纺织材料学复习题

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1、10纺织工程纺织材料学习题部分答案仅供参考10纺织2012-12-2考试时间：考试地点：监考老师：1. 表示纤维细度的指标有哪些？各自的含义是什么？习惯上各表示什么纤维的细度?u 直径 直观，用于圆形截面的纤维。如：羊毛。投影宽度 用于非圆形截面的纤维；截面积 测量困难；比表面积 计算值。u 特克斯 Ntex（tex）国际标准单位在公定回潮率下，1000米长的纤维所具有重量的克数。u 分特dtex：在公定回潮率下，10000米长的纤维所具有重量克数。1tex10dtex旦数（旦尼尔数）Nden （den）绢丝，化纤常用指标。在公定回潮率下，9000米长的纤维所具有重量的克数。间接细度指标间的换

2、算关系：（Ntex Nm = 1000，Nden Nm = 9000，Nden = 9 Ntex ）u 公制支数 Nm常用于棉纤维。在公定回潮率下，单位重量（克）的纤维所具有的长度（米）：u 英制支数Ne：在公定回潮率9.89时，一磅重的棉纱线所具有的长度是840码的倍数。u 马克隆值M(用于棉）-本身无量纲，相当于单位长度（英寸）的重量（微克），反映细度、成熟度的综合指标。MNm25400；Nt0.0394M；Nd0.354Mu 品质支数（用于毛）-沿用下来的指标，曾表示该羊毛的可纺支数，现表示直径在某一范围的羊毛细度。2. 推导公制支数（Nm）、旦（D）、特（Nt）、直径（d）之间的关系。

3、3. 公制支数为5500的棉纤维，合多少分特？直径为多少？ 4. 常用的测定纤维长度的方法有哪些？各适合于测哪些纤维？a) 罗拉法 ：适用于棉纤维的长度测定）.b) 梳片法：适用于羊毛、苎麻、绢丝或不等长化纤的长度测定）。c) 排图法：适用于棉或不等长化纤、羊毛、苎麻、绢丝等长度分布的测定）。d) 间接测量法：用于毛条、棉、麻纤维条子的长度测定。5. 常用的测定纤维细度的方法有哪些？各适合于测哪些纤维？a) 中段切断称重法：-棉纤维或化纤的细度测定。法只能测算纤维的间接平均细度指标，无法得到细度的离散性指标。b) 气流仪法；（棉，羊毛）。c) 显微镜投影法：用于羊毛细度和截面为圆形纤维的纵向投

4、影直径的测量。6. 试述纤维长度与纺纱加工及成纱质量的关系。1) 纤维长度与成纱强度的关系 在其他条件相同下，纤维越长，成纱强度越大，在保证成纱具有一定强度的前提下，纤维长度越长，纺出纱的极限细度越细（棉纤维）。2) 纤维长度与成纱毛羽关系 成纱的毛羽是由伸出成纱表面的纤维端头，纤维圈等形成。在其它条件相同情况下，长度较长的纤维成纱表面比较光滑，毛羽较少。 3) 纤维长度整齐度和短绒率与成纱强度、条干的关系当纤维长度整齐度差，短绒率大时，成纱条干变差，强度下降。生产高档产品时，需经过精梳以去除短纤维。4) 长度与纺纱工艺的关系各纺纱设备的结构尺寸、各道加工工序的工艺参数都必须与原料的长度相互配

5、合7. 试述纤维细度与纺纱加工及成纱质量的关系？a) 与成纱强度的关系在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱强度越高；b) 与成纱条干的关系在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱条干越均匀；保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤维可纺较细的纱；c) 与纺纱工艺的关系纤维越细，加工过程中容易扭结、折断而产生棉结、短纤维。8. 反映纤维卷曲性能的指标有哪些？说明其含义。l 卷曲数：指每厘米长纤维内的卷曲个数，是反映卷曲多少的指标。一般化学短纤维的卷曲数为1214个/25mm，羊毛的卷曲数随羊毛细度和生长部位而异。l 卷曲率：卷曲率=（L1-L2）/L1指纤维单位伸直长度内，卷曲后缩短长度所占的百分

6、率（或表示卷曲后纤维的缩短程度）。卷曲率的大小与卷曲数及卷曲波幅形态有关。一般短纤维的卷曲率在1015为宜。 l 卷曲弹性率：卷曲弹性率=(L1-L2)/(L1-L0)指纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度对伸直长度的百分率。L0：纤维加轻负荷后的长度。L1：纤维加重荷后的长度。L2：纤维去除重负荷一定时间后在加轻负荷的长度。1名词解释：l 吸湿平衡：纤维在单位时间内吸收的水分和放出的水分在数量上接近相等，这种现象称之。l 吸湿等温线：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。l 放湿等温线：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

7、大气相对湿度的关系曲线。l 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。l 平衡回潮率：将具有一定回潮率的纤维，放到一个新的大气条件下，它将立刻放湿或吸湿，经过一定时间后，它的回潮率逐渐趋向于一个稳定的值，称为平衡回潮率。l 吸湿滞后性：同样的纤维在一定的大气温湿度条件下，从放湿达到平衡和从吸湿达到平衡，两种平衡回潮率不相等，前者大于后者，这种现象称之。l 标准大气条件：国际标准中的规定为：温度（T）：203（热带为27）相对湿度（RH%）：65 3%。大气压力： 86106 kPa2 为什么粘胶纤维的吸湿能力大于棉，合成纤维的吸湿能力低于

8、天然纤维？纤维的结晶度越低，吸湿能力就越强。棉和粘胶同属纤维素纤维，每一个葡萄糖剩基上都含有3个-OH，但棉纤维的结晶度为70左右，而粘胶纤维仅30左右，W粘胶W棉。纤维无定形区内缝隙孔洞越多越大，纤维吸湿能力越强。粘胶纤维结构比棉纤维疏松，缝隙孔洞多，其吸湿能力远高于棉。合成纤维结构一般比较致密，而天然纤维组织中有微隙，故天然纤维的吸湿能力远大于合成纤维。3 为什么必须将纤维放在标准温湿度条件下一定时间调湿后才可进行物理性能的测试？当纤维含水较多时还需先经预调湿？为避免纤维因吸湿滞后性所造成的误差，需预先将材料在较低的温度下烘燥（一般为4050 去湿0.5l h），使纤维的回潮率远低于测试所

9、要求的回潮率。然后再在标准状态下，使达到平衡回潮率。4 烘箱法测试纺织材料吸湿性能的原理是什么？其有哪三种称重方式？试比较它们之间的差异。5 一批腈纶重1000kg，取50g试样烘干后称得其干重为49.2g，求该批腈纶的回潮率和标准重量。（腈纶的公定回潮率为2.0%）6 计算55/45棉/涤混纺纱的公定回潮率。7 试分析影响纺织材料吸湿性的诸因素。影响纤维回潮率的因素有内因和外因两个方面。 1) 内在因素包括：l 化学结构-纤维大分子亲水基团的数量和极性的强弱；l 聚集态结构-纤维的结晶度、纤维内孔隙的大小和多少；l 形态结构-纤维比表面积的大小，截面形状、粗细及表面粗糙程度；纤维伴生物的性质

10、和含量。2) 外在条件包括：温湿度；气压；原来回潮率的大小。8说明纤维吸湿后体积、密度、强度、伸长率、摩擦系数的变化。a) 对强力的影响：一般规律是W增加，其强力会下降；吸湿能力差的纤维，W增加，强力变化不太显著；合成纤维由于较弱，所以吸湿后强力的降低。 棉、麻纤维，吸湿后强力反而增加。b) 对密度的影响W增加，纤维密度增加；大多数纤维在W=4%6% 时密度最大。W再增加，纤维密度逐渐变小，因为纤维体积显著膨胀，而水的比重小于纤维。c) 对纤维伸长率的影响：W增加，伸长率有所增加；这是因为水分子进入纤维内部后，减弱了大分子间的结合力，使它在受外力作用时容易伸直和产生相对滑移的缘故。d) 对纤维

11、的脆性、硬性有所减小，塑性变形增加，摩擦系数有所增加。e) 对体积的影响：W增加，维体积显著膨胀。1. 名词解释： 初始模量：纤维负荷-伸长曲线上起始一段直线部分的斜率，或伸长率为1%时对应的强力。 断裂长度：纤维的自身重量与其断裂强力相等时所具有的长度。 断裂比功Wa：拉断单位细度、单位长度纤维外力 所作的功。 蠕变：指一定温度下，纺织材料在一定外力作用下，其变形随时间而变化的现象。 应力松弛：在一定温度下，拉伸变形保持一定，纺织材料内的应力随时间的延续而逐渐减小的现象称为应力松弛。 疲劳：纺织材料在较小外力、长时间反复作用下，塑性变形不断积累，当积累的塑性变形值达到断裂伸长时，材料最后出现

12、整体破坏的现象。 急弹性变形：加（或去除）外力后能迅速变形。 缓弹性变形：加（或去除）外力后需经一定时间后才能逐渐产生（或消失）的变形。 塑性变形：纤维材料受力时产生变形，去除外力后，不可回复的变形。（绝对值） 弯曲刚度： 纤维切向阻力：2. 从拉伸曲线上可求得哪些指标？说明各指标的含义及其与纤维性质的关系。1) 断裂强力（或断裂强度）2) 断裂伸长（或断裂伸长率）3) 初始模量E定义：纤维负荷-伸长曲线上起始一段直线部分的斜率，或伸长率为1%时对应的强力。其大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，它反映了纤维的刚性。E越大表示纤维在小负荷作用下不易变形，刚性较好，其制品比较挺括；E越小表示

13、纤维在小负荷作用下容易变形，刚性较差，其制品比较软。4) 屈服应力与屈服应变屈服点：曲线由伸长较小部分转向伸长较大部分的转折点。屈服应力：屈服点处所对应的应力。屈服应变：屈服点处所对应的应变。屈服点以下的变形：可回复的弹性变形。 5) 断裂功、断裂比功和功系数断裂功W 定义：指拉断纤维过程中外力所作的功，或纤维受拉伸到断裂时所吸收的能量。W是强力和伸长的综合指标，用来有效评价纤维的坚牢度与耐用性能。W大，说明纤维的韧性好，耐疲劳性能强，能承受较大的冲击。在负荷-伸长曲线上，断裂功就是曲线下所包含的面积。断裂比功Wa定义：拉断单位细度、单位长度纤维外力所作的功。Wa=W/(Ntex*L0)纤维密

14、度相同时，它对不同粗细和不同试样长度的纤维材料具有可比性。 功系数We定义：实际所作功（即断裂功W，相当于拉伸曲线下的面积）与假定功（即断裂强力*断裂伸长）之比。 其计算式为：We=W/(Pa*L);e值越大表明这种材料抵抗拉伸断裂的能力越强。间。 3. 试述纤维的拉伸断裂机理及影响纤维拉伸性能的因素。l 纤维断裂原因有：大分子主链的断裂；大分子之间的滑脱。l 影响纤维拉伸性能的因素：内因：大分子结构（大分子的柔曲性、大分子的聚合度）；超分子结构（取向度、结晶度）；形态结构（裂缝孔洞缺陷、形态结构、不均一性。外因：温湿度；测试条件：a.试样长度：L，出现弱环的机会。.试样根数：根数，折算成单纤

15、维强度。c.拉伸速度：v，强力，E 4. 今在标准温湿度条件下进行纤维强伸度测定，测试条件与结果如下：公制支数为5800的棉纤维单强为4.5gf，断裂伸长为1.2mm，夹持距离为10mm；2旦51mm的涤纶纤维单强为9.6gf，断裂伸长为6.2mm，夹持距离为20mm。问:这两种纤维的相对强度（cN/dtex）、断裂伸长率（%）和断裂应力（N/mm2）各为多少？(其中棉纤维的=1.54g/cm3，涤纶纤维的=1.38g/cm3）1. 名词解释： 导热系数:材料厚度为1m，两表面之间温差为1，每小时通过1m2材料所传导的热量。单位：Kcal/mh； W/m 玻璃化温度(Tq）：非晶态高聚物大分子

16、链段开始运动的最低温度或由玻璃态向高弹态转变的温度。 粘流温度（Tf）：非晶态高聚物大分子链相互滑动的温度，或由高弹态向粘流态转变的温度。 熔点：聚物结晶全部熔化时的温度，或晶态高聚物大分子链相互滑动的温度。高聚物的Tm 低分子的Tm。 热塑性：合成纤维或制品加热到Tg以上温度，并加一定外力强迫其变形，然后冷却并去除外力，这种变形就可固定下来，以后只要TTg时，则纤维或制品的形状就不会有大的变化。这种特性称之为热塑性。 热收缩:合成纤维受热后发生不可逆的收缩现象称之为热收缩。 耐热性:纤维耐短时间高温的性能。 热稳定性:纤维耐长时间高温的性能。 耐光性:纺织材料抵抗光照的能力。 双折射:平行偏

17、振光沿非光轴方向投射到纤维上时，除了在界面上产生反射光外，进入纤维的光线被分解成两条折射光，称之为纤维的双折射。 纤维的介电系数:在电场中，由于介质极化而引起相反电场，将使电容器的电容变化，其变化的倍数称为介电常数。它是材料的本体常数。 纤维的比电阻:度上的电压与单位截面上所流过的电流之比。 极限氧指数LOI（Limit Oxygen Index）: 纤维点燃后，在氧、氮的混合大气里维持燃烧所需要的最低含氧体积百分数。2. 纺织纤维按其燃烧能力的不同可分为哪几种？表征纤维及其制品燃烧性能的指标有哪些？目前改善和提高纺织材料阻燃性能的方法有哪些？a) 易燃纤维：纤维素纤维、腈纶；可燃纤维：羊毛、

18、蚕丝、锦纶、涤纶、维纶；难燃纤维：氯纶、芳纶等；不燃纤维：石棉纤维、玻璃纤维、碳纤维等b) 极限氧指数、点燃温度、火焰最高温度、续燃时间、阴燃时间、损毁长度、火焰蔓延速率、火焰蔓延时间 c) 提高纤维制品难燃性的途径 制造难燃纤维：在纺丝原液中加入阻燃剂剂或用合成的难燃聚合物纺丝。 阻燃整理（最主要的方法）：阻燃剂处理 通过与难燃纤维混纺，以提高纤维的难燃性。 改变织物结构 3. 纺织纤维在加工和使用过程中为何会产生静电现象？说明纤维带静电的危害和应用、减少和防止静电的方法有哪些？l 原因：纤维在加工中要受到各种机件的作用，由于纤维与机械以及纤维与纤维间的摩擦，必会聚集起许多电荷从而产生静电（纤维为电的不良导体）。l 危害：粘接和分散、吸附飞花与尘埃、放电等；l 应用：静电植绒、静电吸尘、粉末塑料的静电喷涂等。l 减少或防止静电现象的方法从纺织材料抗静电加工的技术思路来看，一方面是降低摩擦程度、控制电荷的产生；另一方面是提高纤维的导电性能，以加快电荷的泄漏。如可以采用抗静电纤维、导电纤维与普通合成纤维的混纺、交织或嵌织的方法提高纤维集合体的导电能力，克服静电干扰。机器接地；提高空气的相对湿度；改善摩擦条件；导电纤维的应用:不锈钢、铜、铝、镍；加抗静电剂（纤维油剂）；织物防静电整理；