第六章 纺织材料的热学、电学、光学性
质
第一节 纤维的热学性质
一,纺织纤维的导热与保温
二,纤维的热机械性能曲线
三,纤维的耐热性与热稳定性
四,纤维的热膨胀与热收缩
五,纤维的热塑性和热定型
六,纤维的燃烧性能
七,纤维的熔孔性
? 1.指标
(1)导热系数 λ
定义：材料厚度为 1m，两表面之间温差为
1℃,每小时通过 1m2材料所传导的热量。
单位,Kcal/m·℃ ·h； W·m/m2·℃
常见纤维的导热系数 表
继续
常见纤维的导热系数（在室温 20℃ 时测得）
纤维种类 λ(W·m/m2·℃ ) 纤维种类 λ(W·m/m2·℃ )
棉 0.071-0.073 涤纶 0.084
羊毛 0.052-0.055 腈纶 0.051
蚕丝 0.050-0.055 丙纶 0.221-0.302
粘纤 0.055-0.071 氯纶 0.042
醋纤 0.050 ★ 静止空气 0.026
锦纶 0.244-0.337 ★ 水 0.599
表中显示：水的导热系数最大，静止空气的导热系数最小，纤维介于两者之间。
λ↑→导热性越好，保温性越差
Back
? (2) 绝热率 T
? 式中,Q1——包覆试样前保持热体恒温所需热
量；
Q2——包覆试样后保持热体恒温所需热
量。
T↑→材料保温效果越好
%1 0 0
1
21 ???
Q
QQT
? 2.影响纤维导热性能的因素
? （ 1）分子量的大小
? 在同一温度下，分子量越高 →λ↑。
? （ 2）温度与回潮率的影响
? T↑㎏ →λ↑
? 水分越多,λ越大，保暖性越差
? （ 3）纤维集合体的体积重量
? 保暖与否主要取决于纤维层中夹持的静止空气数量。
? 纤维层中夹持的空气越多，则纤维层的绝热性越好, 一
旦夹持的空气流动，保暖性将大大降低。
? 纤维层的体积重量在 0.03-0.06g/cm3,λ最小，保暖性
最好。
? 3.增强服装保暖性的途径
（ 1）尽可能多的储存静止空气；
（中空纤维、多衣穿着、不透水）
（ 2）降低 W%；
（ 3）选用 λ低的纤维；
（ 4）加入陶瓷粉末等材料。
Back
? 纤维的热机械性能曲线
1．定义：
——高聚物受力变形或初始模量等随温度变化
而变化的曲线。
2,曲线 及其 特点
Back
? （ 1）四个温度
? （ 2）两个转变区
? （ 3）三种力学状态
继续
? a.玻璃化温度 Tg
? ——非晶态高聚物大分子链段开始运动的最低温度，或
由玻璃态向高弹态转变的温度。
? 影响 Tg的因素：化学组成的影响；分子量和交键作用；混
合、接枝及共聚的影响；增塑剂的作用。凡是使链的柔性
增加，使分子间作用力下降的结构因素都会使 Tg
? b.粘流温度 Tf
? ——非晶态高聚物大分子链相互滑动的温度，或由高弹
态向粘流态转变的温度。
? c.熔点温度 Tm
? ——高聚物结晶全部熔化时的温度，或晶态高聚物大分
子链相互滑动的温度。
? d.分解点温度 Td
? ——高聚物大分子主链产生断裂的温度。
Back
? 两个转变区：
1 玻璃化转变区
2 粘弹态转变区
Back
? 玻璃态,分子链段运动被冻结，显现脆性，类似
普通玻璃性能。
? 高弹态,分子链段运动加剧，出现高弹变形，类
似橡胶的特性。
? 粘流态,大分子开始变形，表现出液体流动的特
性。
几种纺织纤维的热转变点
几种纺织纤维的热转变点
纤维种类 玻璃化温度 软化点 熔点 分解点 洗涤最高温度
棉 -- -- -- 150 90～ 100
羊毛 -- -- -- 130 30～ 40
桑蚕丝 -- -- -- 150 30～ 40
粘胶纤维 -- -- -- 150 --
醋酯纤维 186 195～ 205 290～ 300 -- --
涤纶 80,67,90 235～ 240 256 -- 70～ 100
锦纶 6 47,65 180 215～ 220 -- 80～ 85
锦纶 66 85 225 253 -- 8～ 85
腈纶 80～ 100,140～ 150 190～ 240 -- 280--300 40～ 45
维纶 85 干 220～ 230水中 110 -- -- --
丙纶 -35 145～ 150 163～ 175 -- --
氯纶 82 水中 110 200 -- 30--40
Back
? 纤维的耐热性与热稳定性
1.定义：
耐热性 ——指纤维经过短时间的高温作用，
回到常温时，其机械性能的变化程度耐短
时间高温的性能。
随着温度的升高而强度降低的程度表示。
热稳定性 ——纤维耐长时间高温的性能。
? 2.常用纤维耐热性：
? 天然纤维：棉 >麻 >蚕丝 >羊毛；
? 人造纤维：粘胶 >棉；
? 合成纤维：涤纶 >腈纶 >锦纶 >维纶；
? ◆碳纤维、玻璃纤维相当好；涤纶的耐热
性与热稳定性均较好；锦纶的耐热性较好，
但热稳定性差。
Back
? 热膨胀
? 一部分纤维在加热的情况下有轻微的膨胀
现象。
? 原因是纤维分子受热后发生较强的热振动
而获得了更多的空间所致。
? 几种纤维的热膨胀系数
继续
几种纤维的热膨胀系数
纤维种类 膨胀系数
（ 10-4）
纤维种类 膨胀系数（ 10-4）
棉 40 膨胀锦纶 1
聚乙烯 2 膨胀涤纶 0.5
聚丙烯 10 锦纶 -3
醋酯纤维 0.8～ 1.6 涤纶 -10（在 80℃ 附
近）
Back
热收缩
? （ 1）定义：合成纤维受热后发生不可逆的收缩现象称之
为热收缩。
? （ 2）指标,热收缩率，即加热后纤维缩短的长度占原来
长度的百分率。
? 根据介质不同有：
? a.沸水收缩率：一般指将纤维放在 100° C的沸水中处理
30min，晾干后的收缩率；
? b.热空气收缩率：一般指用 180°, 190° C,210° C热
空气为介质处理一定时间（如 15min）后的收缩率；
? c.饱和蒸汽收缩率：一般指用 125-130° C饱和蒸汽为介
质处理一定时间（如 3min）后的收缩率。
? （ 3）产生原因：
? 纺丝成形过程中，受到较大的抽伸作用，纤维残留一定
的内应力，一旦 T>Tg，会发生收缩。
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纤维的热塑性和热定型
? 基本概念
? 热塑性 ——将合成纤维或制品加热到 Tg以
上温度，并加一定外力强迫其变形，然后
冷却并去除外力，这种变形就可固定下来，
以后遇到 T<Tg时，则纤维或制品的形状
就不会有大的变化。这种特性称之为热塑
性。
? 热定型 ——就是利用合纤的热塑性，将织
物在一定张力下加热处理，使之固定于新
的状态的工艺过程。 （如：蒸纱、熨烫）
? 热定型的机理
? 最初结构的松散；新结构的重建；新结构
的固化
? 热定型的方法
? 干热定型 ----热风处理，金属表面接触加
热。
? 湿热定型 ----湿法定型，汽蒸定型，过热
蒸汽定型 。
? 影响合纤织物热定型效果的因素
继续
?1）温度（最主要因素）
?2）时间
?3）张力
?4）冷却速度
? 5）定型介质
Back
纤维的燃烧性能
? 指标
? （ 1）可燃性指标（表示纤维容不容易燃烧）：
点燃温度、发火点
? ◆点燃温度或发火点越低，纤维越容易燃烧。
? （ 2）耐燃性指标（表示纤维经不经得起燃烧）
? 极限氧指数 LOI（ Limit Oxygen Index）：
? ——纤维点燃后，在氧、氮大气里维持燃烧所
需要的最低含氧量体积百分数。
? ◆ LOI越大，说明材料难燃。
? 2.阻燃机理
? 阻燃 ——指降低材料在火焰中的可燃性，减慢
火焰蔓延速度，当火焰移去后能很快自熄。
? 3.提高纤维制品难燃性的途径
? (1)制造难燃纤维
? 在纺丝原液中加入防火剂或用合成的难燃聚
合物纺丝
? (2)阻燃整理
? 阻燃剂处理
? (3)通过与难燃纤维混纺，以提高纤维的难燃性。
Back
纤维的熔孔性
? 1.定义：当纤维及其制品上为热体所溅时
被熔成孔洞的性能。
? 抗熔性：抵抗熔孔现象的性能。
? 2.合成纤维易产生熔孔现象的原因
? 涤纶、锦纶熔融所需的热量较少；
? 涤纶、锦纶的导热系数比棉、粘、羊毛大。
? 3.改善织物抗熔性的方法
? 合纤与天然纤维混纺；
? 制造包芯纱（芯用锦纶、涤纶，外层用
棉）。
第二节 纤维的光学性质
? 纤维的色泽
? 纤维的双折射
? 纤维的耐光性
? 1.纤维的颜色
? 纤维的颜色取决于纤维对不同波长色光
的吸收和反射能力。
? 天然纤维的颜色：取决于品种（即天然色
素）；生长过程中的外界因素
? 合成纤维的颜色：取决于原料（是否含有
杂质）；纺丝工艺（如温度、加热时间 等）
? 各种颜色的波长与波长范围（ mm）
GO ON
各种颜色的波长与波长范围（ mm）
颜色感觉 标准波长 波长范围
红色 700 620-780
橙色 610 595-620
黄色 580 575-595
绿色 510 480~575
蓝色 470 450~480
紫色 420 380~450
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纤维的光泽
（ 1） 纤维光泽的形成
纤维的光泽实际上是：正反射光、表面散
射反射光和来自内部的散射反射光的共同
贡献。
评价光泽应同时考虑两个方面：反射光量
的大小和反射光量的分布规律
? 反射光量很大，分布不均匀 ——“极光”；
? 反射光量很大，分布较均匀 ——“肥光”。
Go On
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? 2）影响纤维光泽的因素：
? a.纤维的微原纤结构
? b.纤维的形态结构：
? c.化纤中加 TiO2可消光
? 双折射的定义
? ——平行偏振光沿非光轴方向投射到纤维
上时，除了在界面上产生反射光外，进入
纤维的光线被分解成两条折射光，称之为
纤维的双折射。
? 其中一条：寻常光（简称 o光），遵守折
射定律，振动面 ⊥ 光轴,n⊥ ；
? 另一条：非寻常光（简称 e光），不遵守
折射定律，振动面 ‖ 光轴,n‖ 。
? 双折射率：△ n=n‖ - n⊥
? 影响双折射大小的因素
? （ 1）取向度
? 取向度 ↑，各向异性显著，双折射率 ↑。当
全部大分子与纤维纤维轴平行排列时，双
折射最大。当大分子排列紊乱时，双折射
为 0。
? （ 2）大分子本身的不对称性
? 凡是大分子链呈曲折状或螺旋状，或主链
上有侧基，都会使双折射率下降。
? 腈纶有螺旋状主链、三醋酯纤维分子上的
侧基多，故△ n是负值。
? 纤维双折射率的测定方法及应用
? 测量,浸没法；（寻找倍克线，测得表
层折射率）
? 光程差法，△ D= d（ n‖ - n⊥ ）用
石英楔子补偿法测出△ D和 d。
? 应用：
? （ 1）用于判明纤维分子的取向程度
? △ n大，取向度大。
? （ 2）用于判明管状纤维的孔径或棉纤
维的成熟度
纺织纤维的折射率
纤维 折射率n
‖ n⊥ n‖ - n⊥
棉 1.573~1.581 1.524~1.534 0.041~0.051
苎麻 1.595~1.599 1.527~1.540 0.057~0.068
亚麻 1.594 1.532 0.062
羊毛 1.553~1.556 1.542~1.547 0.009~0.012
桑蚕丝 1.578 1.538 0.040
粘胶纤维 1.539~1.550 1.514~1.523 0.018~0.036
三醋酯纤维 1.474 1.479 -0.005
涤纶 1.725 1.537 0.188
锦纶 6 1.568 1.515 0.040
锦纶 66 1.570~1.580 1.520~1.530 0.053
腈纶 1.500~1.510 1.500~1.510 -0.005~0
维纶 1.547 1.522 0.025
纤维的耐光性
?1,定义：纺织材料抵抗光照的能力。
? 纤维经长期光照，会发生不同程度的裂
解，使大分子断裂，分子量下降，强度下
降。 TiO2的存在会加速裂解。
?2．常用纤维耐光性大致顺序：腈纶 >羊毛 >
麻 >棉 >粘胶 >涤纶 >锦纶 >蚕丝
日光照射时间与纤维强度的损失
纤维 日晒时间（ h） 强度损失（ %）
棉 940 50
亚麻、大麻 1100 50
羊毛 1120 50
蚕丝 200 50
粘胶纤维 900 60
涤纶 600 60
锦纶 200 36
腈纶 900 16～ 25
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第三节 纤维的电学性质
?一、纤维的介电性质
?纤维的介电常数 ε
?（ 1）定义
? ——在电场中，由于介质极化而引起相反电场，
将使电容器的电容变化，其变化的倍数称为介电
常数。
?其数值为：
?物理意义,ε是表示材料在电场中被极化的程度。
反映材料的储电能力。
0
cai
C
C??
材料的介电常数（频率 f＝ 50Hz,T=20～ 25℃, RH=65%）
材料或纤维 介电常数 材料或纤维 介电常数
棉 6 涤纶 3.02
羊毛 6 锦纶 4
蚕丝 4.2 水 80～ 81
粘纤 7.7 真空 1
醋纤 3.5～ 6.4 空气 ≈1
? （ 2）影响 ε大小的因素
? a.内因
? 电介质的密度：体积重量或密度愈大，纤维
间的空气量 ↓,∴ ε↑；
? 极化率：纤维分子极化程度 ↑,ε↑；
? 纤维分子量：分子量 ↓,ε↑。
?, b.外因
? 温度：一方面 T↑→ε↑，另一方面,T↑→ε↓；
? 频率：用直流电压,ε最大； f↑→ε↓；
? 回潮率,W↑,ε↑（ ∵ 水的 ε最大）
? 二、纤维的导电性能
? 纤维导电性指标：比电阻
? （ 1）体积比电阻（ ρv, Ω·cm）
? ——纤维通过长 1cm，截面积为 1 cm2材料时
的电阻值。
? （ 2）表面比电阻（ ρS, Ω）
? ——电流通过长、宽都为 1cm材料时的电阻值。
? （ 3）质量比电阻（ ρm,Ω·g/cm2）
? ——电流通过长 1cm，质量为 1g材料时的电
阻值。
? ρm=ρv·γ ρm易测，应用较多。
? 2.影响纤维比电阻的因素
? （ 1）回潮率,W↑→ρm↓
? （ 2）温度,T↑→ρ↓，导电性能增加
? （ 3）纤维上的附着物：油剂、棉蜡、油
脂的存在,ρ↓。
? 三、纤维的静电
? 静电现象及产生原因
? 纤维在加工中要受到各种机件的作用，由
于纤维与机械以及纤维与纤维间的摩擦，
必会聚集起许多电荷从而产生静电。
? 静电的危害与应用
? 危害：粘接和分散、吸附飞花与尘埃、放
电等；
? 应用：静电植绒、静电吸尘、粉末塑料的
静电喷涂等。
? 衡量静电的有关指标
? （ 1）静电量 /单位面积；
? （ 2）静电压（ kv）；
? （ 3）比电阻；
? （ 4）半衰期：纺织材料上的静电衰减到原始值
一半时所需的时间。
? Q=Q0e-t/τ
? 式中,Q ——介质内部的瞬时 t的电荷量；
? Q0——介质内部的原始电荷量；
? τ ——电荷衰减时间常数,τ =ε0ερ
? 4,减少或防止静电现象的方法
? ◆机器接地
? ◆提高空气的相对湿度
? ◆改善摩擦条件
? ◆导电纤维的应用
? ◆静电消除器（电离空气）
? ◆加抗静电剂（纤维油剂）
? ◆织物防静电整理
质
第一节 纤维的热学性质
一,纺织纤维的导热与保温
二,纤维的热机械性能曲线
三,纤维的耐热性与热稳定性
四,纤维的热膨胀与热收缩
五,纤维的热塑性和热定型
六,纤维的燃烧性能
七,纤维的熔孔性
? 1.指标
(1)导热系数 λ
定义：材料厚度为 1m，两表面之间温差为
1℃,每小时通过 1m2材料所传导的热量。
单位,Kcal/m·℃ ·h； W·m/m2·℃
常见纤维的导热系数 表
继续
常见纤维的导热系数（在室温 20℃ 时测得）
纤维种类 λ(W·m/m2·℃ ) 纤维种类 λ(W·m/m2·℃ )
棉 0.071-0.073 涤纶 0.084
羊毛 0.052-0.055 腈纶 0.051
蚕丝 0.050-0.055 丙纶 0.221-0.302
粘纤 0.055-0.071 氯纶 0.042
醋纤 0.050 ★ 静止空气 0.026
锦纶 0.244-0.337 ★ 水 0.599
表中显示：水的导热系数最大，静止空气的导热系数最小，纤维介于两者之间。
λ↑→导热性越好，保温性越差
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? (2) 绝热率 T
? 式中,Q1——包覆试样前保持热体恒温所需热
量；
Q2——包覆试样后保持热体恒温所需热
量。
T↑→材料保温效果越好
%1 0 0
1
21 ???
Q
QQT
? 2.影响纤维导热性能的因素
? （ 1）分子量的大小
? 在同一温度下，分子量越高 →λ↑。
? （ 2）温度与回潮率的影响
? T↑㎏ →λ↑
? 水分越多,λ越大，保暖性越差
? （ 3）纤维集合体的体积重量
? 保暖与否主要取决于纤维层中夹持的静止空气数量。
? 纤维层中夹持的空气越多，则纤维层的绝热性越好, 一
旦夹持的空气流动，保暖性将大大降低。
? 纤维层的体积重量在 0.03-0.06g/cm3,λ最小，保暖性
最好。
? 3.增强服装保暖性的途径
（ 1）尽可能多的储存静止空气；
（中空纤维、多衣穿着、不透水）
（ 2）降低 W%；
（ 3）选用 λ低的纤维；
（ 4）加入陶瓷粉末等材料。
Back
? 纤维的热机械性能曲线
1．定义：
——高聚物受力变形或初始模量等随温度变化
而变化的曲线。
2,曲线 及其 特点
Back
? （ 1）四个温度
? （ 2）两个转变区
? （ 3）三种力学状态
继续
? a.玻璃化温度 Tg
? ——非晶态高聚物大分子链段开始运动的最低温度，或
由玻璃态向高弹态转变的温度。
? 影响 Tg的因素：化学组成的影响；分子量和交键作用；混
合、接枝及共聚的影响；增塑剂的作用。凡是使链的柔性
增加，使分子间作用力下降的结构因素都会使 Tg
? b.粘流温度 Tf
? ——非晶态高聚物大分子链相互滑动的温度，或由高弹
态向粘流态转变的温度。
? c.熔点温度 Tm
? ——高聚物结晶全部熔化时的温度，或晶态高聚物大分
子链相互滑动的温度。
? d.分解点温度 Td
? ——高聚物大分子主链产生断裂的温度。
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? 两个转变区：
1 玻璃化转变区
2 粘弹态转变区
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? 玻璃态,分子链段运动被冻结，显现脆性，类似
普通玻璃性能。
? 高弹态,分子链段运动加剧，出现高弹变形，类
似橡胶的特性。
? 粘流态,大分子开始变形，表现出液体流动的特
性。
几种纺织纤维的热转变点
几种纺织纤维的热转变点
纤维种类 玻璃化温度 软化点 熔点 分解点 洗涤最高温度
棉 -- -- -- 150 90～ 100
羊毛 -- -- -- 130 30～ 40
桑蚕丝 -- -- -- 150 30～ 40
粘胶纤维 -- -- -- 150 --
醋酯纤维 186 195～ 205 290～ 300 -- --
涤纶 80,67,90 235～ 240 256 -- 70～ 100
锦纶 6 47,65 180 215～ 220 -- 80～ 85
锦纶 66 85 225 253 -- 8～ 85
腈纶 80～ 100,140～ 150 190～ 240 -- 280--300 40～ 45
维纶 85 干 220～ 230水中 110 -- -- --
丙纶 -35 145～ 150 163～ 175 -- --
氯纶 82 水中 110 200 -- 30--40
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? 纤维的耐热性与热稳定性
1.定义：
耐热性 ——指纤维经过短时间的高温作用，
回到常温时，其机械性能的变化程度耐短
时间高温的性能。
随着温度的升高而强度降低的程度表示。
热稳定性 ——纤维耐长时间高温的性能。
? 2.常用纤维耐热性：
? 天然纤维：棉 >麻 >蚕丝 >羊毛；
? 人造纤维：粘胶 >棉；
? 合成纤维：涤纶 >腈纶 >锦纶 >维纶；
? ◆碳纤维、玻璃纤维相当好；涤纶的耐热
性与热稳定性均较好；锦纶的耐热性较好，
但热稳定性差。
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? 热膨胀
? 一部分纤维在加热的情况下有轻微的膨胀
现象。
? 原因是纤维分子受热后发生较强的热振动
而获得了更多的空间所致。
? 几种纤维的热膨胀系数
继续
几种纤维的热膨胀系数
纤维种类 膨胀系数
（ 10-4）
纤维种类 膨胀系数（ 10-4）
棉 40 膨胀锦纶 1
聚乙烯 2 膨胀涤纶 0.5
聚丙烯 10 锦纶 -3
醋酯纤维 0.8～ 1.6 涤纶 -10（在 80℃ 附
近）
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热收缩
? （ 1）定义：合成纤维受热后发生不可逆的收缩现象称之
为热收缩。
? （ 2）指标,热收缩率，即加热后纤维缩短的长度占原来
长度的百分率。
? 根据介质不同有：
? a.沸水收缩率：一般指将纤维放在 100° C的沸水中处理
30min，晾干后的收缩率；
? b.热空气收缩率：一般指用 180°, 190° C,210° C热
空气为介质处理一定时间（如 15min）后的收缩率；
? c.饱和蒸汽收缩率：一般指用 125-130° C饱和蒸汽为介
质处理一定时间（如 3min）后的收缩率。
? （ 3）产生原因：
? 纺丝成形过程中，受到较大的抽伸作用，纤维残留一定
的内应力，一旦 T>Tg，会发生收缩。
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纤维的热塑性和热定型
? 基本概念
? 热塑性 ——将合成纤维或制品加热到 Tg以
上温度，并加一定外力强迫其变形，然后
冷却并去除外力，这种变形就可固定下来，
以后遇到 T<Tg时，则纤维或制品的形状
就不会有大的变化。这种特性称之为热塑
性。
? 热定型 ——就是利用合纤的热塑性，将织
物在一定张力下加热处理，使之固定于新
的状态的工艺过程。 （如：蒸纱、熨烫）
? 热定型的机理
? 最初结构的松散；新结构的重建；新结构
的固化
? 热定型的方法
? 干热定型 ----热风处理，金属表面接触加
热。
? 湿热定型 ----湿法定型，汽蒸定型，过热
蒸汽定型 。
? 影响合纤织物热定型效果的因素
继续
?1）温度（最主要因素）
?2）时间
?3）张力
?4）冷却速度
? 5）定型介质
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纤维的燃烧性能
? 指标
? （ 1）可燃性指标（表示纤维容不容易燃烧）：
点燃温度、发火点
? ◆点燃温度或发火点越低，纤维越容易燃烧。
? （ 2）耐燃性指标（表示纤维经不经得起燃烧）
? 极限氧指数 LOI（ Limit Oxygen Index）：
? ——纤维点燃后，在氧、氮大气里维持燃烧所
需要的最低含氧量体积百分数。
? ◆ LOI越大，说明材料难燃。
? 2.阻燃机理
? 阻燃 ——指降低材料在火焰中的可燃性，减慢
火焰蔓延速度，当火焰移去后能很快自熄。
? 3.提高纤维制品难燃性的途径
? (1)制造难燃纤维
? 在纺丝原液中加入防火剂或用合成的难燃聚
合物纺丝
? (2)阻燃整理
? 阻燃剂处理
? (3)通过与难燃纤维混纺，以提高纤维的难燃性。
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纤维的熔孔性
? 1.定义：当纤维及其制品上为热体所溅时
被熔成孔洞的性能。
? 抗熔性：抵抗熔孔现象的性能。
? 2.合成纤维易产生熔孔现象的原因
? 涤纶、锦纶熔融所需的热量较少；
? 涤纶、锦纶的导热系数比棉、粘、羊毛大。
? 3.改善织物抗熔性的方法
? 合纤与天然纤维混纺；
? 制造包芯纱（芯用锦纶、涤纶，外层用
棉）。
第二节 纤维的光学性质
? 纤维的色泽
? 纤维的双折射
? 纤维的耐光性
? 1.纤维的颜色
? 纤维的颜色取决于纤维对不同波长色光
的吸收和反射能力。
? 天然纤维的颜色：取决于品种（即天然色
素）；生长过程中的外界因素
? 合成纤维的颜色：取决于原料（是否含有
杂质）；纺丝工艺（如温度、加热时间 等）
? 各种颜色的波长与波长范围（ mm）
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各种颜色的波长与波长范围（ mm）
颜色感觉 标准波长 波长范围
红色 700 620-780
橙色 610 595-620
黄色 580 575-595
绿色 510 480~575
蓝色 470 450~480
紫色 420 380~450
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纤维的光泽
（ 1） 纤维光泽的形成
纤维的光泽实际上是：正反射光、表面散
射反射光和来自内部的散射反射光的共同
贡献。
评价光泽应同时考虑两个方面：反射光量
的大小和反射光量的分布规律
? 反射光量很大，分布不均匀 ——“极光”；
? 反射光量很大，分布较均匀 ——“肥光”。
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? 2）影响纤维光泽的因素：
? a.纤维的微原纤结构
? b.纤维的形态结构：
? c.化纤中加 TiO2可消光
? 双折射的定义
? ——平行偏振光沿非光轴方向投射到纤维
上时，除了在界面上产生反射光外，进入
纤维的光线被分解成两条折射光，称之为
纤维的双折射。
? 其中一条：寻常光（简称 o光），遵守折
射定律，振动面 ⊥ 光轴,n⊥ ；
? 另一条：非寻常光（简称 e光），不遵守
折射定律，振动面 ‖ 光轴,n‖ 。
? 双折射率：△ n=n‖ - n⊥
? 影响双折射大小的因素
? （ 1）取向度
? 取向度 ↑，各向异性显著，双折射率 ↑。当
全部大分子与纤维纤维轴平行排列时，双
折射最大。当大分子排列紊乱时，双折射
为 0。
? （ 2）大分子本身的不对称性
? 凡是大分子链呈曲折状或螺旋状，或主链
上有侧基，都会使双折射率下降。
? 腈纶有螺旋状主链、三醋酯纤维分子上的
侧基多，故△ n是负值。
? 纤维双折射率的测定方法及应用
? 测量,浸没法；（寻找倍克线，测得表
层折射率）
? 光程差法，△ D= d（ n‖ - n⊥ ）用
石英楔子补偿法测出△ D和 d。
? 应用：
? （ 1）用于判明纤维分子的取向程度
? △ n大，取向度大。
? （ 2）用于判明管状纤维的孔径或棉纤
维的成熟度
纺织纤维的折射率
纤维 折射率n
‖ n⊥ n‖ - n⊥
棉 1.573~1.581 1.524~1.534 0.041~0.051
苎麻 1.595~1.599 1.527~1.540 0.057~0.068
亚麻 1.594 1.532 0.062
羊毛 1.553~1.556 1.542~1.547 0.009~0.012
桑蚕丝 1.578 1.538 0.040
粘胶纤维 1.539~1.550 1.514~1.523 0.018~0.036
三醋酯纤维 1.474 1.479 -0.005
涤纶 1.725 1.537 0.188
锦纶 6 1.568 1.515 0.040
锦纶 66 1.570~1.580 1.520~1.530 0.053
腈纶 1.500~1.510 1.500~1.510 -0.005~0
维纶 1.547 1.522 0.025
纤维的耐光性
?1,定义：纺织材料抵抗光照的能力。
? 纤维经长期光照，会发生不同程度的裂
解，使大分子断裂，分子量下降，强度下
降。 TiO2的存在会加速裂解。
?2．常用纤维耐光性大致顺序：腈纶 >羊毛 >
麻 >棉 >粘胶 >涤纶 >锦纶 >蚕丝
日光照射时间与纤维强度的损失
纤维 日晒时间（ h） 强度损失（ %）
棉 940 50
亚麻、大麻 1100 50
羊毛 1120 50
蚕丝 200 50
粘胶纤维 900 60
涤纶 600 60
锦纶 200 36
腈纶 900 16～ 25
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第三节 纤维的电学性质
?一、纤维的介电性质
?纤维的介电常数 ε
?（ 1）定义
? ——在电场中，由于介质极化而引起相反电场，
将使电容器的电容变化，其变化的倍数称为介电
常数。
?其数值为：
?物理意义,ε是表示材料在电场中被极化的程度。
反映材料的储电能力。
0
cai
C
C??
材料的介电常数（频率 f＝ 50Hz,T=20～ 25℃, RH=65%）
材料或纤维 介电常数 材料或纤维 介电常数
棉 6 涤纶 3.02
羊毛 6 锦纶 4
蚕丝 4.2 水 80～ 81
粘纤 7.7 真空 1
醋纤 3.5～ 6.4 空气 ≈1
? （ 2）影响 ε大小的因素
? a.内因
? 电介质的密度：体积重量或密度愈大，纤维
间的空气量 ↓,∴ ε↑；
? 极化率：纤维分子极化程度 ↑,ε↑；
? 纤维分子量：分子量 ↓,ε↑。
?, b.外因
? 温度：一方面 T↑→ε↑，另一方面,T↑→ε↓；
? 频率：用直流电压,ε最大； f↑→ε↓；
? 回潮率,W↑,ε↑（ ∵ 水的 ε最大）
? 二、纤维的导电性能
? 纤维导电性指标：比电阻
? （ 1）体积比电阻（ ρv, Ω·cm）
? ——纤维通过长 1cm，截面积为 1 cm2材料时
的电阻值。
? （ 2）表面比电阻（ ρS, Ω）
? ——电流通过长、宽都为 1cm材料时的电阻值。
? （ 3）质量比电阻（ ρm,Ω·g/cm2）
? ——电流通过长 1cm，质量为 1g材料时的电
阻值。
? ρm=ρv·γ ρm易测，应用较多。
? 2.影响纤维比电阻的因素
? （ 1）回潮率,W↑→ρm↓
? （ 2）温度,T↑→ρ↓，导电性能增加
? （ 3）纤维上的附着物：油剂、棉蜡、油
脂的存在,ρ↓。
? 三、纤维的静电
? 静电现象及产生原因
? 纤维在加工中要受到各种机件的作用，由
于纤维与机械以及纤维与纤维间的摩擦，
必会聚集起许多电荷从而产生静电。
? 静电的危害与应用
? 危害：粘接和分散、吸附飞花与尘埃、放
电等；
? 应用：静电植绒、静电吸尘、粉末塑料的
静电喷涂等。
? 衡量静电的有关指标
? （ 1）静电量 /单位面积；
? （ 2）静电压（ kv）；
? （ 3）比电阻；
? （ 4）半衰期：纺织材料上的静电衰减到原始值
一半时所需的时间。
? Q=Q0e-t/τ
? 式中,Q ——介质内部的瞬时 t的电荷量；
? Q0——介质内部的原始电荷量；
? τ ——电荷衰减时间常数,τ =ε0ερ
? 4,减少或防止静电现象的方法
? ◆机器接地
? ◆提高空气的相对湿度
? ◆改善摩擦条件
? ◆导电纤维的应用
? ◆静电消除器（电离空气）
? ◆加抗静电剂（纤维油剂）
? ◆织物防静电整理
