2025年浙江理工大学纺织工程专业考研真题及答案

2025年浙江理工大学纺织工程专业考研练习题及答案一、名词解释（每题5分，共25分）1.断裂比功：指纤维或纱线单位体积在断裂过程中所吸收的功，是衡量材料韧性的重要指标，综合反映断裂强力与断裂伸长的乘积除以体积，数值越大，材料抵抗破坏的能力越强，常用于评价纺织材料的耐用性。2.临界捻系数：纱线加捻时，当捻系数增加到某一值后，纱线强度不再提高反而下降，此时对应的捻系数即为临界捻系数。其物理意义是纱线内部纤维间摩擦力与离心力达到动态平衡的转折点，是纺纱工艺设计中确定最佳捻度的关键参数。3.织物悬垂性：织物在自然悬垂状态下呈现的形态特征，通常用悬垂系数表示（悬垂系数=试样投影面积/小圆盘投影面积×100%）。该性能与纤维种类、纱线结构、织物密度及后整理工艺密切相关，是服装用织物舒适性与美观性的重要评价指标。4.条干不匀率：反映纱线沿长度方向粗细均匀程度的指标，常用黑板条干均匀度、乌斯特条干均匀度（CV值）等表示。条干不匀会直接影响织物外观（如横档、云斑）及后续加工（如织造断头率），是纺纱质量控制的核心参数之一。5.丝素蛋白构象：蚕丝中丝素蛋白的分子空间结构，主要包括α-螺旋、β-折叠和无规卷曲三种形式。其中β-折叠结构占比越高，丝纤维的强度与刚性越大；无规卷曲结构则赋予纤维一定的延伸性。构象变化可通过热湿处理或化学改性实现，是丝绸功能化改性的重要理论基础。二、简答题（每题15分，共75分）1.简述棉纤维的吸湿滞后性及其产生原因。棉纤维的吸湿滞后性指在相同温湿度条件下，纤维从放湿达到平衡时的回潮率高于从吸湿达到平衡时的回潮率的现象。产生原因主要包括三方面：其一，纤维内部存在极性基团（如羟基），吸湿时水分子需克服基团间的内聚力进入纤维内部，而放湿时水分子与基团的结合力较强，难以完全脱离；其二，纤维在吸湿过程中，无定形区分子链因吸水膨胀，部分孔隙被封闭，限制了水分子的进一步进入；其三，纤维的“记忆效应”使得放湿时分子链保持膨胀状态，表面吸附位点更多，从而保留更多水分。滞后性对纺织加工（如络筒、织造）的温湿度控制具有重要意义，需根据纤维状态调整车间环境参数。2.分析纱线毛羽的主要影响因素及控制措施。纱线毛羽的影响因素可分为原料、工艺与设备三类：原料方面，纤维长度越长、细度越均匀、卷曲度适中，毛羽越少；短纤维含量高、刚性大的纤维（如麻纤维）易产生毛羽。工艺方面，开清棉工序中打击力度过强会损伤纤维，增加短绒；梳棉工序道夫转移率低会导致纤维梳理不充分；细纱工序中钢丝圈磨损、导纱钩位置偏移会加剧毛羽；络筒工序张力过大或清纱器隔距过小会摩擦纱线表面。设备方面，纺纱器材（如钢领、钢丝圈）的光洁度与配合精度直接影响毛羽数量。控制措施包括：优选长绒棉或化学纤维（如涤纶）降低短绒率；优化梳棉工艺参数（如提高道夫速度、减小锡林-盖板隔距）增强梳理；采用赛络纺、紧密纺等新型纺纱技术减少毛羽；定期维护纺纱器材（如更换磨损的钢丝圈）；络筒时使用毛羽减少装置（如电子清纱器、上蜡装置）。3.比较机织物与针织物在结构与性能上的差异。结构差异：机织物由经、纬两组纱线垂直交织而成，交织点为结构稳定点，织物中纱线呈屈曲波状；针织物由同一系统的纱线通过成圈机件形成线圈串套结构，线圈为基本结构单元，纱线在织物中呈空间弯曲的圈弧状。性能差异：机织物因交织点固定，结构紧密，尺寸稳定性好，断裂强力较高（尤其经向），但延伸性与弹性较差；针织物因线圈可拉伸变形，延伸性与弹性优良（如纬平针织物横向延伸率可达50%以上），透气性好，但易脱散（如纬编针织物受外力易线圈断裂），尺寸稳定性较差（如经编针织物纵向收缩率较高）。应用上，机织物多用于衬衫、裤子等需要支撑性的场合；针织物多用于T恤、运动服等需要舒适性与弹性的领域。4.说明涤纶纤维的热定型原理及工艺参数选择依据。涤纶纤维的热定型原理基于其高聚物的粘弹性：在玻璃化转变温度（Tg，约67-81℃）以上，非晶区分子链段可自由运动，此时对纤维施加张力并加热，分子链段会沿外力方向重新排列，形成新的稳定构象；冷却后，分子链段被“冻结”在新位置，从而固定纤维的形态（如尺寸、卷曲度）。工艺参数选择依据包括：温度需高于Tg但低于熔点（涤纶熔点约255-260℃），通常为180-220℃，温度过低无法充分松弛内应力，过高会导致纤维熔融；时间需保证分子链段充分运动，一般为30-60秒，时间过短定型不充分，过长影响生产效率；张力需根据定型目的调整，松弛定型（无张力）用于降低收缩率，紧张定型（加张力）用于提高尺寸稳定性。5.简述浆纱工序的主要目的及浆液的基本组成。浆纱工序的主要目的是增强经纱的可织性：通过上浆覆盖经纱表面毛羽，减少织造时的摩擦断头；增加经纱强度（一般可提高20%-30%），弥补整经过程中纱线的损伤；赋予经纱适当的柔软性与弹性，避免因过于刚硬而脆断；部分浆液还可改善经纱的吸湿性，减少静电积累。浆液的基本组成包括：主浆料（占比60%-80%），如淀粉（天然浆料）、PVA（合成浆料）、羧甲基纤维素（CMC，变性浆料），用于形成浆膜并粘附纤维；辅助浆料（占比20%-40%），包括柔软剂（如蜡片，降低浆膜刚性）、浸透剂（如太古油，促进浆液渗透）、防腐剂（如甲醛，防止浆液霉变）、抗静电剂（如季铵盐，减少静电）。不同纤维（如棉、涤棉）需选择不同的浆料配方，例如棉经纱常用淀粉与PVA混合浆，涤棉经纱需降低PVA比例以提高退浆环保性。三、计算题（每题15分，共30分）1.已知某纯棉纱线的公定回潮率为8.5%，称得100米纱线的实际重量为1.2g（实际回潮率为7.2%），计算该纱线的公制支数（Nm）与特克斯（Tex）。解：公定重量=实际重量×(1+公定回潮率)/(1+实际回潮率)=1.2g×(1+8.5%)/(1+7.2%)≈1.2×1.085/1.072≈1.215g100米纱线的公定重量为1.215g，则1000米纱线的公定重量为12.15g（即Tex=12.15）。公制支数Nm=1000/Tex=1000/12.15≈82.3支。2.某平纹织物的经纱密度为500根/10cm，纬纱密度为480根/10cm，经纱线密度为14.6Tex，纬纱线密度为14.6Tex，纱线的体积密度为1.3g/cm³，计算该织物的经向紧度、纬向紧度及总紧度（紧度公式：E=100×d×P/10，d=√(Tex/(π×ρ))×10⁻³，ρ为纱线体积密度）。解：首先计算经、纬纱直径d：d=√(Tex/(π×ρ))×10⁻³=√(14.6/(3.14×1.3))×10⁻³≈√(3.57)×10⁻³≈1.89×10⁻³cm经向紧度E_j=100×d×P_j/10=100×1.89×10⁻³×500/10≈100×0.0945=94.5%纬向紧度E_w=100×d×P_w/10=100×1.89×10⁻³×480/10≈100×0.0907=90.7%总紧度E=E_j+E_w-E_j×E_w/100=94.5+90.7-94.5×90.7/100≈185.2-85.7≈99.5%（注：总紧度超过100%时表示织物中纱线相互挤压，此处因平纹织物交织点多，紧度较高符合实际）。四、综合分析题（20分）随着“双碳”目标的推进，纺织行业对绿色低碳技术的需求日益迫切。请结合纺织工程专业知识，分析可降解纤维（如聚乳酸纤维PLA）在功能纺织品开发中的应用潜力及需解决的关键问题。聚乳酸纤维（PLA）是以玉米、甘蔗等可再生资源为原料，经发酵、聚合、纺丝制成的可降解纤维，其在功能纺织品中的应用潜力主要体现在以下方面：1.环境友好性：PLA纤维在堆肥条件下（55-60℃、湿度60%）可完全降解为CO₂和H₂O，降解周期约6-12个月，相比传统涤纶（降解需数百年），能显著降低纺织废弃物对环境的负担，符合绿色制造要求。2.功能适配性：PLA纤维具有良好的热塑性（熔点约175℃），可通过熔融纺丝制备细旦纤维（1-3dtex），适用于开发轻薄型面料；其初始模量较高（约3-4GPa），赋予织物较好的抗皱性；同时，PLA分子链中的酯基可与亲水剂、抗菌剂（如壳聚糖）发生反应，通过接枝改性提升吸湿导湿、抗菌等功能，适用于运动服、医用敷料等领域。3.资源可持续性：PLA原料来源为生物质，不依赖石油资源，可减少纺织行业对化石能源的依赖，符合“双碳”目标下的资源循环利用需求。然而，PLA纤维在功能纺织品开发中仍需解决以下关键问题：1.力学性能优化：PLA纤维的断裂强度（约3-4cN/dtex）与涤纶（4-5cN/dtex）相比偏低，且湿强保持率仅为80%-90%，在反复洗涤或潮湿环境中易发生强度损失，需通过共混改性（如与聚丁二酸丁二醇酯PBS共混）或纺丝工艺优化（如增加牵伸倍数）提高强度与耐湿性能。2.热稳定性不足：PLA的玻璃化转变温度（Tg≈55℃）较低，高温下（如熨烫温度＞120℃）易发生收缩变形（收缩率可达10%-15%），限制了其在高温场景中的应用，需通过共聚改性（如引入己内酯单体）提高Tg至70℃以上。3.降解可控性：PLA的降解速率受环境温湿度、微生物种类影响较大，在自然环境中（如土壤、海洋）降解缓慢（需2-5年），而在堆肥条件下降解过快，可能导致纺织品使用寿命与降解周期不匹配。需开发降解速率调控技术（如通过分子量控制或添加降解抑制剂/促进剂），实现“使用期稳定