纺织材料学大题解答

1、试论述纤维的拉伸破坏机理?答：纤维开头受力时，其变形主要是纤维大分子链本身的拉伸，即键长、键角的变形。拉伸曲线接近直线，根本符合虎克定律。当外力进一步增加， 无定型区中大分子链抑制分子链间次价键力进一步伸展和取向，这时一局部大分子链伸直，也有可能从不规章的结晶局部中抽拔出来。次价键的断裂使非 结晶区中的大分子渐渐产生错位滑移，纤维变形比较显著，模量相应渐渐减小，纤维进入屈服区。当错位滑移的纤维大分子链根本伸直平行时，大分子间 距就靠近，分子链间可能形成的次价键。这时连续拉伸纤维，产生的变形主要又是分子链的键长、键角的转变和次价键的破坏，由此进入强化区，并表 现为纤维模量再次提高，直至到达纤维大

2、分子主链和大屡次价键的断裂，致使纤维解体。分析影响纤维拉伸破坏性能的因素?纤维内部构造：1、大分子聚合度：纤维的强度随聚合度的增加而增加，但当n 增加到达肯定值后，n 再增加，纤维强度增加减慢或不再增加。2、结晶度：结晶度愈高，纤维分子排列愈规整，缝隙孔洞较少且较小，分子间结合力愈强，纤维的断裂强度、屈服应力和初始模量都表现的较高3、大分子取向 度：取向度高的纤维，有效承力分子数目较多，故纤维的断裂强度、屈服应力和初始模量都较高，而断裂伸长、屈服伸长和断裂功均较低。试验条件：1、温度和相对湿度：一般纤维随温度上升，强度、初始模量降低，断裂伸长率增加蚕丝例外。一般纤维随相对湿度增加，强度降低、

3、初始模量降低，伸长增加，但自然纤维素纤维的强度反而增加。2、试样长度：试样长度越长，弱环消灭的机率愈多，测得强度愈低。3、试样根数：由束 4、拉伸速度：拉伸速度大，纤维强度 偏高，但对断裂伸长的影响无规律性。5、拉伸试验机类型：不同试验机对试样加负荷的方式不同，会影响试验结果。纤维拉伸后会产生哪几种不同特征的变形？答：纤维在拉伸变形恒定条件下，应力随时间的延长而渐渐减小的现象称为应力松弛。纤维在一恒定拉伸 外力作用下，变形随受力时间的延长而渐渐增加的现象称为蠕变。几种形变：急弹性变形、缓弹性变形、塑性变形。试述长丝纱和短纤维纱的拉伸断裂机理。答：由于加捻的作用，纱中纤维相互严密抱合，纱线的断裂

4、过程就是纱中纤维的断裂和相互滑移的过程。关于纱中纤维断裂破坏的过程，目前存在两 种相反观点。一是：在细纱拉伸过程中伸长大的外层纤维先被拉断，然后渐渐向内层纤维扩展。另一种认为：纱线断裂时，中心即内层的纤维先断，然后 纤维的断裂向外层扩展。长丝纱断裂以纤维断裂为主，纤维不易滑脱和拔出，当长丝纱拉伸至最大断裂负荷时，仍有局部纤维未断裂，表现出明显的纤维 断裂不同时性。短纤维纱断裂时，在断裂区内，只有局部纤维断裂，有相当局部纤维仅相互滑脱，通常纤维越短，捻度越低，滑脱局部比例越高。纺织纤维是如何分类的？自然植物纤维、动物纤维、矿物纤维 化学再生纤维、合成纤维、无机纤维 争辩吸、放湿滞后的因素并解释？

5、答：a 能量获得概率的差异。水分子要脱离和蒸发必需获得能量，而这一能量的获得，取决于其他高速运动粒子的碰撞，存在一个发生概率，或取决于b 水分子进出的差异。水分子进简洁、出困难、进快速、出慢速，进多通道、出单方向，是明显的滞后。cd 水分子分布差e 热能作用的差异。水分子进入纤维时的动能不会都以热能形式储存，导致退出时热能缺乏试述影响纤维的吸湿机制及理由。吸湿机理是指水分与纤维作用及其附着与脱离过程。Peirce 理论认为纤维的吸湿包括直接吸取水分和间接吸取水分。直接吸取水分是由纤维分子的亲水性基团直接吸着的水分子,它紧靠在纤维大分子上,使纤维大分子间的结合力变化,影响着纤维的物理性能；间接吸

6、取水分则接续在已被吸着的水分子上, 影响纤维吸湿的因素?答：内因：1.亲水基团的作用；纤维大分子中，亲水基团的多少和亲水性的强弱是影响其吸湿性的最本质因素。2.纤维的结晶度；水分子只能进入纤 3.纤维的比外表积和内部空隙；纤维的比外表积越大，外表能越高，外表吸附的水分子数越多， 纤维的吸湿性也越好。纤维内的孔隙越多越大，纤维吸湿性越强。4.纤维中的伴生物和杂质；纤维的各种伴生物和杂质对吸湿力量也有影响。如羊毛外表 的油脂是拒水性物质，不利吸湿，麻纤维中的果胶和蚕丝中的丝胶有利吸湿。外因：5.温湿度和气压；集中表达在纤维外表的凝水和纤维间的毛细吸水。 6.空气流速的影响；当纤维材料四周空气流速快

7、时，有助于纤维外表吸附水分的蒸发，纤维的平衡回潮率会降低。不同吸湿性的纤维吸湿后力学性质有和变化？答：纤维吸湿后，其力学性质如强力、模量、伸长、弹性、刚度等随之变化。一般纤维随着回潮率的增 大，其强力模量、弹性和刚度下降，伸长增加。缘由是大分子链间的相互作用力减弱，分子易于构象变化和滑移。纺织纤维的断裂强度随回潮率增大而降 低，但自然纤维素纤维，如棉麻则相反，为什么？上面后一句+但棉麻聚合度高，分子链极长，回潮率增大后，大分子链间氢键减弱，增加了基原纤或 大分子链间的滑移力量，调整了原来的张力不均匀性，大大降低或缓解了分子链连续裂的不同时性，使纤维强度提高。吸湿对纺织工艺的影响纺织工艺：湿度太

8、大，纤维回潮率太大，不易开松，杂质不易除去，纤维简洁相互扭结，使成纱外观疵点增加。湿度太低，纤维回潮率太小，会产生 静电现象。 织造工艺：湿度太大，纱线回潮率太小，纱线较毛，影响顺当通过棕眼和筘齿，使经纱断头增多，而且会造成经纱开口不清，形成跳花、跑纱、星形跳等疵点，并影响织纹清楚度。所以织造车间的相对湿度一般把握较高。但太湿会使纱线简洁伸长、弹性差。纤维卷曲对加工和使用有何影响？答：纤维卷曲将使纤维的横向占有空间变大，而增加纤维集合体的膨松性，使纤维纵向收缩具有潜在的弹性伸长，从而增加纤维集合体的纵向可变形 性。在增加材料的膨松性与弹性的同时，又使纤维集合体的力学性能得到保持或损失较小。担对

9、加工成形中纤维的滑移的把握变得不易和有跳动。纤维卷 曲甚至会使单纤维或纤维束的制样与测量变得困难，影响实际拉伸与卷曲的准确测量。增加纤维或纤维集合体中的静止空气量的方法及依据。答：把握纤维集合体密度，降低空气流淌性；通过把握纤维层的体积质量密度，维持较多的静止空气；纤维细度越细，纤维制品中静止空气作用越强； 纤维空腔量越大，静止空气越多。试述纤维影响纤维摩擦系数的因素答:1先增后减2;F=N+A3;F=N+bc4.影响;粗糙度增加，先增后减 5.外表硬度;正压力作用下，增大纤维间接触面积。接触点塑变导致机械锁结解体。 6.纤维外观形态及外表附着物的影响;圆形截面摩擦作用较大，棉蜡、油脂使减小

10、7.环境温湿度的影响.温度、相对湿度大，摩擦抱合作用大。纤维在热的作用下，会消灭哪些热力学状态？其力学特性与纤维内部构造特点是什么？玻璃化温度和熔点在产品加工和使用中有什么重要意义？答： 纤维受热作用时，性状会发生变化，较低温度时纤维性状稳定，强度较高，延长度较小初始模量较大。温度渐渐上升时，强度下降，延长性增大，模量降 低。当温度不同时，其内部构造会消灭力学三态及转变特征：(1)玻璃态2玻璃化转变区3高弹态4粘弹转变区5粘流态。纤维双折射现象产生的缘由及测量方法。答：缘由：当光沿着不同方向传播时，由于在该物质不同方向上的光密度不同，使得光的传播产生差异。测量方法：分为间接浸没法和直接测量 方

11、法。为何羊毛的丝光是劣化处理？优化性质的丝光处理？羊毛丝光的根本原理是将羊毛外表鳞片局部或全部腐蚀去掉，以到达丝光的效果。这种处理使纤 维力学性能摩擦性能和光泽上都发生了根本的变化，但在羊毛构造和力学性质上确定是劣化过程。丝光法只有氯化剥蚀法和蛋白酶剥蚀法；故优化性质的 丝光处理还有待争辩。试述再生纤维与自然纤维和与合成纤维的区分，其在构造和性能上有合同异？答：自然纤维主要组成物质为纤维素、蛋白质、从纤维状构造的矿物岩石获得的纤维等；化学纤维：凡用自然的或合成的高聚物以及无机物为原料， 经过人工加工制成的纤维状物体统称为化学纤维。合成纤维：以石油、煤、天燃气及一些农副产品为原料制成单体，经化学

12、合成为高聚物，纺制的纤维。自然纤维素纤维有哪些主要构造特征？答：棉纤维的构造与特征；棉纤维和麻纤维的主要成分是纤维素，其分子式为(C6H10O5)，各层次构造：表皮层、初生层、次生层、中腔。羊毛纤维的 根本组成是氨基酸螺旋大分子，羊毛纤维是多细胞构造体，有两类细胞：鳞片细胞和皮质细胞。蚕丝是昆虫加工的纤维，无细胞构造。大分子也是氨 基酸构造，称丝朊或丝蛋白质。蚕丝由丝胶和丝素构成，丝胶包覆于丝素之外，丝素则是蚕丝纤维的主体。试述棉、苎麻、绵羊毛、家蚕丝、粘胶纤维、涤纶纤维的纵横向形态特征。棉：自然转曲；腰圆形、有中腔。苎麻：横节竖纹；腰圆形，有中腔，胞壁有裂纹。绵羊毛：鳞片大多呈，环状或瓦状；

13、近似圆或椭圆形，有的有毛 髓。桑蚕丝：平滑；不规章三角形。粘胶：多根沟槽；锯齿形、有皮芯构造。涤纶：平滑；圆形。棉纤维的生长分为三个时期：1 生长期：主要长长度2、 加厚期：细胞壁加厚3、 转曲期：当棉铃裂开吐出絮，棉纤维与空气接触，纤维内水分蒸发，胞壁发生扭转，形成不规章的螺旋型态，称为自然转曲。棉纤维的截面构造：初生层：很薄，外有棉蜡和果胶，棉蜡对棉纤维有保护作用。次生层：由纤维素组成。它的发育加厚状况打算了棉纤维的主要物 理性质。中腔：棉纤维停顿生长后，胞壁内遗留下来的最内层的空隙称为空腔。它对棉纤维的颜色有羊毛纤维分截面形态构造和纵向形态：1 纵向形态：呈鳞片掩盖的圆柱体 2、截面形态

14、：近似圆形3 截面构造：表皮层：皮质层：髓质层。蚕丝的截面形态是椭圆形，单根丝素的截面为角圆的三角形。蚕丝的纵向较平直光滑。化纤制造包括四个步骤：1 高聚物的提纯或聚合 2 纺丝流体的制备：熔融法和溶液法3、纺丝 4、后加工的目的：通过后加工改善纤维的物理性能，适当降低伸长，提高强度。短纤维纱和化纤长丝纱加工的根本原理答：短纤纱的加工过程为：纤维开松除杂和混合梳理成网成条并条混合牵伸加捻成纱卷装成形。化纤长丝纱的加工根本流程：熔融、 干法、湿法初生丝牵伸、热定形成长丝纱。区分：短纤主要是除杂、加捻，拉长成纱；化纤长纱主要是变形、混合成纱。影响纱线构造特征参数的主要因素？答：1、反映纤维堆砌特征

15、的纱线的体积密度；2、表达因加捻纤维排列方向的捻回角，或因变形纤维的空间构象及卷曲、膨松、弹性伸长参数；3、反 4直径及直径变异系数，或纱线质量及其均匀性的线密度及线密度不匀条干不匀；5、表达纱线构造稳定性的纤维间的摩擦系数、缠结点或接触点数、作用片段或滑移长度等。6、另外，短纤纱还必需考虑纱体外表的毛羽特征，包括量、长短、方向等指标。试述纱条条干不匀表达和测试方法，并给出各自的特点及其选择依据答：细度不匀率指标：平均差系数 U，指各数据与平均数之差确实定值的平均值对数据平均值的百分比；变异系数CV，又称离散系数， 指均方差 对平均值 的百分比；极差系数 p ，指数据中最大值与最小值之差极差

16、R对平均值的百分比。细度不匀率的测试方法： 目测检验法又称黑板条干检验法。 测长称重法又称切断称重法。 电子条干均匀度测试法。 光电子条干均匀度测量法纱线可加工性及主要评价内容为何？答：纱线的可加工性的主要评价内容，可归纳为以下4 点：1、不损伤纤维 2、削减纤维条的不匀；3、削减纱线的疵点；4、有效合理地应用纤维。影响长丝纱可变形性的因素？答：1.2. 工艺要求。3. 提高变形效率的方法。表征纱线加捻特征指标有那些？争辩其物理意义及相互关系。答：纱线加捻的特征指标：捻度，加捻使纱线的两个截面产生相对回转，两截面的相对回转数称为捻回数；捻系数；捻回角，加捻后表层纤维与纱条 轴线的夹角，称为捻回

17、角；捻向，纱线加捻的方向； 捻幅：位长度纱线加捻时，纱线截面上任意一点在该截面上相对转动的弧长，称为捻幅P。非织造布的定义是什么？如何分类？答：非织造布是指由纤维、纱线或长丝，用机械、化学或物理的方法使之粘结或结合而成的薄片状或毡状的构造物，但不包含机织、针织、簇绒和传 统的毡制、纸制产品。非织造布的主特征是直接的纤维成网、固着成形的片状材料。非织造布分类1. 按纤网的形成方法分1干法成网非织造布a. 机b. 气流成网非织造布(2) 聚合物挤出成网法非织造布 a. 纺丝成网法非织造布b. 熔喷法非织造布c. 膜裂法非织造布(3) 湿法非织造布2.1a. 针刺法非织造布b. 缝编法非织造布c.

18、射流喷网法非织造布(2) 化学粘合法a. 浸渍法非织造布b. 喷洒法非织造布c. 泡沫法非织造布d.3热粘合法a.烘粘合法非织造布b.1、试述机织物和针织物的构造和性能差异。答：机织物是由平行于织物布边或与布边呈肯定角度排列的经纱和垂直于织物布边排列的纬纱，按规律交织而成的片状纱线集合体。并由这种穿插排 列和屈曲起伏的挤压接触形成稳定的交织构造。其中经、纬纱的起伏规律称为“织物组织 织物平坦挺括，织物断裂强度大、耐磨性较好；针织物之地松软、弹性好、易于变形。试述纱条细度不匀引起的现象与后果？答：随机不匀、加工不匀、偶发不匀纱线的细度不匀、构造不匀、混合不匀是影响成纱质量根本缘由，而细度不匀取决

19、于构造不匀和混合不匀。细度不匀会影响纱线的强力及强力不匀、 捻度不匀、色差、密度不匀，以及粗细节等不匀性纱疵。因此，纱线的细度不匀更能反映纱线的实际内在质量，表达其可织造性。试述毛羽的形成、根本形式及把握方法。1、加捻形成毛羽：须条出前罗拉口时，表层纤维不受约束而端部翘起或分别；加捻纤维的尾端因不在须条包卷内侧，又无外力拉入时，易伸出纱的表 面 22圈毛羽和浮游毛羽。3、纤维的选择，可选较长、抗静电好的短纤纱以削减毛羽。改善加工条件，以削减对纤维的摩擦和防止纤维的集中。转变纺纱方法， 构造和复合纺纱可以有效降低纱线的毛羽。毛羽存在的利弊？利：防风、保暖、松软和吸水等，可使布面形成浓密的毛绒。弊

20、：影响织物的透气、抗起毛起球性，影响织纹清楚和外表光滑，影 响加工工艺等。织物起毛起球的过程及机理为何?影响因素？ 答：1、织物起毛起球的过程：毛羽起毛纠缠成团收紧成球脱落。2、机理：起毛起球从上述形成过程可知，起球的前提是织物外表的毛羽，即“起毛 质之间，使纤维发生抽拔、位移、断裂而产生毛茸。这些毛茸在外力作用下会发生弯曲或相互缠绕，更有利于握持、拔出、加速毛羽的伸出，形成毛茸快 速“生长”和密集。3、纤维要求足够的强度、伸长性和耐疲乏性；纤维要松软，易于弯曲变形和形成纠缠；要有足够多和足够的长的突出毛羽；要有产生纠缠的摩擦条件。 织物拉伸断裂机理机织物：初始阶段，F 增大，织物伸长变形主要

21、是纱线屈曲转向伸直引起的；后阶段，主要是纱线和纤维的伸长变细，使拉伸方向构造变稀，显示出不明显的束腰现象。针织物：首先使圈柱转动、圈弧伸直，引起线圈取向变形，交织点错位移动；随后纱线和纤维开头伸长，表现出织物的稀疏和垂直受力 非织造物类似束腰。连续拉伸，局部纤维或纱线到达断裂伸长，而开头逐根断裂，直至大局部纤维或纱线断裂后，织物构造 解体。试分析影响织物拉伸强度的诸因素。答：1.机织物：(1)纤维性质，当纤维品种不同时，纤维拉伸性能也不一样2纱线的线密度和构造，线密度大的纱线，断裂强度较大；经合股、加 3经纬密度和织物构造对织物强度有明显影响上机张力，上机张力大，也就是纱线负荷较大，经纱强度受

22、到的损失就大，因而织物强度降低5测试条件，国家标准对强度也存在肯定影响。2、针织物与机织物根本一样，但是还有线圈及圈套构造的因素；尤其是纤维外表摩擦性能和卷曲特性，将直接影响纤维间的相互作用，进而影响织物 的拉伸性能。织物撕破过程是纱线的逐根断裂，即受力三角形中的纱线断裂是不均匀的，底边纱线受力最大，受力三角形顶点处纱线尚未受理，因此，织物的撕裂强力总小于拉断强力。试述影响机织物撕裂强力的因素内因1纱线性质：纱线强度高，织物撕破强度高。纱线断裂伸长越大，纱线摩擦系数越小，织物撕破强度越高2织物组织：交织点数的不同的 3织物织缩：织缩率大，撕裂强度一般增大，但过大时，撕破强度降低4织物经纬密：经

23、纬密都低时，撕破强度 较高；经纬密都高时，撕破强度较低；经密大，纬密小时，有助于提高经向撕破强度5织物的后整理：树脂整理或涂层后，织物撕破强度降低；松软整 理后，织物撕破强度增加。外因：试验条件对织物撕裂强力的影响(1)试样尺寸的影响2撕裂速度的影响3温湿度条件影响。1摩擦中纤维的断裂纤维从织物中抽出3纤维被切割断裂4纤维外表磨损5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。削减和防止静电的方法有哪些？12、取决于静电衰减的速度，可用电荷半衰期 t表示，电荷半衰期的长短受纤维材料外表比电阻影响。3、加工中产生静电将引起绕皮辊或罗拉，引起砂条和丝束分别不清，织机织造时开口

24、不清，卷装成型不良，飞花灰尘积聚，棉网成网不良以及放电等造成产品质量不良甚至危害生产加工跟人员安全在服用过程中，由于静电现 4、a 提高环境的相对湿度： 适当提高环境湿度可增加纤维回潮率，降低纤维比电阻，增加纤维导电性，能将产生的静电荷准时导走而不产生过多的静电积聚，到达消退静电的作用b 使用抗静电剂：抗静电剂主要含外表活性剂，来吸取空气中的水分，降低纤维外表比电阻；同时利用其中的一些润滑剂降低纤维外表摩擦系数，削减静电 荷产生。c 承受不同纤维混纺：一是混入吸湿性较强的自然纤维或粘胶纤维；一是按起电序列使与摩擦机件摩擦后带正电荷的纤维与摩擦后带负电荷的纤维混纺。d 增加纤维导电性或承受导电纤

25、维：一是纤维改性，制造纤维时参加亲水性共聚基团或链节；或将炭粉、金属粉微粒嵌入涤纶、锦纶外表；用复合纺丝法制成含亲水基团外层的皮芯构造复合纤维。二是在纤维中添加少量有机或金属导电纤维，增加纤维的导电性e 加工机械的接地与尖端放电：纤维加工中，尽量使高速摩擦的器件与地相连，以便快速泄漏电荷；在纤维或其制品通过的部位，设置尖端放电针或丝，使材料外表的电荷通过放电快速散逸。试述加捻对纱线构造和性能的影响。答：1加捻对纱线强度的影响，有利于弱节消退；加捻对纱线断裂伸长的影响，纱线伸长增加；加捻对纱线体积质量和直径的影响，纱线直径有所 对纱线强度的影响：加捻使短纤维产生预应力，尤其是外层纤维，纤维间的抱

26、和增大，有利于强度提高；但捻回角的增大，使纤维的承力在纱轴方 向的分力削减，影响纤维强力的有效利用。故。(加捻对 纱强是一个均匀化的过程，有利于纱线弱节的去除，主要作用在两个方面：一是加捻会对较细、较松、较软的局部实施，使这些部位变得严密并相互抱和， 2、对纱线断裂伸长率的影响：大多数纱线随捻度增加而断裂伸长增加。3、对纱线体积 质量和直径的影响：在肯定范围内，随着捻系数的增大，纱内纤维严密度增大，纤维间空隙削减。纱的体积质量增大，使纱的直径减小。当捻系数到达一 定程度时，纱的可压缩空间减小，体积、质量和直径变化减小。即在肯定范围内，纱线体积质量随捻度增加而增加，直径随捻度增加而减小，捻度过大

27、， 则纱线直径由于捻缩而增加。试述加捻作用对纱线的影响。1长度的影响：加捻后，纤维倾斜，使纱线的长度缩短，产生捻缩2密度和直径：当捻系数大时，纱内纤维密集，纤维间空隙削减，使纱的密 度增加，而直径减小。当捻系数增加到肯定程度后，纱的可压缩性削减，密度和直径变化不大，相反由于纤维过度倾斜可使纤维稍稍变粗。3纱线强力： 对于单纱，当捻系数较小时，纱的强度随捻系数增加而增加；但当捻系数增加到某一临界值，再增加捻系数，纱线强力反而下降。对于股线，股线捻系数 对强度的影响因素除与单纱一样外，还受捻幅影响，分布均匀的捻幅可使纤维强力均匀4断裂伸长率：对于单纱，在一般承受的捻系数范围内，随着 捻系数的增加细纱断裂伸长