纤维的物理性质ppt课件.ppt

第四章纤维的物理性质Back*第一节纤维的热性能一、纤维的比热纤维的比热,也称比热容,是指单位质量的纤维,在温度变化1℃时所吸收或放出的热量,即:式中:Co——干纤维的比热(J/g·K),M——干纤维的质量,△T——温度的变化,q——纤维吸收或放出的热量。*对含有水份的纤维,温度变化1℃时所吸收或放出的热量,除纤维外,还有纤维中的水份,湿纤维的比热为:式中:C——湿纤维的比热(J/g·K),Co——干纤维的比热(J/g·K),Cw——水的比热(J/g·K),M——纤维含水率。纤维的比热值随温度的升高而增大,但各种纤维比热增大幅度不同。*二、纤维的导热性导热性:在有温差的情况下,热量从高温向低温传递的性质。保暖性:抵抗这种传递的能力。导热系数λ:当纤维材料的厚度为1m且两侧表面之间的温度差为1℃时,1h内从1m2的纤维面积中通过的热量(KJ)。单位:kJ/(m·k·h)热传导率k:在纤维材料的厚度为a的时候,通过该材料厚度的热量。单位:kJ/(m2·k·h)式中:Q——通过制品的热量(KJ),a——制品的厚度(m),F——制品的面积(m2),△T——温差(℃),t——时间(h)。*影响纤维导热性的因素:(1)纤维集合体的体积质量有资料表明:~。(2)纤维回潮率:随着纤维回潮率的增高,纤维的导热系数会增大,而保暖性下降。(3)温度:温度高时,纤维的导热系数稍有增大。*三、纤维的热裂解与纤维的三态转变(一)加热过程中的物相变化纤维受热后,物理状态的变化有两种类型:(1)先随温度升高脱去水份,然后氧化降解,直接由固态裂解为气体和碳素残渣。如许多天然纤维素纤维、天然蛋白质纤维、再生纤维。(2)先随温度升高脱去水分,随后纤维开始由固态(玻璃态)转变为有高形变能力的高弹态,或者从近似于玻璃态的低高弹态转变为高弹态,再继续升高温度,纤维成为流动态的熔体(粘流态),再升高温度便开始热裂解。如涤纶、锦纶等合成纤维。*(二)热塑性纤维的三态转变热塑性纤维:物理状态随温度变化发生“三态转变”的纤维。:在温度比较低时,纤维表现出有类似于刚体的性能。高弹态:温度升到相当高以后,纤维表现为有类似于橡胶那样的性能。粘流态:再升高温度,纤维表现为有类似于液体的流动状态。*(1)玻璃态玻璃态时,分子热运动的能量很低,无法克服阻碍主链内旋转的势能,对外表现就是仅有普弹形变的变形特性。(2)高弹态高弹态时,分子因升温而获得的运动能量已足以克服阻碍内旋转的能垒障碍,分子构象可改变。这个过程发生的形变值很大,且能够回复。(3)粘流态粘流态时,不仅链段能运动,且整个分子链也能运动,这时若加以外力,就会出现“粘性流动”,即整个分子间的相对移动。形变不可逆。*(1)玻璃化温度(Tg)指由玻璃态转变为高弹态时的温度。(2)流动温度(熔点)(Tf)指高弹态与粘流态的分界温度。(3)其它特征温度在玻璃化温度以下,邻近高弹态处就还可再分出一段所谓“强迫高弹态”的区域,并把这一区域与典型玻璃态之间的分界点定义为脆化温度。*四、纤维的耐热性与难燃性(一)纤维的耐热性纤维的耐热性:指纤维在高温下保持自身物理机械性能的能力。纤维的热稳定性:指纤维对热裂解的稳定程度。受热温度超过500℃时,纤维的热稳定性叫耐高温性。裂解:是指高分子主链的断裂,通常有热裂解和化学裂解(氧化、水解等),且同时发生。*