用下，纤维材料的极性基团以及纤维内部的水分子会发生极化，极化分子部分地沿着

35、电场方向定向排列，并随着电场方向的变换不断地作扭转交变取向运动，分子间发生碰撞、摩擦、生热，消耗能量。这种电介质在电场作用下引起发热的能量消耗，称为介电损耗。73 单位时间内,单位体积的纤维所产生的热能P为: f为电场频率(Hz);E为电场强度(V/cm); 为介电损耗角的正切 ; 为介电损耗因数 介电损耗取决于介电常数r和介电损耗角正切tg。r和tg主要由纤维的组成和结构决定，与电场频率有关。tg12r210tg556. 0EfPtgr74 干燥纤维材料的介电常数一般为25，tg为0.00l0.05，而水的介电常数为2080，tg为0.151.2，所以水的介电损耗因数至少比干燥纺织纤维大几十

36、倍。 当纤维材料作为电工绝缘材料使用时，介电损耗应当越小越好也可利用介电损耗对纤维材料进行加热烘干75 三、静电（一）静电的产生与积累任何两种物质，互相接触或摩擦时，只要表面电荷载体的能量分布不同，就可能发生表面间的电荷再分配（电荷转移）。当它们分离后，表面会出现带电体。若表面为导体，这些带电体上的电荷将迅速消失，宏观上不会觉察有电的现象。若表面为绝缘体，电荷将存在于其上，宏观上会有电的现象。76 纺织纤维大多是绝缘体，在其加工和使用中，则不断发生着接触，分开及摩擦，电荷不断产生，并积累起来，当然也会不断发生逸散。 所谓静电现象是指不同纤维材料之间或纤维与其它材料之间由于接触和摩擦作用使纤维或

37、其它材料上产生电荷积聚的现象。77 静电现象及产生原因 纤维在加工中要受到各种机件的作用，由于纤维与机械以及纤维与纤维间的摩擦，必会聚集起许多电荷从而产生静电。 静电的危害与应用 危害：粘接和分散、吸附飞花与尘埃、放电等； 应用：静电植绒、静电吸尘、粉末塑料的静电喷涂等。78 （二）静电电位序列两绝缘体接触、摩擦再分开时，一个带正电，一个带负电。经过大量实验，人们排出了一个静电序值表此表说明，两纤维摩擦而带电，处于上面的带正电荷，下面的带负电荷；表中距离越远的两种纤维摩擦带电现象越明显。 79r大大 r小小高高(+) ()低低聚氨酯聚氨酯聚聚酰酰胺胺66羊羊毛毛蚕蚕丝丝粘粘胶胶纤纤维维皮皮肤肤

38、棉棉纤纤维维醋醋酯酯纤纤维维聚聚甲甲基基丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯聚聚乙乙烯烯醇醇缩缩甲甲醛醛聚聚对对苯苯二二甲甲酸酸乙乙二二酯酯聚聚丙丙烯烯腈腈聚氯乙聚氯乙烯烯聚聚碳碳酸酸酯酯聚聚氯氯醚醚聚聚偏偏三三氯氯乙乙烯烯聚聚苯苯醚醚聚聚苯苯乙乙烯烯聚聚乙乙烯烯聚聚丙丙烯烯聚四氟聚四氟乙烯乙烯静电起电序列图静电起电序列图 80 （三）静电的测量1、测量静电荷逸散的半衰期-纺织材料上的静电衰减到原始值一半时所需的时间; 2、测静电压；3、测比电阻;4、测单位面积上的电荷量.81织物表面比织物表面比电阻电阻s ()21010210112101221013210142101521016电荷半衰期电荷半衰期t1/2

39、(S)0.010.11.010100100010000一些织物表面比电阻与电荷半衰期的关系一些织物表面比电阻与电荷半衰期的关系 82 （四）消除纤维静电现象的主要措施（四）消除纤维静电现象的主要措施 (1) 适当提高空气的相对湿度 (2) 使用抗静电剂 (3) 采用不同纤维混纺 (4) 增加纤维导电性或采用导电纤维 (5) 加工机械的接地与尖端放电。83 常用热学指标；常用热学指标； 纤维的热力学性质、热定形及抗热纤维的热力学性质、热定形及抗热破坏性质（耐热性、热稳定性、燃破坏性质（耐热性、热稳定性、燃烧性、熔孔性、热收缩等）；烧性、熔孔性、热收缩等）； 纤维的色泽、双折射、耐光性、紫纤维的色泽、双折射、耐光性、紫外荧光；外荧光； 纤维的电阻、静电。纤维的电阻、静电。84