纺织材料学教学课件下载-样章.ppt第六章纺织材料的热学、电学、光学性质第一节热学性质一、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TT=[(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。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。形变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a.主链结构侧基的极性越强，数目越多，Tg越高，如：柔性侧链越长，分子链柔顺性越好，Tg越低，如：当分子量较低时，MW↗，Tg↗；当分子量足够大时，Tg与分子量无关。d.化学交联聚合物的玻璃化转变是一个松弛过程，与过程相关，因此升温或冷却速度、外力的大小及其作用时间的长短对Tg都有影响。测定Tg时升温或降温速度慢，Tg偏低；外力作用速度快，Tg高；单向外力可促使链段运动，使Tg降低，外力愈大，Tg降低愈明显。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