【文章內(nèi)容簡介】 ，達到?jīng)龅哪康?。另一方面，纖維及其織物具有優(yōu)良的吸濕導(dǎo)濕的功能，達到干爽的效果。2. 導(dǎo)熱機理 當(dāng)物體中存在溫度梯度時，物體內(nèi)將有熱流通過，熱流將由高溫區(qū)向低溫區(qū)流動，直到各處溫度處處相等，達到新的熱平衡狀態(tài)為止，這種現(xiàn)象稱之為熱傳導(dǎo)。熱導(dǎo)率K是表征熱傳導(dǎo)能力大小的參數(shù)，由熱傳導(dǎo)的基本定律一傅立葉定律給出:f439。1 q=K .gradT 式中:q一熱流密度，單位W/m gradT一溫度梯度，單位K/m K一熱導(dǎo)率，單位W/ (mK) 式中負號表示熱流密度的方向與溫度梯度的方向相反，即熱導(dǎo)率是在單位負溫度梯度作用下的物質(zhì)內(nèi)部所產(chǎn)生的熱流密度。 不同高分子材料的導(dǎo)熱機理是不同的。晶體的導(dǎo)熱機理是排列整齊的晶粒的熱振動，通常用聲子的概念來描述。對于金屬晶體，自由電子的運動對導(dǎo)熱起主要作用，聲子所作的貢獻大多情況下可以忽略不計。在非金屬晶體，如一般離子晶體的晶格中，自由電子是很少的，因此，晶格振動是它的主要導(dǎo)熱機構(gòu)，假設(shè)晶體中的一個質(zhì)點處于較高的溫度下，它的振動較強烈，平均振幅也較大，而其鄰近質(zhì)點所處的溫度較低，熱振動較弱。由于質(zhì)點間存在相互作用力，振動較弱的質(zhì)點在振動較強的質(zhì)點的影響下，振動加劇，熱運動能量增加。這樣就產(chǎn)生了在整個晶體中熱量從溫度高處向溫度低處的傳遞?？梢钥闯?，非金屬晶體熱量是由晶格振動的格波來傳遞的。[14,15,16]晶體中粒子將在平衡位置附近作微振動，而且由于晶體內(nèi)原子間存在著相互作用力，因此各個原子的振動并不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。整個晶格可以看作是一個相互禍合的振動系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的運動通常就稱為晶格振動。晶格振動對晶體的比熱、熱膨脹和熱傳導(dǎo)等熱學(xué)性質(zhì)有著重要的影響。非晶體的導(dǎo)熱機理是依靠無規(guī)律排列的分子或原子圍繞一個固定的位置做熱振動，將能量依次傳給相鄰的分子或原子。由于非晶體可看作晶粒極細的晶體，因此也可用聲子的概念來分析其導(dǎo)熱。 有些晶體和非晶體如具有較好的透射性的玻璃和單晶體在一定溫度下光子對導(dǎo)熱起明顯的作用。由上述可知，固體內(nèi)部的導(dǎo)熱載體分為三種電子、聲子、光子。由于金屬中存在大量的自由電子，其熱導(dǎo)率比非金屬大得多。晶體中由于微粒的遠程有序性，聲子起主要作用。在非金屬材料中晶體熱導(dǎo)率一般要比非晶體大?！?7,18,19】 金屬的熱導(dǎo)率人可用下式表示: 式中入e為熱導(dǎo)率的自由電子分量入p為聲子分量。對于純金屬，入e遠遠大于入p，所以，入≈入e。故金屬的導(dǎo)熱性能主要取決于自由電子的運動。在室溫及高于室溫的條件下，純金屬熱導(dǎo)率與電導(dǎo)率之間的關(guān)系符合WiedmanFranz定律: 式中L為洛侖茲常數(shù)。 為電導(dǎo)率。T為絕對溫度。溫度升高時電導(dǎo)率下降，故入e基本不變或略有下降。在低溫條件下，金屬的熱導(dǎo)率:式中表示由于聲子對電子的散射引起的熱阻，表示由于雜質(zhì)等對電子散射引起的熱阻。如果金屬中含有雜質(zhì)或其它元素，其熱導(dǎo)率大為下降。 非金屬的導(dǎo)熱主要依靠聲子。非金屬可分為晶體非金屬和非晶體非金屬兩類。晶體非金屬其熱導(dǎo)率僅次于金屬。雖然它是介電體，仍是一種較好的導(dǎo)熱體。熱導(dǎo)率特別高的晶體非金屬是非常純的單晶體，無雜質(zhì)及錯位等缺陷，只有聲子相互間散射帶來的熱阻。溫度降低時，聲子相互散射減弱，由其引起的熱阻以近似指數(shù)的規(guī)律下降，直到聲子自由程被單晶體的界面限制時熱阻才回升。與有序的晶體相比，非晶體非金屬的規(guī)律性差，引起聲子較強的非彈性散射及熱導(dǎo)率的第止章基礎(chǔ)理論顯著下降。如果結(jié)構(gòu)引起的聲子非彈性散射是唯一產(chǎn)生熱阻的因素，那么熱導(dǎo)率應(yīng)該和溫度成正比。非金屬材料的熱能擴散速率主要取決于臨近原子或基團的振動。在強共價鍵合的材料中，有序的晶體晶格中傳熱是比較有序的，尤其在較低的溫度下，材料具有良好的的導(dǎo)熱性，但隨溫度升高，晶格出現(xiàn)缺陷，熱導(dǎo)率下降，因此無序無定形的固體呈現(xiàn)較低的導(dǎo)熱性。【20,21,22,23,24,25,26】 何謂“吸濕排汗”?是指使不親水的織物同時具有吸水性和快干性，一般來說，無論是天然纖維或是合成纖維都很難兼具這兩種性能，但是吸濕排汗加工技術(shù)則可以做到這一點。 圖21纖維表面排汗示意圖 吸濕排汗織物的導(dǎo)濕原理可分為兩類:一類是通過汗水在織物平面內(nèi)快速擴散，增大汗水的蒸發(fā)面積，實現(xiàn)織物的導(dǎo)濕快干。另一類是通過毛細效應(yīng)，將織物內(nèi)層的汗水吸到織物外層，由織物外層蒸發(fā)，實現(xiàn)織物的導(dǎo)濕快干。利用第一類原理設(shè)計的織物，在人體大量出汗時，當(dāng)汗水來不及干燥，人體與織物產(chǎn)生較長時間的粘著效應(yīng)，影響人體舒適性和人體運動機能性。利用第二類原理設(shè)計的織物，在人體出汗后，汗水不在織物內(nèi)表面擴散，而是被直接吸向織物外層，在織物外層蒸發(fā)，以保持織物內(nèi)層的相對干燥，減小了人體與織物之間產(chǎn)生的粘著效應(yīng)，提高了人體舒適性和人體運動機能性。 吸濕排汗纖維是利用纖維表面微細溝槽所產(chǎn)生的毛細現(xiàn)象使汗水經(jīng)芯吸、擴散、傳輸?shù)茸饔?，迅速遷移至織物的表面并發(fā)散，從而達到導(dǎo)濕快干的目的?？梢哉f，毛細管效應(yīng)是最常用也是最直觀的一種方法，可以表現(xiàn)織物吸汗能力以及擴散能力。也有人將吸濕排汗纖維稱為“可呼吸纖維”。其實，吸濕排汗纖維是著眼于吸濕、排汗特性和衣服內(nèi)的舒適性的功能纖維。關(guān)于吸濕性、排汗性的賦予以前是以天然纖維和合成纖維的復(fù)合為主流，用途只在狹窄的范圍內(nèi)開展，現(xiàn)在則以中空截面纖維或異形截面纖維之類使纖維自身特殊化以及濕、排濕聚合物共混的加工方法為主流。 凡是具有吸濕排汗功能的纖維一般都具有高的比表面積，表面有眾多的微孔或溝槽，截面一般設(shè)計為特殊的異形狀，利用毛細管原理，使得纖維能夠快速的吸水、輸水、擴散和揮發(fā)，能迅速吸收皮膚表面濕氣和汗水，并排放到外層蒸發(fā)。其織物比傳統(tǒng)的布料吸水率少14倍，比其它功能性布料更干爽一比純棉快干5倍，比尼龍快干2倍。 圖22高異形的纖維截面圖 因此，纖維結(jié)構(gòu)體(織物、針織物、不織布)的吸水是由于纖維間隙中的毛細管作用所產(chǎn)生的現(xiàn)象，對衣服的舒適性和衛(wèi)生性的產(chǎn)生起到很大作用，是實用上的重要性能。對于毛細管現(xiàn)象在平衡狀態(tài)下，毛細管直徑越小，達到水分平衡狀態(tài)所需要的時間越長，因此，吸水速度也成為現(xiàn)實的問題。目前，市面上的吸濕排汗織物可采用如下技術(shù)得到:異形斷面纖維、中空多孔纖維、多層織物、親水劑涂布以及對纖維進行表面改性等等。2. 2. 2導(dǎo)濕性能的表征方法[27,28,29]2. 2. 2. 1毛細管效應(yīng)或垂直芯吸法 毛細管效應(yīng)是最常用也是最直觀的一種方法，可以表現(xiàn)織物吸汗能力及擴散能力。測試方法是取束纖維加20捻或織物條在2BW0961P型毛效儀上測定，記錄30min后水在纖維束或織物__L:的爬升高度。2. 2. 2. 2水分蒸發(fā)速率 試樣置于滴定管口之下，以滴定管口距受測織物表面lcm距離， g之微量天平懸空測試12min后其水分蒸發(fā)率(干燥速率)。水分蒸發(fā)率(%)=(I}布重量變化1/2. 2. 3吸濕排汗纖維的研制 吸濕排汗纖維的研究開發(fā)，主要是通過物理改性和化學(xué)改性兩種方法得以實施。即可以通過改變噴絲板微孔的形狀，紡制具有表面溝槽的異形纖維?；虿捎门c含有親水基團的聚合物共混和復(fù)合共紡的方法，研制生產(chǎn)具有吸濕排汗性能的纖維。第三章 天然涼爽纖維竹纖維的制備及紡絲工藝竹，學(xué)名 Bambusoideae（Bambusaceae），是一種禾本科多年生木質(zhì)化植物。全世界竹類植物約有70多屬、1200多種，主要分布在熱帶及亞熱帶地區(qū)，少數(shù)竹類分布在溫帶和寒帶。我國是世界竹資源第一大國，產(chǎn)量為800萬噸/年，分布廣泛。與傳統(tǒng)的木資源相比，竹制品有強度高、韌性好、硬度高等優(yōu)點。此外，竹的再生速度快，栽種成活后2~3年就可砍伐，使用竹制品可以有效地節(jié)約資源，保護環(huán)境?！?0】竹纖維是通過高科技手段從竹子中提取出來的一種綠色無污染的環(huán)保型纖維。它具有良好的吸濕透氣性、耐磨性及染色性。同時，竹纖維還具有天然抗菌、抑菌、防螨、防臭和抗紫外線作用。被業(yè)內(nèi)專家稱為“會呼吸的纖維”或“纖維皇后”。用竹纖維制成的面料被譽為“二十一世紀(jì)最具有發(fā)展前景的健康面料”。 竹纖維是采用物理、機械的方法將竹子輾平、扭轉(zhuǎn)、梳理，而后再對竹纖維脫膠、去除糖分、去除脂肪、消毒、晾干而成川。依據(jù)纖維手感、顏色、強度、分離情況、硬條并絲情況以及用手搓柔后纖維的分離情況等指標(biāo)，經(jīng)過多次試驗，得出了竹纖維制取的一套較為合理的生產(chǎn)工藝。 湖南的五月嫩毛竹。由于竹纖維素的含量隨著竹齡的增加而減少，因此選取嫩毛竹較好。 燒杯、水浴鍋、木錘、干燥箱、量筒、電子秤。: 整料制片浸泡蒸煮水洗分