涂层机、定型机、地毯机专业生成厂家无锡前洲兴华机械2023年1月14日讯  纤维的吸湿性通常是指纤维材料从气态环境中吸着水分的能力。水汽（水汽是水分子和微小水滴（<1微米）的统称）的吸附本质上是一个动态过程，即纤维一边不断地吸收水汽，同时不断向外放出水汽，若以吸收水汽为主即为吸湿过程，反之为放湿过程，两个过程最终均会达到平衡，但仍有差异。

1、回潮率与含水率

回潮率与含水率通常用于表达纤维材料中的水分含量，即吸附水的含量。

回潮率：指纤维所含水分质量与干燥纤维质量的百分比。

含水率：指纤维所含水分质量与纤维实际质量的百分比。

2、标准状态下的回潮率

通常指将其放在统一的标准大气条件下一段时间后，使他们的回潮率在“吸湿过程”中达到一个稳定值时的回潮率。

3、公定回潮率

公定回潮率是业内公认的纤维所含水分质量与干燥纤维质量的百分比。纺织材料的回潮率不同，其重量也不同。为了消除因回潮率不同而引起的重量不同，满足纺织材料贸易和检验的需要，国家对各种纺织材料的回潮率规定了相应的标准，称为公定回潮率。它在数值上接近标准温湿度条件下测得的平衡回潮率。

4、平衡回潮率

平衡回潮率是指纤维材料在一定大气条件下，吸、放湿作用达到平衡稳态时的回潮率。由于吸湿、放湿状态达到平衡状态时的回潮率不同，固有吸湿平衡回潮率与放湿平衡回潮率之分。

所谓吸湿机理是指水分与纤维的作用及其附着与脱离过程。由于纤维种类繁多，吸湿有事复杂的物理、化学作用，因此已有理论有其适应范围。

1、Perice机理

该理论认为纤维的吸湿包括直接吸收水分和间接吸收水分。直接吸收水分是由纤维分子的亲水性基团直接吸着的水分子，它紧靠在纤维大分子上，使纤维大分子间的结合力变化，影响着纤维的物理性能。间接吸收水分则是接续在已被吸着的水分子上，间接地靠在纤维水分子上，属液态水，也包括凝结与表面和孔隙的水。

Perice理论通常用于棉纤维吸湿的二相理论。

2、羊毛吸湿的三相理论

该理论由Speakman提出，其认为羊毛纤维吸湿的第一相水分子是与角朊分子侧链中的亲水基相结合的谁，对结构的刚性无影响；吸湿的第二相分子被吸着在主链的各极性基团上，并取代分子链段间的相互作用，由此对纤维的刚性有很大影响；吸湿的第三相水分子是填充在纤维空隙间和分子间的汽、液态水，发生在高湿度时，与棉纤维的简介吸收水类似。

1、吸湿滞后现象

当把高回潮率和低回潮率的纤维材料放在同一个大气条件下时，起始回潮率高的纤维通过放湿过程达到其平衡的回潮率；而原来低回潮率的纤维，将通过吸湿过程达到其平衡回潮率。但从放湿得到的平衡回潮率总是高于从吸湿得到的平衡回潮率，这种现象即为吸湿滞后现象。纤维材料所具有的这种性质被称为吸湿滞后性或吸湿保守型。

2、产生原因

能量获得概率的差异

水分子进出的差异

纤维结构的差异

水分析分布的差异

热能作用的差异

纤维表面能的变化

反复吸湿的作用

其他杂志的带入

3、影响纤维变化的因素

亲水集团的作用

纤维的结晶度

纤维的比表面积和内部空隙

纤维的伴生物和杂质

温湿度和气压

空气流速的影响

吸湿现象对纤维性质的影响主要是在纤维重量和密度、纤维体积、纤维力学性质、电性能及热学性能方面。

1、吸湿对纤维重量和密度的影响

纤维材料的重量随吸着水分量的增加而成比例地增加。

纤维的密度随回潮率的增加而呈先增后减的特征，最大密度发生在回潮率为4% ~ 6%。其原因是水分先进入纤维的空隙，质量增加而使体积不变，随后体积膨胀，但由于水的密度小于纤维的密度，故密度下降。

2、吸湿对纤维体积的影响

纤维吸湿后体积膨胀，其横向膨胀大而纵向膨胀小。纤维膨胀值一般用直径、长度、截面积和体积的增大率来表示。

3、纤维膨胀的各向异性

fS可以简介地表达纤维分子排列的取向度，尤其是无序区中的分子取向。由于吸湿主要是水分子进入无序区，挤开分子间距，形成分子链的玩去，使纤维形态变粗，而纤维的纵向增长作用不明显，故长度变化很小。

4、纤维膨胀各向异性的影响

纤维吸湿膨胀的各向异性会导致织物的变厚、变硬、并产生收缩。

其原理是：吸湿后纱线变粗，导致纱线在织物中的弯曲程度增大；而纱线的长度基本不变，致使织物收缩，而且即使织物干燥后，这种收缩仍无法回复，这种浸水后的收缩称为“缩水”。织物缩水后会使湿的织物变厚、变硬，变密，不便于洗涤；使干燥后织物变厚、变疏松和变得更有弹性，但尺寸变小、变短。

5、吸湿对纤维力学性能的影响

纤维吸湿后，其力学性质如强力、模量、伸长、弹性、刚度等随之变化。

一般纤维，随着回潮率的增大，其强力、模量、弹性和刚度下降，伸长增加，原因是：大分子链间的相互作用减弱，分子易于构象变化和滑移，故强力、模量下降，伸长增加。

不吸湿的纤维，一般这类性质不发生变化。分子量较大的棉、麻纤维还会因为吸湿而强度略微上升，原因是：吸湿使大分子受力的不均匀性，由于分子间作用的部分解开与调整，得到改善。当纤维受力时，承力的大分子根数增多，反而使纤维强度增大。纤维吸湿后，纤维的脆性、硬度有所减弱，塑性变形增加，摩擦系数有所增大。

6、吸湿对电学性能的影响

纤维材料的吸湿会使纤维的导电性增强，介电常数变大，抗静电性能增强，给纺织加工和正常使用提供方便。但过分吸湿也会带来绕皮辊织造开口不清、烘燥能耗大、纤维易被损伤等加工问题以及穿着不舒适等使用问题。

7、吸湿对热学性能的影响

纤维在吸湿是会放出热量，这是由于运动中的水分子被纤维大分子吸附时，水分子会将动能转化成热能而释放，这种放热会使温度上升。

8、吸湿对光学性能的影响

由于水分子浸润纤维后会改变纤维结构，因此当纤维回潮率升高时，纤维对光的折射率、透射率和光泽会下降，光的吸收会增加，颜色会变深，光降解和老化加剧等。

综上所述，纤维吸湿有利有弊，但赋予纤维适当吸湿利远大于弊，因为可提供实用的舒适性和抗静电性。而分析吸湿后纤维性能的改变，获得更理想的纤维材料，改进加工工艺提供依据。

纤维材料吸湿性的测量方法可分为直接测量法与间接测量法。

1、直接测量法

指直接获取纤维这种水分重量的测量方法。具体做法是分别称取纤维材料的实际重量和驱除水分后的重量求得纤维材料回潮率。

①烘箱干燥法

又称烘箱法，是由电热丝加热并可根据需要调至恒定的温度。

温度是依据“能使水分快速蒸发而不使纤维分解挥发”这一原则确定。

烘燥时间是根据间隔15min两次称重计算的回潮率相差小于0.05%为限。

烘箱法对于高吸湿性纤维而言，仍有水分残留；对吸湿性纤维（即回潮率小于等于0.5%的纤维）而言，测量结果不准确，普遍存在10%以上误差。

烘箱法中被测纤维的称量方法主要有箱内热称、箱外热称、箱外冷称。

箱内热称

用红线内的天平钩挂称取红线内纤维。

特点：回潮率树脂偏低、操作简便、是目前主要采用的方法之一。

箱外热称

将试样烘干后，取出，迅速在空气中称量。

特点：测量结果受称量时间影响较差，可靠性差。

箱外冷称

将烘干后的试样放在铝制或玻璃容器中，密闭在干燥器中冷却30min后称量。

特点：较精准、费时较多、主要运用于试样较小，有要求精准是须采用此方法。

②红外线干燥法

又称红外干燥。是利用红外辐照驱除水分。红外辐射的能量高，穿透力一般，对于纤维表面能在短时间内达到很高的温度将水分驱除。一般情况下，只要5~20min即可烘干。

特点：红外干燥迅速，耗能比烘箱法少，设备简单，照射能量分布不匀，往往使表面过高。如照射时间过场，会使照射时间过长，会使纤维烘焦变质，测量结果也稳定，所需烘干时间常用烘箱法校验。

③高频加热干燥法

利用高频电磁波在有记性水分子的不为产生较高能量驱除水分。可分为高频介质加热法或电容加热法，频率范围为1~100MHz；微波加热法，频率范围为800~3000MHz。

④真空干燥法

将试样放在封闭容器内，抽成真空进行挥发干燥。往往配以加热，提高烘燥效率。

特点：温度较低、干燥较快且均匀、可用于不耐高温，回潮率较低的合成纤维。

⑤吸湿剂干燥法

简称干燥剂法，将纤维材料与强吸湿剂放在统一密闭容器内，利用吸湿剂吸收容器内空气水分，使容器内相对湿度近似为0%，纤维在这种条件下可充分脱湿。效果最好的吸湿剂是干燥的五氧化二磷粉末，最常用的是干燥的氯化钙颗粒。

2、间接测试法

利用纤维材料中含水多少与某些物理性能（如电阻、电容、水分字振动吸收能等）密切相关的原理，通过测量这些性质来推测含水率或回潮率。

特点：测量迅速、不损伤纤维、可在线测量、干扰因素较多、结果稳定性和可靠性受影响。

①电阻测温法

②电容式测温法

将纤维材料放在电容器极板内，利用水分的介电常数大于纤维的原理，及材料中水分含量的增加，电容量增加，据此来推测纤维材料的含水率或回潮率。

③微波吸收法

利用水和纤维对微博吸收或衰减程度不同的原理，测量微博通过纤维材料后的衰减量表达纤维的含水率。

④红外光谱法

红外光谱中有特定的水分吸收波数（2350 cm-1——二氧化碳;cm-1——水)，其峰值或峰面积依赖于纤维中或周围空气中的水分行亮，只要以纯氮气吹入可以拍出空气中水分的影响，则可以求得纤维的水分含量。