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1、纺织材料的热学、电学和光学性质,第一节 热学,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,导热性： 在有温度差的情况下，热量从高温向低温传递，这种性质称为导热性。 保暖性：纺织材料被包覆体温度的性能称为保暖性。1. 基本指标 (1)导热系数 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/mh； 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，
2、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。 温度与回潮率的影响 T 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，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/
3、cm3，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%； 选用低的纤维； 加入陶瓷粉末等材料,若对某一纤维施加一恒定外力，观察其在等速升温过程中发生的形变与温度的关系，便得到该纤维的温度-形变曲线（或称热机械曲线）。纤维典型的热机械曲线如下图，存在两个斜率突变区，这两个突变区把热机械曲线分为三个区域，分别对应于三种不同的力学状态。,二. 纤维的热机械性能,在区域I，温度低，纤维在外力作用下的形变小，具有虎克弹性行为，形变在瞬间完成，当外力除去后，形变又立即恢复，表现为质硬而脆，这种力学状态与无机玻璃相似，称为玻璃态。,随着温度
4、的升高，形变逐渐增大，当温度升高到某一程度时，形变发生突变，进入区域II，这时即使在较小的外力作用下，也能迅速产生很大的形变，并且当外力除去后，形变又可逐渐恢复。这种受力能产生很大的形变，除去外力后能恢复原状的性能称高弹性，相应的力学状态称高弹态。,当温度升到足够高时，聚合物完全变为粘性流体，其形变不可逆，这种力学状称为粘流态。,粘流态,玻璃态、高弹态和粘流态称为聚合物的力学三态。,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
5、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,三.耐热性一般规律是：T，断裂强力；断裂伸长率；初始模量；纤维变得柔软。 定义： 耐热性纺织材料在高温下保持原有物理力学性能的 能力成为耐热性。,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
6、纶锦纶维纶 碳纤维、玻璃纤维相当好。,四、阻燃性,按燃烧时引燃的难易程度、燃烧速度、自熄性等燃烧特征分：1. 易燃纤维2. 可燃纤维3. 难燃纤维4. 不燃纤维 指标： 极限氧指数LOI： 指点燃纺织材料后，放在氧-氮大气里维持燃烧的最低含氧量体积百分数。极限氧指数越大，纺织材料越难燃,五、热收缩性,（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100C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、190C、210C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125-130C饱和蒸汽为介质处理一定时间（如3min）后的收缩率。,五、纤维的热塑性和热定型 1. 基本概念 热塑性将合成纤维或制品加热到Tg以上温度，并加一定外力强迫其变形，然后冷却并去除外力，这种变形就可固定下来，以后遇到T羊毛麻棉粘胶涤纶锦纶蚕丝氰基CN：能吸收紫外光，有效的保护主链； 羰基CO：对光敏感，产生热振动，易使大分子裂解。,
