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[综合] 纺织纤维吸湿滞后现象

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发表于 2014-11-8 15:24:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
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纺织纤维吸湿滞后现象

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相同的纤维在一定的大气温湿度条件下,从放湿达到平衡和从吸湿达到平衡时,两种平衡回潮率是不相等的,且放湿达到的平衡回潮率大于吸湿达到的平衡回潮率,这种现象称为纤维的吸湿滞后性。下图所示,纤维吸湿达到平衡所需要的时间和放湿达到平衡所需的时间是不同的。

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纤维吸湿与时间的关系图.jpg

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纤维吸湿与时间的关系图
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 楼主| 发表于 2014-11-8 15:27:06 | 显示全部楼层

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纤维的吸湿滞后性,更明显地表现在纤维的吸湿等温线和放湿等温线的差异上,纤维的放湿等温线,是指一定的纤维在温度一定,相对湿度为100%的空气中达到最大的回潮率后,再放在各种不同相对湿度的空气中,所测得的平衡回潮率与空气相对湿度的关系曲线,如下图所示。同一种纤维的吸湿等温线与放湿等温线并不重合,而形成吸湿滞后圈。滞后值与纤维的吸湿能力有关。一般的规律是吸湿性好的纤维差值比较大,而涤纶等吸湿性差的合成纤维,吸湿等温线与放湿等温线则基本重合。有资料表明,在标准状态下几种常见的纤维因吸湿滞合性造成的误差范围羊毛为2.0%,黏胶纤维为1.8%~ 2.0%,棉为0.9%,锦纶为0.25%。
平衡回潮率与空气相对湿度的关系曲线.jpg
纤维的吸湿滞后现象
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 楼主| 发表于 2014-11-8 15:27:48 | 显示全部楼层

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纤维因吸湿滞后性造成的差值并非常数,其值还与纤维吸湿或放湿前原有的回潮率有关,如上图所示,如果纤维并未完全润湿,而是在某一回潮率a时,放入相对湿度较低的大气中,纤维进入放湿过程,这时纤维的平衡回潮率和相对湿度的关系曲线如ab所示,这段曲线在吸湿等温线与放湿等温线之间;当纤维具有某一回潮率c时,由放湿状态重新吸湿时,它的平衡回潮率和相对湿度的关系曲线如cd所示,也位于吸湿等温线和放湿等温线之间,由此可见,在同样的相对湿度下,纤维的实际平衡回潮率是在吸湿等温线和放湿等温线之间的某一数值,这一数值与纤维在放湿或吸湿前的历史有关,因此,一般提到纤维的平衡回潮率时,是指它的吸湿平衡回潮率。
纤维吸湿滞后性产生的原因可以归结为以下的一些方面的影响:在吸湿或放湿的过程中,纤维表面到内部存在着水分子蒸汽压力的势能差,当吸湿时,水汽压力的势能外高内低;当放湿时,水汽压力的势能内高外低。在纤维中的非结晶区或晶区的界面间,纤维大分子链上的亲水基团(如羟基)相互形成横向结合键———氢键,即带有较多的横向联结键。当大气的相对湿度增加时,大气中水分子进入纤维时需要克服这些纤维分子间的氢键力,才能被纤维吸收,由于水分子的挤入,纤维分子间微结构单元间的距离会被拉开。在此基础上,当蒸汽压力减小时,由于已经有较多的极性基团与水分子结合,水分子离开要赋予更多能量,故同一种纤维尽管在相同的温湿度条件下,但处于吸湿中的纤维与处于放湿中的纤维内部结构并不相同,其无定形区大分子的交键数不同,前者大于后者;同时吸湿后水分的进入使纤维内的孔隙和内表面增大,这种变形通常是塑性变形,在应力去除后,回复也不可能是完全的,因而导致吸湿条件的改善,纤维能保持更多的水,阻碍水分的离去,所以纤维从放湿达到平衡比从吸湿达到平衡具有较高的回潮率。
纤维的吸湿滞后性在加工及性能测试中必须予以注意,因纤维的各种物理性质都与纤维的回潮率有关,故在检验纺织材料的各种物理性能时,为了得到准确的回潮率指标,避免试样由于历史条件不同造成的误差,不仅需要统一在标准大气条件下进行吸湿平衡,还要预先将材料在较低的温度下烘燥(一般在温度为40~50℃的条件下去湿0.5~ 1h),使纤维材料的回潮率远低于测试所要求的回潮率,然后再使之在标准状态下达到吸湿平衡,以尽量减少吸湿滞后性所造成的误差,这一过程被称为试样的预调湿。
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