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第二章  纺织材料的热学、光学和电学性质 第一节 热学性质 与温度相关联的物理性质，称为热学性质。 一、比热容与热焓 （一）比热容 1 概念：质量为1g的纺织材料，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。单位，J/g·℃。 比热值的大小，直接反映了材料温度变化的难易程度。 2 影响比热容的因素： （1）环境温度：温度提高，C增大。 （2）环境相对湿度：随回潮率增加而增大。 （3）纤维中孔洞和纤维间缝隙:随孔隙率增加而下降。 （二）热焓 表示物质系统能量状态的参数。 H=U+PV U-系统的内能 P-压强 V-体积 比热容：温度升高1℃时单位质量物质热焓的增量。 二、导热 导热性用导热系数λ来表示。 1. 导热系数λ 材料厚度为1m，两表面之间温差为1℃，1秒钟内通过1m2材料所传导的热量焦耳数。 法定单位：W/m·℃。 2．影响保暖性的因素 ⑴ 导热系数越小，保暖性越好。 ⑵ 纺材吸湿后，保暖性下降。 吸湿微分热：纤维在给定回潮率下吸着1g水放出的热量。 吸湿积分热：1g干燥纤维从某一回潮率吸湿达到完全润湿，所放出的总热量。 ⑶ 静止空气层的厚度越大，保暖性越好。 3.增强服装保暖性的途径 （1）尽可能多的储存静止空气；（中空纤维、多穿衣服、不透水） （2）降低W； （3）选用λ低的纤维； （4）加入陶瓷粉末等材料。 4.绝热率T 表示纺织材料的绝热性指标。 二、热对纺织材料的影响 纺织材料受热时，内部结构和性质会发生变化。根据受热时的变化现象，纺织纤维可分两类。 热塑性纤维：在较高温度时会发生软化、熔融的纤维，如涤纶、锦纶、醋酸纤维等。 非热塑性纤维：在较高温度时不出现熔融而直接发生分解、炭化的纤维，如棉、羊毛、蚕丝等。 （一）两种转变和三种力学状态 热塑性纤维在不同的温度下，其伸长变形和弹性模量随温度变化的曲线－－热机械曲线。如图。 1、三种力学状态 （1）玻璃态 宏观力学特征：模量高，变形能力较差，强度高，纤维坚硬，类似玻璃，显得脆。 内部结构特点：大分子的热运动能较低，整个大分子处于“冻结”状态，运动单元只是一些小的链节、侧基、支链。 绝大多数纤维在常温下都处于玻璃态。 （2）高弹态 宏观力学特征：变形能力较大，强度较小。 内部结构特点：具有比较大的运动单元――链段，大分子可通过链段的运动使其伸展或卷缩，但没有分子链的滑移。 （3）粘流态 宏观力学特征：发生不可逆变形，纤维呈现粘性流动。 内部结构特点：整个大分子链具有较高的运动能，有较强的滑动能力。 2、两个转变区 （1）玻璃化转变区 对温度十分敏感，物理性质，如比热、模量等均发生突变。 玻璃化温度Tg：玻璃态向高弹态转变的温度（二级转变温度），实际是个温度范围。 （2）粘弹转变区 对温度十分敏感，纤维呈现流动性，模量迅速下降，形变增加。 粘流温度Tf ：高弹态向粘流态转变的温度（一级转变 温度），也是一个范围。 3. 熔点 晶体发生熔化时的温度。 4.软化温度 低于熔点20-30 ℃的温度。 5.分解点 高聚物发生分解时的温度。 （二）耐热性与热稳定性 耐热性： 纺织材料高温作用后，保持其物理机械性能的性质。 用不同温度作用一定时间后力学性能的保持率，或材料随温度升高而强度降低的程度来表示。 热稳定性： 指材料对热裂解的稳定性，或热作用下的结构形态和组成的稳定性。 用一定温度下，强度随时间而降低的程度表示。 常用纤维的耐热性： 天然纤维：纤维素纤维比蛋白质纤维好 合成纤维：涤纶腈纶锦纶维纶； 碳纤维、玻璃纤维相当好 常用纤维的热稳定性： 天然纤维：蚕丝、棉较差； 化纤：粘胶、锦纶、腈纶较差； 耐热性好的纤维，热稳定性并不一定好。锦纶、腈纶的耐热性较好，但热稳定性差； 涤纶的耐热性与热稳定性均较好。 （三）合成纤维的热收缩和热定形 　1、合成纤维的热收缩 合纤受热后发生不可逆的尺寸收缩现象，称～。 （1）原因 合纤在纺丝成形过程中经受拉伸，在纤维中残留有内应力，但受玻璃态的约束不能恢复。当纤维受热超过一定温度，分子间的约束减弱，由于内应力的作用而产生收缩。 （2）指标 热收缩率＝收缩量/原长×100％ 　? 根据加热介质的不同有：沸水收缩率、热空气收缩率、饱和蒸汽收缩率。