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1、第六章第六章 纤维的表面性质纤维的表面性质 材料材料 体体积比比1m直径的直径的圆柱体柱体1mm直径的直径的圆柱体柱体纤维(1100 m)纳米材料米材料(10100nm) (46)10-9 (46)10-6 (46)10-4 0.360.52表表6-1 不同尺度材料表面结构所占体积比不同尺度材料表面结构所占体积比 纤维的表面性状与纤维集合体的加工和性能密切相关纤维的表面性状与纤维集合体的加工和性能密切相关一、表面的基本概念一、表面的基本概念1. 1. 纤维表面的定义纤维表面的定义 纤维表面，是指纤维表层纤维表面，是指纤维表层0.5-5nm0.5-5nm内的组成、结内的组成、结构和其亚微米尺度及
2、其以下的表观形态。构和其亚微米尺度及其以下的表观形态。纤维表面结构与组成是非对称和不均匀的纤维表面结构与组成是非对称和不均匀的表面的结构和形态是不稳定的表面的结构和形态是不稳定的第一节第一节 纤维表面的内涵纤维表面的内涵图图6-2 A/B6-2 A/B物质的界面层示意图物质的界面层示意图图图6-1 6-1 表面结构、形态及相互作用表面结构、形态及相互作用2. 2. 表面能（表面自由能）表面能（表面自由能） 形成单位面积表面所消耗的功。形成单位面积表面所消耗的功。图图6-3 6-3 液体表面增大所作的功液体表面增大所作的功二、纤维表面涉及的内容二、纤维表面涉及的内容 纤维表面主要涉及表面结构、表
3、面性质和表面表纤维表面主要涉及表面结构、表面性质和表面表征方法：征方法：表面结构是表面的基础与本质，决定表面性质；表面结构是表面的基础与本质，决定表面性质；表面性质是表面结构的外在行为表现；表面性质是表面结构的外在行为表现；表面表征方法是认识表面结构、性质及其相互关系表面表征方法是认识表面结构、性质及其相互关系的手段。的手段。1. 1. 纤维表面结构内涵纤维表面结构内涵图图6-4 AFM6-4 AFM的表面原子像的表面原子像(1) (1) 表面厚度表面厚度（2 2）表面形态）表面形态（3 3）表面组成）表面组成（4 4）表面结构（聚集态结构）表面结构（聚集态结构）2. 2. 纤维表面所涉及的基
4、本物理性质纤维表面所涉及的基本物理性质图图6-6 6-6 纤维表面缺陷导致的断裂纤维表面缺陷导致的断裂（1 1）摩擦性能）摩擦性能（2 2）浸润性能）浸润性能（3 3）热学性能）热学性能（4 4）光学性能）光学性能（5 5）电学性能）电学性能（6 6）力学性能劣化）力学性能劣化3. 3. 纤维表面结构与性质的一般分析方法纤维表面结构与性质的一般分析方法图图6-7 6-7 电子束激发的各类信息示意图电子束激发的各类信息示意图（1 1）表面组成分析）表面组成分析俄歇电子能谱（俄歇电子能谱（AESAES），二次离子质谱（），二次离子质谱（SIMSSIMS），），X X射线光电射线光电子能谱（子能谱（
5、XPSXPS），分析深度在表面），分析深度在表面2nm2nm左右。左右。（2 2）表面结构分析）表面结构分析低能电子衍射（低能电子衍射（LEED),LEED),反射型高能电子衍射（反射型高能电子衍射（RHEEDRHEED），扫描），扫描隧道显微镜（隧道显微镜（STMSTM）和原子力显微镜（）和原子力显微镜（AFMAFM）等等，其中首推）等等，其中首推LEEDLEED，AFMAFM（适合于高聚物材料）和（适合于高聚物材料）和STMSTM（适合于金属和无机（适合于金属和无机材料）材料）（3 3）表面形态分析）表面形态分析SEMSEM，TEMTEM，AFMAFM，STMSTM等，主要是等，主要是SE
6、MSEM和和AFMAFM（4 4）表面电子能态分析）表面电子能态分析XPS,UPSXPS,UPS。（5 5）表面性质分析）表面性质分析表表6-2 6-2 常用表面分析方法名称及用途常用表面分析方法名称及用途探针表面分析方法用途激发粒子能量或分析深度电子低能电子衍射LEED反射高能电子衍射RHEED俄歇电子谱AES扫描电子显微镜SEM透射电子显微镜TEM扫描隧道显微镜STM表面及吸附层结构表面结构表面组分，结合能表面形貌表面形貌表面轮廓、结构与成分能量E0 50-500eVE0 10-100 keVE0 2-5 keV全膜覆盖表面表面复制膜形态表面轮廓500eV“探针”原子力显微镜AFM表面结构
7、、轮廓和成分10nm4. 4. 纤维表面改性纤维表面改性 纤维表面改性是纤维表面分析研究的主要目纤维表面改性是纤维表面分析研究的主要目的，是期望通过有效、方便的表面处理获得理想、的，是期望通过有效、方便的表面处理获得理想、实用、新型纤维的主要方法。实用、新型纤维的主要方法。第二节第二节 纤维的表面特征纤维的表面特征一、天然纤维的表面特征一、天然纤维的表面特征1. 1. 棉纤维棉纤维图图6-8 6-8 棉纤维的表面形态棉纤维的表面形态棉纤维表面分布着棉纤维表面分布着微小的突起条纹（棱脊状条纹），微小的突起条纹（棱脊状条纹），是棉纤是棉纤维交叉移动时轻微跳动和铮铮做响的主要原因，影响纤维的维交叉移
8、动时轻微跳动和铮铮做响的主要原因，影响纤维的可纺性，特别是在动态滑移过程中，其作用尤为重要。微条可纺性，特别是在动态滑移过程中，其作用尤为重要。微条纹产生的起皱表面结构，有利于纤维的点接触，而且是柔性纹产生的起皱表面结构，有利于纤维的点接触，而且是柔性点接触，使纤维耐疲劳和磨损，并不涩不沾。点接触，使纤维耐疲劳和磨损，并不涩不沾。2. 2. 麻纤维麻纤维苎麻纤维表面有许多微细沟槽和残余果胶，使苎麻表面变得苎麻纤维表面有许多微细沟槽和残余果胶，使苎麻表面变得粗糙，这是苎麻刺痒的另一原因。粗糙，这是苎麻刺痒的另一原因。3. 3. 毛发类纤维毛发类纤维图图6-9 6-9 羊毛纤维表面的鳞纹羊毛纤维表
9、面的鳞纹图图6-10 6-10 羊毛纤维表面的鳞片结构羊毛纤维表面的鳞片结构 (1)(1) 羊毛纤维羊毛纤维 伪棱脊伪棱脊鳞纹鳞纹鳞片外形轮廓以及鳞片的伪鳞脊是构成羊毛表面鳞片花纹的鳞片外形轮廓以及鳞片的伪鳞脊是构成羊毛表面鳞片花纹的主要原因。通常羊毛的细度越细，其表面的鳞片度越高，鳞主要原因。通常羊毛的细度越细，其表面的鳞片度越高，鳞片重叠数越多、厚度越厚，鳞片的环状完整性也越高。片重叠数越多、厚度越厚，鳞片的环状完整性也越高。（2 2）兔毛纤维）兔毛纤维(a) (a) 羊毛羊毛(b) (b) 兔毛兔毛图图6-5 6-5 羊毛和兔毛的鳞片像（羊毛和兔毛的鳞片像（SEMSEM）兔毛纤维鳞片花纹
10、与纤维轴夹角一般小于兔毛纤维鳞片花纹与纤维轴夹角一般小于4545o o，而羊毛一般，而羊毛一般为为80809090o o。鳞片条纹平行排列且伸直程度高，呈直线条纹。且有表层粉鳞片条纹平行排列且伸直程度高，呈直线条纹。且有表层粉状物质的介入，因而状物质的介入，因而兔毛表面的差微摩擦效应极不明显兔毛表面的差微摩擦效应极不明显。鳞片的伪鳞脊现象较多，羊毛为鳞片的伪鳞脊现象较多，羊毛为1/101/10，而兔毛约为，而兔毛约为1 1次。次。兔毛表面有极好的兔毛表面有极好的滑糯性滑糯性，即其表面摩擦系数很小，主要原，即其表面摩擦系数很小，主要原因在于兔毛表面存在着一种粉状物质，为兔毛提供了优良的因在于兔毛
11、表面存在着一种粉状物质，为兔毛提供了优良的使用性质，但也造成加工成网、成条、牵伸不良等困难。可使用性质，但也造成加工成网、成条、牵伸不良等困难。可以采用浸酸腐蚀法、上纺纱油剂法和等离子体刻蚀法等，改以采用浸酸腐蚀法、上纺纱油剂法和等离子体刻蚀法等，改性纤维的可纺性。性纤维的可纺性。图图6-11 6-11 羽绒表面的原纤排列及羽绒表面的原纤排列及“膜层膜层”(TEM)(TEM)（3 3）羽绒纤维）羽绒纤维羽绒纤维表层结构是排列规整的原纤，相互紧挨着绕纤维羽绒纤维表层结构是排列规整的原纤，相互紧挨着绕纤维外层一圈，表面存在依稀可见的明亮的外层一圈，表面存在依稀可见的明亮的“膜层膜层”，这种结，这种
12、结构可能是很细的羽绒仍能挺直的原因。构可能是很细的羽绒仍能挺直的原因。（4 4）蚕丝纤维）蚕丝纤维蚕丝的表层结构和羽绒纤维相似，也是表层一排原纤紧密蚕丝的表层结构和羽绒纤维相似，也是表层一排原纤紧密排列一周。但蚕丝在表层呈排列一周。但蚕丝在表层呈层状结构层状结构，因此提供了很好的，因此提供了很好的光反射、折射和投射效果。蚕丝的表面还有丝胶及微细沟光反射、折射和投射效果。蚕丝的表面还有丝胶及微细沟槽，以及一些毛丝，使纤维具有纵向滑爽、横向略糙的特槽，以及一些毛丝，使纤维具有纵向滑爽、横向略糙的特性，纤维在交叉移动时，有性，纤维在交叉移动时，有丝鸣丝鸣现象。现象。二、化学纤维的表面特征二、化学纤维
13、的表面特征1. 1. 再生纤维再生纤维普通粘胶纤维有皮芯结构普通粘胶纤维有皮芯结构LyocellLyocell纤维由于溶剂析出和拉伸取向的作用，表面具有纤维由于溶剂析出和拉伸取向的作用，表面具有较多的原纤化结构，且原纤间的作用力弱，容易形成劈较多的原纤化结构，且原纤间的作用力弱，容易形成劈裂而产生裂而产生原纤化原纤化的毛茸，使纤维表面变得毛绒化。的毛茸，使纤维表面变得毛绒化。图图6-12 6-12 不同纺丝速度涤纶的表面结构（不同纺丝速度涤纶的表面结构（SEMSEM）2. 2. 普通合成纤维普通合成纤维涤纶：在微观尺度上如同微微波动的水面，呈无规状，涤纶：在微观尺度上如同微微波动的水面，呈无规
14、状，时而出现微小裂纹与孔洞；时而出现微小裂纹与孔洞；锦纶：因大分子的柔性，表面结构不均匀，波动比涤纶锦纶：因大分子的柔性，表面结构不均匀，波动比涤纶更明显，且波动纹与纤维轴基本垂直；更明显，且波动纹与纤维轴基本垂直；腈纶：表面也是片状晶体结构，而且表层结晶结构会因腈纶：表面也是片状晶体结构，而且表层结晶结构会因热定形处理而发生改变；热定形处理而发生改变；丙纶：表面较为粗糙，有轻微细密的纵向条纹和一定量丙纶：表面较为粗糙，有轻微细密的纵向条纹和一定量的头端翘起的毛丝。的头端翘起的毛丝。合成纤维中熔体纺丝纤维：通常被认为是表面光滑、结合成纤维中熔体纺丝纤维：通常被认为是表面光滑、结构均匀的圆柱体或
15、异形截面杆状物；构均匀的圆柱体或异形截面杆状物；合成纤维的干法或湿法纺丝表面都具有皮层。干法纺丝合成纤维的干法或湿法纺丝表面都具有皮层。干法纺丝表面的微孔和缝隙较多；湿法纺丝的皮层较厚，且先于表面的微孔和缝隙较多；湿法纺丝的皮层较厚，且先于凝固，多带有宏观收缩下凹沟槽。凝固，多带有宏观收缩下凹沟槽。 图图6-13 6-13 腈纶纤维的表面形态与结构（腈纶纤维的表面形态与结构（SEMSEM）三、表面改性和高性能纤维的表面特征三、表面改性和高性能纤维的表面特征 1. 1. 纤维粗糙化改性纤维粗糙化改性 图图6-14 6-14 羊毛的等离子体刻蚀处理表面（羊毛的等离子体刻蚀处理表面（SEMSEM）2
16、. 2. 纤维表面柔软化改性纤维表面柔软化改性 柔软剂，表面涂覆改性：改善纤维表面摩擦性能柔软剂，表面涂覆改性：改善纤维表面摩擦性能3. 3. 合成纤维的丝光改性合成纤维的丝光改性 图图6-15 6-15 涤纶的丝光处理表面（涤纶的丝光处理表面（SEMSEM）4. 4. 高性能纤维的表面特征高性能纤维的表面特征 图图6-16 6-16 芳纶纤维的表面形貌（芳纶纤维的表面形貌（SEMSEM）第三节第三节 纤维的摩擦性质纤维的摩擦性质一、纤维摩擦中的基本现象一、纤维摩擦中的基本现象 纤维的摩擦性质是指纤维与纤维、纤维与其他物纤维的摩擦性质是指纤维与纤维、纤维与其他物质表面接触并发生相对运动时的行为
17、。质表面接触并发生相对运动时的行为。1. 1. 摩擦系数摩擦系数表表6-3 纤维的的动、静摩擦系数（、静摩擦系数（S，D）纤纤 维维 S S D D粘胶与粘胶粘胶与粘胶粘胶与粘胶粘胶与粘胶0.350.350.260.26锦纶锦纶与与与与锦纶锦纶0.470.470.400.40羊毛与羊毛羊毛与羊毛羊毛与羊毛羊毛与羊毛顺鳞顺鳞片方向片方向片方向片方向逆逆逆逆鳞鳞片方向片方向片方向片方向同同同同纤维纤维方向方向方向方向0.130.130.610.610.210.210.110.110.380.380.150.15羊毛与粘胶羊毛与粘胶羊毛与粘胶羊毛与粘胶顺鳞顺鳞片方向片方向片方向片方向0.110.11
18、0.090.09逆逆逆逆鳞鳞片方向片方向片方向片方向0.390.390.350.35羊毛与羊毛与羊毛与羊毛与锦纶锦纶顺鳞顺鳞片方向片方向片方向片方向0.260.260.210.21逆逆逆逆鳞鳞片方向片方向片方向片方向0.430.430.350.35（1 1） 相对滑移速度的影响相对滑移速度的影响图图6-17 6-17 滑动速度滑动速度v v与摩擦系数与摩擦系数的关系的关系在高速摩擦时会发生：在高速摩擦时会发生：（2 2） 表观接触面积的影响表观接触面积的影响（3 3） 正压力的影响正压力的影响（4 4） 表面粗粗度的影响表面粗粗度的影响（5 5） 表面硬度的影响表面硬度的影响 （6 6） 纤维
19、外观形态及表面附着物的影响纤维外观形态及表面附着物的影响 ( (纤维截面形状与卷曲纤维截面形状与卷曲) ) （抱合力）抱合力）（7 7） 环境温湿度的影响环境温湿度的影响图图6-18 6-18 摩擦系数摩擦系数与粗糙度与粗糙度r r的关系的关系2. 2. 粘滑现象粘滑现象图图6-19 6-19 粘滑过程及摩擦力曲线粘滑过程及摩擦力曲线 纤维间相对低速滑移时，会发生时而保持不动（粘），纤维间相对低速滑移时，会发生时而保持不动（粘），纤维产生变形或同向移动；时而又相对快速滑移（滑），这纤维产生变形或同向移动；时而又相对快速滑移（滑），这种现象称为种现象称为粘滑现象粘滑现象。 产生粘滑现象的本质原因
20、是产生粘滑现象的本质原因是纤维的静、动摩擦力或静、纤维的静、动摩擦力或静、动摩擦系数的差异所致。动摩擦系数的差异所致。是纤维产生是纤维产生“丝鸣丝鸣”的根本原因。的根本原因。 粘滑现象受相对移动速度的影响，当相对移动速度大粘滑现象受相对移动速度的影响，当相对移动速度大于于0.1m/min0.1m/min时消失。时消失。图图6-20 6-20 纤维摩擦中的粘滑现象纤维摩擦中的粘滑现象3. 3. 摩擦的对称性及方向性摩擦的对称性及方向性图图6-21 6-21 纤维的对称和非对称摩擦示意图纤维的对称和非对称摩擦示意图（1 1） 对称与非对称摩擦对称与非对称摩擦图图6-22 6-22 羊毛差微摩擦效应
21、羊毛差微摩擦效应图图6-23 6-23 羊毛毡缩过程示意图羊毛毡缩过程示意图（2 2） 不同方向的摩擦不同方向的摩擦差微摩擦效应差微摩擦效应：羊毛纤维特有的现象，即：羊毛纤维特有的现象，即顺鳞片顺鳞片摩擦的摩擦系数小于逆鳞片摩擦系数摩擦的摩擦系数小于逆鳞片摩擦系数；（摩擦的各（摩擦的各向异性）向异性）根本原因是羊毛鳞片的棘齿形态。这也是导致羊根本原因是羊毛鳞片的棘齿形态。这也是导致羊毛具有毡缩性的必要条件。毛具有毡缩性的必要条件。毡化（毡缩性）：毡化（毡缩性）：羊毛纤维在热、湿、机械综合羊毛纤维在热、湿、机械综合作用下，向根部方向移动，纤维相互穿插、纠缠作用下，向根部方向移动，纤维相互穿插、纠
22、缠并越收越紧，最终形成毡制品。并越收越紧，最终形成毡制品。羊毛集合体的毡化就是由差微摩擦效应，加上羊羊毛集合体的毡化就是由差微摩擦效应，加上羊毛的高弹性伸长率和促进羊毛弹性伸长与回复的毛的高弹性伸长率和促进羊毛弹性伸长与回复的热、湿、机械综合作用完成的。热、湿、机械综合作用完成的。二、摩擦机理与测量二、摩擦机理与测量1. 纤维的摩擦机理纤维的摩擦机理摩擦是指两物体间接触并发生或将要发生相对滑移时的现象；摩擦是指两物体间接触并发生或将要发生相对滑移时的现象；从微观力学角度来说，是两物质接触面分子间的相互作用，从微观力学角度来说，是两物质接触面分子间的相互作用，在切向外力作用下产生剪切和分离的过程
23、；在切向外力作用下产生剪切和分离的过程；从宏观形态看，是两接触物体间的碰撞、挤压和错位；从宏观形态看，是两接触物体间的碰撞、挤压和错位；实际纤维间的摩擦，是宏观和微观作用的综合。实际纤维间的摩擦，是宏观和微观作用的综合。2. 2. 纤维摩擦性质的测量纤维摩擦性质的测量图图6-24 6-24 绞盘法测量原理示意图绞盘法测量原理示意图（1 1）绞盘法）绞盘法 图图6-25 6-25 纤维抽拔法实验原理纤维抽拔法实验原理（2 2）抽拔法）抽拔法图图6-26 6-26 刮动法测量装置原理图刮动法测量装置原理图（3 3）刮动法）刮动法第四节第四节 纤维的浸润与芯吸纤维的浸润与芯吸浸润和芯吸都是讨论纤维与
24、液体的相互作用。浸润和芯吸都是讨论纤维与液体的相互作用。浸润：表达单纤维或纤维集合体表面（或表观）浸润：表达单纤维或纤维集合体表面（或表观）与水的相互作用；与水的相互作用；芯吸：表达纤维集合体内（纤维间）或单纤维内芯吸：表达纤维集合体内（纤维间）或单纤维内（孔洞）对液体的毛细作用。（孔洞）对液体的毛细作用。一、纤维浸润现象（一、纤维浸润现象（wettingwetting）纤维的浸润，是指纤维与纤维的浸润，是指纤维与液体发生接触时液体发生接触时的相互作用过程。的相互作用过程。1. 1. 平衡与非平衡浸润平衡与非平衡浸润图图6-27 6-27 平衡浸润模型平衡浸润模型(1) (1) 平衡浸润平衡浸
25、润 纤维与液体接触时可以达到平衡不变的液体形状的浸润纤维与液体接触时可以达到平衡不变的液体形状的浸润。表表6-4 平衡浸平衡浸润的几种形式的几种形式 可否浸可否浸可否浸可否浸润润coscos 状状状状态态 00完全浸完全浸完全浸完全浸润润1 1或称或称或称或称铺铺展展展展0 0 9090 可浸可浸可浸可浸润润 0 0正浸正浸正浸正浸润润 =90=90 无浸无浸无浸无浸润润0 0零浸零浸零浸零浸润润9090 1 18080 不可浸不可浸不可浸不可浸润润 0 0负负浸浸浸浸润润 =180=180 完全不浸完全不浸完全不浸完全不浸润润 1 1随遇随遇随遇随遇稳态稳态接触角接触角 ：气气-液切面与固液
26、切面与固-液界面间液界面间含液体的夹角。含液体的夹角。(2) (2) 非平衡浸润非平衡浸润纤维与液体接触时液体形态一直发生变化（铺展）的浸润。纤维与液体接触时液体形态一直发生变化（铺展）的浸润。 非平衡浸润的特征是液滴在固体表面上的展开成膜，原非平衡浸润的特征是液滴在固体表面上的展开成膜，原有的固气界面消失，而留下两层固液和气液界面。有的固气界面消失，而留下两层固液和气液界面。2. 2. 浸润的滞后性浸润的滞后性 是指固体表面第一次浸润和第二次浸润间存在差异，且是指固体表面第一次浸润和第二次浸润间存在差异，且第一次浸润角第一次浸润角1 1恒大于第二次浸润角恒大于第二次浸润角2 2。以此推广：以
27、此推广： 滞后角，反应纤维浸润的滞后性：滞后角，反应纤维浸润的滞后性：3. 3. 伪浸润现象伪浸润现象图图6-28 6-28 粗糙表面浸润模型图粗糙表面浸润模型图图图6-29 6-29 不同组份表面的浸润模型不同组份表面的浸润模型 是指由于纤维的表面形态与真实形态存在差异，或材料表面是指由于纤维的表面形态与真实形态存在差异，或材料表面不同组分的组合，使液滴的三相交汇点落在某一位置或某一组不同组分的组合，使液滴的三相交汇点落在某一位置或某一组分中而引起的表观接触角不能表达或不能完全表达真实浸润性分中而引起的表观接触角不能表达或不能完全表达真实浸润性的现象。前者称形态伪浸润，后者称组分伪浸润。的现
28、象。前者称形态伪浸润，后者称组分伪浸润。（1 1）形态的影响）形态的影响（2 2）组分的影响）组分的影响二、纤维浸润性测量二、纤维浸润性测量1. 1. 接触角接触角测量测量图图6-30 6-30 插入转动法示意图插入转动法示意图图图6-31 6-31 悬滴法计算示意和实物图悬滴法计算示意和实物图图图6-32 6-32 浸润的前进角和后退角的测量示意浸润的前进角和后退角的测量示意 插入转动法；插入转动法； 悬滴法；悬滴法； 注入法注入法2. 2. 浸润力的测量浸润力的测量 图图6-33 6-33 浸润力测量原理图浸润力测量原理图(1)(1)竖直拔出法竖直拔出法(2)(2)水平浸入拉出法水平浸入拉
29、出法3. 3. 铺展速度的测量铺展速度的测量图图6-37 6-37 长丝向下运动时液面月牙状的变化长丝向下运动时液面月牙状的变化三、纤维芯吸与表征三、纤维芯吸与表征 对于纤维集合体或对于纤维集合体或多表面靠近多表面靠近或或多孔材料多孔材料，即便是原，即便是原平衡态的浸润，也会变为非平衡态特征的浸润，即平衡态的浸润，也会变为非平衡态特征的浸润，即气、液、气、液、固三相的交点会发生长时间的移动固三相的交点会发生长时间的移动，这种现象称为，这种现象称为芯吸芯吸。 1. 1. 纤维集合体的芯吸现象纤维集合体的芯吸现象 图图6-38 6-38 无毛细作用时液体的状态无毛细作用时液体的状态 纤维集合体的浸
30、润有毛细吸水的现象，或称芯吸。芯吸作纤维集合体的浸润有毛细吸水的现象，或称芯吸。芯吸作用，除了单纤维的浸润作用外，还有用，除了单纤维的浸润作用外，还有孔隙形状因子孔隙形状因子的影响。的影响。 当纤维孔隙为竖直排列，并在当纤维孔隙为竖直排列，并在有效的毛细半径时有效的毛细半径时，浸润和，浸润和重力作用会使液体被芯吸到某一高度后，形成稳态；重力作用会使液体被芯吸到某一高度后，形成稳态；空隙为水平放置时，毛细作用会使液体不断扩展，形成非空隙为水平放置时，毛细作用会使液体不断扩展，形成非平衡态；平衡态；当纤维间的空隙大小和组成不同时，则会产生毛细压差，当纤维间的空隙大小和组成不同时，则会产生毛细压差，
31、而形成而形成扩展的方向性扩展的方向性和选择性。和选择性。(a) 90(a) 90180180（拒水）（拒水） (b) 0(b) 090 90 90；其次为织物的孔隙等；其次为织物的孔隙等效直径效直径d d，d d越小，织物越拒水。越小，织物越拒水。 2. 2. 芯吸高度芯吸高度（2 2）导水高度）导水高度 织物能够导水的必要条件是织物能够导水的必要条件是 90 90；其次为织物的孔隙等；其次为织物的孔隙等效直径效直径d d，d d越小，芯吸作用越强。越小，芯吸作用越强。 3. 3. 芯吸速度芯吸速度 纤维集合体的芯吸速率，在微观上取决于纤维的物理化纤维集合体的芯吸速率，在微观上取决于纤维的物理
32、化学性质和液体分子的热平衡过程；在宏观上取决于孔隙的学性质和液体分子的热平衡过程；在宏观上取决于孔隙的形态与方向。形态与方向。 第六章作业第六章作业 1. 1.名词解释名词解释粘粘- -滑现象与丝鸣，抱合力与切向阻力，滑现象与丝鸣，抱合力与切向阻力，摩擦的对称性与方向性，平衡态浸润和非平衡态浸润，芯摩擦的对称性与方向性，平衡态浸润和非平衡态浸润，芯吸与浸润，浸润滞后性吸与浸润，浸润滞后性2.2.作图题作图题（1 1）画出一液滴在固体表面的浸润角，根据你所画的浸）画出一液滴在固体表面的浸润角，根据你所画的浸润角说明该浸润属哪种形式？润角说明该浸润属哪种形式？（2 2）根据芯吸作用，作图说明织物的拒水性和导水性。）根据芯吸作用，作图说明织物的拒水性和导水性。
