影響紡織纖維回潮率內在因素與外界因素！吸濕對紡織纖維性質的影響！

影響纖維回潮率的因素有內(nei) 因和外因兩(liang) 方麵，而外因也是通過內(nei) 因起作用的。纖維內(nei) 在因素包括纖維大分子親(qin) 水基團的多少和親(qin) 水性的強弱、纖維的結晶度、纖維內(nei) 孔隙的大小和多少、纖維比表麵積的大小以及纖維伴生物的性質和含量等，它們(men) 對纖維回潮率的大小均有影響，纖維在空氣中吸濕能力的強弱，主要決(jue) 定於(yu) 它的內(nei) 因。但是，周圍空氣條件、放置時間的長短以及吸濕放濕過程等外界因素，對於(yu) 一種具體(ti) 纖維來說，也是不可忽視的外在因素。

影響紡織纖維回潮率內(nei) 在因素

01

親(qin) 水基團的作用

纖維大分子中，親(qin) 水基團的多少和親(qin) 水基極性的強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）等都是較強的親(qin) 水基團，它們(men) 與(yu) 水分了的親(qin) 和力很大，能與(yu) 水分子形成化學結合水（或稱吸收水）。這類基團越多，纖維的吸濕能力越高。

圖1 酰胺基化學式

纖維素纖維，如棉、粘膠纖維、銅氨纖維等，大分子中的每一個(ge) 葡萄糖剩基含有3個(ge) 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，而乙酰基（-COCH3)對水的吸引力又不強，因此醋酯纖維的吸濕性較低。

蛋白質纖維的主鏈上含有親(qin) 水性的酰胺基（-CONH)，側(ce) 鏈中含有羥基（-OH）、胺基（-NH2)、羧基（-COOH）等親(qin) 水性基團，因此吸濕性很好，尤其是羊毛，側(ce) 鏈中親(qin) 水基團較蠶絲(si) 更多，故其吸濕性優(you) 於(yu) 蠶絲(si) 。

合成纖維含有親(qin) 水基團不多，所以吸濕性都較差，維綸大分子中含有羧基（-COOH)，但經縮醛化後一部分羥基被封閉，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(ge) 碳原子上含有一個(ge) 酰胺基（-CONH），所以也具有一定的吸濕能力；腈綸大分子中隻有親(qin) 水性弱的基團氰基（ -CN)，故吸濕能力小；滌綸、丙綸中缺少親(qin) 水性基團，故吸濕能力極差，尤其是丙綸基本不吸濕。

02

纖維的結晶度

纖維分於(yu) 在結晶區中能夠緊密地集聚而成有規則的排列圖像，這時由於(yu) 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(chan) 生吸濕作用就須打開這些交鍵，顯然這是困難的，因而纖維的吸濕作用主要產(chan) 生在無定形區。

纖維分子結構中，無定形區所占的百分比和吸濕性能有著密切的關(guan) 係。纖維的結晶度越低，吸濕能力就越強。例如棉和粘膠纖維，雖然它們(men) 的每一個(ge) 葡萄糖剩基上都有3個(ge) 羥基，但由於(yu) 棉纖維的結晶度為(wei) 70％左右，而粘膠纖維僅(jin) 30％左右，所以粘膠纖維的吸濕能力比棉纖維高得多。

03

纖維的比表麵積和內(nei) 部空隙

圖2 粘膠纖維的橫截麵圖

纖維的比表麵越大，表麵能也越多，表麵吸附能力越強，纖維表麵吸附的水分子數也越多，表現為(wei) 吸濕性越好。所以細纖維較粗纖維的回潮率偏大些。

纖維內(nei) 的孔隙越多越大，水分子越容易進入，毛細管凝結水可增加，使纖維吸濕能力越強。粘膠纖維結構比棉纖維疏鬆，粘膠纖維的吸濕能力高於(yu) 棉纖維；合成纖維結構一般比較致密；而天然纖維組織中有微隙，天然纖維的吸濕能力遠大於(yu) 合成纖維。

04

纖維內(nei) 的伴生物和雜質

纖維的各種伴生物雜質對吸濕能力有影響。

此外。天然纖維在采集和初步加工過程中，總會(hui) 留有一定數量的雜質，這些雜質往往具有較高的吸濕能力。因此，纖維中含雜多少的因素，對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

相對濕度的影響

在一定溫度條件下，相對濕度越高，空氣中水氣分壓力越大，單位體(ti) 積空氣內(nei) 的水分子數目越多，水分子到達纖維表麵的機會(hui) 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(yu) 空氣相對濕度關(guan) 係的示意曲線如圖3所示。

吸收水分在起始階段隨著相對濕度的提高迅速增加，而後趨於(yu) 不再增加；而毛細管凝結水在起始階段增加緩慢，到相對濕度較高則迅速增加，因此纖維回潮率隨著相對濕度的提高而增加的曲線呈反S形。合成纖維由於(yu) 大分子上缺乏親(qin) 水基團，結構又較緊密，因此吸濕性差，吸濕等溫線反S形不明顯。

圖3纖維回潮率和相對濕度關(guan) 係的示意曲線

02

溫度的影響

在溫度和相對濕度這兩(liang) 個(ge) 影響因素中，對親(qin) 水性纖維來說，相對濕度對回潮率的影響是主要的。而對疏水性的合成纖維來說，溫度對回潮率的影響也很明顯。

在相對濕度相同的條件下，空氣溫度低時，水分子活動能量小。一旦水分子與(yu) 纖維親(qin) 水基團結合後就不易再分離。空氣溫度高時，水分子活動能量大，纖維分子的熱振動能也隨之增大，會(hui) 削弱水分子與(yu) 纖維大分子中親(qin) 水基團的結合力，使水分子易於(yu) 從(cong) 纖維內(nei) 逸出。同時，存在於(yu) 纖維內(nei) 部空隙中的液態水蒸發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(hui) 下降。

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

吸濕對紡織纖維性質的影響

01

對重量的影響

紡織纖維材料的重量，實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(chan) 中，由於(yu) 紡織生產(chan) 技術的高度機械化和連續性，生產(chan) 量很大，同時加工時間短，周轉快，因而即使原料的回潮率在計算時誤差很小，在產(chan) 品和半成品的總產(chan) 量上造成的差錯也會(hui) 很大，往往給生產(chan) 管理造成混亂(luan) ，必須加以充分注意。

02

對長度和橫截麵積的影響

纖維吸濕後體(ti) 積膨脹，其長度和橫截麵積都發生膨脹，而且這種膨脹表現了明顯的各向異性。纖維吸濕後在長度方向的膨脹很小，而在直徑方向膨脹很多，一些資料給出，纖維在充分潤濕以後截麵積的增長率如下：棉為(wei) 45％~50％，羊毛為(wei) 30％~37％，粘膠纖維為(wei) 50％~100％，苧麻為(wei) 30％~35％，蠶絲(si) 為(wei) 19％~30％,錦綸為(wei) 1.6％~3.2％。而長度方向的增長率如下：天然纖維為(wei) 0.1％~l.7％，粘膠纖維為(wei) 3.7％~4.8％，錦綸為(wei) 1.0％~6.9％。

纖維吸濕後的膨脹，特別是橫向膨脹，不僅(jin) 使織物變厚、變硬，而且是造成織物收縮的原因之一。濕態的收縮，一般叫做縮水。織物浸水後，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，同時相互擠緊，使織物在經向或緯向比吸濕前需要占用較長的紗線，其結果是使織物收縮。不過纖維的吸濕膨脹也有有利的一麵，例如。水龍帶和雨衣可以利用它們(men) 遇水後因纖維變粗使組織更加緊密，而使水更難透過。又如，纖維膨脹在織物的起皺、幹燥和染色等工藝過程中，也是一個(ge) 重要因素。

03

對密度的影響

吸濕對纖維密度的影響，開始時是隨著回潮率的增大而密度上升，以後又下降，這是由於(yu) 回潮率小時，吸附的水分子與(yu) 纖維呈氫鍵結合，而氫鍵長度短於(yu) 範德華力結合的長度。因而纖維吸附水分子後增加的體(ti) 積比原來水分子體(ti) 積小，故密度有所增加。實驗證明，多數吸濕性較好的纖維在回潮率為(wei) 4％~6％時密度最大，以後隨著水分子的大量進入，纖維的體(ti) 積膨脹，密度反而降低。纖維的密度與(yu) 它的含濕量關(guan) 係很大，在密度測定時，必須加以注意。圖2為(wei) 幾種纖維密度隨回潮率變化的情況。

04

對力學性質的影響

紡織纖維材料吸濕的多少，對它的力學性質的影響很大，絕大多數纖維隨著回潮率的增加而強力下降，其中粘膠纖維表現尤為(wei) 突出，但棉麻等天然纖維素纖維的強力則隨著回潮率的上升而上升。所有纖維的斷裂伸長率都是隨著回潮率的升高而增大的。常見幾種纖維在潤濕狀態下的強伸度變化見表1。隨著回潮率的增加，纖維的塑性變形增加，並且變得柔軟容易變形，纖維的表麵摩擦係數隨著回潮率的增加而變大。

05

對熱學性質的影響

空氣中的水分子被纖維大分子的極性基團所吸引而與(yu) 之結合，使分子的動能降低，必然伴隨著能量的轉換，用熱的形式釋放出來。纖維在給定回潮率時吸著1g水放出的熱量，稱為(wei) 吸濕微分熱，單位為(wei) J/g水。各種幹燥纖維的吸濕微分熱大致接近，約為(wei) 837~1256J/g水。

在一定溫度下，1g重的絕對幹燥纖維從(cong) 開始吸濕到完全潤濕時所放出的總熱量，稱為(wei) 吸濕積分熱，單位為(wei) J/g幹纖維。吸濕能力強的纖維，其吸濕積分熱也大。常見纖維的吸濕積分熱見表2。

紡織纖維吸濕和放濕的速率以及吸濕放濕量對衣著的舒適性有影響。當幹燥的纖維暴露在一定相對濕度的大氣中，會(hui) 吸收水蒸氣並放出熱量，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添加了保護性阻尼機構，這對人體(ti) 生理上的體(ti) 溫調節有利，吸濕放熱對服裝的保暖性有利。但這一特性對纖維材料的儲(chu) 存不利，庫存時如果空氣潮濕，通風不良，就會(hui) 導致纖維吸濕放熱而引起黴變，甚至會(hui) 引起火災。

06

對電學性質的影響

高聚物的特殊分子結構，賦予纖維高的電絕緣性能，其體(ti) 積比電阻在109~1014數量級。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和水具有導電性，所以纖維吸收水分以後，絕緣性能下降，介電係數上升，介電損耗因素增大，紡織纖維由於(yu) 具有絕緣性，故可作為(wei) 絕緣材料。

但這種高的絕緣性在紡織品加工中，因纖維與(yu) 纖維或與(yu) 其他機件的摩擦，產(chan) 生靜電現象，破壞了纖維的正常運動，影響紡織纖維加工的正常進行。洗淨後的羊毛和化纖在紡織纖維加工中都有這類問題。纖維的回潮率增大，可使纖維的電阻大大下降，例如羊毛在相對濕度為(wei) 10％時的體(ti) 積比電阻約為(wei) 1013Ω·cm，在相對濕度為(wei) 90％時體(ti) 積比電阻下降到107Ω·cm以下。

生產(chan) 實踐表明，體(ti) 積比電阻在109Ω·cm以下，紡織加工就比較順利。因此在生產(chan) 過程中，溫濕度的掌握十分重要。但對於(yu) 抗靜電來說，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係數的變化，根據這個(ge) 原理可間接測得纖維回潮率，電阻式和電容式測濕儀(yi) 就是采用這種原理設計的。

07

對光學性質的影響

纖維的光學性質中，與(yu) 回潮率密切有關(guan) 的是折射率。當纖維的回潮率升高時，纖維的光折射率下降。這也是由於(yu) 水分子進入纖維後，引起分子結構作某些改變造成的。

綜上所述，纖維的吸濕性與(yu) 纖維的外表形態以及各種物理性質都有關(guan) 係，如水分含量不同，不僅(jin) 重量發生差異，纖維所表現的各項性能也發生很大變化，可見吸濕是紡織纖維材料最重要的性質之一。因此，在檢驗纖維及其產(chan) 品的各項性質時，都必須考慮這一因素，並在統一規定的標準狀態下進行檢驗。如果在實際工作中，由於(yu) 條件限製或為(wei) 了迅速取得試驗結果，不能在標準態下進行，必須注明當時的溫濕度條件，如有可能時，要進行必要的修正。

複合麵料生產(chan) 廠家