通常将织物材料从气态环境中吸着水分的能力称为吸湿性,织物的吸湿会影响其形态、结构和性质,因此必须要学会如何衡量织物的吸湿性能,常用的指标是回潮率和含水率。
从微观上看,吸湿是水汽在纤维表面滞留吸附,在纤维内部运动与滞留吸附。吸附有水分子在纤维分子极性基团上的吸附,也有多个水分字在纤维表面和孔隙中的吸附,甚至有大量凝结成的液态水,即毛细水。这些统称为吸附水。
1 回潮率和含水率
织物材料中的水分含量,即吸湿量,通常用回潮率W或含水率M表示。
其中,G和G0分别为被测试试样的湿重和干重。织物材料一般采用回潮率来表示吸湿量。两者之间的关系为:
或
2 标准平衡回潮率
织物的实际回潮率会随着环境温湿度的改变而变,湿度一般用大气环境中的相对湿度RH表示。
RH = (P/Ps)*100%
公式中,P,Ps分别为实际水汽压和饱和水汽压。Ps与温度T成指数变化,有多种公式,其中Goff-Grattch饱和水汽压公式为世界上公认的最准确的公式。
各种纤维材料的吸湿量,只有在同一条件下测出的回潮率才具有可比性。而放在标准大气条件下,静置经过吸湿过程,达到吸湿平衡状态时测出的回潮率称为标准平衡回潮率。而标准大气条件在国际上是一致的,仅允许有少量误差出入,实际工作中,可根据试验要求及相关方同意,选择不同的标准类别。
类别 | 标准温度(℃) | 标准相对湿度(%) |
标准大气 | 20.0±2.0 | 65.0±4.0 |
特定标准大气 | 23.0±2.0 | 50.0±4.0 |
热带标准大气 | 27.0±2.0 | 65.0±4.0 |
3 公定回潮率
公定回潮率是业内公认的回潮率。原来是为了贸易交换中的公允和成本核算,因为水分不是纤维,一般是指纤维在常规条件下的正常带水量。
由于公定回潮率与标准平衡回潮率十分接近,因此公定回潮率一般参考标准平衡回潮率。常见的纺织纤维及其制品的公定回潮率如下表:
纤维种类 | 公定回潮率% | 纤维种类 | 公定回潮率% | |
棉纤维 | 8.5 | 罗布麻 | 12.0 | |
棉纱线 | 8.5 | 大麻/汉麻 | 12.0 | |
棉织物 | 8.5 | 粘胶富强,莫代尔纤维 | 13.0 | |
同质洗净毛 | 16.0 | 醋酯/三醋酯纤维 | 7.0/3.5 | |
异质洗净毛 | 15.0 | 莱赛尔纤维 | 13.0 | |
干梳毛条 | 18.25 | 铜氨纤维 | 13.0 | |
油梳毛条 | 19.0 | 聚酯纤维(涤纶) | 0.4 | |
精梳落毛 | 16.0 | 聚酰胺纤维(锦纶) | 4.5 | |
纱条山羊绒 | 15.0 | 聚丙烯腈纤维(腈纶) | 2.0 | |
分梳山羊绒 | 17.0 | 聚乙烯醇纤维(维纶) | 5.0 | |
兔,驼,牦牛,羊驼毛 | 15.0 | 含氯纤维(氯纶/偏氯纶) | 0.0 | |
桑蚕丝和柞蚕丝 | 11.0 | 聚丙烯纤维(丙纶) | 0.0 | |
椰壳纤维 | 13.0 | 聚乙烯纤维(乙纶) | 0.0 | |
亚麻 | 12.0 | 聚乳酸纤维(PLA) | 0.5 | |
苎麻 | 12.0 | 玻璃纤维 | 0.0 | |
剑麻 | 12.0 | 氨纶 | 1.3 | |
黄麻 | 14.0 | 芳纶1414/1313 | 3.5/5.0 |
由于纤维的实际质量Ga受到吸湿量的影响,因此必须折算成公定回潮率的质量Gk,称为公定质量,简称“公量”。计算公式如下:
公式中,Wk和Wa分别表示织物材料试样的公定回潮率和实际回潮率。
多种纤维混合时的公定回潮率可以按照各自的“干重”混合比bi的加权平均计算得到。设定混合纤维的各自公定回潮率为Wi,则混合后的公定回潮率Wk的计算公式为:
其中,n为混合纤维种类数,bi为干重混合比。
4 平衡回潮率
平衡回潮率是指纤维材料在一定大气条件下,吸湿、放湿达到平衡稳定状态时的回潮率。
不同密度的纤维体,吸湿、放湿平衡的时间不同。
对于单纤维,细且比表面积大,平衡在几秒到几十秒内完成;
对于松散的纤维团,因内部纤维水分的梯度扩散,需几分钟到几十分钟达到平衡;
对于纱线和织物,因为加捻和编织的紧密化结构,一般需几十分钟到几个小时达到平衡;
对于棉包和毛包,因为表面有包装布,内部紧密,体积庞大,一般需要一年到几年才能达到平衡。