相对湿度对纤维性能的影响

空气相对湿度对纤维性能的影响取决于纤维分子中亲水性基团的多少。对于天然纤维（棉、毛、丝、麻）或利用自然界的纤维素制成的再生纤维（粘胶纤维、再生蛋白纤维等），其外皮层和主体层都含有亲水基团的羟基OH、羧基COOH和酰胺基CONH，并且有多孔性。因此，当环境空气中的水汽分压力变化时，纤维会出现吸湿或放湿反应。故相对湿度对这类纤维的性能影响较大。相对湿度增高时，这些有亲水性基团的纤维将吸湿，水分子被吸入纤维内部，使纤维分子间距离增大，故纤维的初始模量下降，柔软性、延伸性均增加。摩擦系数、导电性亦是增加的。对于动物纤维和再生纤维，因水分子进入纤维内部后增大了纤维分子间距离，故强力降低；而对于植物纤维，由于水分子被纤维吸入非结晶区，改善了分子的整列度，强力反而有相应的增强。

图1－5　合成纤维表面的吸湿

对于利用煤、石油、天然气等作原料，经过化学作用合成的合成纤维（维纶、锦纶、腈纶、涤纶、氯纶、丙纶），由于其亲水性基团极少，吸湿性就差甚至没有吸湿性。合成纤维的绝缘性能强，因此在纺织工艺过程中极易因摩擦而产生静电，妨碍工艺生产的正常进行。通常会加入润滑性能好并具有吸湿性能的抗静电油剂，使其表面摩擦系数减少并具有一定的吸湿性能。其吸湿情况如图1－5所示，第一批水分子由纤维表面为数不多的亲水基团直接吸住，以后的水分子可重叠在已被吸收的水分子上，所以合成纤维有外吸湿纤维之称。由于吸湿、放湿只在合成纤维的表面上进行，故只对纤维的导电性能和回潮率有影响，而对纤维的强度和伸长率几乎不受相对湿度的影响。

图1－6　相对湿度对纤维强度的影响(www.xing528.com)

1—亚麻　2—棉　3—锦纶　4—羊毛和蚕丝　5—粘胶纤维

图1－6中示出几种纤维在不同相对湿度下纤维强度的变化情况。在纤维强力方面，锦纶、羊毛和蚕丝纤维随着空气相对湿度增加而回潮率增加时，其强力是下降的。这是因为水分子进入纤维内部无定形区，减弱了大分子间的结合力，使分子间容易在外力作用下发生滑移。粘胶纤维由于大分子聚合度和结晶度较低，纤维断裂主要表现为大分子间的滑脱，而水分子进入后对大分子结合力的减弱很显著，因此吸湿后强力下降非常显著。但是空气相对湿度增加时植物纤维（棉、麻）吸湿后强力却是增加。这是由于棉和麻纤维的大分子聚合度、结晶度较高，纤维断裂主要表现为大分子本身的断裂，而水分子进入后对大分子间结合力的减弱不显著，并且可将一些大分子链上的缠结拆开，分子链得以舒展和受力分子链的增加使得纤维强力增加。合成纤维由于吸湿能力较弱，所以相对湿度增加后强力降低不显著。

空气相对湿度减低时，纺织纤维将放湿回潮率降低，纤维分子间距离缩小而结合力强，延伸性、柔软性均降低，摩擦系数减少，导电性能亦差。

由于相对湿度越高纤维的回潮率越高，纤维内部的水分就会越多，纤维导热系数就越大，而且这个变化要比温度引起的变化大得多。导热系数上升，冰凉感增加，纺织纤维的保温性能下降。

相对湿度对纤维的弹性回复率的影响因纤维而异，粘胶纤维和醋酯纤维的弹性主体上是下降的，蚕丝、羊毛、锦纶的弹性主体上是上升的，棉纤维的弹性则是交叉的。