纺织材料学.docx

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纺织材料学

1、名词解释

（1）结晶度：

纤维内部结晶区占整个纤维的百分率

品质长度：

是指比主体长度长的那一部分纤维的重量加权平均长度

（2）双侧结构：

在细羊毛的皮质层中，存在两种结构和性质不同的正皮质细胞和偏皮质细胞，且分布在羊毛截面的两侧，正皮质居于卷曲外侧，偏皮质居于卷曲内侧，这种结构特征使羊毛具有自然卷曲，这种结构称为羊毛的双侧结构。

（3）合成纤维：

以石油、煤、农副产品的低分子化合物为原料，经过化学合成制成高分子再经化学处理和物理加工制成的纤维。

（4）平衡回潮率：

纺织材料的回潮率随所处的大气条件而变化，具有一定回潮率的纤维放在新的大气条件下，将会立即放湿和吸湿，经过一段时间后，回潮率趋于一个稳定的值，这种现象称为吸湿平衡。

平衡时的回潮率称为平衡回潮率。

（5）蠕变：

纤维在一定负荷作用下，变形随时间而逐渐增加的现象

（6）玻璃化温度：

指从玻璃态向高弹态转变的温度

（7）滑脱长度：

纤维间摩擦力F等于纤维强力P时的长度，称为滑脱长度。

（8）织物结构相：

指织物中经纬纱交织时呈现的屈曲状态。

（9）克罗值：

在室温21oC,RH小于50%,风速不超过10cm/s的条件下,一个静坐在此环境中感觉舒适的人,穿着服装的隔热值定义为1clo.

2、填空

1、纺织纤维的结构：

形态结构（三级结构）、聚集态结构（二级结构）、大分子结构（一级结构）

2、棉纤维的长度主要取决于：

棉花的品种、生长条件、初加工

3、羊毛纤维由内向外主要有：

髓质层、皮质层、鳞片层

4、化学纤维生产一般需要经过制备纺丝、纺丝、后加工

5、棉纤维的吸湿性小于粘胶纤维，原因是棉纤维结晶度高于粘胶纤维

6、纤维间的切向阻力包括抱合力和摩擦力

7、用两根18tex的棉纱合股时，则股线特数的表示为18×2

8、常用的织物撕破方法有舌形撕破、梯形撕破、单缝落锤法撕破、单缝撕破

三、判断题

1、成熟度差的原棉比好的吸湿性大（√）

2、棉和黏胶随吸湿增加，强力也增加（×）

3、同种化纤的初始模量随拉伸倍数增加而增加（√）

4、断裂长度是反映长度指标（×）

5、热定型温度高于玻璃化温度就能达到永久变形（×）

6、极限氧指数大，易燃（×）

7、当片段长度趋向无穷大，片段间不匀趋向总不匀（×）

四、问答题

1、差别化纤维的定义、目的、举例。

答：

定义：

通常是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理，使性状上获得一定程度改善的纤维。

目的：

通过物理方法或化学改性以改善常规化纤维的服用性能。

举例：

变形丝、异形纤维、复合纤维、超细纤维、高收缩纤维、易染色纤维、吸水吸湿纤维

2、影响纤维拉伸断裂的因素

内因——纤维结构：

相对分子质量（或聚合度），分子链堆砌的紧密程度、结晶度，分子链的取向（取向度）

外因——测试条件：

温湿度，隔距或试样长度（弱环定律：

试样长度越长，弱环出现的概率越大，纤维的强力越低），试样根数，应变率（拉伸速度），拉伸方式

3、纱线的波谱图与纱线细度不匀的关系

主要有：

机械波不匀、牵伸波不匀

理想纱线的波谱图为一光滑曲线，并且，曲线高峰的波长一般相当于纤维平均长度的2.5~3倍，正常纱线的波谱图表现为在整个波长范围上振幅的增大。

原因：

（1）纤维分离不好。

（2）纤维平行顺直不好。

从而使纱条不匀在整个波长范围内增大。

牵伸波造成的周期性不匀反映在波谱图上为：

在与牵伸波波长相应的波长范围上谱密度的增大，即出现一个“山峰状突起”。

机械波造成的周期性不匀反应在波谱图上为：

在与机械波波长相应的波长处出现一个烟囱状突起。

4、起毛起球的影响因素

毛羽——起毛——纠缠——成团——收紧成球——脱落

五、论述题

1、羊毛产生缩绒的定义、原因和防缩绒的方法

羊毛的缩绒性：

羊毛在湿热及化学试剂作用下，经机械外力反复挤压，纤维集合体逐渐收缩紧密，并且相互穿插纠缠，交编毡化，这一性能，称为羊毛的缩绒性。

原因：

由于鳞片的存在，使得当毛织物或散纤维在外力作用时，纤维之间的运动具有定向性，即纤维始终保持根端向前蠕动。

氧化法（降解法）：

主要是使用化学试剂使鳞片变形，从而降低纤维的定向摩擦效应。

常用的化学试剂有：

次氯酸钠、氯气、氯胺、氢氧化钾、高锰酸钾等。

树脂法（添加法）：

在羊毛上涂上树脂薄膜来减少或消除纤维间的摩擦效应，对于毛织物可以使交织点的位置固定。

常用的树脂有：

脲醛、密胺甲醛、硅酮、聚丙烯酸脂等。

2、论述吸湿对纺织材料性能的影响

纤维的柔软性会增加、纤维的弹性会下降、纤维的摩擦系数会增加，吸湿会影响纤维的折射、反射、透射和吸收性质，进而影响纤维的光泽、颜色，以及光降解和老化性能

六、计算

中断切断称重，中断20mm，重16,8mg,共有2800根，回潮率1.5%，公定回潮率2%求纤度和公制支数

纤度G=（16.8*9000）/（2800*20）=2.7g

1.5%=100（G-G1）/G1，G1=2.66g

2%=100（G2-G1）/G1,G2=2.7132g

公制支数9000/2.7132=3317m

退捻加热

退捻及退捻系数

经总158根/10cm，纬286根/10cm,13tex,求总紧度

绪论纤维的基本结构

1、结晶 Crystallineregions 与非晶Amorphousregions   

（1）结晶区：

纤维大分子有规律地整齐排列的区域。

（2）结晶态：

纤维大分子有规律地整齐排列的状态。

（3）结晶度：

纤维内部结晶区占整个纤维的百分率。

（4）非晶态：

纤维大分子无规律地乱排列的状态。

（5）非晶区：

纤维大分子无规律地乱排列的区域。

晶区特点：

1）大分子链段排列规整；2）结构紧密，缝隙，孔洞较少；3）相互间结合力强，互相接近的基团结合力饱和。

 结晶度↑→纤维的拉伸强度、初始模量、硬度、尺寸稳定性、密度↑，纤维的吸湿性、染料吸着性、润胀性、柔软性、化学活泼性↓。

非晶区特点：

1）大分子链段排列混乱，无规律；2）结构松散，有较多的缝隙，孔洞；3）相互间结合力小，互相接近的基团结合力没饱和。

结晶度↓→纤维吸湿性↑；容易染色；拉伸强度较小，变形较大，纤维较柔软，耐冲击性，弹性有所改善，密度较小，化学反应性比较活泼。

2.结晶度

结晶度是指纤维中结晶部分占纤维整体的比率，不涉及晶体的形式及分布。

在理论上，可分为体积结晶度XV和质量结晶度XW。

重量结晶度：

纤维内结晶区的重量占纤维总重量的百分率。

体积结晶度：

纤维内结晶区的体积占纤维总体积的百分率。

4.取向度Orientation

1）定义：

指大分子或链段等各种不同结构单元，包括微晶体沿纤维轴规则排列程度。

第一章纤维分类

纤维的分类及定义

棉纤维的形态结构

正常生长的棉纤维形态结构

棉纤维为多层状带中腔结构，稍端尖而封闭，中段较粗，尾端稍细而敞口，呈扁平带状

截面：

腰圆形，有中腔（kidney-beanshapedwithalumen）

纵向：

天然转曲（thetwistsreverseindirectionalongthelength）

棉纤维的分类

按品种分类

 长度（mm）细度（tex）强度（km）

陆地棉（细绒棉）23~330.15~0.221~25

海岛棉（长绒棉）33~640.12~0.14>30

亚洲棉（粗绒棉）15~240.25~0.412

长绒棉特点

优点:

纤维细、长，单纤维强力好；缺点：

含糖偏高,易产生“三缠”现象

措施：

预处理

细绒棉

数量最多（占世界总产量85%以上，占我国总产量98%以上）

成熟度degreeofmaturity——纤维细胞壁的增厚程度，胞壁越厚，成熟度越好。

成熟度与生长条件密切相关。

棉纤维的成熟度几乎与各项物理性能指标密切相关（除长度外），综合反映棉纤维的内在质量。

正常成熟纤维的截面粗、强度高、弹性好、有丝光和较多的天然卷取。

羊毛纤维的结构与形态

羊毛纤维的结构：

（沿纤维径向分为三层）

鳞片层：

保护、光泽、缩绒（细毛100层/1mm）

皮质层：

羊毛主体，正、副皮质双侧结构

髓质层（髓腔）：

结构疏松，含有色素和较大气孔，细羊毛无髓质层

羊毛纤维的性能

分子的螺旋结构，纤维天然转曲→纤维高弹性

角蛋白分子的极性基团→纤维吸湿染色性能好

纤维表面鳞片→纤维毡缩现象

摩擦性能

羊毛沿长度方向的摩擦，因滑动方向不同，摩擦系数不同。

滑动方向从毛尖到毛根，为逆鳞片摩擦，

滑动方向从毛根到毛尖，为顺鳞片摩擦。

逆鳞片摩擦系数比顺鳞片摩擦系数要大，这是缩绒的基础。

——差动效应

羊毛的卷曲

双侧结构羊毛卷曲

与羊毛的弹性、抱合、缩绒性有关；

与成纱质量和织物风格也有很大影响。

指标：

卷曲数、卷曲深度、卷曲回复率等

细羊毛的卷曲数：

6–9个/cm

缩绒性：

在湿热及化学试剂作用下，经机械外力反复挤压，纤维集合体逐渐收缩紧密，相互穿插的现象。

产生原因：

表面有鳞片——差动摩擦效应（结构上的因素）

弹性及卷曲

外界湿、热、机械作用力

消除方式：

化学法，通过氧化法去掉鳞片或树脂整理法将羊毛表面整理上一层树脂，降低差动摩擦效应

强伸性能

拉伸强度低：

9-18km（relativelylowstrengthortenacity）

断裂伸长大：

25%-35%（Highelongationatbreak）

弹性回复性好（highresilience）

羊毛细度越细，髓质层越少，强度越高

羊毛的吸湿性（highheatofwetting）

回潮率15-17%常用纤维中吸湿最好。

蚕丝的形态结构

横截面：

单丝截面呈三角形

纵向：

平直光滑

化学纤维的分类

2.按纤维内部组成分：

①聚酯纤维（PET）:

涤纶

②聚酰胺纤维（PA）:

锦纶

③聚丙烯腈纤维（PAN）:

腈纶

④聚乙烯醇缩甲醛纤维（PVA）:

维纶

⑤聚丙烯纤维（PP）:

丙纶

⑥聚氯乙烯纤维（PVC）:

氯纶

⑦ 聚氨酯纤维（PU）:

氨纶

差别化纤维（DifferentialFibers）

泛指对常规化学纤维有所创新或是具有某一特性的化学纤维。

一般经过化学改性或物理变形、使纤维的形态结构、物理化学性能与常规化学纤维有显著不同。

具有仿生效果或改善、提高化纤的性能。

用于服用及装饰用织物。

要求会列举出几种差别化纤维

第三章纤维形态表征

一.纤维长度指标

纤维长度的基本表达是纤维长度平均值（数学期望值）和离散值（长度变异系数）。

因纤维长度平均值计算中的加权对象不同，分为纤维根数加权、纤维质量加权和纤维截面加权。

纤维的长度指标有以下几种：

主体长度,平均长度,品质长度,短绒率

1、主体长度LM：

纤维中含量最多的纤维长度。

（1）根数主体长度：

纤维中根数最多的一部分纤维的长度。

（2）重量主体长度：

纤维中重量最重的一部分纤维的长度

棉的手扯长度≈主体长度

细绒棉手扯长度以1mm为级距，分级如下：

25mm25.9mm以下；

26mm26.0-26.9mm；

30mm30.0-30.9mm；

31mm31mm以上。

28mm为标准级

2、平均长度：

是纤维长度的平均值。

（1）根数加权平均长度Ln：

各根纤维长度之和的平均数。

其中：

l为各组纤维的长度，Nl为纤维频数分布函数（各组纤维的根数），N为纤维总根数。

纤维的逐根点数和测量是相当困难和繁杂，该法应用少。

根数加权长度是最为直接准确地表达纤维长度及其分布特征的长度。

3.品质长度（右半部平均长度）（Lp）：

（1）特克斯Ntex（tex）定长制——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。

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