影響紡織纖維回潮率內(nèi)在因素與外界因素！吸濕對(duì)紡織纖維性質(zhì)的影響！

影響纖維回潮率的因素有內(nèi)因和外因兩方面，而外因也是通過(guò)內(nèi)因起作用的。纖維內(nèi)在因素包括纖維大分子親水基團(tuán)的多少和親水性的強(qiáng)弱、纖維的結(jié)晶度、纖維內(nèi)孔隙的大小和多少、纖維比表面積的大小以及纖維伴生物的性質(zhì)和含量等，它們對(duì)纖維回潮率的大小均有影響，纖維在空氣中吸濕能力的強(qiáng)弱，主要決定于它的內(nèi)因。但是，周圍空氣條件、放置時(shí)間的長(zhǎng)短以及吸濕放濕過(guò)程等外界因素，對(duì)于一種具體纖維來(lái)說(shuō)，也是不可忽視的外在因素。

影響紡織纖維回潮率內(nèi)在因素

01

親水基團(tuán)的作用

纖維大分子中，親水基團(tuán)的多少和親水基極性的強(qiáng)弱均能影響其吸濕能力的大小。如羥基（-OH）、酰胺基（-CONH）、胺基（-NH2)、羧基（-COOH）等都是較強(qiáng)的親水基團(tuán)，它們與水分了的親和力很大，能與水分子形成化學(xué)結(jié)合水（或稱吸收水）。這類基團(tuán)越多，纖維的吸濕能力越高。

圖1 酰胺基化學(xué)式

纖維素纖維，如棉、粘膠纖維、銅氨纖維等，大分子中的每一個(gè)葡萄糖�；�含有3個(gè)羥基，所以吸濕性較大。醋酯纖維中大部分羥基都被乙酰基取代，而乙�；�（-COCH3)對(duì)水的吸引力又不強(qiáng)，因此醋酯纖維的吸濕性較低。

蛋白質(zhì)纖維的主鏈上含有親水性的酰胺基（-CONH)，側(cè)鏈中含有羥基（-OH）、胺基（-NH2)、羧基（-COOH）等親水性基團(tuán)，因此吸濕性很好，尤其是羊毛，側(cè)鏈中親水基團(tuán)較蠶絲更多，故其吸濕性優(yōu)于蠶絲。

合成纖維含有親水基團(tuán)不多，所以吸濕性都較差，維綸大分子中含有羧基（-COOH)，但經(jīng)縮醛化后一部分羥基被封閉，所以吸濕性減小，但在合成纖維中其吸濕能力還算好；錦綸6、錦綸66的大分子中，每6個(gè)碳原子上含有一個(gè)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基團(tuán)氰基（ -CN)，故吸濕能力��；滌綸、丙綸中缺少親水性基團(tuán)，故吸濕能力極差，尤其是丙綸基本不吸濕。

02

纖維的結(jié)晶度

纖維分于在結(jié)晶區(qū)中能夠緊密地集聚而成有規(guī)則的排列圖像，這時(shí)由于活性基在分子間形成了交鍵，如氫鍵、鹽式鍵、雙硫鍵等，因此水分子就不易滲入，若要產(chǎn)生吸濕作用就須打開(kāi)這些交鍵，顯然這是困難的，因而纖維的吸濕作用主要產(chǎn)生在無(wú)定形區(qū)。

纖維分子結(jié)構(gòu)中，無(wú)定形區(qū)所占的百分比和吸濕性能有著密切的關(guān)系。纖維的結(jié)晶度越低，吸濕能力就越強(qiáng)。例如棉和粘膠纖維，雖然它們的每一個(gè)葡萄糖剩基上都有3個(gè)羥基，但由于棉纖維的結(jié)晶度為70％左右，而粘膠纖維僅30％左右，所以粘膠纖維的吸濕能力比棉纖維高得多。

03

纖維的比表面積和內(nèi)部空隙

圖2 粘膠纖維的橫截面圖

纖維的比表面越大，表面能也越多，表面吸附能力越強(qiáng)，纖維表面吸附的水分子數(shù)也越多，表現(xiàn)為吸濕性越好。所以細(xì)纖維較粗纖維的回潮率偏大些。

纖維內(nèi)的孔隙越多越大，水分子越容易進(jìn)入，毛細(xì)管凝結(jié)水可增加，使纖維吸濕能力越強(qiáng)。粘膠纖維結(jié)構(gòu)比棉纖維疏松，粘膠纖維的吸濕能力高于棉纖維；合成纖維結(jié)構(gòu)一般比較致密；而天然纖維組織中有微隙，天然纖維的吸濕能力遠(yuǎn)大于合成纖維。

04

纖維內(nèi)的伴生物和雜質(zhì)

纖維的各種伴生物雜質(zhì)對(duì)吸濕能力有影響。

此外。天然纖維在采集和初步加工過(guò)程中，總會(huì)留有一定數(shù)量的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)往往具有較高的吸濕能力。因此，纖維中含雜多少的因素，對(duì)回潮率也有一定的影響。

影響紡織纖維回潮率的外界因素

01

相對(duì)濕度的影響

在一定溫度條件下，相對(duì)濕度越高，空氣中水氣分壓力越大，單位體積空氣內(nèi)的水分子數(shù)目越多，水分子到達(dá)纖維表面的機(jī)會(huì)越多，纖維的吸濕也就越多。在一定溫度條件下，纖維回潮率與空氣相對(duì)濕度關(guān)系的示意曲線如圖3所示。

吸收水分在起始階段隨著相對(duì)濕度的提高迅速增加，而后趨于不再增加；而毛細(xì)管凝結(jié)水在起始階段增加緩慢，到相對(duì)濕度較高則迅速增加，因此纖維回潮率隨著相對(duì)濕度的提高而增加的曲線呈反S形。合成纖維由于大分子上缺乏親水基團(tuán)，結(jié)構(gòu)又較緊密，因此吸濕性差，吸濕等溫線反S形不明顯。

圖3纖維回潮率和相對(duì)濕度關(guān)系的示意曲線

02

溫度的影響

在溫度和相對(duì)濕度這兩個(gè)影響因素中，對(duì)親水性纖維來(lái)說(shuō)，相對(duì)濕度對(duì)回潮率的影響是主要的。而對(duì)疏水性的合成纖維來(lái)說(shuō)，溫度對(duì)回潮率的影響也很明顯。

在相對(duì)濕度相同的條件下，空氣溫度低時(shí)，水分子活動(dòng)能量小。一旦水分子與纖維親水基團(tuán)結(jié)合后就不易再分離。空氣溫度高時(shí)，水分子活動(dòng)能量大，纖維分子的熱振動(dòng)能也隨之增大，會(huì)削弱水分子與纖維大分子中親水基團(tuán)的結(jié)合力，使水分子易于從纖維內(nèi)逸出。同時(shí)，存在于纖維內(nèi)部空隙中的液態(tài)水蒸發(fā)的蒸氣壓也隨之上升。因此，在一般情況下，隨著空氣和纖維材料溫度的提高，纖維的平衡回潮率會(huì)下降。

圖4、圖5、圖6和圖7分別為棉纖維、毛纖維、粘膠纖維和錦綸66在不同溫度時(shí)的吸濕等溫線。

吸濕對(duì)紡織纖維性質(zhì)的影響

01

對(duì)重量的影響

紡織纖維材料的重量，實(shí)際上都是一定回潮率下的重量。如果疏忽了回潮率這一因素，將使重量有誤差。持別是在生產(chǎn)中，由于紡織生產(chǎn)技術(shù)的高度機(jī)械化和連續(xù)性，生產(chǎn)量很大，同時(shí)加工時(shí)間短，周轉(zhuǎn)快，因而即使原料的回潮率在計(jì)算時(shí)誤差很小，在產(chǎn)品和半成品的總產(chǎn)量上造成的差錯(cuò)也會(huì)很大，往往給生產(chǎn)管理造成混亂，必須加以充分注意。

02

對(duì)長(zhǎng)度和橫截面積的影響

纖維吸濕后體積膨脹，其長(zhǎng)度和橫截面積都發(fā)生膨脹，而且這種膨脹表現(xiàn)了明顯的各向異性。纖維吸濕后在長(zhǎng)度方向的膨脹很小，而在直徑方向膨脹很多，一些資料給出，纖維在充分潤(rùn)濕以后截面積的增長(zhǎng)率如下：棉為45％~50％，羊毛為30％~37％，粘膠纖維為50％~100％，苧麻為30％~35％，蠶絲為19％~30％,錦綸為1.6％~3.2％。而長(zhǎng)度方向的增長(zhǎng)率如下：天然纖維為0.1％~l.7％，粘膠纖維為3.7％~4.8％，錦綸為1.0％~6.9％。

纖維吸濕后的膨脹，特別是橫向膨脹，不僅使織物變厚、變硬，而且是造成織物收縮的原因之一。濕態(tài)的收縮，一般叫做縮水�？椢锝�水后，纖維吸濕膨脹，使紗線的直徑變粗，織物中紗線的彎曲程度增大，同時(shí)相互擠緊，使織物在經(jīng)向或緯向比吸濕前需要占用較長(zhǎng)的紗線，其結(jié)果是使織物收縮。不過(guò)纖維的吸濕膨脹也有有利的一面，例如。水龍帶和雨衣可以利用它們遇水后因纖維變粗使組織更加緊密，而使水更難透過(guò)。又如，纖維膨脹在織物的起皺、干燥和染色等工藝過(guò)程中，也是一個(gè)重要因素。

03

對(duì)密度的影響

吸濕對(duì)纖維密度的影響，開(kāi)始時(shí)是隨著回潮率的增大而密度上升，以后又下降，這是由于回潮率小時(shí)，吸附的水分子與纖維呈氫鍵結(jié)合，而氫鍵長(zhǎng)度短于范德華力結(jié)合的長(zhǎng)度。因而纖維吸附水分子后增加的體積比原來(lái)水分子體積小，故密度有所增加。實(shí)驗(yàn)證明，多數(shù)吸濕性較好的纖維在回潮率為4％~6％時(shí)密度最大，以后隨著水分子的大量進(jìn)入，纖維的體積膨脹，密度反而降低。纖維的密度與它的含濕量關(guān)系很大，在密度測(cè)定時(shí)，必須加以注意。圖2為幾種纖維密度隨回潮率變化的情況。

04

對(duì)力學(xué)性質(zhì)的影響

紡織纖維材料吸濕的多少，對(duì)它的力學(xué)性質(zhì)的影響很大，絕大多數(shù)纖維隨著回潮率的增加而強(qiáng)力下降，其中粘膠纖維表現(xiàn)尤為突出，但棉麻等天然纖維素纖維的強(qiáng)力則隨著回潮率的上升而上升。所有纖維的斷裂伸長(zhǎng)率都是隨著回潮率的升高而增大的。常見(jiàn)幾種纖維在潤(rùn)濕狀態(tài)下的強(qiáng)伸度變化見(jiàn)表1。隨著回潮率的增加，纖維的塑性變形增加，并且變得柔軟容易變形，纖維的表面摩擦系數(shù)隨著回潮率的增加而變大。

05

對(duì)熱學(xué)性質(zhì)的影響

空氣中的水分子被纖維大分子的極性基團(tuán)所吸引而與之結(jié)合，使分子的動(dòng)能降低，必然伴隨著能量的轉(zhuǎn)換，用熱的形式釋放出來(lái)。纖維在給定回潮率時(shí)吸著1g水放出的熱量，稱為吸濕微分熱，單位為J/g水。各種干燥纖維的吸濕微分熱大致接近，約為837~1256J/g水。

在一定溫度下，1g重的絕對(duì)干燥纖維從開(kāi)始吸濕到完全潤(rùn)濕時(shí)所放出的總熱量，稱為吸濕積分熱，單位為J/g干纖維。吸濕能力強(qiáng)的纖維，其吸濕積分熱也大。常見(jiàn)纖維的吸濕積分熱見(jiàn)表2。

紡織纖維吸濕和放濕的速率以及吸濕放濕量對(duì)衣著的舒適性有影響。當(dāng)干燥的纖維暴露在一定相對(duì)濕度的大氣中，會(huì)吸收水蒸氣并放出熱量，這使纖維中水蒸氣的壓力和纖維本身的溫度升高，而使吸濕速度減慢。回潮率高的纖維放濕時(shí)需要吸收熱量，這使纖維中水蒸氣壓力和纖維本身的溫度降低，而使放濕速度降低。這就好比氣候突變時(shí)添加了保護(hù)性阻尼機(jī)構(gòu)，這對(duì)人體生理上的體溫調(diào)節(jié)有利，吸濕放熱對(duì)服裝的保暖性有利。但這一特性對(duì)纖維材料的儲(chǔ)存不利，庫(kù)存時(shí)如果空氣潮濕，通風(fēng)不良，就會(huì)導(dǎo)致纖維吸濕放熱而引起霉變，甚至?xí)�引起火�?zāi)。

06

對(duì)電學(xué)性質(zhì)的影響

高聚物的特殊分子結(jié)構(gòu)，賦予纖維高的電絕緣性能，其體積比電阻在109~1014數(shù)量級(jí)。天然纖維的伴生物，往往使它的絕緣性變差，其中極其微量的雜質(zhì)和水具有導(dǎo)電性，所以纖維吸收水分以后，絕緣性能下降，介電系數(shù)上升，介電損耗因素增大，紡織纖維由于具有絕緣性，故可作為絕緣材料。

但這種高的絕緣性在紡織品加工中，因纖維與纖維或與其他機(jī)件的摩擦，產(chǎn)生靜電現(xiàn)象，破壞了纖維的正常運(yùn)動(dòng)，影響紡織纖維加工的正常進(jìn)行。洗凈后的羊毛和化纖在紡織纖維加工中都有這類問(wèn)題。纖維的回潮率增大，可使纖維的電阻大大下降，例如羊毛在相對(duì)濕度為10％時(shí)的體積比電阻約為1013Ω·cm，在相對(duì)濕度為90％時(shí)體積比電阻下降到107Ω·cm以下。

生產(chǎn)實(shí)踐表明，體積比電阻在109Ω·cm以下，紡織加工就比較順利。因此在生產(chǎn)過(guò)程中，溫濕度的掌握十分重要。但對(duì)于抗靜電來(lái)說(shuō)，還需要采取其他有效的辦法。纖維回潮率的變化引起電阻和介電系數(shù)的變化，根據(jù)這個(gè)原理可間接測(cè)得纖維回潮率，電阻式和電容式測(cè)濕儀就是采用這種原理設(shè)計(jì)的。

07

對(duì)光學(xué)性質(zhì)的影響

纖維的光學(xué)性質(zhì)中，與回潮率密切有關(guān)的是折射率。當(dāng)纖維的回潮率升高時(shí)，纖維的光折射率下降。這也是由于水分子進(jìn)入纖維后，引起分子結(jié)構(gòu)作某些改變?cè)斐傻摹?/FONT>