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第一节 纤维的热性能
一、纤维的比热
纤维的比热，也称比热容，是指单位质量的纤维，在温度变化1℃时所吸收或放出的热量，即：
式中：Co——干纤维的比热〔J/g·K〕，M——干纤维的质量， △T——温度的变化，q——纤维吸收或放出的热量。
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对含有水份的纤维，温度变化1℃时所吸收或放出的热量，除纤维外，还有纤维中的水份，湿纤维的比热为：
式中：C——湿纤维的比热〔J/g·K〕，Co——干纤维的比热〔J/g·K〕，Cw——水的比热〔J/g·K〕，M——纤维含水率。
纤维的比热值随温度的升高而增大，但各种纤维比热增大幅度不同。
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二、纤维的导热性
导热性：在有温差的情况下，热量从高温向低温传递的性质。
保暖性：抵抗这种传递的能力。
导热系数λ：当纤维材料的厚度为1m且两侧外表之间的温度差为1℃时，1h内从1m2的纤维面积中通过的热量〔KJ〕。
单位：k J／〔m·k·h〕
热传导率k：在纤维材料的厚度为a的时候，通过该材料厚度的热量。
单位：kJ／〔m2·k·h〕
式中：Q——通过制品的热量〔KJ〕，a——制品的厚度〔m〕，F——制品的面积〔m2〕，△T——温差〔℃〕，t——时间〔h〕。
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影响纤维导热性的因素：
〔1〕纤维集合体的体积质量
有资料说明：～／m3范围时导热系数最小。
〔2〕纤维回潮率：随着纤维回潮率的增高，纤维的导热系数会增大，而保暖性下降。
〔3〕温度：温度高时，纤维的导热系数稍有增大。
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三、纤维的热裂解与纤维的三态转变
〔一〕加热过程中的物相变化
纤维受热后，物理状态的变化有两种类型：
〔1〕先随温度升高脱去水份，然后氧化降解，直接由固态裂解为气体和碳素残渣。如许多天然纤维素纤维、天然蛋白质纤维、再生纤维。
〔2〕先随温度升高脱去水分，随后纤维开始由固态〔玻璃态〕转变为有高形变能力的高弹态，或者从近似于玻璃态的低高弹态转变为高弹态，再继续升高温度，纤维成为流动态的熔体〔粘流态〕，再升高温度便开始热裂解。如涤纶、锦纶等合成纤维。
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〔二〕热塑性纤维的三态转变
热塑性纤维：物理状态随温度变化发生“三态转变〞的纤维。
1．三态转变的根本特征
玻璃态：在温度比较低时，纤维表现出有类似于刚体的性能。
高弹态：温度升到相当高以后，纤维表现为有类似于橡胶那样的性能。
粘流态：再升高温度，纤维表现为有类似于液体的流动状态。
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2．三态转变的分子运动机理
〔1〕玻璃态
玻璃态时，分子热运动的能量很低，无法克服阻碍主链内旋转的势能，对外表现就是仅有普弹形变的变形特性。
〔2〕高弹态
高弹态时，分子因升温而获得的运动能量已足以克服阻碍内旋转的能垒障碍，分子构象可改变。这个过程发生的形变值很大，且能够回复。
〔3〕粘流态
粘流态时，不仅链段能运动，且整个分子链也能运动，这时假设加以外力，就会出现“粘性流动〞，即整个分子间的相对移动。形变不可逆。
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3．三态转变温度
〔1〕玻璃化温度〔Tg〕
指由玻璃态转变为高弹态时的温度。
〔2〕流动温度〔熔点〕〔Tf〕
指高弹态与粘流态的分界温度。
〔3〕其它特征温度
在玻璃化温度以下，邻近高弹态处就还可再分出一段所谓“强迫高弹态〞的区域，并把这一区域与典型玻璃态之间的分界点定义为脆化温度。
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四、纤维的耐热性与难燃性
〔一〕纤维的耐热性
纤维的耐热性：指纤维在高温下保持自身物理机械性能的能力。
纤维的热稳定性：指纤维对热裂解的稳定程度。受热温度超过500℃时，纤维的热稳定性叫耐高温性。
裂解：是指高分子主链的断裂，通常有热裂解和化学裂解〔氧化、水解等〕，且同时发生。
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