大气条件与山羊绒纤维吸湿

一、吸湿平衡

纤维材料的含湿量随所处的大气条件而变化。纤维在单位时间内吸收的水分和放出水分在数量上接近相等，这种现象称为吸湿平衡。吸湿平衡是动态的，其稳定性很差，而且是自动进行的，外界条件一变，平衡就立即遭到破坏，而且要达到新的平衡需要一定的时间。纤维吸、放湿是一个动态平衡的过程，见图3-2。

图3－2 纤维吸湿、放湿曲线

山羊绒纤维的吸、放湿过程也符合这种动态平衡，通过将山羊绒纤维和兔毛纤维的吸、放湿进行比较，见图3-3、图3-4。从曲线可以看出，山羊绒纤维的吸湿性要好于兔毛纤维，山羊绒纤维的吸湿、放湿过程具有以下特点：1.都是对数曲线；2.起始段较快，以后减慢直至平衡；3. 吸湿平衡所需要的时间小于放湿平衡所需时间；4. 吸湿平衡回潮率不等于放湿平衡回潮率。

二、吸、放湿等温线

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称为吸湿等温线；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称为放湿等温线。常用纤维的吸湿等温线，见图3-5。

从曲线可以看出，山羊绒纤维的吸湿等温线具有以下特点：1.曲线呈反S形，山羊绒的吸湿等温线比羊毛更加靠上，说明山羊绒吸湿能力较羊毛更强；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。吸湿等温线与温度有密切的关系，如果温度过高过低，即使同一纤维，吸湿等温线的形状，也会有很大的不同。

三、吸湿等湿线

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。山羊绒的吸湿性能与羊毛的吸湿性能很相近，羊毛的吸湿等湿线见图3-6。随着温度愈来愈高，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。

图3-3 山羊绒、兔毛纤维吸湿曲线

图3-4 山羊绒、兔毛纤维放湿曲线

四、吸湿滞后性

（一）吸湿滞后性现象

同样的纤维在一定的大气温湿度条件下，放湿达到的平衡回潮率总是大于从吸湿达到的平衡回潮率的现象称为吸湿滞后性，也称为吸湿保守现象。

同一种纤维的吸湿等温线与放湿等温线并不重合，而形成吸湿滞后圈。吸湿滞后值（即差值）与纤维的吸湿能力和相对湿度有关。在同一相对湿度条件下，吸湿性大的纤维，差值比较大。湿滞差值的大小还与纤维原有的回潮率有关。如图3-7中b→b1（由吸湿状态重新放湿）， a→a（1由放湿状态重新吸湿）。a→a1，b→b1都处于吸湿等温线和放湿等温线之间。纤维的实际平衡回潮率处于两条线之间的某一值，通常讲的平衡回潮率是指理论平衡回潮率，即两曲线的中间值。

图3-5 纤维的吸湿等温线

图3-6 羊毛的吸湿等湿线

（二）吸湿滞后产生的原因

吸湿滞后性现象产生原因有很多：如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，热能作用的差异等。一般认为，吸湿时大分子间的连接点被迫拆开，而与水分子形成氢键结合；放湿时，由于大分子上较多的极性基团对水分子的吸引，阻止水分子的离去，造成放湿时的平衡回潮率大。

图3-7 纤维的吸湿滞后现象

（三）吸湿滞后对实际工作的指导意义

由于纤维材料的吸湿滞后性会造成因试样初始吸湿状态不同产生的测量误差，故在精确测量时，必须对纤维进行（45±2）℃的预烘，以消除纤维吸湿的“记忆”，实验前将试样在标准状态下放置一定时间，使达到平衡回潮率以减小回潮率对纤维性质的影响。达到由吸湿平衡获得的回潮率值。此烘干过程称为“预调湿”。而将被测纤维材料直接放在标准大气条件下进行的平衡称为“调湿”。调湿是指将纺织材料在标准状态下平衡24h，以减少由吸湿滞后性造成的测试误差。预调湿是先将材料在较低的温度烘燥（40℃～50℃，0.5～1h），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。