纖維的熱學(xué)光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)推選優(yōu)秀ppt

纖維(xiānwéi)的熱學(xué)光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)第一頁，共51頁。第一節(jié)纖維的熱學(xué)(rèxué)性質(zhì)一、比熱(bǐrè)二、導(dǎo)熱系數(shù)三、熱作用時的纖維性狀四、纖維的耐熱性和熱穩(wěn)定性五、纖維的燃燒性能第二頁，共51頁。一、比熱(bǐrè)1.比熱(bǐrè)的概念單位質(zhì)量的纖維，溫度升高(或降低)1℃所需要吸收(或放出)的熱量(rèliàng)，叫纖維的比熱。2.常見紡織纖維的比熱第三頁，共51頁。一、比熱(bǐrè)3.影響紡織(fǎngzhī)纖維比熱的主要因素（1）水分(shuǐfèn)的影響第四頁，共51頁。一、比熱(bǐrè)3.影響紡織(fǎngzhī)纖維比熱的主要因素（2）溫度(wēndù)的影響一般認(rèn)為，溫度較高時，具有一定回潮率纖維的比熱增大。第五頁，共51頁。一、比熱(bǐrè)3.影響(yǐngxiǎng)紡織纖維比熱的主要因素（3）纖維結(jié)構(gòu)的影響(yǐngxiǎng)在220℃附近，出現(xiàn)第二次熔前結(jié)晶，比熱稍有下降。而后者為緩慢上升曲線，無再結(jié)晶的現(xiàn)象。第六頁，共51頁。二、導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)1.導(dǎo)熱(dǎorè)的概念與導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)導(dǎo)熱主要通過熱傳導(dǎo)、對流(duìliú)和熱輻射三種方式來實(shí)現(xiàn)。單纖維的熱傳遞性是極困難的，一般采用纖維集合體的方式。第七頁，共51頁。二、導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)1.導(dǎo)熱(dǎorè)的概念與導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)熱傳遞的本質(zhì)性指標(biāo)是導(dǎo)熱系數(shù)，也稱熱導(dǎo)率，用λ表示。含義為：當(dāng)纖維材料的厚度為1m及兩端間的溫度差為1℃時，1秒鐘內(nèi)通過(tōngguò)1m2纖維材料傳導(dǎo)的熱量焦耳數(shù)。第八頁，共51頁。第九頁，共51頁。二、導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)2.影響(yǐngxiǎng)纖維導(dǎo)熱系數(shù)的因素（1）纖維的結(jié)晶(jiéjīng)與取向纖維的結(jié)晶度越高，有序排列的部分越多，連續(xù)性越好，

λ越大；纖維中分子沿纖維軸的取向排列越高越多，有利于熱在此方向上的傳遞，分子的取向度越高，沿纖維軸向的導(dǎo)熱系數(shù)越大。第十頁，共51頁。所謂介電現(xiàn)象是指絕緣體材料(也叫電介質(zhì))在外加電場作用下，內(nèi)部分子(fēnzǐ)形成電極化的現(xiàn)象。(1)纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)對介電常數(shù)的影響第三十四頁，共51頁。凡是大分子鏈呈曲折狀或螺旋狀，或主鏈上有側(cè)基，都會使雙折射率下降。當(dāng)纖維排列特征相同時，纖維細(xì)度越細(xì)，纖維制品的熱輻射穿透能力越弱；燃燒溫度是指材料(cáiliào)燃燒時的火焰區(qū)中的最高溫度值，又稱火焰最高溫度。纖維耐光性的大致排序?yàn)椋簩?dǎo)熱(dǎorè)的概念與導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)二、導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)形態(tài)(xíngtài)的穩(wěn)定性介電損耗的利用(lìyòng)二、導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)2.影響纖維導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)的因素（2）纖維(xiānwéi)集合體密度纖維集合體的導(dǎo)熱系數(shù)取決于纖維中的孔隙量及孔隙中氣體的流動性?？刂评w維層的體積質(zhì)量（密度），維持較多的靜止空氣是提高纖維制品保暖性的最主要方法。第十一頁，共51頁。二、導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)2.影響纖維(xiānwéi)導(dǎo)熱系數(shù)的因素（3）纖維排列(páiliè)方向纖維垂直于纖維層方向取向時，導(dǎo)熱能力較強(qiáng)；纖維平行于纖維層排列時，導(dǎo)熱能力較低。第十二頁，共51頁。二、導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)2.影響(yǐngxiǎng)纖維導(dǎo)熱系數(shù)的因素（4）纖維(xiānwéi)細(xì)度和中空度當(dāng)纖維排列特征相同時，纖維細(xì)度越細(xì)，纖維制品的熱輻射穿透能力越弱；在同樣密度下相對的間隙越小，靜止空氣的作用越強(qiáng)，導(dǎo)熱系數(shù)越?。焕w維中的空腔量越大，在不壓扁的狀態(tài)下，所持有的靜止空氣及空間越多，纖維集合體的導(dǎo)熱系數(shù)越小。第十三頁，共51頁。二、導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)2.影響纖維導(dǎo)熱系數(shù)(xìshù)的因素（5）環(huán)境(huánjìng)溫濕度纖維材料導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而增大；隨纖維回潮率的增加而增大。第十四頁，共51頁。三、熱作用時的纖維(xiānwéi)性狀1.兩種轉(zhuǎn)變和三種(sānzhǒnɡ)力學(xué)狀態(tài)第十五頁，共51頁。玻璃態(tài)：分子鏈段運(yùn)動被凍結(jié)，顯現(xiàn)脆性(cuìxìng)，類似普通玻璃性能。玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)高彈態(tài)：分子鏈段運(yùn)動加劇，出現(xiàn)高彈變形，類似橡膠的特性。粘彈轉(zhuǎn)變區(qū)粘流態(tài)：大分子開始變形，表現(xiàn)出液體流動的特性。三、熱作用(zuòyòng)時的纖維性狀1.兩種轉(zhuǎn)變(zhuǎnbiàn)和三種力學(xué)狀態(tài)第十六頁，共51頁。三、熱作用時的纖維(xiānwéi)性狀2.常見(chánɡjiàn)紡織纖維的三態(tài)轉(zhuǎn)變溫度第十七頁，共51頁。三、熱作用(zuòyòng)時的纖維性狀3.熱定形(dìnɡxínɡ)與變形熱定形的目的是使纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或織物的形態(tài)在熱作用下固定并獲得一定的尺寸。變形是使纖維材料獲得卷曲(juànqǔ)和膨松效果。第十八頁，共51頁。四、纖維(xiānwéi)的耐熱性和熱穩(wěn)定性纖維(xiānwéi)的耐熱性，是指纖維(xiānwéi)經(jīng)熱作用后力學(xué)性能的保持性。纖維(xiānwéi)的熱穩(wěn)定性，一般指纖維(xiānwéi)在熱作用下的結(jié)構(gòu)形態(tài)和組成的穩(wěn)定性。第十九頁，共51頁。常用纖維耐熱性

天然纖維：棉>麻>蠶絲>羊毛；

人造纖維：粘膠>棉；

合成纖維：滌綸(dílún)>腈綸>錦綸>維綸；碳纖維、玻璃纖維相當(dāng)好；滌綸(dílún)的耐熱性與熱穩(wěn)定性均較好；錦綸的耐熱性較好，但熱穩(wěn)定性差。第二十頁，共51頁。質(zhì)量(zhìliàng)與組成的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)(jiégòu)的穩(wěn)定性形態(tài)(xíngtài)的穩(wěn)定性第二十一頁，共51頁。五、纖維的燃燒(ránshāo)性能1.極限(jíxiàn)氧指數(shù)第二十二頁，共51頁。五、纖維(xiānwéi)的燃燒性能2.點(diǎn)燃溫度和燃燒(ránshāo)時間點(diǎn)燃溫度是指纖維產(chǎn)生燃燒所需的最低溫度，是燃燒的激發(fā)(jīfā)點(diǎn)溫度，稱著火點(diǎn)溫度。燃燒時間是指纖維放入可燃環(huán)境（有氧、高溫）中，觀察纖維從放入到燃燒所需的時間。第二十三頁，共51頁。五、纖維(xiānwéi)的燃燒性能3.燃燒(ránshāo)溫度燃燒溫度是指材料(cáiliào)燃燒時的火焰區(qū)中的最高溫度值，又稱火焰最高溫度。第二十四頁，共51頁。五、纖維(xiānwéi)的燃燒性能4.纖維難燃的途徑(tújìng)及形式（1）制造難燃纖維

在紡絲原液中加入防火劑或用合成的難燃聚合物紡絲。

（2）阻燃整理

阻燃劑處理。（3）通過與難燃纖維混紡(hùnfǎng)，以提高纖維的難燃性。第二十五頁，共51頁。第二節(jié)纖維(xiānwéi)的光學(xué)性質(zhì)一、光在纖維中的反射(fǎnshè)與折射現(xiàn)象二、光澤三、光的雙折射四、耐光性及光照穩(wěn)定性五、光致發(fā)光第二十六頁，共51頁。一、光在纖維(xiānwéi)中的反射與折射現(xiàn)象當(dāng)光線照射在纖維上，在纖維（介質(zhì)2）與空氣或液體(yètǐ)（介質(zhì)1）的界面處將發(fā)生反射與折射現(xiàn)象。第二十七頁，共51頁。二、導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)第二節(jié)纖維(xiānwéi)的光學(xué)性質(zhì)纖維材料導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而增大；（2）表面(biǎomiàn)比電阻ρs纖維(xiānwéi)的光澤實(shí)際上是：正反射光、表面散射反射光和來自內(nèi)部的散射反射光的共同貢獻(xiàn)。反射光量很大，分布不均勻——“極光”；五、纖維(xiānwéi)的燃燒性能纖維比電阻(diànzǔ)及其表達(dá)第二十五頁，共51頁。(5)加工機(jī)械的接地與尖端放電（1）體積(tǐjī)比電阻ρv在紡絲原液中加入防火劑或用合成的難燃聚合物紡絲。第二十二頁，共51頁。凡是大分子鏈呈曲折狀或螺旋狀，或主鏈上有側(cè)基，都會使雙折射率下降。四、耐光性及光照(guāngzhào)穩(wěn)定性二、導(dǎo)熱(dǎorè)系數(shù)纖維(xiānwéi)的光澤實(shí)際上是：正反射光、表面散射反射光和來自內(nèi)部的散射反射光的共同貢獻(xiàn)。評價光澤應(yīng)同時考慮兩個方面：反射光量的大小和反射光量的分布規(guī)律反射光量很大，分布不均勻——“極光”；反射光量很大，分布較均勻——“驃光”。二、光澤(guāngzé)第二十八頁，共51頁。二、光澤(guāngzé)1.纖維層狀結(jié)構(gòu)(jiégòu)對光澤的影響第二十九頁，共51頁。二、光澤(guāngzé)2.纖維(xiānwéi)縱向形態(tài)對光澤的影響纖維縱向表面(biǎomiàn)平滑一致，則漫反射少，纖維表現(xiàn)出較強(qiáng)的光澤。3.纖維橫截面形狀對光澤的影響第三十頁，共51頁。三、光的雙折射1.雙折射現(xiàn)象(xiànxiàng)雙折射的定義(dìngyì)平行偏振光沿非光軸方向投射到纖維上時，除了在界面上產(chǎn)生反射光外，進(jìn)入纖維的光線被分解成兩條折射光，稱之為纖維的雙折射。其中一條：尋常光（簡稱o光），遵守折射定律，振動面⊥光軸，n⊥；另一條：非尋常光（簡稱e光），不遵守折射定律，振動面‖光軸，n‖。雙折射率：△n=n‖-n⊥第三十一頁，共51頁。（1）取向度取向度↑，各向異性(ɡèxiànɡyìxìnɡ)顯著，雙折射率↑。當(dāng)全部大分子與纖維纖維軸平行排列時，雙折射最大。當(dāng)大分子排列紊亂時，雙折射為0。（2）大分子本身的不對稱性凡是大分子鏈呈曲折狀或螺旋狀，或主鏈上有側(cè)基，都會使雙折射率下降。腈綸有螺旋狀主鏈、三醋酯纖維分子上的側(cè)基多，故△n是負(fù)值。三、光的雙折射2.影響雙折射大小(dàxiǎo)的因素第三十二頁，共51頁。浸沒法（尋找倍克線，測得表層折射率）光程差法，△D=d（n‖-n⊥）用石英楔子補(bǔ)償法測出△D和d。應(yīng)用：

（1）用于判明纖維分子的取向程度(chéngdù)△n大，取向度大（2）用于判明管狀纖維的孔徑或棉纖維的成熟度三、光的雙折射3.纖維(xiānwéi)雙折射率的測定方法及應(yīng)用第三十三頁，共51頁。四、耐光性及光照(guāngzhào)穩(wěn)定性耐光性是指纖維受光照后其力學(xué)性能(xìngnéng)保持不變的性能(xìngnéng)。光照穩(wěn)定性是指纖維受光照射后不發(fā)生降解或光氧化，不產(chǎn)生色澤變化的性能(xìngnéng)第三十四頁，共51頁。纖維耐光性的大致排序?yàn)椋弘婢]＞羊毛(yángmáo)＞麻＞棉＞粘膠＞滌綸＞錦綸＞蠶絲纖維耐光性的本質(zhì)是要求纖維分子組成的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，聚集態(tài)結(jié)構(gòu)有序和穩(wěn)定，纖維色澤的穩(wěn)定。四、耐光性及光照(guāngzhào)穩(wěn)定性第三十五頁，共51頁。五、光致發(fā)光纖維的光致發(fā)光是激發(fā)態(tài)分子發(fā)生躍遷(yuèqiān)而輻射出特定波長光的現(xiàn)象。第三十六頁，共51頁。第三節(jié)纖維(xiānwéi)的電學(xué)性質(zhì)一、導(dǎo)電(dǎodiàn)性質(zhì)二、介電性質(zhì)三、介電損耗四、紡織纖維的靜電第三十七頁，共51頁。一、導(dǎo)電(dǎodiàn)性質(zhì)1.纖維比電阻(diànzǔ)及其表達(dá)（1）體積(tǐjī)比電阻ρv體積比電阻是指單位長度上所施加的電壓U，相對于單位截面上所流過的電流I

之比，其值是電阻率，單位Ω·cm。第三十八頁，共51頁。一、導(dǎo)電(dǎodiàn)性質(zhì)1.纖維(xiānwéi)比電阻及其表達(dá)（2）表面(biǎomiàn)比電阻ρs纖維柔軟細(xì)長，體積或截面積難以測量，而通常纖維導(dǎo)電主要發(fā)生在表面，因此采用表面比電阻ρs

表達(dá)。ρs

是單位長度上的電壓（U/L）與單位寬度上流過的電流（I/H）之比，單位歐姆Ω。第三十九頁，共51頁。一、導(dǎo)電(dǎodiàn)性質(zhì)1.纖維比電阻(diànzǔ)及其表達(dá)（3）質(zhì)量(zhìliàng)比電阻ρm考慮纖維材料比電阻測量的方便，引入質(zhì)量比電阻ρm概念，即單位長度上的電壓（U/L）與單位線密度纖維上流過的電流(I/(W/L))之比，單位是歐姆·克／厘米2(Ω·g/cm2)。第四十頁，共51頁。一、導(dǎo)電(dǎodiàn)性質(zhì)2.影響纖維比電阻的主要(zhǔyào)因素（1）吸濕(xīshī)對纖維比電阻的影響第四十一頁，共51頁。一、導(dǎo)電(dǎodiàn)性質(zhì)2.影響纖維(xiānwéi)比電阻的主要因素（2）溫度對纖維比電阻(diànzǔ)的影響第四十二頁，共51頁。一、導(dǎo)電(dǎodiàn)性質(zhì)2.影響纖維比電阻的主要(zhǔyào)因素（3）纖維附著物的影響(yǐngxiǎng)（4）其他因素對纖維比電阻的影響(yǐngxiǎng)第四十三頁，共51頁。二、介電性質(zhì)(xìngzhì)1.介電現(xiàn)象(xiànxiàng)和介電常數(shù)所謂介電現(xiàn)象是指絕緣體材料(也叫電介質(zhì))在外加電場作用下，內(nèi)部分子(fēnzǐ)形成電極化的現(xiàn)象。衡量介電現(xiàn)象強(qiáng)弱的物理量為相對介電常數(shù)εr，簡稱介電常數(shù)。第四十四頁，共51頁。第四十五頁，共51頁。二、介電性質(zhì)(xìngzhì)2.影響纖維介電常數(shù)的主要(zhǔyào)因素(1)纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)對介電常數(shù)的影響(2)外部(wàibù)因素對介電常數(shù)的影響第四十六頁，共51頁。三、介電損耗在交變電場作用下，纖維材料的極性基團(tuán)以及纖維內(nèi)部的水分子會發(fā)生極化，極化分子部分地沿著電場方向定向排列，并隨著電場方向的變換