關于紡織材料的吸濕性第1頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五本章知識點：1、紡織材料的吸濕平衡與吸濕指標（重點）2、紡織材料的吸濕機理與影響因素（難點）3、大氣條件與纖維吸濕4、吸濕對纖維性能的影響第2頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五3第一節吸濕平衡與吸濕指標

一、吸濕平衡

1、纖維材料的含濕量隨所處的大氣條件而變化，在一定的大氣條件下，纖維材料會吸收或放出水分，隨著時間的推移逐漸達到一種平衡狀態，其含濕量趨于一個平衡值，這時，單位時間內纖維材料吸收大氣中的水分等于從纖維內放出的水分，這種現象稱為吸濕平衡。纖維材料在大氣中吸收或放出氣態水的能力稱為吸濕性。是指紡織材料從氣態環境中吸著水分的能力。第3頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五

2、吸濕平衡現象的實例：（1）雨后的晴天是否適合曬被子？為什么？（2）夏天天氣很熱在地上灑水，為什么開始一段時間感覺比較涼爽，過一段時間后又會感覺比較濕熱？第4頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五

需要指出的是，紡織材料的吸濕平衡是一種動態平衡。如果大氣中的水汽分壓力增大，使進入纖維中的水分子多于放出的水分子，則表現為吸濕，反之則表現為放濕。纖維吸濕或放濕比較敏感，一旦大氣條件變化，其含濕量也立即變化，而紡織材料的性質與吸濕有關，所以在進行物理力學性能測試時，試樣應趨于吸濕平衡狀態。（調濕）第5頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五纖維吸濕、放濕是呈指數增長的過程，嚴格來說達到平衡所經歷的時間是很長的，纖維集合體體積愈大，壓縮愈緊密達到平衡的時間也愈長。一般單纖維或3mg以下的小束，6秒鐘將基本平衡；50g的塊體達到平衡約1小時或更多；100kg的絮包達到平衡約要4個月到一年。第6頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五二.吸濕指標1.回潮率與含水率

（1）回潮率W：紡織材料中所含水分重量對紡織材料干重的百分比。

（2）含水率M：

紡織材料中所含水分重量對紡織材料濕重的百分比。

Ga——纖維材料稱的的實際重量（濕重）G0

——纖維材料烘干后的干燥重量（干重）第7頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五82.平衡回潮率纖維材料在一定的大氣條件下,吸、放濕作用達到平衡穩定的回潮率，稱～。第8頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五3.標準回潮率由于各種纖維的實際回潮率隨溫濕度條件而改變，為了比較各種紡織材料的吸濕能力，在統一的標準大氣條件下，纖維材料放置一段時間后所達到的回潮率稱為～。材料測試必須在此回潮率下進行。第9頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五標準大氣條件:

大氣壓力：1個標準大氣壓，即101.3kPa

（760mmHg柱）在實際工作中可以根據要求，選擇不同的標準級別：

一級用于仲裁檢驗；

二級用于常規檢驗；

三級用于要求不高的檢驗。

級別標準溫度(℃)標準相對濕度(%)A類B類120±127±265±2220±227±365±3320±327±565±5第10頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五11

4.公定回潮率(Wk)

貿易上為了計重和核價的需要，由國家統一規定的各種紡織材料的回潮率。（純粹是為工作方便而選定的，接近但不是標準回潮率）。各國對于紡織材料公定回潮率的規定并不一致，我國常見的幾種纖維的公定回潮率見表4-2。第11頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五纖維種類公定回潮率/%纖維種類公定回潮率/%原棉8.5黃麻14羊毛洗凈毛（同質毛）16羅布麻12羊毛洗凈毛（異質毛）15大麻12干毛條18.25劍麻12油毛條19粘膠纖維13精梳落毛16滌綸0.4山羊絨17錦綸6、錦綸664.5兔毛15腈綸2.0牦牛絨15維綸5.0桑蠶絲11含氯纖維0.5柞蠶絲11丙綸0亞麻12醋酯纖維7.0苧麻12銅氨纖維13.0洋麻12氨綸1.3幾種纖維的公定回潮率第12頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五混合材料或混紡紗的公定回潮率：Wi（%）——混紡材料中第i種纖維的公定回潮率；

Pi（%）——混紡材料中第i種纖維的干重混紡比第13頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五145.標準重量Gk(公定重量)

紡織材料在公定回潮率時的重量叫標準重量，也叫公定重量。是交付結算的依據。例題:

一批粘纖(規格3D，76mm），稱見重量為4980kg，測其回潮率為10.25%，求其公定重量。第14頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五當兩種纖維混紡時，成品的干重混紡比百分數折算成投料時濕重混紡比百分數的算法如下:

纖維1：回潮率Ｗ1，濕重混比g1，干重混比g0

纖維2:回潮率Ｗ2，濕重混比100-g1，干重混比100-g0計算公式第15頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五16例：Ｔ實際回潮率0.3％，粘膠實際回潮率12％，為使二者干重混紡比為65/35，求滌粘的濕重混紡比。第16頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五作業：1.找出至少兩種日常生活中關于吸濕平衡現象的實例。2．一批腈綸重1000kg，取50g試樣烘干后稱得其干重為49.2g，求該批腈綸的回潮率和標準重量。（腈綸的公定回潮率為2.0%）

3．計算55/45棉/滌混合纖維的公定回潮率。

第17頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五一、吸濕機理

所謂吸濕機理，是指水分與纖維的作用及其附著與脫離過程。有關吸濕的理論:棉纖維吸濕的兩相理論毛纖維吸濕的三相理論

第二節吸濕機理與影響吸濕的內部因素第18頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五191、Peirce理論認為，水分子在纖維中的存在形式有：（1）直接水：親水性基團直接吸著的水（2）間接水：直接水本身因具有極性而再吸著的水第19頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五20

間接吸收的水分子存在于纖維內部的微小間隙中成為微毛細水，當濕度很高時，間接吸收的水分子可以填充到纖維內部較大的間隙中，成為大毛細水，大毛細水的結合力除氫鍵引力以外包括范德華力、表面張力等，所以結合力小。第20頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五（1）多數初始吸收水為直接吸收水。（2）而在高濕時的吸收水主要為間接吸收水。（3）直接吸收水取決于纖維中的極性基團。（4）間接吸收水與纖維中的空隙和無序區有關。第21頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五Speakman,提出羊毛吸濕的三相理論。1、第一相：水分子是與角朊分子側鏈中的親水基相結合的水。2、第二相：水分子被吸著在主鏈的各極性基團上，并取代分子鏈段間的相互作用。3、第三相：水分子是填充在纖維空隙間和分子間的汽態水。第22頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五二、

影響纖維吸濕的因素

影響纖維回潮率的因素有內因和外因兩個方面。

內在因素包括：化學結構-纖維大分子親水基團的數量和極性的強弱；聚集態結構-纖維的結晶度、纖維內孔隙的大小和多少；形態結構-纖維比表面積的大小，截面形狀、粗細及表面粗糙程度；纖維伴生物的性質和含量

。

外在條件包括：溫濕度；氣壓；原來回潮率的大小。第23頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五(一)纖維內在因素1．親水基團的作用纖維大分子中，親水基團的多少和極性強弱均能影響其吸濕能力的大小。數量越多，極性越強，纖維的吸濕能力越高。各種基團對纖維素纖維，蛋白質纖維，合成纖維吸水性都有很大影響。第24頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五如：羥基（-OH）、酰胺基（-NHCO-)、羧基（-COOH）、氨基(-NH2)等。與水分子的親和力很大，能與水分子形成化學結合水（吸收水）。第25頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五纖維素纖維：如棉、粘纖、銅氨等纖維，大分子中的每一葡萄糖?；?個-OH，在水分子和-OH之間可形成氫鍵，所以吸濕性較大。醋酯纖維中大部分羥基都被乙酸基（-COCH3）取代，而乙酸基對水的吸引力又不強，因此醋酯纖維的吸濕性較低。第26頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五蛋白質纖維：主鏈上含有親水性的酰胺基、氨基（一NH2）羧基（一COOH）等親水性基團，因此吸濕性很好，尤其是羊毛，側鏈中親水基團較蠶絲更多，故其吸濕性優于蠶絲。第27頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五合成纖維：維綸——大分子中含有羥基（一OH），經縮醛化后一部分羥基被封閉，吸濕性減小，但在合纖中其吸濕能力最好。錦綸6、錦綸66——大分子中，每6個碳原子上含有一個酰胺基（-CONH-），所以也具有一定的吸濕能力。腈綸——大分子中只有親水性弱的極性基團氰基（-CN），故吸濕能力小。滌綸、丙綸——因缺少親水性基團，故吸濕能力極差，尤其是丙綸基本不吸濕。第28頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五292.結晶度的影響

化學組成相同的纖維，吸濕性不一定相同，因內部結構不同。（1）結晶度增大，吸濕性減?。ㄎ鼭裰饕l生在無定形區）如棉經絲光后，由于結晶度降低使吸濕性增加如，棉:結晶度70%左右，回潮率8.5%

粘膠:結晶度30%左右，回潮率13%

粘膠吸濕性好于棉。

第29頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五303.纖維的比表面積和內部空隙（1）比表面積單位體積的纖維所具有的表面積。纖維的表面具有吸附作用。纖維的比表面積越大表面能越高，表面吸附的水分子數則越多，吸濕性越好。細纖維的比表面積大，故比粗纖維的吸濕性好些。（2）纖維內部孔隙內部孔隙越多越大，水分子越易進入，纖維的吸濕能力越強。第30頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五如：粘膠纖維結構比棉纖維疏松，縫隙孔洞多，是其吸濕能力遠高于棉的原因之一；

合成纖維結構一般比較致密，而天然纖維組織中有微隙，這也是天然纖維的吸濕能力遠大于合成纖維的原因之一。第31頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五思考題3：為什么粘膠纖維的吸濕能力大于棉，合成纖維的吸濕能力低于天然纖維？第32頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五334.纖維內的伴生物和雜質

纖維的各種伴生物和雜質對吸濕能力也有影響。a.棉纖維中有含氮物質、果膠、棉蠟、脂肪等；b.羊毛表面的油脂（拒水）；c.麻纖維的果膠和蠶絲中的絲膠；d.化學纖維表面的油劑；第33頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五（二）外界因素1．溫度的影響

在一般的情況下，隨著空氣和纖維材料溫度的提高，纖維的平衡回潮率將會下降。

2．相對濕度的影響在一定溫度條件下，相對濕度越高，空氣中水蒸氣的壓力越大，也即是單位體積空氣內的水分子數目越多，水分子到達纖維表面的機會越多，纖維的吸濕也就較多。第34頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五在溫度和濕度這兩個因素：對親水性纖維來說，相對濕度對回潮率的影響是主要的，對疏水性的合成纖維來說，溫度對回潮率的影響明顯。第35頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五3.氣壓的影響4.纖維原來回潮率大小的影響

由吸濕滯后性我們可知，當纖維材料置于一新的大氣條件下時，其從放濕達到平衡時的回潮率要高于從吸濕達到的回潮率。故纖維原來回潮率大小也有一定的影響。第36頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五通常，人們希望合成纖維具有像天然纖維那樣的吸濕性質。因此，根據吸濕的極性基團、高比表面積、多微孔和吸濕性雜質等機制，可以通過引入吸濕基團，采用超細多微孔纖維，進行表面改性，實現纖維吸濕性能的改善。第37頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五38一、相對濕度與平衡回潮率

（溫度恒定，大氣濕度對回潮率的影響）

1.吸濕等溫線和放濕等溫線吸濕等溫線：在一定的大氣壓力和溫度條件下，干燥的纖維在不同的大氣相對濕度下因吸濕而達到的平衡回潮率與大氣相對濕度的相關曲線。放濕等溫線：在大氣壓力和溫度不變的條件下，平衡回潮率最大的纖維（大氣相對濕度100%下平衡后）因放濕達到的平衡回潮率與大氣相對濕度的關系曲線。第三節大氣條件與纖維吸濕第38頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五39

2.吸濕等溫線的特點：（1）曲線呈上升趨勢。表明隨著相對濕度的增大，回潮率增大。（2）曲線都呈反S形。表明吸濕機理基本一致。

0-15%斜率大，吸濕速率快，極性基團吸水。

15%-70%斜率小，吸濕速率慢，間接吸附水。

70%-100%斜率大，吸濕速率快，吸濕膨脹，空隙增加。（3）纖維種類不同，曲線的高低不同。表明各種纖維的平衡回潮率在相同的濕度條件下是不同的。

圖4-2各種纖維的吸濕等溫等壓線第39頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五40

吸濕等溫線與溫度有密切的依賴性，所以一般是在標準溫度下試驗所得。不同溫度時的吸濕等溫線以棉為例，如下圖所示。第40頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五41二、吸濕滯后性（纖維原有的濕度對平衡回潮率的影響）1.定義同種纖維在一定的大氣溫濕度條件下，從放濕達到平衡的回潮率大于從吸濕達到的平衡回潮率，這一性能稱為纖維的吸濕滯后性，也稱“吸濕保守現象”。如下圖所示：第41頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五422.吸濕滯后性曲線

纖維的吸濕滯后現象

同一纖維的吸濕等溫線與放濕等溫線并不重合，而形成吸濕滯后圈。濕滯的差值（吸濕滯后性造成的差值）與纖維的吸濕性有關，吸濕性好，差值大。濕滯差值的大小還與纖維原有的回潮率有關。如圖中a→b（由吸濕狀態重新放濕），

c→d（由放濕狀態重新吸濕）。大氣相對濕度（％）第42頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五43

a-b，c-d都處于吸濕等溫線和放濕等溫線之間。

纖維的吸濕滯后現象由此可見，在同樣的相對濕度下，纖維的實際平衡回潮率處于兩條線之間的某一值，這一數值與纖維在吸濕或放濕前的歷史有關。通常講的平衡回潮率是指理論平衡回潮率，即兩曲線的中間值。第43頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五（2）水分子進出的差異吸濕過程：纖維內的通道和位置是敞開和空著的。放濕過程：各通道已被水分子堵塞，水分子進出必須挨個進行，是單方向的。進容易、出困難，進快速、出慢速，進多通道、出單方向，形成明顯的滯后。（1）能量獲得概率的差異吸濕過程：水分子是高速運動的自由顆粒，本身具有較大動能。放濕過程：水分子是被吸附的水分子，運動能量低，要脫離必須獲得能量。而能量的獲得取決于其他運動粒子的碰撞，存在概率。3.吸濕滯后產生的原因

第44頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五（3）纖維結構的差異主要體現在吸濕后纖維不可逆的膨脹與微結構的變化。吸濕過程：水分子擠入，結構被拉開，孔隙增大，這種變形是不可塑的。（4）水分子分布的差異吸濕：水汽濃度外高內低。放濕：水汽濃度內高外低。（5）熱能作用的差異吸濕：進入將釋放能量。放濕：推出將獲取能量。第45頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五464.吸濕滯后對實際工作的指導意義（1）預調濕

實驗前將試樣在標準狀態下放置一定時間，使達到平衡回潮率以減小回潮率對纖維性質的影響。

預調濕：預先將材料在較低的溫度烘燥（40～50℃，0.5～1h），使纖維的回潮率遠低于測試所要求的回潮率。然后再在標準狀態下，使達到平衡回潮率。（2）車間溫濕度調節

纖維處于放濕時：纖維處于吸濕時：車間的濕度<規定值車間的濕度>規定值第46頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五47三、大氣溫度與平衡回潮率（大氣濕度恒定）

1.吸濕等濕線纖維在一定的大氣壓力下，相對濕度一定時，平衡回潮率隨溫度而變化的曲線稱為～。羊毛和棉的吸濕等濕線第47頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五482.曲線特點

溫度愈高，平衡回潮率愈低。但在高溫高濕的條件下，平衡回潮率略有增加。

羊毛和棉的吸濕等濕線第48頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五49四、影響回潮率的外因（總結）1.溫度

溫度升高，平衡回潮率下降。2.相對濕度溫度一定，相對濕度越高，纖維的吸濕也越高。親水性纖維，相對濕度的影響是主要的，疏水性纖維，溫度的影響明顯。

第49頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五50

3.原來回潮率的大小

從放濕達到平衡時的回潮率要高于從吸濕達到的回潮率。

4.空氣流速的影響當空氣流速快時，纖維的平衡回潮率降低。第50頁，共57頁，2022年，5月20日，18點38分，星期五51第四節吸濕性對紡織材料的影響