實(shí)驗(yàn)室空氣的溫度和濕度影響纖維的含水率和回潮率,并影響纖維內(nèi)部的大分子結(jié)構(gòu),從而影響到單纖維的拉伸性能。
1.溫度
纖維的抗拉強(qiáng)度主要受內(nèi)部大分子結(jié)構(gòu)和局部缺陷的影響。在高溫下,內(nèi)部大分子結(jié)構(gòu)是主導(dǎo)因素。在紡織化學(xué)中,對(duì)于纖維聚合物來(lái)說,高溫一般指的是負(fù)一百攝氏度至室溫以上,低溫指負(fù)二百攝氏度以下的溫度范圍,GB/T14337-2008《化學(xué)纖維短纖維拉伸性能試驗(yàn)方法》規(guī)定的實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度屬于高溫范圍。
纖維回潮率一定時(shí),溫度升高,纖維內(nèi)部大分子熱運(yùn)動(dòng)加劇,大分子的柔韌性增加,分子間的結(jié)合力減弱。因此,一般情況下,當(dāng)溫度升高時(shí),纖維的抗拉強(qiáng)度降低,斷裂伸長(zhǎng)率增大,初始拉伸模量降低。

2.濕度
吸濕機(jī)理是決定纖維吸濕性能的內(nèi)在因素。實(shí)驗(yàn)室相對(duì)濕度的變化主要通過回潮率的影響來(lái)影響纖維的拉伸性能。
纖維中的親水基團(tuán)是影響纖維吸濕性的決定性因素。親水基團(tuán)通過與水分子的締合作用,使水分子在纖維內(nèi)部的依賴性下降,因此纖維內(nèi)親水基團(tuán)越多,極性越強(qiáng),纖維的吸濕能力也會(huì)越高。在一定溫度下,相對(duì)濕度越高,纖維回潮率越大。
正常情況下,纖維回潮率越大,纖維強(qiáng)度降低,延伸率增大。這是因?yàn)楫?dāng)纖維的回潮率變大時(shí),分子間的結(jié)合力變?nèi)酰^(qū)變松,纖維的強(qiáng)度降低,延伸率增大。如表2所示,粘膠纖維干濕強(qiáng)度比為50%,干濕伸長(zhǎng)比為百分之120,綿羊毛干濕伸長(zhǎng)率分別為75%和百分之120。但對(duì)滌綸和丙綸纖維而言,影響不是很明顯,滌綸和PP纖維的濕干強(qiáng)度比均為,濕干伸長(zhǎng)比也都是百分之100。
原因是粘膠纖維是由纖維素大分子組成的,每個(gè)大分子上都含有三個(gè)羥基上的葡萄糖殘基。因此吸濕性強(qiáng),羊毛纖維中的大分子是由α氨基酸縮合而成,大分子上有許多氨基、酰胺基、羧基,因此其吸濕能力較好。但是,聚酯和聚丙烯大分子沒有親水基團(tuán)或極性較弱,因此它們的吸濕性能也較差。此,在拉伸試驗(yàn)過程中,實(shí)驗(yàn)室相對(duì)濕度的控制對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的可靠性尤為重要,尤其是對(duì)親水纖維而言。