纺织材料学 第四章 纤维的吸湿性
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纺织材料与检测——纺织纤维的吸湿性
利用某些物理量，如电阻，介电系数，外来辐射的吸收等和材料 回潮率间的关系间接测得回潮率。 电阻式测湿仪： 事先对一定回潮率的纤维和电阻值作好标定。 影响因素： （1）试样的回潮率分布是否均匀。 （2）测量范围：一般应在满量程的20-75%范围内读数，避免起始 端和满刻端使用。 （3）温度影响：结果要进行温度修正。 （4）除水以外，棉蜡，油脂，丝胶，油剂等都会使电阻降低。 （5）纤维集合体的结构状态
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
粗梳毛纱
15
羊毛绒线（国内） 10
涤纶纱及长丝
0..4
锦纶纱及长丝
4.5
腈纶纱
2
羊毛绒线（外销） 15
羊毛针织绒线
15
绢纺蚕丝
11
维纶纱 涤棉纱（65/35）
5 3.2（英制3.7）
第二节 影响吸湿性的外界因素
大气压;温度;相对湿度 一定温度条件下，相对湿度愈高、空气中的水气分压力愈大， 单位体积空气中水分子数目愈多，
化的曲线。 各种纤维的平衡回潮率在相同的湿度条件下不同，表明
纤维吸湿的阶段性 不同的纤维具有不同的吸湿等温线，曲线形状呈反S形，反 S形的明显程度越突出，表明该纤维吸湿性越强。
• 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。
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）， 14 9~13（熟麻）
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
粗梳毛纱
15
羊毛绒线（国内） 10
涤纶纱及长丝
0..4
锦纶纱及长丝
4.5
腈纶纱
2
羊毛绒线（外销） 15
羊毛针织绒线
15
绢纺蚕丝
11
维纶纱 涤棉纱（65/35）
5 3.2（英制3.7）
第二节 影响吸湿性的外界因素
大气压;温度;相对湿度 一定温度条件下，相对湿度愈高、空气中的水气分压力愈大， 单位体积空气中水分子数目愈多，
化的曲线。 各种纤维的平衡回潮率在相同的湿度条件下不同，表明
纤维吸湿的阶段性 不同的纤维具有不同的吸湿等温线，曲线形状呈反S形，反 S形的明显程度越突出，表明该纤维吸湿性越强。
• 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。
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）， 14 9~13（熟麻）
第四章纤维的吸湿性纺织材料学
纤维素纤维：羟基（-OH） ； 蛋白质纤维： 酰胺基（-NHCO-)、羟基（-OH）、羧基-
（COOH）、氨基(-NH2)等； 合成纤维：亲水基团不多，吸湿性较差。
2．纤维的结晶度
水分子只能进入纤维的非晶区，无法进入结晶区。 纤维的结晶度越低，吸湿能力就越强。
如： 棉纤维和粘胶纤维； 丝光棉
第一相：与角朊分子侧链中的亲水基相结合的水； 第二相：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； 第三相：填充在纤维空隙间和分子间的汽、液态水，发生在高
湿度时。
图4-6 相对湿度对回潮率的影响
四、吸湿滞后性 1. 吸湿滞后现象
从放湿得到的平衡回潮率高于从吸湿得到的平衡回 潮率的现象。
• 调湿和预调湿 调湿：将被测纤维直接放在标准大气条件下进行 平衡。 预调湿：对纤维进行（45±2）℃的预烘，以消 除纤维吸湿的“记忆”，达到由吸湿平衡获得的 回潮率值。
2. 吸湿滞后产生的原因
能量获得概率的差异 水分子进出的差异 纤维结构的差异 水分子分布的差异 热能作用的差异 此外还有纤维表面能的变化、反复吸湿的作用、
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。
几种纤维密度随回潮率变化图
四、对力学性质的影响
纤维吸湿后，随着回潮率增大，纤维强力、模量、 弹性和刚度下降，伸长增加。
对强力的影响： a.一般规律是纤维回潮率增加，其强力下降； b.吸湿能力差的纤维，W增加，强力变化不太显著 c.棉、麻纤维，吸湿后强力反而增加；
六、对电学性质的影响
干燥纤维的电阻很大（1011 ～ 1018数量级），是 优良的电绝缘体。
（COOH）、氨基(-NH2)等； 合成纤维：亲水基团不多，吸湿性较差。
2．纤维的结晶度
水分子只能进入纤维的非晶区，无法进入结晶区。 纤维的结晶度越低，吸湿能力就越强。
如： 棉纤维和粘胶纤维； 丝光棉
第一相：与角朊分子侧链中的亲水基相结合的水； 第二相：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； 第三相：填充在纤维空隙间和分子间的汽、液态水，发生在高
湿度时。
图4-6 相对湿度对回潮率的影响
四、吸湿滞后性 1. 吸湿滞后现象
从放湿得到的平衡回潮率高于从吸湿得到的平衡回 潮率的现象。
• 调湿和预调湿 调湿：将被测纤维直接放在标准大气条件下进行 平衡。 预调湿：对纤维进行（45±2）℃的预烘，以消 除纤维吸湿的“记忆”，达到由吸湿平衡获得的 回潮率值。
2. 吸湿滞后产生的原因
能量获得概率的差异 水分子进出的差异 纤维结构的差异 水分子分布的差异 热能作用的差异 此外还有纤维表面能的变化、反复吸湿的作用、
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。
几种纤维密度随回潮率变化图
四、对力学性质的影响
纤维吸湿后，随着回潮率增大，纤维强力、模量、 弹性和刚度下降，伸长增加。
对强力的影响： a.一般规律是纤维回潮率增加，其强力下降； b.吸湿能力差的纤维，W增加，强力变化不太显著 c.棉、麻纤维，吸湿后强力反而增加；
六、对电学性质的影响
干燥纤维的电阻很大（1011 ～ 1018数量级），是 优良的电绝缘体。
纺织材料学第四章_化学纤维(3)
普通粘胶纤维可纯纺也可混纺，一般作为 衣料（纯纺、混纺）、被面和装饰织物。
9
②高湿模量粘胶纤维
模量:衡量材料变形难易程度指标，值小材 料易变形。
截面近似圆形。我国商品名称为富强纤维 或莫代尔（modal），日本称虎木棉。
富强纤维
10Βιβλιοθήκη 莫代尔纤维是Lenzing（兰精公司）开发的高 湿模量的再生纤维素纤维。原料是产自欧洲的灌 木林，制成木质浆液后经过专门的纺丝工艺制作 而成，所以与棉一样同属纤维素纤维，具有生物 降解性，并且在纤维生产过程中不产生类似粘胶 纤维的严重污染环境问题，是21世纪的新型环保 纤维。
回潮率(%)
13
12.5
8
涤纶
1.7 40-52 40-52 44-45 44-45
0.5
Lyocell纤维
1.7 40-42 34-38 14-16 16-18 11.5
天丝纤维，拥有棉的“舒适性”、涤纶的
“强度”、毛织物的“豪华美感”和真丝的“独 特触感”及“柔软垂坠”，无论在干或湿的状态 下，均极具韧性。
粘胶纺丝液+凝固浴（硫酸、硫酸钠、硫酸锌)→ 纤维素再生形成纤维 根据纺丝工艺的不同，制得的粘胶纤维的性质不同。
4
3.粘胶纤维的结构特征 （1）化学组成
和棉的成分相同，主要成分为纤维素， 聚合度250-550（棉6000-15000）。 （2）形态结构
普通粘胶横向形态
不规则的锯齿形
普通粘胶纵向形态
1.概况 粘胶纤维是再生纤维素纤维的主要品种，
也是最早研制和生产的化学纤维，其化学 组成与棉纤维相同。因制成的液体很粘， 称为粘胶。
3
2.制造流程 （1）纺丝液的制备
木材、甘蔗渣→纯净的纤维素（纤维素浆粕）→ 稀碱处理→碱纤维素 +CS2 纤维素黄酸酯 +NaoH → 粘胶纺丝液 （2）纺丝成形（湿法纺丝）
9
②高湿模量粘胶纤维
模量:衡量材料变形难易程度指标，值小材 料易变形。
截面近似圆形。我国商品名称为富强纤维 或莫代尔（modal），日本称虎木棉。
富强纤维
10Βιβλιοθήκη 莫代尔纤维是Lenzing（兰精公司）开发的高 湿模量的再生纤维素纤维。原料是产自欧洲的灌 木林，制成木质浆液后经过专门的纺丝工艺制作 而成，所以与棉一样同属纤维素纤维，具有生物 降解性，并且在纤维生产过程中不产生类似粘胶 纤维的严重污染环境问题，是21世纪的新型环保 纤维。
回潮率(%)
13
12.5
8
涤纶
1.7 40-52 40-52 44-45 44-45
0.5
Lyocell纤维
1.7 40-42 34-38 14-16 16-18 11.5
天丝纤维，拥有棉的“舒适性”、涤纶的
“强度”、毛织物的“豪华美感”和真丝的“独 特触感”及“柔软垂坠”，无论在干或湿的状态 下，均极具韧性。
粘胶纺丝液+凝固浴（硫酸、硫酸钠、硫酸锌)→ 纤维素再生形成纤维 根据纺丝工艺的不同，制得的粘胶纤维的性质不同。
4
3.粘胶纤维的结构特征 （1）化学组成
和棉的成分相同，主要成分为纤维素， 聚合度250-550（棉6000-15000）。 （2）形态结构
普通粘胶横向形态
不规则的锯齿形
普通粘胶纵向形态
1.概况 粘胶纤维是再生纤维素纤维的主要品种，
也是最早研制和生产的化学纤维，其化学 组成与棉纤维相同。因制成的液体很粘， 称为粘胶。
3
2.制造流程 （1）纺丝液的制备
木材、甘蔗渣→纯净的纤维素（纤维素浆粕）→ 稀碱处理→碱纤维素 +CS2 纤维素黄酸酯 +NaoH → 粘胶纺丝液 （2）纺丝成形（湿法纺丝）
纺织材料的吸湿性 (2)
粘胶：--OH；
维纶：--OH
腈纶：--CN 强极性；锦纶：--CONH---
结合力较强，主要是氢键力，放出热量较多。
第12页，共69页。
2.间接水：直接水本身具有极性再吸水。
结合力较弱，主要是范德华力，放出热量较少。
第13页，共69页。
3. 毛细水
存在于纤维内部的间隙中的水分子。 结合力：氢键、范德华力、表面张力等，结合力小。
纤维吸、放湿是一个动态平衡的过程。
第32页，共69页。
第33页，共69页。
二、吸放湿等温线(T一定，W-RH%的关系)
1.定义：
吸湿等温线：在一定的大气压力和温度条件下，纤维 材料因吸湿达到的平衡回潮率与大气相对湿度的关系曲 线；
放湿等温线：在一定的大气压力和温度条件下，纤维材
料因放湿达到的平衡回潮率与大气相对湿度的关系曲线。
练习：
涤纶实际回潮率0.3％，粘胶实际回潮率12％， 为使涤/粘湿重混纺比为65/35，求涤粘的干重混纺 比。
第11页，共69页。
二、纤维的吸湿机理
——水分与纤维的作用及其附着与脱离过程。
（一）水分子在纤维内部存在形式
1.直接水：纺织材料内部的极性基团吸水。
极性基团有：
羊毛、蚕丝： ---COOH， ---NH2 ，---OH 棉：每个环上含有三个---OH
表面能越高，表面吸附的水分子数则越多，吸湿性越 好。
（2）纤维内部孔隙 内部孔隙越多、越大，水分子越易进入，纤维的吸
湿能力越强。
第24页，共69页。
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。
纺织材料学第四章_化学纤维(4)
5
2. 形态 锦纶由熔体纺丝制成，截面近似圆形，纵向 无特殊结构。
普通锦纶纵、 横向形态
根据纺丝孔的形状可制成异形锦纶:
异形锦纶纵、 横向形态
3.性质
（1）密度
较小，1.14 g/cm3，服装制品穿着轻便，且有 良好的防水防风性能。 （2）热学性质 耐热性差，随温度的升高强力下降，收缩率增 大。安全使用温度：低于93℃（PA6），低于130 ℃（锦纶66）。
2.形态结构 熔体纺丝，截面呈圆形，纵向光滑无条纹。
25
3. 性质 （1）密度 0.91g/cm3，是最轻的纤维。 （2）吸湿性 几乎不吸湿性（常见化纤中最小），有独特的 芯吸能力，使织物导汗透气。 （3）热学性质 熔点低，加工和使用时温度不能过高。
26
（4）机械性质 强度较高，伸长较大，初始模量较高，弹性和 耐磨性均好。 （5）染色 染色性很差，常采用原液着色（聚丙烯切片中 加入色母粒共熔） （6）化学稳定性 很好；耐化学品性优；不霉不蛀。 （7）耐光性 耐光性较差，暴晒强度降低（加入抗老化剂）。
12
普通涤纶纵、横向形态
13
（二）制造 1.纺丝液的制备 切片（聚对苯二甲酸乙二酯）干燥→加热熔融 2.纺丝和后加工 短纤维 初生丝（空气固化）→集束→拉伸（4-4.5倍，取向 度↑）→热定形（消除内应力）→卷曲→切断 长丝： 初生丝→拉伸→定形→加捻（或变形）→打包
14
（三）涤纶的分子结构特征 聚对苯二甲酸乙二酯，涤纶,polyester,PET。 线性分子链，没有大的侧基和支链，故涤纶 大分子间相互结合紧密。
形性差。
8
（4）耐光性 耐光性差（端基对光、热、氧敏感），久晒变 黄，强度下降。 日晒16周后强度有光锦纶下降23％，无光锦纶 下降50％。 有光锦纶：光泽强，发亮，长丝一般是有光的。 无光锦纶：添加消光剂（二氧化钛），减少或消 除过强的光泽。
2. 形态 锦纶由熔体纺丝制成，截面近似圆形，纵向 无特殊结构。
普通锦纶纵、 横向形态
根据纺丝孔的形状可制成异形锦纶:
异形锦纶纵、 横向形态
3.性质
（1）密度
较小，1.14 g/cm3，服装制品穿着轻便，且有 良好的防水防风性能。 （2）热学性质 耐热性差，随温度的升高强力下降，收缩率增 大。安全使用温度：低于93℃（PA6），低于130 ℃（锦纶66）。
2.形态结构 熔体纺丝，截面呈圆形，纵向光滑无条纹。
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3. 性质 （1）密度 0.91g/cm3，是最轻的纤维。 （2）吸湿性 几乎不吸湿性（常见化纤中最小），有独特的 芯吸能力，使织物导汗透气。 （3）热学性质 熔点低，加工和使用时温度不能过高。
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（4）机械性质 强度较高，伸长较大，初始模量较高，弹性和 耐磨性均好。 （5）染色 染色性很差，常采用原液着色（聚丙烯切片中 加入色母粒共熔） （6）化学稳定性 很好；耐化学品性优；不霉不蛀。 （7）耐光性 耐光性较差，暴晒强度降低（加入抗老化剂）。
12
普通涤纶纵、横向形态
13
（二）制造 1.纺丝液的制备 切片（聚对苯二甲酸乙二酯）干燥→加热熔融 2.纺丝和后加工 短纤维 初生丝（空气固化）→集束→拉伸（4-4.5倍，取向 度↑）→热定形（消除内应力）→卷曲→切断 长丝： 初生丝→拉伸→定形→加捻（或变形）→打包
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（三）涤纶的分子结构特征 聚对苯二甲酸乙二酯，涤纶,polyester,PET。 线性分子链，没有大的侧基和支链，故涤纶 大分子间相互结合紧密。
形性差。
8
（4）耐光性 耐光性差（端基对光、热、氧敏感），久晒变 黄，强度下降。 日晒16周后强度有光锦纶下降23％，无光锦纶 下降50％。 有光锦纶：光泽强，发亮，长丝一般是有光的。 无光锦纶：添加消光剂（二氧化钛），减少或消 除过强的光泽。
纺织材料4纤维的吸湿性PPT75页
像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
纺织材料学 第四章 纺织材料的吸湿性
涤纶
锦纶6 锦纶66 腈纶 维纶
0.4~0.5
3.5~0.5 4．2~4.5 1.2~2.0 4.5~5.0
0.4
4.5 4.5 2.0 5
丙纶
氯纶 氨纶
0
---
0
0 1
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
各种纤维的吸湿积分热
纤维种类 棉 苎麻 羊毛 蚕丝 粘胶纤维 吸湿积分热（J/g干纤维） 46.1 46.5 112.6 69.1 105.5 纤维种类 醋酯纤维 涤纶 锦纶 腈纶 维纶 吸湿积分热（J/g干纤维） 34.3 3.4 30.6 7.1 35.2
六、对电学性质的影响
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）
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。
纤维的吸湿性PPT课件
1-棉 2-粘胶纤维 3-蚕丝 4-羊毛 5-锦纶
4、对力学性能的影响 大多数纤维强力随回潮率升高下降，但棉、麻纤维相反；所有纤维断裂伸长率随回潮率升高增加。纤维
塑性变形增大。 5、对热、光、电学性能的影响
回潮率↑→
导热系数↑ 电阻↓介电常数↑ 双折射↓形状双折射↑
第33页/共58页
五、纤维吸湿的影响因素（材料、环境）
• 但纤维吸湿放热这一特性对纤维材料的储存是不利的，如果仓库空 气潮湿和通风不良，就会因吸湿放热而使纤维或织物变质发霉，甚 至引起火灾。
第21页/共58页
3.纤维吸湿热的测试方法
• 吸湿积分热的测量 • 将一已知质量的一定回潮率的纤维试样，放入一已知热容量的量热器中，并加过量 的水，然后测量其上升的温度，根据上升的温度和测试系统的热容量，可以计算出 积分热
第34页/共58页
2.环境对纤维吸湿性的影响
• 相对湿度的影响 • 在一定温度条件下，相对湿度越高，空气中水汽分压力越大， 单位体积空气中的水分子数目越多，纤维的吸湿机会也较多。
• 温度的影响 • 温度对纤维平衡回潮率的影响比相对湿度要小，其一般规律是 温度越高，平衡回潮率越低。
温度对棉纤维吸湿的影响纤维材料此 速率吸湿，达 到平衡需时间 为
• 如图所示的水分通过空气长度为l到达吸湿材料的
扩散系统。如果水分以初始速率扩散，整个平衡过
程所需的时间τ为
c c1 c0 x l
表明吸湿速率与浓度梯度、吸湿量、扩 散系数、吸湿表面积、空气间隔的关系
第25页/共58页
2.影响纤维材料吸湿平衡速率的主要因素
3.纤维吸湿性的测试方法
• 直接法：先称取湿重，再干燥去水获得干重
• 烘箱法
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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。
回潮率W (%) Ga G0 100 G0
含水率M (%) Ga G0 100 Ga
式中：Ga纺织材料湿重；G0 纺织材料干重。
目前基本上采用回潮率。
➢ （1）标准大气条件 国际标准规定的为：
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：
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。
t
图4-7 纤维吸湿、放湿的回潮率-时间曲线
图4-8 吸湿滞后性图
2、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。
吸湿滞后性产生的原因
能量获得概率的差异 水分子进出的差异 纤维结构的差异 水分子分布的差异 热能作用的差异
5. 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。
纤维吸、放湿是一个动态平 衡的过程。纤维材料的含湿 量随所处的大气条件而变化
相对湿度 /%
相对湿度/%
0
时间/h
吸湿平衡回潮率 Wae
初始回潮 W0 放湿平衡回潮率 Wde
多种纤维混合时的公定回潮率
Wi（%）——混纺材料中第i种纤维的公定回潮率； bi（%）——混纺材料中第i种纤维的干重混纺比
4. 公定重量（标准重量） ——纺织材料在公定回潮率时的重量。
Gk
Go
(1 Wk %) Ga
(1Wk %) (1 Wa %)
GK为纤维材料的公量(g) Ga和G0为纤维实际材料的湿重(g)和干重(g) WK和Wa分别为纤维材料的公定回潮率和实际回潮率(%)。
标准回潮率（％）
7~8 7~8 8~-11 12~16(生麻），9~13(熟麻）
15~17 ----8~9
13~15 4~7
0.4~0.5 3.5~0.5 4.2~4.5 1.2~2.0 4.5~5.0
0 ---
公定回潮率（％）
11.1 12 12 14
-15 15 18.25 19 11.0 13 7 0.4 4.5 4.5 2.0 5 0 0 1
2.常用纤维的吸湿等温线
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； RH= 15%～70% 时，曲线的斜率比较小； RH>70% 时，曲线斜率又明显地增大。
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。
4．纤维内的伴生物和杂质
a. 棉 b. 羊毛 c. 麻 d. 化学纤维表面的油剂
（二）外界因素
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。
局部过热而使材料烘焦变质）
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。
b.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。
五、 影响纤维吸湿的因素
影响纤维回潮率的因素有内因和外因两个方面。
内在因素包括： 化学结构-纤维大分子亲水基团的数量和极性的强弱； 聚集态结构-纤维的结晶度、纤维内孔隙的大小和多 少； 形态结构-纤维比表面积的大小，截面形状、粗细及 表面粗糙程度；纤维伴生物的性质和含量 。
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。
3．纤维的比表面积
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，比粗纤维的回潮率偏大些。
通常在标准大气条件下调湿24h以上，合成纤维调湿4h 以上。
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。 —以标准回潮率为依据，但不等于标准回潮率。
常用纤维的标准状态下的回潮率和公定回潮率
纤维种类
原棉 苎麻（脱胶）
亚麻 黄麻
细羊毛 洗净毛 山羊毛 干毛条 油毛条 桑蚕丝 粘胶纤维 醋酯纤维 涤纶 锦纶6 锦纶66 腈纶 维纶 丙纶 氯纶 氨纶
3.应用
a.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 ℃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。
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。
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，
0
时间/h
图4-1 纤维吸湿量-时间曲线
二、吸湿等温和等压、等湿线
1、吸放湿等温线(T一定，W-RH%的关系)
定义：
吸湿等温线：在一定的大气压力和温度条件下， 纤维材料因吸湿达到的平衡回潮率与大气相对湿 度的关系曲线；
放湿等温线：在一定的大气压力和温度条件下， 纤维材料因放湿达到的平衡回潮率与大气相对湿 度的关系曲线。
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.气压的影响
4.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。
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。
2、吸湿等湿线（RH%一定，W-T的关系曲线) 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， 称为吸湿等湿线。
曲线： 一般规律：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。
羊毛和棉的吸湿等湿线
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三、纤维的吸湿机理
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——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。
2．纤维的结晶度
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。
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。
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；
直接吸收水：由于纤维中亲水基团的作用而吸着的水 分子。 如: -0H, -COOH , -CONH- , -NH2
外在条件包括：温湿度；气压；原来回潮率的大小。
(一)纤维内在因素
1．亲水基团的作用 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。
各种基团对 纤维素纤维，蛋白质纤维， 合成纤维 吸水性都有很大影响。
如：羟基（-OH）、 酰胺基（-NHCO-)、羧基 （-COOH）、氨基(-NH2)等。
第二节 吸湿性的测量
吸湿性的测试方法：分为直接法与间接法两大类。 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： ❖1.烘箱法 ❖2.红外线干燥法 ❖3.高频加热干燥法 ❖4.吸湿剂干燥法 ❖5.真空干燥法
烘箱法测试 1.原理 2.取样 3.确定试验参数 4．试验步骤 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；
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。
回潮率W (%) Ga G0 100 G0
含水率M (%) Ga G0 100 Ga
式中：Ga纺织材料湿重；G0 纺织材料干重。
目前基本上采用回潮率。
➢ （1）标准大气条件 国际标准规定的为：
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：
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。
t
图4-7 纤维吸湿、放湿的回潮率-时间曲线
图4-8 吸湿滞后性图
2、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。
吸湿滞后性产生的原因
能量获得概率的差异 水分子进出的差异 纤维结构的差异 水分子分布的差异 热能作用的差异
5. 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。
纤维吸、放湿是一个动态平 衡的过程。纤维材料的含湿 量随所处的大气条件而变化
相对湿度 /%
相对湿度/%
0
时间/h
吸湿平衡回潮率 Wae
初始回潮 W0 放湿平衡回潮率 Wde
多种纤维混合时的公定回潮率
Wi（%）——混纺材料中第i种纤维的公定回潮率； bi（%）——混纺材料中第i种纤维的干重混纺比
4. 公定重量（标准重量） ——纺织材料在公定回潮率时的重量。
Gk
Go
(1 Wk %) Ga
(1Wk %) (1 Wa %)
GK为纤维材料的公量(g) Ga和G0为纤维实际材料的湿重(g)和干重(g) WK和Wa分别为纤维材料的公定回潮率和实际回潮率(%)。
标准回潮率（％）
7~8 7~8 8~-11 12~16(生麻），9~13(熟麻）
15~17 ----8~9
13~15 4~7
0.4~0.5 3.5~0.5 4.2~4.5 1.2~2.0 4.5~5.0
0 ---
公定回潮率（％）
11.1 12 12 14
-15 15 18.25 19 11.0 13 7 0.4 4.5 4.5 2.0 5 0 0 1
2.常用纤维的吸湿等温线
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； RH= 15%～70% 时，曲线的斜率比较小； RH>70% 时，曲线斜率又明显地增大。
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。
4．纤维内的伴生物和杂质
a. 棉 b. 羊毛 c. 麻 d. 化学纤维表面的油剂
（二）外界因素
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。
局部过热而使材料烘焦变质）
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。
b.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。
五、 影响纤维吸湿的因素
影响纤维回潮率的因素有内因和外因两个方面。
内在因素包括： 化学结构-纤维大分子亲水基团的数量和极性的强弱； 聚集态结构-纤维的结晶度、纤维内孔隙的大小和多 少； 形态结构-纤维比表面积的大小，截面形状、粗细及 表面粗糙程度；纤维伴生物的性质和含量 。
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。
3．纤维的比表面积
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，比粗纤维的回潮率偏大些。
通常在标准大气条件下调湿24h以上，合成纤维调湿4h 以上。
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。 —以标准回潮率为依据，但不等于标准回潮率。
常用纤维的标准状态下的回潮率和公定回潮率
纤维种类
原棉 苎麻（脱胶）
亚麻 黄麻
细羊毛 洗净毛 山羊毛 干毛条 油毛条 桑蚕丝 粘胶纤维 醋酯纤维 涤纶 锦纶6 锦纶66 腈纶 维纶 丙纶 氯纶 氨纶
3.应用
a.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 ℃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。
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。
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，
0
时间/h
图4-1 纤维吸湿量-时间曲线
二、吸湿等温和等压、等湿线
1、吸放湿等温线(T一定，W-RH%的关系)
定义：
吸湿等温线：在一定的大气压力和温度条件下， 纤维材料因吸湿达到的平衡回潮率与大气相对湿 度的关系曲线；
放湿等温线：在一定的大气压力和温度条件下， 纤维材料因放湿达到的平衡回潮率与大气相对湿 度的关系曲线。
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.气压的影响
4.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。
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。
2、吸湿等湿线（RH%一定，W-T的关系曲线) 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， 称为吸湿等湿线。
曲线： 一般规律：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。
羊毛和棉的吸湿等湿线
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三、纤维的吸湿机理
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——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。
2．纤维的结晶度
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。
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。
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；
直接吸收水：由于纤维中亲水基团的作用而吸着的水 分子。 如: -0H, -COOH , -CONH- , -NH2
外在条件包括：温湿度；气压；原来回潮率的大小。
(一)纤维内在因素
1．亲水基团的作用 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。
各种基团对 纤维素纤维，蛋白质纤维， 合成纤维 吸水性都有很大影响。
如：羟基（-OH）、 酰胺基（-NHCO-)、羧基 （-COOH）、氨基(-NH2)等。
第二节 吸湿性的测量
吸湿性的测试方法：分为直接法与间接法两大类。 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： ❖1.烘箱法 ❖2.红外线干燥法 ❖3.高频加热干燥法 ❖4.吸湿剂干燥法 ❖5.真空干燥法
烘箱法测试 1.原理 2.取样 3.确定试验参数 4．试验步骤 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；