影響纖維集合體導熱性的主要因素

１．環(huán)境溫濕度　
隨著(zhù)環(huán)境溫度的提高，纖維內部大分子的運動(dòng)能力提高，因分子運動(dòng)傳遞的熱能也會(huì )增加。表１１－４中的數據說(shuō)明了幾種纖維集合體導熱系數與溫度的關(guān)系。纖維內部的水分隨相對濕度的變化而變化，相對濕度越高，纖維內部的水分越多，測得的纖維導熱系數越大，而且這個(gè)變化要比溫度引起的變化大得多。
隨回潮率的增加，紡織材料保溫性能下降，冰涼感增加，導熱系數上升，點(diǎn)燃溫度上升，玻璃化轉變溫度下降，熱收縮率上升，抗熔孔能力有所改善?；爻甭实淖兓瘜Σ牧蠠釋W(xué)性質(zhì)的影響是很大的。
7 t% Z/ q/ p* i* L+ Q. `, r

幾種纖維集合體導熱系數與溫度的關(guān)系
% t4 q& j) J( ~2 M

	纖維	. C8 d( P- J6 b0 t2 b 導熱系數λ［Ｗ／（ｍ·℃）］ 2 h6 s' y/ ^. [" D. p. H4 J$ A
1 ^3 B) e8 k% q0 Q ０℃ $ i6 A: T4 |* y1 M7 K. J- F% Y		; L7 D! A7 r$ E: ^ ３０℃	) h9 v3 X: i2 a* } １００℃ . `3 E' z" k3 X; C  t& ^( v- N
2 r% w2 Z/ x; `# x 棉	０．０５８ ' Q3 z0 }  Q. O" b9 F1 _	; k) V  W$ e6 {7 ?/ M) Q ０．０６３	０．０６９
綿羊毛	０．０３５ $ Q# y, P' K  V; U$ D, a	０．０４９	1 M8 O/ Q" d! I, Q ０．０５８ ) x1 R' b3 N. D& N7 W
桑蠶絲 / E5 l8 N) u6 K9 i2 |	+ t/ L! L3 ]0 N6 N ０．０４６	; B- T* b$ }3 j1 c ０．０５２ ! Y& e* @* F4 U- k* L" {	* ^! {& \/ B3 Z. w. Z ０．０５９
- ^- O! H% K2 i0 a5 E, y/ n7 h3 z 亞麻 8 k% k$ Z. B6 o9 W# C# y	０．０４６ 3 D( H" v6 s  H( m) C+ o	6 n& w( @) x. E2 r, F ０．０５３	/ s' Q  ^7 b% u+ |& g ０．０６２

３．纖維的排列狀態(tài)　
3 C$ O* K+ j$ h+ n0 G: q  S集合體中纖維的排列狀態(tài)影響著(zhù)纖維間的接觸面積的大小，接觸面積越大，熱傳導能力越強；纖維間的平行排列程度會(huì )導致集合體熱傳導性能的各向異性，同時(shí)和熱源的方向性關(guān)系也會(huì )影響集合體的導熱性能，如纖維的軸向和熱的傳遞方向一致，將使集合體的熱傳導能力明顯上升。
４．纖維的形態(tài)　
纖維的粗細、橫截面形狀、卷曲、中空等狀態(tài)都會(huì )影響纖維集合體的導熱系數。這些因素主要從三個(gè)方面產(chǎn)生影響，一是形態(tài)導致纖維集合體中維持靜止空氣而使導熱系數下降；二是形態(tài)導致纖維間接觸面積減小而使導熱系數下降；三是形態(tài)導致纖維集合體中直通孔隙的減少而使導熱系數下降。
異形截面的纖維隨著(zhù)輪廓凹凸狀況的變化，尤其是多溝槽化會(huì )使纖維集合體的導熱系數下降；卷曲豐富的纖維有利于長(cháng)時(shí)間維持纖維集合體的蓬松；在相同體積和密度條件下，細的纖維可以形成更少直通性的空間，維持更多的靜止空氣；中空纖維的空腔非常有利于保持靜止空氣，但單孔大中空的纖維抗壓扁能力較差，使用效果不好，新型的多孔（如４孔、７孔等）中空纖維比較有效地解決了這個(gè)問(wèn)題。
５．其他　
在固體表面、固·氣界面上一般均吸附氣體分子以及很薄的氣體穩定區，因此，在固體·氣體界面上也有熱阻，它們也影響熱傳導系數的數值。

6 s  ^/ w, c* Z２．體積質(zhì)量　
( {; h% m2 F  N6 _) c) |纖維集合體的導熱系數λ與其體積質(zhì)量δ的關(guān)系如下圖所示，選取合理的纖維集合體體積質(zhì)量是獲得良好保暖性的保證。當纖維集合體的體積質(zhì)量小于δｋ時(shí)，雖然集合體中保有較多的空氣，但在風(fēng)壓的作用下對流傳導較大，保暖性變差；當纖維集合體的體積質(zhì)量大于δｋ時(shí)，纖維間良好的接觸使得熱傳導能力提高，保暖性變差。實(shí)驗表明，在沒(méi)有氣壓差的條件下，纖維集合體的體積質(zhì)量為０．０３～０．０６ｇ／ｃｍ３，即達到δｋ時(shí)，導熱系數最小，纖維集合體的保暖性能最好。因此，通過(guò)制造中空纖維、增加纖維卷曲，使纖維集合體能保有較多的靜止空氣，這已成為提高化學(xué)纖維保暖性的重要途徑。
# x' v) V, g9 |0 Q

纖維集合體的導熱系數λ與其體積質(zhì)量δ的關(guān)系

: Z; a4 T! @, O2 `+ ^9 A
（２）吸濕積分熱：它是１ｇ干燥纖維在某一回潮率狀態(tài)下，吸濕達到完全潤濕時(shí)，所放出的總熱量，單位為Ｊ／ｇ（干燥纖維）。由于是到達完全潤濕狀態(tài)，所以也有人稱(chēng)其為“潤濕熱”。常見(jiàn)干燥纖維的吸濕積分熱分別為：棉４６．１、綿羊毛１１２．６、桑蠶絲６９．１、苧麻４６．５、黃麻８３．３、亞麻５４．４、黏膠纖維１０４．７、錦綸３１．４、滌綸５．４、維綸３５．２、醋酯纖維３４．３、腈綸７．１，單位均為ｋＪ／ｇ，可以看出各種纖維的吸濕積分熱差異很大，這說(shuō)明它們的吸濕能力差異很大。纖維吸濕積分熱與回潮率的關(guān)系如圖所示。
! M- W% x( ]8 E1 Y0 \! r

幾種常見(jiàn)纖維的吸濕積分熱

在吸濕放熱或放濕吸熱發(fā)生時(shí)，纖維的導熱系數也是波動(dòng)的，要比較纖維間的導熱系數，應在纖維達到吸濕平衡后進(jìn)行測試。
纖維的吸濕和熱效應實(shí)際上是緊密聯(lián)系的，吸濕達到平衡時(shí)，熱的變化也達到平衡，而且纖維內部水分的擴散和熱的傳遞都需要一個(gè)過(guò)程。纖維吸濕的熱效應除了對紡、織、染整加工工藝構成影響外，在紡織材料儲運過(guò)程中必須注意纖維的吸濕放熱現象，注意保持通風(fēng)、干燥，否則可能會(huì )使纖維吸濕發(fā)熱而產(chǎn)生霉變，甚至引起自燃。

紡織材料在吸濕和放濕過(guò)程中還有明顯的熱效應，即吸濕放熱或放濕吸熱?？諝庵械乃肿颖焕w維大分子上的極性親水基團吸引而結合，使水分子的運動(dòng)能量降低，所降低的能量轉換為熱能釋放出來(lái)，其值相當于水分子的凝結潛熱。這種熱效應可以用以下兩個(gè)指標來(lái)表示。
（１）吸濕微分熱：它是纖維在某一回潮率狀態(tài)下，達到完全潤濕時(shí)吸附１ｇ水所放出的熱量，單位為Ｊ／ｇ（水），且回潮率狀態(tài)不同，吸濕微分熱不同。實(shí)驗表明各種干燥纖維的吸濕微分熱大致接近，為８３０～１２５６Ｊ／ｇ。各種常見(jiàn)纖維吸濕微分熱與回潮率關(guān)系如圖所示，可以看出它們的曲線(xiàn)形狀基本相同，這說(shuō)明它們吸濕能力雖有差異，但吸濕過(guò)程和吸濕機理基本相同。
$ l+ l6 Z5 E6 B1 G

幾種常見(jiàn)纖維的吸濕微分熱