第四章 纺织材料的吸湿性
第一节 吸湿指标和吸湿机理
? 一、纤维的吸湿指标
? 1．回潮率与含水率
? 回潮率 W：纺织材料中
所含水分重量对纺织材料
干重的百分比。
? 含水率 M：纺织材料中
所含水分重量对纺织材料
湿重的百分比。
? 式中,—— 纺织材料湿
重； —— 纺织材料干重。
100( % )
100( % )
0
0
0
?
?
?
?
?
?
a
a
a
G
GG
M
G
GG
W
aG
0G
? 2．标准回潮率
? —— 纺织材料在标准大气条件下，从吸湿达到平衡时测得的平衡回潮率。
? 国际标准中规定的标准大气条件为,
? 温度（ T）为 20℃ （热带为 27℃ ），
? 相对湿度（ RH）为 65%，
? 大气压力为 86~106kPa，视各国地理环境而定。
? 我国规定的标准大气条件为,大气压力为 1个标准大气压，即 101.3kPa（ 760mmHg
柱），并规定了温、湿度的波动范围：
? 一级标准,T 20± 2℃, RH 65± 2%；
? 二级标准,T 20± 2℃, RH 65± 3%；
? 三级标准,T 20± 2℃, RH 65± 5%；
?
? 纺织材料在实验测试前需进行调湿处理，通常在标准大气条件下调湿 24h以上即可，合
成纤维调湿 4h以上即可。
?
? 3.公定回潮率 (Wk)
? —— 贸易上为了计重和核价的需要，由国家统一规定的各种纺织材料的回潮率。
?
? 混纺纱的公定回潮率
? 其中,Wi（ %） —— 混纺材料中第 i种纤维的公定回潮率；
? Pi（ %） —— 混纺材料中第 i种纤维的干重混纺比。
? 4.标准重量 Gk
? —— 是纺织材料在公定回潮率时的重量。
iiPWW ?（％）＝混
%1
%1%)1(
0
a
kakk WWGWGG ???????
常用纤维的标准状态下的回潮率和公定回潮率
纤维种类 标准回潮率（ %） 公定回潮率（ %）
原棉 7~8 11,1
苎麻（脱胶） 7~8 12
亚麻 8~11 12
黄麻 12~16（生麻）,9~13（熟麻） 14
细羊毛 15~17 --
洗净毛 -- 15
山羊毛 -- 15
干毛条 -- 18.25
油毛条 -- 19
桑蚕丝 8~9 11.0
粘胶纤维 13~15 13
醋酯纤维 4~7 7
涤纶 0.4~0.5 0.4
锦纶 6 3.5~0.5 4.5
锦纶 66 4,2~4.5 4.5
腈纶 1.2~2.0 2.0
维纶 4.5~5.0 5
丙纶 0 0
氯纶 -- 0
氨纶 -- 1
常用纱线的公定回潮率
纱线种类 公定回潮率（ %） 纱线种类 公定回潮率（ %）
棉纱 8.5（英制 9.89） 粘胶纱及长丝 13
苎麻纱 10 粘胶针织绒线（内销） 8
亚麻纱 12 粘胶针织绒线（外销） 13
经梳毛纱 16 涤纶纱及长丝 0..4
粗梳毛纱 15 锦纶纱及长丝 4.5
羊毛绒线（国内） 10 腈纶纱 2
羊毛绒线（外销） 15 维纶纱 5
羊毛针织绒线 15 涤棉纱（ 65/35） 3.2（英制 3.7）
绢纺蚕丝 11
? 二,纤维的吸湿机理
? 1.吸着水分的种类
? 根据水分子在纤维中存在的方式不同，可分为三种：
? （ 1）吸收水
? —— 由于纤维中极性基团的极化作用而吸着的水。
? 吸收水是纤维吸湿的主要原因。
? 直接吸收水：由于纤维中亲水基团的作用而吸着的水分子。
它们之间的结合力较强，主要是氢键力，同时放出的热量
也较多。
? 间接吸收水：其他被吸着的水分子。 a.由于水分子的极性
再吸着的水分子 b.纤维中其他物质的亲水基团所吸引的
水分子。它们之间的结合力较弱，主要是范德华力，同时
放出的热量也较少。
? 2）毛细水
? —— 纤维有许多细孔，由于毛细管的作用而吸收的水
分称之 ~。
? 微毛细水：存在于纤维内部微小间隙之中的水分子；
? 大毛细水：存在于纤维内部较大间隙之中的水分子（当
湿度较高时）。
? 3）粘着水（表面吸附）
? —— 纤维因表面能而吸附的水分子称之 ~。
? 区别：吸收水属于化学吸着，是一种化学键力，因此必然
有放热反应； 毛细水和粘着水属于物理吸着，是范德华
力，没有明显的热反应,吸附也比较快。
? 2．吸湿过程
一般认为纤维吸湿时，水分子先吸附至纤维表面，然后水
蒸气向纤维内部扩散，与纤维内大分子上的亲水性基团结
合，随后水分子进入纤维的缝隙孔洞，形成毛细水。
第二节 大气条件与纤维吸湿
? 一、吸湿平衡与平衡回潮率
? 纤维材料的含湿量随所处的大气条件而变化。
? 吸湿平衡,纤维在单位时间内吸收的水分和放
出水分在数量上接近相等，这种现象称之。
? 吸湿平衡是动态平衡
? 平衡回潮率,将具有一定回潮率的纤维，放到
一个新的大气条件下，它将立刻放湿或吸湿，经
过一定时间后，它的回潮率逐渐趋向于一个稳定
的值，称为平衡回潮率。
? 特点,1.都是对
数曲线 ；
? 2,起始段快，
以后减慢直至平
衡 ；
? 3.吸湿平衡
所需要的时间 <放
湿平衡所需时间；
? 4.吸湿平衡
W不等于放湿平
衡 W。
? 二、吸湿等温线
? 1.定义,(T一定,W-RH%的关系 )
? 吸湿（放湿）等温线：在一定的大气压力和
温度条件下，纤维材料因吸湿（放湿）达到的
平衡回潮率与大气相对湿度的关系曲线；
? 特点,1.曲线都呈反 S形，吸湿机理
基本一致。
? 2.RH= 0%～ 15% 时，曲线的斜率比
较大；原因：开始阶段纤维中游离的亲水基因比较多，容易吸湿。
? RH= 15%～ 70% 时，曲线的斜率
比较小；
? 原因：因主要靠间接吸收，且水分子
进入纤维内部的微小间隙中，形成毛
细水，同时纤维还有一个膨化过程，
所以吸收的水分比开始阶段减少；
? RH>70% 时，曲线斜率又明显地
增大。 原因：因水分进入纤维内部
较大的间隙，纤维产生膨化，毛细水
大量增加，表面吸附的能力，也大大
增强，这就进一步增加了回潮率的上
升速度。
? 3,纤维种类不同，曲线的高低不同
? 吸湿能力强的在上方，如羊毛、粘胶；
吸湿能力差的在下方，如腈纶、涤纶
等。
? 三、吸湿滞后性（或吸湿保守现象）
? 1.定义,同样的纤维在一定的大气温湿度条件下，从放湿达到平衡
和从吸湿达到平衡，两种平衡回潮率不相等，前者大于后者，这种现象称之。
? 2.产生原因,
? 一 般认为吸湿时由于水分子进人纤维的无定形区，使大分子间距
离增加，少数连接点被迫拆开，而与水分子形成氢键结合。放湿时，水分子离开纤维，连接点有重新结 合的趋势，但由于大分子
上已有较多的极性基因与水分子相吸引，阻止水分子离去，而且
大分子间的距离不能及时完全回复到原来情况，因而保留了一部
分水分子。 因此同一纤维在同样的温湿度的条件下，从放温达到
平衡比从吸湿达到平衡具有较高的回潮率。
?
? 同一种纤维的吸湿等温线与放湿等温线并不重合，而形成 吸湿
滞后圈 。
? 吸湿滞后值（即差值）与纤维的吸湿能力和相对湿度有关。在
同一相对湿度条件下，吸湿性大的纤维，差值比较大。如羊毛 2.0%,粘纤 1.8%～ 2.0%，蚕丝 1.2%,棉 0.9%,锦纶
0.25%,涤纶等吸湿等温线和放温等温线则基本重合。
? 3.应用
? （ 1）调湿和预调湿：
? 调湿：纺织材料具有一定的吸湿性，故实验前，需要将试样统一
在标准状态下放置一定时间，使达到平衡回潮率。
? 预调湿：为避免纤维因吸湿滞后性所造成的误差，需预先将材
料在较低的温度下烘燥（一般为 40～ 50° C下去湿 0.5～ l h），使
纤维的回潮率远低于测试所要求的回潮率。然后再在标准状态下，
使达到平衡回潮率。
? （ 2）车间温湿度调节
? 如：纤维处于放湿时，车间空气的 RH%<规定值；
? 纤维处于吸湿时,车间空气的 RH%>规定值。
? 四、吸湿等湿线
? 1.定义：纤维在一定
的大气压力下，相对
湿度一定时，平衡回
潮率随温度而变化的
曲线。
? （ RH%一定,W-T的
关系曲线）
? 规律：温度愈高，平
衡回潮率愈低。但在
高温高湿的条件下，
由于纤维的热膨胀等
原因，平衡回潮率略
有增加。
? 3.原因：
? T增加时，纤维中的水分子的热运动能和纤
维分子的热振动能增大，使纤维内水蒸汽的蒸
发压升高，它比空气中已成为气体的蒸汽部分
压力的上升快得多，因此使水分子保留在纤维
分子上的能力减少。
? 此外，存在于纤维内部空隙中的液态水蒸发
蒸汽压力也随着温度的上升而升高。
第三节 影响纤维吸湿的因素
? 一 内在因素
1．亲水基团的作用
2．纤维的结晶度及内部空隙
3．纤维的比表面积
4．纤维内的伴生物和杂质
? 二 外界因素
? 纤维大分子中，亲水基团的多少和极性强弱均能影响其吸湿能力的大小。数量越多，
极性越强，纤维的吸湿能力越高。
? 如：羟基（ -OH）,酰胺基（ -NHCO-)、羧基（ -COOH）、氨基 (-NH2)等。
? 与水分子的亲和力很大，能与水分子形成化学结合水（吸收水）。
? 纤维素纤维：
? 如棉、粘纤、铜氨等纤维，大分子中的每一葡萄糖剩基含有 3个 -OH，在水分子和 -
OH之间可形成氢键，所以吸湿性较大。醋酯纤维中大部分羟基都被乙酸基（ -
COCH3）取代，而乙酸基对水的吸引力又不强，因此醋酯纤维的吸湿性较低。
? 蛋白质纤维：
? 主链上含有亲水性的酰胺基、氨基（一 NH2）、羧基（一 COOH）等亲水性基团，
因此吸湿性很好，尤其是羊毛，侧链中亲水基团较蚕丝更多，故其吸湿性优于蚕丝。
? 合成纤维,含有亲水基团不多，故吸湿性都较差。
? 维纶 —— 大分子中含有羟基（一 OH），经缩醛化后一部分羟基被封闭，吸湿性
减小，但在合纤中其吸湿能力最好。
? 锦纶 6、锦纶 66 —— 大分子中，每 6个碳原子上含有一个酰胺基（ -CONH-），所
以也具有一定的吸湿能力。
? 腈纶 —— 大分子中只有亲水性弱的极性基团氰基（ -CN），故吸湿能力小。
? 涤纶、丙纶 —— 中因缺少亲水性基团，故吸湿能力极差，尤其是丙纶基本不吸湿。
? 此外，大分子聚合度低的纤维，如果大分子端基是亲水性基团，其吸湿能力也较
强。
? 纤维的结晶度和内部空隙纤维吸收的水分一般不能进入结晶区，
在结晶区内，分子有规则地紧密排列，活性基在分子间形成了交
键，如氢键、盐式键、双硫键等，所以水分子就不易渗入，若要
产生吸湿作用就须打开这些交键，使活性基游离，显然这是困难的。因而纤维的吸湿作用主要是发生在无定形区。
? 纤维的结晶度越低，吸湿能力就越强。在同样的结晶度下，微
晶体的大小对吸湿性也有影响。一般来说，晶体小的吸湿性较大。
? 如：棉经丝光后，由于结晶度降低使吸湿量增加；
? 棉和粘胶 — 同属纤维素纤维，每一个葡萄糖剩基上都含有 3
个一 OH，但棉纤维的结晶度为 70％左右，而粘胶纤维仅 30％左右，
W粘胶 >W棉。
?
? 纤维无定形区内缝隙孔洞越多越大，纤维吸湿能力越强。
? 如,*粘胶纤维结构比棉纤维疏松，缝隙孔洞多，是其吸湿能力远
高于棉的原因之一；
? *合成纤维结构一般比较致密，而天然纤维组织中有微隙，这
也是天然纤维的吸湿能力远大于合成纤维的原因之一。
? 纤维的比表面积越大，表面能也就越大，表面
吸附能力越强，吸附的水分子数也越多，吸湿
性越好。
? 细纤维的比表面积大，较粗纤维的回潮率偏大
些。
? a.棉纤维中有含氮物质、棉蜡、果胶、脂肪等，
其中含氮物质、果胶较其主要成分更能吸着水分，
而蜡质、脂肪不易吸着水分。 因此棉纤维脱脂程
度越高，其吸湿能力越好；
? b.羊毛表面的油脂是拒水性物质，它的存在使吸
湿能力减弱；
? c.麻纤维的果胶和蚕丝中的丝胶有利于吸湿；
? d.化学纤维表面的油剂，其性质会引起吸湿能力
的变化，当油剂表面活性剂的亲水基团向着空气
定向排列时，纤维吸湿量变大。
? 1．温度的影响
? 在一般的情况下，随着空气和纤维材料温度的提高，
纤维的平衡回潮率将会下降。
? 2．相对湿度的影响
? 在一定温度条件下，相对湿度越高，空气中水蒸气的压力
越大，也即是单位体积空气内的水分子数目越多，水分子
到达纤维表面的机会越多，纤维的吸湿也就较多。
? 在温度和湿度这两个因素：
? 对亲水性纤维来说，相对湿度对回潮率的影响是主要
的，
? 对疏水性的合成纤维来说，温度对回潮率的影响明显。
? 3,纤维原来回潮率大小的影响
? 由吸湿滞后性我们可知，当纤维材料置于一新的大气
条件下时，其从放湿达到平衡时的回潮率要高于从吸湿达
到的回潮率。故纤维原来回潮率大小也有一定的影响。
第四节 吸湿对纤维性质的影响
? 一、对重量的影响
? 其中,G0—— 干重； Ga—— 称见重量。
? 二、对长度和横截面积的影响
? 纤维吸湿后体积膨胀，横向膨胀大而纵向膨胀小，表现出明
显的各向异性。
? 纤维的膨胀值,Sd=⊿ D/D； Sl=⊿ L/L； Sa=⊿ A/A； Sv=⊿ V
/V
? 式中,D,L,A,V— 纤维原来的直径、长度、截面积和体积；
? ⊿ D,⊿ L,⊿ A,⊿ V — 纤维膨胀后，其直径、长度、
截面积和体积的增加值。
? 纤维吸湿膨胀具有明显的各向异性，即 Sd＜ Sl。
? 同一纤维，可根据吸湿膨胀后各向异性的大小，来判断大分子
的取向度。
?
?????
1
%1%)1(
0
k
akk
WGWGG
各种纤维在水中的膨胀性能表
纤维种类 Sd (%) Sl (%) Sa (%) Sv (%)
棉 20～ 30 -- 40～ 42 42～ 44
蚕丝 16.3～ 18.7 1.3～ 1.6 1～ 9 30～ 32
羊毛 15～ 17 -- 25～ 26 36～ 41
粘胶纤维 25～ 52 3.7～ 4.8 50～ 114 74～ 127
铜氨纤维 32～ 53 2～ 6 56～ 62 68～ 107
醋酯纤维 9～ 14 0.1～ 0.3 6～ 8 --
? 三、对密度的影响
? W增加，纤维密度增加；大多数纤维在 W=4%～ 6% 时密度最大。
? W再增加，纤维密度逐渐变小，因为纤维体积显著膨胀，而水的比重小于纤维。
?
? 四、对机械性质的影响
? 纤维吸湿后，其力学性质如强力、伸长、弹性、刚度等随之变化。
? 1.对强力的影响：
? （ 1）一般规律是 W增加，其强力会下降；
? 这是因为水分子进入纤维内部无定形区，减弱了大分子间的结合力，使分子间容易在
外力作用下发生滑移之故。强力下降的程度，视纤维内部结构和吸湿多少而定。
? 粘胶纤维由于大分子聚合度较低，结晶度也较低，纤维断裂主要表现为大分子的滑脱，
同时水分子进入后对大分子结合力的减弱也很显著，因此吸湿后强力下降非常显著。
? （ 2）吸湿能力差的纤维,W增加，强力变化不太显著合成纤维由于较弱，所以吸湿后强
力的降低。
? （ 3）棉、麻纤维，吸湿后强力反而增加；
? 这 是由于棉和麻纤维大分子聚合度很高，结晶度也很高，纤维断裂主要表现为大分子本
身的断裂，而水分子进入后对大分子间结合力的减弱不显著，并主要表现为水分 子进入
后可将一些大分子链上的缠结被拆开，分子链的舒展和受力分子链的增加，平均地负担纤
维上所受的外力，因此使纤维强力增加。
? 2.对纤维伸长率的影响：
? W增加，伸长率有所增加。
? 这是因为水分子进入纤维内部后，减弱了大分子间的结合力，使它在受外力作用时容
易伸直和产生相对滑移的缘故。
? 3.对纤维的脆性、硬性有所减小，塑性变形增加，摩擦系数有所增加。
常见纤维在润湿状态下强伸度变化表
纤维种类 湿干断裂强度比（ %） 湿干断裂伸长比（ %）
棉 110～ 130 106～ 110
麻 110～ 130 122
毛 76～ 94 110～ 140
桑蚕丝 80 145
柞蚕丝 110 172
粘胶 40～ 60 125～ 135
涤纶 100 100
锦纶 80～ 90 105～ 110
腈纶 90～ 95 125
维纶 85～ 90 115～ 125
? 五、对热学性质的影响
? 纤维吸湿放热
? 1.原因：由于空气中的水分子被纤维大分子上的极性基因
所吸引而与之结合，分子的动能降低而转换为热能被释放
出来的缘故。
? 2.指标：
? 吸湿微分热：纤维在给定回潮率时吸着 1克水放出的热
量。单位为 J/g（水）
? 各种干燥纤维的吸湿微分热大致接近，约为 837.4～
1256J。
? 吸湿积分热：在一定的温度下,1g干燥纤维从某一回
潮率吸湿到达完全润湿，所放出的总热量称为，单位为
J/g（干纤维）。
? 吸湿能力强的纤维，其吸湿积分热也大。
? 3.应用
? （ 1）吸湿放热与保暖性
? （ 2）吸湿放热与纺织材料储存
? （ 3）吸湿放热与热工计算
各种纤维的吸湿积分热
纤维种类 吸湿积分热（ J/g干纤维） 纤维种类 吸湿积分热（ J/g干纤维）
棉 46.1 醋酯纤维 34.3
苎麻 46.5 涤纶 3.4
羊毛 112.6 锦纶 30.6
蚕丝 69.1 腈纶 7.1
粘胶纤维 105.5 维纶 35.2
? 六、对电学性质的影响
? 高聚物的特殊分子结构，赋予纤维具有高的电绝缘性能。
? 纤维吸湿 —— 绝缘性能下降，介电系数上升，介电损耗
因素增大。
? 使纤维的比电阻下降，减缓静电现象。
? 应用：电阻式和电容式电气测湿仪。
? 七、对光学性质的影响
? 当纤维的回潮率升高时，纤维的光折射率下降。是由于水分
子进人纤维后，引起分子结构作某些改变造成的。
第五节 吸湿性的测试方法
? 一、直接测定法
? —— 称得湿重 Ga，去除水分后得干重 G0，根据定义求得 W。
? 具体的测试方法有：
? 烘箱法
? (1)原理
? 烘箱是利用电热丝加热，当箱内温度升至规定值时，把试样放入烘
箱内，使纺织材料内的水分蒸发于热空气中，并利用换气装置将湿
空气排出箱外。由于纺织材料内水分不断蒸发和散失，质量不断减
少，当质量烘至恒量时，即为纺织材料干重（烘燥过程中的全部质 量损失都作为水分），最后算出回潮率指标。
? 国家标准规定供给烘箱的大气应为标准大气，如为非标准大气，则 测得的烘干质量应修正到标准大气条件下的干重。
? （ 2）影响烘干效果的因素：
? a.温度和时间
? 温度：棉 — 105° C；丝 — 110° C；其它纤维 — 105~110° C。
（有温控装置）
? 时间：烘燥 90分钟左右,第一次称重,10min后第二次称重，两次重
量之差与后一次重量之比 <0.05%，后一次重量为干燥重量。
?
? b.称重方法
? 称重方法：箱内热称、箱外热称和箱外
冷称三种。
? c.大气温湿度条件
? 箱内的相对湿度不可能达到 0％，当烘
箱置于非标准大气条件下测试时，其干重
需根据当时环境的温度和相对湿度进行修
正。再用修正后的干重计算其回潮率。
? 优点：检验历史长，测得的结果比较稳定；
? 缺点：耗电量大，时间长，并易损坏试样；
? 纤维内的一些油脂或其他物质的挥发，影响测定结果
的真实性；
? 干重不是绝对的干重。
? 2.红外线辐射法
? —— 利用红外线灯泡发出来的红外线照射
试样，能量高，穿透力强，使材料内部在
短时间内达到很高的温度，将水分去除。
? 一般情况下只要 5～ 20min即可烘干。
? 优点：烘干迅速、耗电量省、设备简单；
? 缺点：试验结果不稳定
? （温度无法控制，能量分布也不均匀，局
部过热而使材料烘焦变质）
? 3．高频加热干燥法
? —— 利用高频电磁波在物质内部产生热量以去除水。
? 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（频率范围是 800～ 3000MHZ）。
? 优点：从材料内部产生高热，一次烘燥量也比较大，迅速
而均匀；加热设备直接作用于被烘燥的物体上，热损失小；
? 缺点：设备费用高，投资多、耗电量大，运转和维修费用
较高，
? 水汽蒸发过快，常引起纤维曝裂；
? 微波对人体有害，必须很好加以屏蔽。
? 4.吸湿剂干燥法
? 将纺织材料和强烈的吸湿剂放在同一个密闭的容器内，利用吸湿
剂吸收空气中的水分，使容器内空气的相对湿度达到 0%。
? 吸湿剂：干燥的五氧化二磷粉末（效果最好）； 干燥氯化钙颗粒状
（最常用）。
? 优点：比较准确
? 缺点：适用于小量试样，否则吸不干，成本高，费时长（一般在室温
下达到真正吸干约需 4～ 6周的时间）。
? 5.真空干燥法
? —— 将试样放在密闭的容器中抽取真空，在一定的真空度下，再对容
器用电阻丝加热，加热的温度可以自动控制。一定时间后由于水汽被 出除，真空度变小，用差压法即可推算水分的含量。
? 优点：不需要称取干重，工作简便，试样用量很少；
? 可在较低温度（ 60～ 70° C）下将试样中的水分去除，
? 烘干时间减少且可避免材料氧化变质。
? 测定结果精确可靠而设备费用也不高。
? 二,间接测定法
? —— 利用纺织材料中含水多少与某些性质密切相关的原理，通过测
试这些性质来推测含水率或回潮率。
? 特点：不用去除材料中的水分，不损坏试样，速度很快，可以不接触
试样在生产上可用作连续测定，便于对回潮自动监控；影响因素较多，
在稳定性、准确性和适应性欠佳。
? 1.电阻测湿仪
? 利用纤维在不同的回潮率下具有不同的电阻值来进行测定。
? 多数纤维当 RH=30%～ 90%,M和 ρm的关系是,ρm·Mn =K
? 式中,K—— 常数（与试样的数量、松紧程度、温度和电压等有关）；
? n—— 常数（随试样种类而定的）。
? 2.电容式测湿仪（较少用）
? —— 以一定量的纤维材料，放在一定容量的电容器中，由于纺织
材料和水的介电常数相差很大，随着材料中含水的多少使电容量发生 变化，即可推测含水率或回潮率的大小。
?
?
第一节 吸湿指标和吸湿机理
? 一、纤维的吸湿指标
? 1．回潮率与含水率
? 回潮率 W：纺织材料中
所含水分重量对纺织材料
干重的百分比。
? 含水率 M：纺织材料中
所含水分重量对纺织材料
湿重的百分比。
? 式中,—— 纺织材料湿
重； —— 纺织材料干重。
100( % )
100( % )
0
0
0
?
?
?
?
?
?
a
a
a
G
GG
M
G
GG
W
aG
0G
? 2．标准回潮率
? —— 纺织材料在标准大气条件下，从吸湿达到平衡时测得的平衡回潮率。
? 国际标准中规定的标准大气条件为,
? 温度（ T）为 20℃ （热带为 27℃ ），
? 相对湿度（ RH）为 65%，
? 大气压力为 86~106kPa，视各国地理环境而定。
? 我国规定的标准大气条件为,大气压力为 1个标准大气压，即 101.3kPa（ 760mmHg
柱），并规定了温、湿度的波动范围：
? 一级标准,T 20± 2℃, RH 65± 2%；
? 二级标准,T 20± 2℃, RH 65± 3%；
? 三级标准,T 20± 2℃, RH 65± 5%；
?
? 纺织材料在实验测试前需进行调湿处理，通常在标准大气条件下调湿 24h以上即可，合
成纤维调湿 4h以上即可。
?
? 3.公定回潮率 (Wk)
? —— 贸易上为了计重和核价的需要，由国家统一规定的各种纺织材料的回潮率。
?
? 混纺纱的公定回潮率
? 其中,Wi（ %） —— 混纺材料中第 i种纤维的公定回潮率；
? Pi（ %） —— 混纺材料中第 i种纤维的干重混纺比。
? 4.标准重量 Gk
? —— 是纺织材料在公定回潮率时的重量。
iiPWW ?（％）＝混
%1
%1%)1(
0
a
kakk WWGWGG ???????
常用纤维的标准状态下的回潮率和公定回潮率
纤维种类 标准回潮率（ %） 公定回潮率（ %）
原棉 7~8 11,1
苎麻（脱胶） 7~8 12
亚麻 8~11 12
黄麻 12~16（生麻）,9~13（熟麻） 14
细羊毛 15~17 --
洗净毛 -- 15
山羊毛 -- 15
干毛条 -- 18.25
油毛条 -- 19
桑蚕丝 8~9 11.0
粘胶纤维 13~15 13
醋酯纤维 4~7 7
涤纶 0.4~0.5 0.4
锦纶 6 3.5~0.5 4.5
锦纶 66 4,2~4.5 4.5
腈纶 1.2~2.0 2.0
维纶 4.5~5.0 5
丙纶 0 0
氯纶 -- 0
氨纶 -- 1
常用纱线的公定回潮率
纱线种类 公定回潮率（ %） 纱线种类 公定回潮率（ %）
棉纱 8.5（英制 9.89） 粘胶纱及长丝 13
苎麻纱 10 粘胶针织绒线（内销） 8
亚麻纱 12 粘胶针织绒线（外销） 13
经梳毛纱 16 涤纶纱及长丝 0..4
粗梳毛纱 15 锦纶纱及长丝 4.5
羊毛绒线（国内） 10 腈纶纱 2
羊毛绒线（外销） 15 维纶纱 5
羊毛针织绒线 15 涤棉纱（ 65/35） 3.2（英制 3.7）
绢纺蚕丝 11
? 二,纤维的吸湿机理
? 1.吸着水分的种类
? 根据水分子在纤维中存在的方式不同，可分为三种：
? （ 1）吸收水
? —— 由于纤维中极性基团的极化作用而吸着的水。
? 吸收水是纤维吸湿的主要原因。
? 直接吸收水：由于纤维中亲水基团的作用而吸着的水分子。
它们之间的结合力较强，主要是氢键力，同时放出的热量
也较多。
? 间接吸收水：其他被吸着的水分子。 a.由于水分子的极性
再吸着的水分子 b.纤维中其他物质的亲水基团所吸引的
水分子。它们之间的结合力较弱，主要是范德华力，同时
放出的热量也较少。
? 2）毛细水
? —— 纤维有许多细孔，由于毛细管的作用而吸收的水
分称之 ~。
? 微毛细水：存在于纤维内部微小间隙之中的水分子；
? 大毛细水：存在于纤维内部较大间隙之中的水分子（当
湿度较高时）。
? 3）粘着水（表面吸附）
? —— 纤维因表面能而吸附的水分子称之 ~。
? 区别：吸收水属于化学吸着，是一种化学键力，因此必然
有放热反应； 毛细水和粘着水属于物理吸着，是范德华
力，没有明显的热反应,吸附也比较快。
? 2．吸湿过程
一般认为纤维吸湿时，水分子先吸附至纤维表面，然后水
蒸气向纤维内部扩散，与纤维内大分子上的亲水性基团结
合，随后水分子进入纤维的缝隙孔洞，形成毛细水。
第二节 大气条件与纤维吸湿
? 一、吸湿平衡与平衡回潮率
? 纤维材料的含湿量随所处的大气条件而变化。
? 吸湿平衡,纤维在单位时间内吸收的水分和放
出水分在数量上接近相等，这种现象称之。
? 吸湿平衡是动态平衡
? 平衡回潮率,将具有一定回潮率的纤维，放到
一个新的大气条件下，它将立刻放湿或吸湿，经
过一定时间后，它的回潮率逐渐趋向于一个稳定
的值，称为平衡回潮率。
? 特点,1.都是对
数曲线 ；
? 2,起始段快，
以后减慢直至平
衡 ；
? 3.吸湿平衡
所需要的时间 <放
湿平衡所需时间；
? 4.吸湿平衡
W不等于放湿平
衡 W。
? 二、吸湿等温线
? 1.定义,(T一定,W-RH%的关系 )
? 吸湿（放湿）等温线：在一定的大气压力和
温度条件下，纤维材料因吸湿（放湿）达到的
平衡回潮率与大气相对湿度的关系曲线；
? 特点,1.曲线都呈反 S形，吸湿机理
基本一致。
? 2.RH= 0%～ 15% 时，曲线的斜率比
较大；原因：开始阶段纤维中游离的亲水基因比较多，容易吸湿。
? RH= 15%～ 70% 时，曲线的斜率
比较小；
? 原因：因主要靠间接吸收，且水分子
进入纤维内部的微小间隙中，形成毛
细水，同时纤维还有一个膨化过程，
所以吸收的水分比开始阶段减少；
? RH>70% 时，曲线斜率又明显地
增大。 原因：因水分进入纤维内部
较大的间隙，纤维产生膨化，毛细水
大量增加，表面吸附的能力，也大大
增强，这就进一步增加了回潮率的上
升速度。
? 3,纤维种类不同，曲线的高低不同
? 吸湿能力强的在上方，如羊毛、粘胶；
吸湿能力差的在下方，如腈纶、涤纶
等。
? 三、吸湿滞后性（或吸湿保守现象）
? 1.定义,同样的纤维在一定的大气温湿度条件下，从放湿达到平衡
和从吸湿达到平衡，两种平衡回潮率不相等，前者大于后者，这种现象称之。
? 2.产生原因,
? 一 般认为吸湿时由于水分子进人纤维的无定形区，使大分子间距
离增加，少数连接点被迫拆开，而与水分子形成氢键结合。放湿时，水分子离开纤维，连接点有重新结 合的趋势，但由于大分子
上已有较多的极性基因与水分子相吸引，阻止水分子离去，而且
大分子间的距离不能及时完全回复到原来情况，因而保留了一部
分水分子。 因此同一纤维在同样的温湿度的条件下，从放温达到
平衡比从吸湿达到平衡具有较高的回潮率。
?
? 同一种纤维的吸湿等温线与放湿等温线并不重合，而形成 吸湿
滞后圈 。
? 吸湿滞后值（即差值）与纤维的吸湿能力和相对湿度有关。在
同一相对湿度条件下，吸湿性大的纤维，差值比较大。如羊毛 2.0%,粘纤 1.8%～ 2.0%，蚕丝 1.2%,棉 0.9%,锦纶
0.25%,涤纶等吸湿等温线和放温等温线则基本重合。
? 3.应用
? （ 1）调湿和预调湿：
? 调湿：纺织材料具有一定的吸湿性，故实验前，需要将试样统一
在标准状态下放置一定时间，使达到平衡回潮率。
? 预调湿：为避免纤维因吸湿滞后性所造成的误差，需预先将材
料在较低的温度下烘燥（一般为 40～ 50° C下去湿 0.5～ l h），使
纤维的回潮率远低于测试所要求的回潮率。然后再在标准状态下，
使达到平衡回潮率。
? （ 2）车间温湿度调节
? 如：纤维处于放湿时，车间空气的 RH%<规定值；
? 纤维处于吸湿时,车间空气的 RH%>规定值。
? 四、吸湿等湿线
? 1.定义：纤维在一定
的大气压力下，相对
湿度一定时，平衡回
潮率随温度而变化的
曲线。
? （ RH%一定,W-T的
关系曲线）
? 规律：温度愈高，平
衡回潮率愈低。但在
高温高湿的条件下，
由于纤维的热膨胀等
原因，平衡回潮率略
有增加。
? 3.原因：
? T增加时，纤维中的水分子的热运动能和纤
维分子的热振动能增大，使纤维内水蒸汽的蒸
发压升高，它比空气中已成为气体的蒸汽部分
压力的上升快得多，因此使水分子保留在纤维
分子上的能力减少。
? 此外，存在于纤维内部空隙中的液态水蒸发
蒸汽压力也随着温度的上升而升高。
第三节 影响纤维吸湿的因素
? 一 内在因素
1．亲水基团的作用
2．纤维的结晶度及内部空隙
3．纤维的比表面积
4．纤维内的伴生物和杂质
? 二 外界因素
? 纤维大分子中，亲水基团的多少和极性强弱均能影响其吸湿能力的大小。数量越多，
极性越强，纤维的吸湿能力越高。
? 如：羟基（ -OH）,酰胺基（ -NHCO-)、羧基（ -COOH）、氨基 (-NH2)等。
? 与水分子的亲和力很大，能与水分子形成化学结合水（吸收水）。
? 纤维素纤维：
? 如棉、粘纤、铜氨等纤维，大分子中的每一葡萄糖剩基含有 3个 -OH，在水分子和 -
OH之间可形成氢键，所以吸湿性较大。醋酯纤维中大部分羟基都被乙酸基（ -
COCH3）取代，而乙酸基对水的吸引力又不强，因此醋酯纤维的吸湿性较低。
? 蛋白质纤维：
? 主链上含有亲水性的酰胺基、氨基（一 NH2）、羧基（一 COOH）等亲水性基团，
因此吸湿性很好，尤其是羊毛，侧链中亲水基团较蚕丝更多，故其吸湿性优于蚕丝。
? 合成纤维,含有亲水基团不多，故吸湿性都较差。
? 维纶 —— 大分子中含有羟基（一 OH），经缩醛化后一部分羟基被封闭，吸湿性
减小，但在合纤中其吸湿能力最好。
? 锦纶 6、锦纶 66 —— 大分子中，每 6个碳原子上含有一个酰胺基（ -CONH-），所
以也具有一定的吸湿能力。
? 腈纶 —— 大分子中只有亲水性弱的极性基团氰基（ -CN），故吸湿能力小。
? 涤纶、丙纶 —— 中因缺少亲水性基团，故吸湿能力极差，尤其是丙纶基本不吸湿。
? 此外，大分子聚合度低的纤维，如果大分子端基是亲水性基团，其吸湿能力也较
强。
? 纤维的结晶度和内部空隙纤维吸收的水分一般不能进入结晶区，
在结晶区内，分子有规则地紧密排列，活性基在分子间形成了交
键，如氢键、盐式键、双硫键等，所以水分子就不易渗入，若要
产生吸湿作用就须打开这些交键，使活性基游离，显然这是困难的。因而纤维的吸湿作用主要是发生在无定形区。
? 纤维的结晶度越低，吸湿能力就越强。在同样的结晶度下，微
晶体的大小对吸湿性也有影响。一般来说，晶体小的吸湿性较大。
? 如：棉经丝光后，由于结晶度降低使吸湿量增加；
? 棉和粘胶 — 同属纤维素纤维，每一个葡萄糖剩基上都含有 3
个一 OH，但棉纤维的结晶度为 70％左右，而粘胶纤维仅 30％左右，
W粘胶 >W棉。
?
? 纤维无定形区内缝隙孔洞越多越大，纤维吸湿能力越强。
? 如,*粘胶纤维结构比棉纤维疏松，缝隙孔洞多，是其吸湿能力远
高于棉的原因之一；
? *合成纤维结构一般比较致密，而天然纤维组织中有微隙，这
也是天然纤维的吸湿能力远大于合成纤维的原因之一。
? 纤维的比表面积越大，表面能也就越大，表面
吸附能力越强，吸附的水分子数也越多，吸湿
性越好。
? 细纤维的比表面积大，较粗纤维的回潮率偏大
些。
? a.棉纤维中有含氮物质、棉蜡、果胶、脂肪等，
其中含氮物质、果胶较其主要成分更能吸着水分，
而蜡质、脂肪不易吸着水分。 因此棉纤维脱脂程
度越高，其吸湿能力越好；
? b.羊毛表面的油脂是拒水性物质，它的存在使吸
湿能力减弱；
? c.麻纤维的果胶和蚕丝中的丝胶有利于吸湿；
? d.化学纤维表面的油剂，其性质会引起吸湿能力
的变化，当油剂表面活性剂的亲水基团向着空气
定向排列时，纤维吸湿量变大。
? 1．温度的影响
? 在一般的情况下，随着空气和纤维材料温度的提高，
纤维的平衡回潮率将会下降。
? 2．相对湿度的影响
? 在一定温度条件下，相对湿度越高，空气中水蒸气的压力
越大，也即是单位体积空气内的水分子数目越多，水分子
到达纤维表面的机会越多，纤维的吸湿也就较多。
? 在温度和湿度这两个因素：
? 对亲水性纤维来说，相对湿度对回潮率的影响是主要
的，
? 对疏水性的合成纤维来说，温度对回潮率的影响明显。
? 3,纤维原来回潮率大小的影响
? 由吸湿滞后性我们可知，当纤维材料置于一新的大气
条件下时，其从放湿达到平衡时的回潮率要高于从吸湿达
到的回潮率。故纤维原来回潮率大小也有一定的影响。
第四节 吸湿对纤维性质的影响
? 一、对重量的影响
? 其中,G0—— 干重； Ga—— 称见重量。
? 二、对长度和横截面积的影响
? 纤维吸湿后体积膨胀，横向膨胀大而纵向膨胀小，表现出明
显的各向异性。
? 纤维的膨胀值,Sd=⊿ D/D； Sl=⊿ L/L； Sa=⊿ A/A； Sv=⊿ V
/V
? 式中,D,L,A,V— 纤维原来的直径、长度、截面积和体积；
? ⊿ D,⊿ L,⊿ A,⊿ V — 纤维膨胀后，其直径、长度、
截面积和体积的增加值。
? 纤维吸湿膨胀具有明显的各向异性，即 Sd＜ Sl。
? 同一纤维，可根据吸湿膨胀后各向异性的大小，来判断大分子
的取向度。
?
?????
1
%1%)1(
0
k
akk
WGWGG
各种纤维在水中的膨胀性能表
纤维种类 Sd (%) Sl (%) Sa (%) Sv (%)
棉 20～ 30 -- 40～ 42 42～ 44
蚕丝 16.3～ 18.7 1.3～ 1.6 1～ 9 30～ 32
羊毛 15～ 17 -- 25～ 26 36～ 41
粘胶纤维 25～ 52 3.7～ 4.8 50～ 114 74～ 127
铜氨纤维 32～ 53 2～ 6 56～ 62 68～ 107
醋酯纤维 9～ 14 0.1～ 0.3 6～ 8 --
? 三、对密度的影响
? W增加，纤维密度增加；大多数纤维在 W=4%～ 6% 时密度最大。
? W再增加，纤维密度逐渐变小，因为纤维体积显著膨胀，而水的比重小于纤维。
?
? 四、对机械性质的影响
? 纤维吸湿后，其力学性质如强力、伸长、弹性、刚度等随之变化。
? 1.对强力的影响：
? （ 1）一般规律是 W增加，其强力会下降；
? 这是因为水分子进入纤维内部无定形区，减弱了大分子间的结合力，使分子间容易在
外力作用下发生滑移之故。强力下降的程度，视纤维内部结构和吸湿多少而定。
? 粘胶纤维由于大分子聚合度较低，结晶度也较低，纤维断裂主要表现为大分子的滑脱，
同时水分子进入后对大分子结合力的减弱也很显著，因此吸湿后强力下降非常显著。
? （ 2）吸湿能力差的纤维,W增加，强力变化不太显著合成纤维由于较弱，所以吸湿后强
力的降低。
? （ 3）棉、麻纤维，吸湿后强力反而增加；
? 这 是由于棉和麻纤维大分子聚合度很高，结晶度也很高，纤维断裂主要表现为大分子本
身的断裂，而水分子进入后对大分子间结合力的减弱不显著，并主要表现为水分 子进入
后可将一些大分子链上的缠结被拆开，分子链的舒展和受力分子链的增加，平均地负担纤
维上所受的外力，因此使纤维强力增加。
? 2.对纤维伸长率的影响：
? W增加，伸长率有所增加。
? 这是因为水分子进入纤维内部后，减弱了大分子间的结合力，使它在受外力作用时容
易伸直和产生相对滑移的缘故。
? 3.对纤维的脆性、硬性有所减小，塑性变形增加，摩擦系数有所增加。
常见纤维在润湿状态下强伸度变化表
纤维种类 湿干断裂强度比（ %） 湿干断裂伸长比（ %）
棉 110～ 130 106～ 110
麻 110～ 130 122
毛 76～ 94 110～ 140
桑蚕丝 80 145
柞蚕丝 110 172
粘胶 40～ 60 125～ 135
涤纶 100 100
锦纶 80～ 90 105～ 110
腈纶 90～ 95 125
维纶 85～ 90 115～ 125
? 五、对热学性质的影响
? 纤维吸湿放热
? 1.原因：由于空气中的水分子被纤维大分子上的极性基因
所吸引而与之结合，分子的动能降低而转换为热能被释放
出来的缘故。
? 2.指标：
? 吸湿微分热：纤维在给定回潮率时吸着 1克水放出的热
量。单位为 J/g（水）
? 各种干燥纤维的吸湿微分热大致接近，约为 837.4～
1256J。
? 吸湿积分热：在一定的温度下,1g干燥纤维从某一回
潮率吸湿到达完全润湿，所放出的总热量称为，单位为
J/g（干纤维）。
? 吸湿能力强的纤维，其吸湿积分热也大。
? 3.应用
? （ 1）吸湿放热与保暖性
? （ 2）吸湿放热与纺织材料储存
? （ 3）吸湿放热与热工计算
各种纤维的吸湿积分热
纤维种类 吸湿积分热（ J/g干纤维） 纤维种类 吸湿积分热（ J/g干纤维）
棉 46.1 醋酯纤维 34.3
苎麻 46.5 涤纶 3.4
羊毛 112.6 锦纶 30.6
蚕丝 69.1 腈纶 7.1
粘胶纤维 105.5 维纶 35.2
? 六、对电学性质的影响
? 高聚物的特殊分子结构，赋予纤维具有高的电绝缘性能。
? 纤维吸湿 —— 绝缘性能下降，介电系数上升，介电损耗
因素增大。
? 使纤维的比电阻下降，减缓静电现象。
? 应用：电阻式和电容式电气测湿仪。
? 七、对光学性质的影响
? 当纤维的回潮率升高时，纤维的光折射率下降。是由于水分
子进人纤维后，引起分子结构作某些改变造成的。
第五节 吸湿性的测试方法
? 一、直接测定法
? —— 称得湿重 Ga，去除水分后得干重 G0，根据定义求得 W。
? 具体的测试方法有：
? 烘箱法
? (1)原理
? 烘箱是利用电热丝加热，当箱内温度升至规定值时，把试样放入烘
箱内，使纺织材料内的水分蒸发于热空气中，并利用换气装置将湿
空气排出箱外。由于纺织材料内水分不断蒸发和散失，质量不断减
少，当质量烘至恒量时，即为纺织材料干重（烘燥过程中的全部质 量损失都作为水分），最后算出回潮率指标。
? 国家标准规定供给烘箱的大气应为标准大气，如为非标准大气，则 测得的烘干质量应修正到标准大气条件下的干重。
? （ 2）影响烘干效果的因素：
? a.温度和时间
? 温度：棉 — 105° C；丝 — 110° C；其它纤维 — 105~110° C。
（有温控装置）
? 时间：烘燥 90分钟左右,第一次称重,10min后第二次称重，两次重
量之差与后一次重量之比 <0.05%，后一次重量为干燥重量。
?
? b.称重方法
? 称重方法：箱内热称、箱外热称和箱外
冷称三种。
? c.大气温湿度条件
? 箱内的相对湿度不可能达到 0％，当烘
箱置于非标准大气条件下测试时，其干重
需根据当时环境的温度和相对湿度进行修
正。再用修正后的干重计算其回潮率。
? 优点：检验历史长，测得的结果比较稳定；
? 缺点：耗电量大，时间长，并易损坏试样；
? 纤维内的一些油脂或其他物质的挥发，影响测定结果
的真实性；
? 干重不是绝对的干重。
? 2.红外线辐射法
? —— 利用红外线灯泡发出来的红外线照射
试样，能量高，穿透力强，使材料内部在
短时间内达到很高的温度，将水分去除。
? 一般情况下只要 5～ 20min即可烘干。
? 优点：烘干迅速、耗电量省、设备简单；
? 缺点：试验结果不稳定
? （温度无法控制，能量分布也不均匀，局
部过热而使材料烘焦变质）
? 3．高频加热干燥法
? —— 利用高频电磁波在物质内部产生热量以去除水。
? 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（频率范围是 800～ 3000MHZ）。
? 优点：从材料内部产生高热，一次烘燥量也比较大，迅速
而均匀；加热设备直接作用于被烘燥的物体上，热损失小；
? 缺点：设备费用高，投资多、耗电量大，运转和维修费用
较高，
? 水汽蒸发过快，常引起纤维曝裂；
? 微波对人体有害，必须很好加以屏蔽。
? 4.吸湿剂干燥法
? 将纺织材料和强烈的吸湿剂放在同一个密闭的容器内，利用吸湿
剂吸收空气中的水分，使容器内空气的相对湿度达到 0%。
? 吸湿剂：干燥的五氧化二磷粉末（效果最好）； 干燥氯化钙颗粒状
（最常用）。
? 优点：比较准确
? 缺点：适用于小量试样，否则吸不干，成本高，费时长（一般在室温
下达到真正吸干约需 4～ 6周的时间）。
? 5.真空干燥法
? —— 将试样放在密闭的容器中抽取真空，在一定的真空度下，再对容
器用电阻丝加热，加热的温度可以自动控制。一定时间后由于水汽被 出除，真空度变小，用差压法即可推算水分的含量。
? 优点：不需要称取干重，工作简便，试样用量很少；
? 可在较低温度（ 60～ 70° C）下将试样中的水分去除，
? 烘干时间减少且可避免材料氧化变质。
? 测定结果精确可靠而设备费用也不高。
? 二,间接测定法
? —— 利用纺织材料中含水多少与某些性质密切相关的原理，通过测
试这些性质来推测含水率或回潮率。
? 特点：不用去除材料中的水分，不损坏试样，速度很快，可以不接触
试样在生产上可用作连续测定，便于对回潮自动监控；影响因素较多，
在稳定性、准确性和适应性欠佳。
? 1.电阻测湿仪
? 利用纤维在不同的回潮率下具有不同的电阻值来进行测定。
? 多数纤维当 RH=30%～ 90%,M和 ρm的关系是,ρm·Mn =K
? 式中,K—— 常数（与试样的数量、松紧程度、温度和电压等有关）；
? n—— 常数（随试样种类而定的）。
? 2.电容式测湿仪（较少用）
? —— 以一定量的纤维材料，放在一定容量的电容器中，由于纺织
材料和水的介电常数相差很大，随着材料中含水的多少使电容量发生 变化，即可推测含水率或回潮率的大小。
?
?
