新型纺纱技术试题及答案

新型纺纱技术试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在涡流纺纱过程中，纤维前端得以加捻的主要动力来源是（）A.锭子高速回转产生的机械捻度B.涡流腔内高速旋转气流形成的涡流场C.前罗拉与锭翼的速差牵伸D.静电纺纱的电场力答案：B2.喷气涡流纺（MVS）与传统环锭纺相比，其成纱强力一般（）A.提高15%～25%B.降低10%～20%C.基本不变D.提高30%以上答案：B3.摩擦纺（DREFⅢ）纱的纱体结构属于（）A.真捻结构B.包缠结构C.自捻结构D.无捻结构答案：B4.在转杯纺纱中，提高转杯转速但保持引纱速度不变，则纱线捻度将（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小答案：A5.静电纺纳米纤维直径降低时，其比表面积变化趋势为（）A.线性减小B.线性增大C.平方反比增大D.指数减小答案：C6.涡流纺纱最适合加工的纤维长度为（）A.15mm以下B.25～40mmC.60mm以上D.100mm以上答案：B7.在平行纺（Parafil）中，提供纱线强力的主要组分是（）A.水溶性维纶长丝B.芳纶长丝C.锦纶长丝D.涤纶短纤答案：B8.赛络纺（Sirospun）纱线毛羽较环锭纺显著降低的原因是（）A.纱线表面纤维被烧毛B.双根粗纱在加捻三角区相互包缠C.采用高压气流去除毛羽D.纱线经过浆纱答案：B9.下列哪种新型纺纱方法理论上可实现零加捻成纱（）A.自捻纺B.喷气纺C.静电纺D.粘合纺（Twistless）答案：D10.转杯纺纱中，纱尾在转杯内受到的空气阻力与纱尾直径的几次方成正比（）A.1次方B.1.5次方C.2次方D.3次方答案：C11.在MVS系统中，喷嘴压力提高会导致（）A.纱线强力下降、毛羽增多B.纱线强力先升后降、毛羽减少C.纱线强力提高、毛羽减少D.纱线强力不变、毛羽减少答案：B12.采用DREF6000摩擦纺生产包芯纱时，芯纱最佳预加张力范围（cN）为（）A.2～5B.8～12C.20～30D.50～80答案：B13.静电纺PVDF纳米纤维膜用于压电传感器时，其β相含量需达到（）A.30%以上B.50%以上C.70%以上D.90%以上答案：C14.涡流纺纱线表面缠绕纤维角（缠绕角）一般控制在（）A.10°～15°B.20°～30°C.40°～50°D.60°以上答案：B15.在转杯纺中，若转杯直径减小而转速不变，则纱线捻度（）A.增大B.减小C.不变D.随机波动答案：A16.下列哪项不是喷气纺（MJS）纱线结构特征（）A.具有真捻B.表面有缠绕纤维C.内部有芯纱D.捻度较低答案：A17.自捻纺（Repco）两根单纱条捻向相反，其自捻后最终纱线捻向为（）A.ZB.SC.零捻D.交替ZS答案：C18.采用水溶维纶伴纺生产高支轻薄面料，退维温度一般控制在（）A.40℃B.60℃C.80℃D.100℃答案：C19.在涡流纺中，若要降低纱线残余扭矩，可优先调整（）A.前罗拉速度B.喷嘴角度C.纺纱张力D.纤维含油率答案：B20.摩擦纺纱线密度变异系数CVm主要受哪一因素影响最大（）A.分梳辊速度B.尘笼负压C.纱线引出速度D.纤维喂入均匀性答案：D二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，请将所有正确选项字母填入括号内，漏选、错选均不得分）21.以下哪些属于自由端纺纱方法（）A.转杯纺B.涡流纺C.摩擦纺D.静电纺答案：A、C22.静电纺纳米纤维直径的主要影响因素包括（）A.溶液黏度B.电场强度C.收集距离D.环境湿度答案：A、B、C、D23.喷气涡流纺（MVS）系统的主要工艺部件有（）A.喷嘴B.锭子C.空心锭子D.转杯答案：A、B24.下列哪些措施可有效降低转杯纺纱断头率（）A.提高转杯光洁度B.降低纺纱张力C.增加纤维弯钩D.优化纺纱角答案：A、B、D25.赛络菲尔（Sirofil）纺纱可采用的“丝”包括（）A.涤纶FDYB.锦纶POYC.氨纶D.芳纶答案：A、B、D26.粘合纺（Twistless）常用的粘合剂有（）A.水溶性PVAB.丙烯酸酯C.天然淀粉D.羧甲基纤维素钠答案：A、B、D27.以下哪些属于涡流纺纱线常见质量指标（）A.捻系数B.毛羽指数HC.残余扭矩D.纱线蓬松度答案：B、C、D28.摩擦纺纱线可用于的产品有（）A.牛仔布B.输送带帘子布C.医用纱布D.汽车内饰布答案：A、B、D29.静电纺纳米纤维在过滤领域应用时，需关注的性能指标有（）A.过滤效率B.压降C.克重D.透光率答案：A、B、C30.自捻纺（Repco）纱线退自捻后，其性能变化包括（）A.强力下降B.伸长率增大C.毛羽增多D.条干恶化答案：A、C、D三、填空题（每空1分，共20分）31.转杯纺纱中，转杯速度与引纱速度之比称为________，其数值等于纱线________。答案：捻度比；捻度（T/m）32.喷气涡流纺纱线中，纤维包缠角越大，纱线强力越________，毛羽越________。答案：高；低33.静电纺丝过程中，当溶液浓度超过临界缠结浓度C时，纤维形态由________珠节向________纤维转变。答案：串珠；连续均匀34.摩擦纺DREFⅢ的两个尘笼转动方向________，速度________，从而实现对纱尾的搓捻。答案：相同；相等35.赛络纺采用两根粗纱平行喂入，在前罗拉出口处形成________三角区，从而减少了________。答案：加捻；毛羽36.涡流纺喷嘴环隙气流速度可达________m/s以上，其马赫数通常大于________。答案：400；0.837.粘合纺纱线经热水处理后，粘合剂溶解，纱线获得________结构，织物手感________。答案：无捻；柔软38.自捻纺两根纱条的相位差为________时，自捻后纱线残余扭矩最小。答案：180°39.转杯纺纱线断裂强力近似与纤维长度呈________关系，与纱线支数呈________关系。答案：正相关；负相关40.静电纺PVDF纳米纤维要获得高压电输出，需通过________极化使β相取向，极化场强一般为________kV/mm。答案：电晕；50～100四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.涡流纺纱线捻度与喷嘴压力呈线性正比关系。（）答案：×42.摩擦纺纱线密度越粗，其CVm值一定越大。（）答案：×43.静电纺纤维直径随收集距离增加而单调减小。（）答案：×44.赛络菲尔纺纱可采用氨纶长丝作为芯丝，制成弹力包芯纱。（）答案：√45.转杯纺转杯内表面镀铬层越厚，纱线断头率越低。（）答案：×46.自捻纺纱线可直接用于织造，无需再上浆。（）答案：×47.粘合纺纱线在染整退维后，其织物平方米重会下降。（）答案：√48.喷气涡流纺（MVS）纱线捻向为Z捻。（）答案：√49.静电纺纳米纤维膜孔径大小与纤维直径呈正相关。（）答案：√50.摩擦纺纱线耐磨性优于同线密度环锭纺纱线。（）答案：√五、简答题（共30分）51.简述转杯纺纱中“纺纱角”对成纱质量的影响机理。（6分）答案：纺纱角为纱尾与转杯滑移面切线之夹角。角度过小，纱尾贴附转杯壁过长，剥离点不稳定，易断头；角度过大，纱尾剥离点提前，纱线捻度不足，强力下降。最佳纺纱角一般为15°～25°，可兼顾剥离稳定与捻度渗透，降低断头并提高强力。52.说明喷气涡流纺（MVS）与喷气纺（MJS）在成纱机理上的本质区别。（6分）答案：MJS采用双喷嘴二级加捻，第一喷嘴使纱尾形成假捻，第二喷嘴反向退捻并包缠，成纱具缠绕结构但无真捻；MVS采用单喷嘴高速涡流场，纤维前端在涡流腔内高速回转形成包缠，纱体由芯纤维与外包缠纤维组成，外包缠提供主要强力，仍属无真捻结构。两者均利用气流，但MVS涡流场旋转速度更高，包缠更紧密，强力优于MJS。53.列举并解释静电纺丝过程中出现的三种典型不稳定模式。（6分）答案：（1）轴对称不稳定：射流在电场作用下呈轴对称周期性变细，导致纤维直径波动；（2）弯曲不稳定：射流在空间中发生三维螺旋运动，是纤维细化至纳米级的主要机制；（3）分叉不稳定：高黏度低电导率溶液中，射流末端分裂成多股，导致纤维网出现微珠或交联。三种模式相互竞争，决定纤维形貌与直径分布。54.分析摩擦纺DREFⅢ生产涤纶/芳纶包芯纱时，芯纱预张力对成纱强力的影响规律。（6分）答案：芯纱预张力过低，芳纶长丝在尘笼搓捻区发生回缩，包覆不匀，强力利用系数低；预张力过高，长丝过度伸直，失去弹性缓冲，纱线断裂伸长下降，且易在引出区断头。实验表明，芳纶1500D长丝预张力8～12cN时，包覆效果最佳，成纱强力达到最大，继续增加张力强力反而下降。55.说明赛络纺降低毛羽的两大物理机制，并给出实验证据。（6分）答案：（1）三角区纤维相互包缠：两根粗纱在加捻三角区边缘纤维被彼此捕捉，减少游离纤维头端；（2）加捻扭矩分散：双股粗纱使加捻扭矩对称分布，单根纤维毛羽被卷入纱体。文献采用USTERTester4测得同支数纯棉9.7tex纱，赛络纺毛羽H值降低30%以上，高速摄影证实三角区边缘纤维数量减少40%。六、计算题（共30分）56.转杯纺纱线设计：已知转杯转速n=120000r/min，引纱速度V=180m/min，求理论捻度T（捻/m）；若实测捻度为T′=650捻/m，求捻缩率μ。（10分）答案：理论捻度T=n/V=120000/180=666.7捻/m；捻缩率μ=(T−T′)/T×100%=(666.7−650)/666.7×100%=2.5%。57.静电纺纤维直径估算：采用PVA水溶液，浓度c=8wt%，零剪切黏度η0=0.8Pa·s，表面张力γ=0.045N/m，电场强度E=2×10^5V/m，流量Q=1×10^−10m^3/s，空气介电常数ε=8.85×10^−12F/m。若忽略弯曲不稳定，仅考虑轴对称稳定模型，求纤维平均直径df（nm）。（10分）答案：采用Helgeson模型df∝(Qη0ε/γE)^1/3，代入数据得df≈[(1×10^−10×0.8×8.85×10^−12)/(0.045×2×10^5)]^1/3=2.1×10^−8m=210nm。58.涡流纺能耗计算：某MVS机台有120锭，喷嘴供气压力0.55MPa，单锭空气消耗量q=0.12m^3/min（标准状态），空压机效率ηc=0.65，电机效率ηm=0.92，每天运行22h，求日耗电E（kWh）。（10分）答案：总气量Q=120×0.12=14.4m^3/min；空气功率P_air=Q×p×ln(r)≈14.4×10^5×ln(5.5)=2.54×10^6W=2540kW；轴功率P_shaft=P_air/(ηcηm)=2540/(0.65×0.92)=4240kW；日耗电E=P_shaft×22=93280kWh。七、综合分析题（共20分）59.某企业拟开发80tex涤纶/芳纶1313（50/50）高强力缝纫线，要求断裂强力≥30N，伸长率15%±3%，毛羽≤3根/10m。可选方案：A.环锭纺双股线；B.转杯纺单纱；C.摩擦纺DREF6000包芯纱；D.喷气涡流纺MVS。请从成纱结构、强力、伸长、毛羽、生产效率、成本角度进行技术经济比较，并给出推荐方案及工艺要点。（20分）答案：（1）成纱结构：A.真捻双股，结构紧密；B.转杯自由端，捻度低，结构较松；C.摩擦纺包缠+芯丝，结构分层；D.MVS外包缠，无真捻。（2）强力：C利用芳纶长丝芯，强力最高可达35N；A双股线强力约32N；B约25N；D约28N。（3）伸长：A双股线伸长18%，满足；C因芳纶低伸长，整体伸长12%，需调整预张力与包覆比例；B、D伸长20%以上