高分子加工工艺习题及答案

1、第二章 聚酯纤维1.切片干燥的目的是什么？为何要分段进行？ 除去水分： 湿切片含水率0.40.5，干燥后0.01%（常规纺）或0.0030.005（高速纺）不良影响 ：高温酯键水解聚合度纺丝难;水分汽化气泡纺丝断头；提高切片含水的均匀性：纤维质量均匀;提高结晶度及软化点（无定形：防止环结阻料，结晶度2530；软化点7080 210 。因为切片中的水分有两部分：一部分是沾附在切片表面的非结合水，另一部分是与PET分子上的羰基及少量的端羟基等以氢键结合的水，干燥过程中，通常非结合水较容易除去，而结合水较难除去。2.简述螺杆挤出机的工作原理与作用？原理：物料从加料口进到螺杆的螺槽中，由于螺杆的转动，

2、把切片推向前进。切片不断吸收加热装置供给的热能；另一方面因切片与切片、切片与螺杆及套筒的摩擦以及液层之间的剪切作用，而由一部分机械能转化为热能，切片在前进过程中温度升高而逐渐熔化成熔体。熔化过程聚合物在温度、压力、粘度和形态等方面发生变化，由固态(玻璃态)转变为高弹态，随温度的进一步提高，出现塑性流动，成为粘流体(粘流态)。粘流态的聚合物经螺杆的推进和螺杆出口的阻力作用，以一定的压力向熔体管道输送。作用螺杆挤出机的作用是把固体高聚物熔融后以匀质、恒定的温度和稳定的压力输出高聚物熔体。3.何谓环结阻料？采用哪些措施避免？因为预热段温度过高，切片在到达压缩段就过早熔化，是原来固体颗粒间的空隙消失，

3、熔化后的熔体由于在螺槽等深的的预热段无法压缩，从而失去了往前推进的能力，造成“环结阻料”。措施：预热段套筒保持合适的温度。 4、纺丝箱有哪些作用？进行熔体保温和温度控制；般采用46位（即一根螺杆所供给的位数）合用一个矩形载热体加热箱进行集中保温。5.复合纺丝组件与普通组件的区别有哪些？复合纺丝组件由多块分配板组合而成的复合纺丝组件，聚酯与其它种类的成纤高聚物熔体分别通过各自的熔体管道，在组件中的适当部位汇合从同一喷丝孔喷出成为一根纤维。6.有几种冷却吹风方式？使用在什么场合？侧吹风和环形吹风；涤纶长丝孔数少，纺丝常采用侧吹风，采用9001000孔甚至更多纺丝孔的喷丝板生产短纤维时采用环形横吹风

4、。 7.高速纺丝与常规纺丝的工艺区别是什么？其产品性能有何不同？ 工艺： 切片质量要求：含水率0.005以下，不允许含有直径大于6微米的杂质或二氧化钛凝聚粒子。 纺丝温度和压力：比常规纺约高510，一般为290300。纺丝温度需根据切片粘度、 熔点、含水率及纺丝压力进行调整。 冷却吹风条件：冷却吹风速度需提高，一般选择0.30.4m/s，吹风温度为20。 卷绕速度：选择防止发生取向诱导结晶作用的范围内 高速纺纤维的结构与性能 （一）强度 。纺速提高，强度增大，伸长减少。纺速达到6000m/min时出现极限值。 （二）延伸度 。纺速提高，延伸度减小，屈服应力升高，自然拉伸比降低。 （三）热性能

5、。纺速不同，热性能也不同。 （四）密度和沸水收缩率 。不同纺速下，纤维的密度和沸水收缩率不同。8.螺杆各区的温度是如何选择与控制的？预热段温度：为了保证螺杆的正常运转，在预热段内的切片不应过早的熔化，但同时又要使切片在到达压缩段是温度应达到聚合物的熔融温度，因此预热段套筒壁必须保持一个合适的温度。压缩段温度：切片在该区内要吸收熔融热并提高熔体温度，故该区温度可适当高一些，根据经验：T=+(2733)。 计量段温度：切片进一步完全熔化使其保持一定的熔体温度和粘度，t = 285。9.预取向丝POY的高取向度、低结晶结构是如何形成的？由于纺丝速度的提高导致喷丝头的熔体细流受到高拉伸应力和较大冷却温

6、度梯度的作用，从而发生快速变形所致。 10.为什么说聚酯纤维后加工的拉伸倍数应选择在自然拉伸比和最大拉伸比之间？若拉伸倍数小于自然拉伸倍数，则被拉伸纤维中的细颈尚未扩展到整个纤维，必然包括很多的未拉伸丝，这样的纤维没有实用价值而当拉伸倍数达到最大拉伸倍数时，纤维就要断裂。11.纤维后加工的作用是什么？纤维后加工有如下作用：（1）拉伸：使纤维大分子取向，并规整排列，提高纤维强度，降低伸长率。（2）热处理：使大分子在热作用下，消除拉伸时产生的内应力，降低纤维的收缩率，提高纤维的结晶度。（3）特殊加工：如将纤维卷曲或变形，加捻等，以提高纤维的摩擦系数、弹性、柔软性、蓬松性，或使纤维具有特殊的用途及纺

7、织加工性能。12.简述并画出聚酯短纤维的后加工工艺流程？纤维的后加工是指对纺丝成型的初生纤维（卷绕丝）进行加工，以改善纤维的结构，使其有优良的使用性能。后加工包括拉伸、热定型、加捻、变形加工和成品包装等工序。工艺流程：纤维物理机械性能不同，有普通型和高强低伸型，后加工流程和设备均有差异。高强低伸型采用该流程，普通型不必进行紧张热定型。短纤维典型的后加工工艺流程： 集束架六辊导丝机一道七辊油剂浴加热器二道七辊过热蒸汽加热器三道七辊紧张热定型油冷却槽四道七辊重叠架二辊牵引机卷曲机输送机切断机打包机 13.制备假捻变形丝的原理是什么？传统方法：以拉伸加捻丝为原丝，在弹力丝机上经定型、解捻而得。即加捻

8、、热定型、解捻三个过程分开进行。假捻连续工艺：拉伸和假捻变形连续进行，简称DTY法。14.空气变形丝的生产原理是什么？空气变形也称吹捻变形。在喷气变形过程中，有横向气流，也有轴向气流和旋转涡流。丝条通过喷嘴加捻区时，受到类似于许多加捻器的作用，丝条截面中任意一点所受到的气流速度都不相同，截面中各根纤维没有一个共同的回转中心，而是单丝在紊流作用下互相接触、转移和结合，这种过程可归结为交络和缠绕两种形式。15.什么是复合纤维？复合纤维是由两种或两种以上组分纺制而成的纤维，每一根纤维中的两组分有明显的界面。第五章 聚丙烯腈纤维1.简述聚丙烯腈湿法和干法工艺？区别何在？湿法纺丝：高聚物溶液从浸于凝固浴

9、中的喷丝板小孔喷出，通过双扩散作用最终使纤维成型。凝固浴通常为制备原液所用溶剂的水溶液。干法纺丝（P150）：纺丝原液计量泵 原液加热器（130140） 纺丝组件（喷丝板）纺丝甬道 （400 N2其他惰性气体并流下行） 溶剂蒸发 纤维成型喷淋室（冷水喷淋降温） 导辊集束 皮带牵引辊 摆丝器盛丝桶后加工2.什么是凝固浴？什么是凝固浴循环量？如何控制？（P148）凝固浴一般为PAN溶剂的水溶液（以DMF为溶剂，凝固浴是DMF的水溶液；以NaSCN为溶剂，凝固浴是NaSCN的水溶液），水是凝固剂。 凝固浴温度：降低：双扩散减慢，凝固速度下降，凝固均匀，结构性能好；过低：凝固速度过慢，凝固不充分，结构

10、性能不好，拉伸时易造成毛丝，NaSCN析出；升高：双扩散加快，凝固速度加快，纤维强伸度有所下降，尤其是强度对温度依赖性更为明显；过高：超过临界值(NaSCN法20，DMF法25)，凝固过于剧烈，结构不均匀，性能下降。凝固浴循环量: 在纤维成形过程中，纺丝原液中的溶剂不断地进入凝固浴，使凝固浴中溶剂浓度逐渐增浓，同时由于原液温度和室温都比凝固浴温度（1015）高，所以浴温也会有所升高。而凝固浴的浓度和温度又直接影响纤维的品质，因此必须不断地使凝固浴循环，以保证凝固浴浓度及温度在工艺要求的范围内波动，以确保所得纤维的质量。太小：会使浴槽中不同部位浓度和温度差异增大, 太大：纺丝线周围的流体力学状态

11、不稳定，造成毛丝。3.聚丙烯腈湿法纺丝中，DMF溶剂路线和硫氰酸钠溶剂路线有何优缺点？DMF溶剂路线：优点是溶剂溶解能力优良，能制得浓度高的纺丝原液，且溶剂回收也较简单；但在较高温度(80)下溶解时，会使纺丝原液颜色发黄变深。硫氰酸钠溶剂路线：优点是工艺过程简单，实现了聚合和纺丝连续化，聚合速度较快，降低了成本。此外，硫氰酸钠价廉易得，不易挥发，消耗量低；但是对设备腐蚀严重，溶剂回收工艺也较为复杂。4.简述湿法纺丝机的结构？生产所用主要为斜底水平式纺丝机，又称卧式纺丝机。它是一种单面式纺丝机，凝固浴从装有喷丝头的一端（前端）进入浴槽，与丝条并行流向浴槽的另一端(后端)。 5.聚丙烯腈后加工中，

12、干燥致密化的目的是什么？其工艺如何控制？目的： 通过干燥去除纤维中的水分，使纤维中的微孔闭合，空洞及裂隙变小或部分消失， 使其结构致密，均匀，以制得具有实用价值的高质量腈纶。工艺控制：温度和时间：既考虑干燥致密化效果，又考虑设备生产能力。要达到干燥致密化目的，干燥温度应高于初级溶胀纤维的Tg。不能过高，过高纤维发黄，纤维表面水分蒸发过快而产生一层过干硬皮层，而影响干燥速度及使内外层结构性能不匀。实际生产中，干燥温度可分区控制，并逐渐降低。干燥时间是由进入干燥设备的丝束速度来控制的。一般干燥机中停留时间不超过15min，时间过长不但造成纤维着色，且降低了设备生产能力。介质的相对湿度：当介质温度不

13、变时，介质自身的含湿量越低，纤维的干燥就进行得越快，若介质相对湿度过低，将与介质的温度过高有同样的弊病。 随着干燥过程进行，介质含湿量增加，须进行循环和更换，补给量1015。 总之，干燥的温湿度的控制随干燥设备，纤维层厚度，干燥时间，纤维本身的特点(如共聚物组成，微纤网络的粗细)以及对成品纤维结构的要求等因素而变化。张力： 干燥致密化时纤维所受张力大体可分三种状态，一是紧张态，即长度固定，完全不能进行轴向收缩；二是稍有张力，可有一定程度的收缩；三是松弛态自由收缩。干燥过程中丝束所处的状态时成品纤维的性质影响很大。和松弛态相比，紧张状态所得纤维的干强较高，但延伸度和钩强低，沸水收缩率较高。 干燥

14、设备：目前腈纶干燥致密化 多采用松弛式帘板干燥机或半松弛式圆网干燥机。6.聚丙烯腈膨体纱的制造原理是什么？膨体纱就是利用纤维的热弹性而制成的。方法是将6份经湿热处理而回缩过的条子与4份末经湿热处理（即末回缩过）的条子合并在一起，按一般纺纱工艺纺成细纱，然后对这种细纱施加一次湿热处理。这时未回缩过的纤维就会发生回缩，成为细纱的中心；而已回缩过的纤维不再回缩，被推向细纱外部，并形成小圆圈状卷曲，浮在细纱表面，这样就成为膨体纱。7.为什么腈纶具有热弹性和极好的日晒牢度？具有热弹性和极好的日晒牢度是腈纶最突出的优点。涤纶、锦纶等结晶性纤维都不具有这种热弹性，这是因为纤维结构中的结晶像网结一样，阻碍了链

15、段的大幅度热运动。而腈纶结构中的准晶区并非真正的结晶，仅仅是侧向高度有序，这种准晶区的存在并不能阻止链段大幅度热运动，而使纤维发生热弹性回缩。腈纶优良的耐光和耐气候性，可归因于大分子上的氰基。氰基中的碳和氮原子间为三键连接，其中一个是键，两个是键，这种结构能吸吸收能量较高(紫外光)的光子，并把它转化为热能，从而保护了主价键，避免了大分子的降解。8.为什么说未拉伸纤维中溶剂含量越少，则拉伸温度应越高？由于纤维中残存的溶剂对大分子有增塑作用，纤维中溶剂残存量越高，拉伸温度就应越低。9.简述腈纶干法成型喷丝头组件结构。（P152）喷丝头组件结构：为了使喷丝头内、外部丝条中的DMF具有基本相同的蒸发速

16、度。原液在组件前的加热器中需通过两个同心圆柱环形通道。每个通道所控制的温度不同，并分别将原液供给喷丝板的外侧和内侧。内侧温度约高出外侧10。组件中的分离环能使供给喷丝板内侧与外侧的原液直至到达喷丝孔前一直保持分离状态 10.简述腈纶凝固浴溶剂含量对凝固过程的影响。（P147）高：双扩散慢，凝固困难，不充分；低：双扩散快，凝固剧烈，皮芯结构，不均匀，性能差11、丙烯腈三元共聚物中的第二、三单体的作用是什么？第二单体的作用是降低PAN的结晶性，增加纤维的柔软性，提高纤维的机械强度、弹性和手感，提高染料向纤维内部的扩散速度，在一定程度上改善纤维的染色性。第三单体的目的是引入一定数量的亲染料基团，以增

17、加纤维对染料的亲和力，可制得色谱齐全，颜色鲜艳，染色牢度好的纤维，并使纤维不会因热处理等高温过程而发黄。12、聚丙烯腈的不规则螺旋状分子结构是怎样形成的？(P136)PAN的螺旋体结构主要由极性较强、体积较大的侧基氰基所决定.PAN主链并不是平面锯齿形分布，而是螺旋状的空间立体构象。PAN的螺旋体结构主要由极性较强、体积较大的侧基氰基所决定。事实上， PAN纤维中的大分子并不完全是有规则的螺旋状分子，而是具有不规则曲折和扭转的分子，是由于氰基的存在。氰基中的碳原子带正电荷，氮原子带负电荷，所以把氰基称为偶极子。在同一大分子上氰基间因极性方向相同而互相排斥，而相邻大分子间的氰基则因极性方向相反而

18、互相吸引(偶极子力)，由于这种很大的斥力和引力的相互作用，使大分子活动受到极大的阻碍，而在它局部发生歪扭和曲折。 13、列举23个腈纶纺丝工艺参数是如何影响纤维截面形状的？甬道中溶剂蒸汽的浓度：在其他条件不变的情况下，甬道中溶剂浓度越低，丝条中溶剂的蒸发速度越快，成型的均匀性就越差，纤维横截面形状偏离圆形就越大，所得纤维的机械性能也较溶剂在纤维细流中的扩散速度及在其表面的蒸发速度是决定丝条固化和纤维截面形状的重要因素。在湿法纺丝过程中，可以通过调整凝固浴浓度和温度等工艺参数使用圆形喷丝孔纺出圆形，豆型及哑铃形等多种截面形状的纤维第十章 塑料制品的成型加工1.简述塑料物料混合及分配原理？ 可从一

19、下三种作用来理解物料的混合基本原理： 扩散作用：利用各组分之间的浓度差，使组分微粒从浓度大区域向浓度小区域迁移，从而达到组成均一。对流作用：两种或两种以上的物料各自向其它物料占有的空间流动，从而达到组成均一。 剪切作用：利用机械的剪切力使物料组成达到均一。实际上在混合过程中，这三种作用都是同时进行的，只是在一定条件下，其中的某种占优势而已。对于塑料，粉状原料的混合主要靠对流来完成；使用的密炼饥、双辊塑炼机、挤出机等的混合主要靠剪切作用来完成。2. 何为塑化?塑化与熔化有何区别?塑化指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的全过程；熔化是指物质从固态转变为液态的相变现象。区别：塑化是特

20、定条件下的一段过程，熔化是前后发生了相改变，是状态。3. 简述塑料挤出成型的特点及挤出理论？特点：适应性强；应用范围广；生产过程连续，生产效率高；投资少，见效快。挤出过程：可归结为固体输送、熔融和熔体输送三个过程。 体输送：加料段和压缩段完成。可从挤出机结构和工艺采取措施，摩擦系数改变 ，控制物料运动； 熔融过程：是在压缩段完成的，固体物料 挤压 固体床 逐渐熔化 熔膜层 熔池 熔融 固体床宽度逐渐减小 全部消失 完成熔化；均化段完成熔体输送，即将熔融物料定容(定量)、定压地送入机头使其在口模中成型。4.热塑性塑料和热固性塑料成型加工的特点是什么？热塑性塑料以热塑性树脂为基础，在加热状态下能熔

21、化并且具有熔体流动性，其间只经历物理过程，不发生化学变化。热固性塑料以体型结构的聚合物为主要成分，与热塑性塑料不同，它受热不具有熔体流动性。热固性塑料成型加工的特点是，所用原料树脂为分子量较低的线型或支链结构的预聚体，其分子内含有反应性基团，在成型为塑料制品的过程中同时发生固化反应，即由线型或支链型结构转变为体型结构聚合物。热固性塑料的成型方法一般有模压成型、传递模塑，还有注射成型。5. 注射成型中分流梭的作用是什么？分流梭是装在料筒靠前端的中心部分，形如鱼雷的金属部件，其作用是将料筒内流经该处的塑料分成薄层，使塑料分流，以加快热传递。同时塑料熔体分流后，在分流梭表面流速增加，剪切速率加大，剪

22、切发热使料温升高、黏度下降，塑料得到进一步混合和塑化。螺杆式注射机通常不需分流梭，因螺杆均化段已具上述效果。6. 注射成型的核心问题是什么？影响它的工艺条件是什么？注射成型工艺的核心问题是要求得到塑化良好的塑料熔体并把它顺利地注射到模具中去，在控制的条件下冷却定型，最终得到合乎质量要求的制品。因此，注射最重要的工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度、压力和相应的各个作用的时间。即注射成型具有三大工艺条件：温度、压力和时间。7. 画出模压成型工艺流程图，并说明模压成型工艺条件主要是什么？8. 粉粒状，纤维状的料置于成型温度的型腔中合模加压成型固化工艺条件：模压压力（成型压力），模压温度（成型温度），

23、模压时间。（具体内容见P371）第十一章橡胶制品的成型加工1、什么是生胶的塑炼？简述其机理。（P381） 塑炼就是在橡胶的加工过程中，首先通过机械、热、氧和加入化学试剂等方式，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态。1.塑炼的目的 ：减小弹性，提高可塑性；降低粘度；改善流动性；提高胶料溶解性和成型粘着性。2.其原理主要是通过塑炼，使生胶的大分子链断裂，相对分子质量降低，进而实现可塑性的提高。3.塑炼的机理包括低温塑炼机理和高温塑炼机理在低温下：在机械力作用下首先切断橡胶大分子链生成大分子自由基。 （机械力引发橡胶大分子的断链，氧作为自由基接受体，起着阻断自由基的作用。） 在高温下

24、：机械力切断橡胶大分子生成自由基的几率减少。橡胶大分子在机械力的活化作用下，氧引发橡胶大分子的断链。 （机械力起到应力活化作用，氧作为自由基引发体，引发橡胶大分子的断链。）机理：橡胶分子受到炼胶机辊间剪切力的作用，分子链会被拉直，大分子链在中间部位发生断裂。 2、以炭黑为例，说明生胶的混炼过程。在粒状配合剂与生胶混炼过程中，以炭黑微粒，经过了炭黑粒子被生胶湿润、混合、分散等过程。混炼初期生成的生胶润湿炭黑，渗入炭黑聚集体的空隙中，形成炭黑浓度很高的炭黑生胶团块，分布在不含炭黑的生胶介质中。当炭黑所有空隙都充满生胶时，可看作炭黑已被混合，但尚未分散。依靠随后的机械作用，这些炭黑生胶团块在很大的剪

25、切力下被搓开，逐渐变小，直至到充分分散。 3、压延加工的目的是什么？压延成型工艺能生产哪些橡胶和塑料制品？ 目的：把混炼胶压成一定厚度的胶片，完成胶料贴合以及与骨架材料(纺织物)通过贴胶、擦胶制成片状半成品。 可成型：胶管，胶带的内外层和中间层胶片，轮胎缓冲层胶片，帘布层隔离胶片，油皮胶片，内衬层胶片等。4、橡胶主要有哪几种成型方法？简述橡胶注射成型原理？成型方法：压延成型，挤出成型，注射成型注射成型原理：塑化注射:决定注射顺利与否是由胶料的粘度或流动性决定的，它与机械、配方、温度、压力等因素密切相关。在注射之前，要求胶料的粘度尽可能低，即要求胶料在较低温度下应具有较好的流动性，以保证能顺利地

26、将胶料注射到模腔的各个部分。为防止焦烧，机筒温度不宜过高，一般控制在7080。热压硫化:胶料通过喷嘴、流胶道、浇口等注入硫化模型之后，便进入热压硫化阶段。当胶料通过狭小的喷嘴时，由于摩擦生热，料温可以升到120以上，再继续加热到180200的高温，就可以使制品在很短的时间内完成硫化。注射硫化的最大特点是内层和外层胶料的温度比较均匀一致，从而保证了产品的质量，提供了高温快速硫化的必要前提。 5、橡胶注射成型中注射压力的高低对熔体流动充模及制件质量有何影响?(1)如果注射压力不足，注射时间增加，注射困难，生产效率显著下降。一般来说，橡胶注射要求在较高的注射压力下进行， 具体多大需要根据胶料的流变曲

27、线确定。(2)在压力不足时，微小的压力波动就会引起注射时间、胶料温度等工艺参数的变化，造成产品质量的波动。而在较高温度下且产品质量比较稳定。(3)过高压力并不能进一步缩短注射时间，反而增加了设备的负荷，因此此时无论是注射部件、锁模机构或液压系统都需相应增大和加固。此外，过高的注射压力还会造成卸模困难、溢边太厚等弊病。 6、为什么橡胶要进行硫化？简述硫化历程。硫化过程的实质就是把塑性的胶料变成为具有高弹性橡胶的工艺过程，从而获得了必需的物理机械性能和化学性能。据硫化历程图的分析，橡胶的硫化历程可分为四个阶段：即：硫化诱导阶段（焦烧阶段）：指硫化时胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动那一点之前的阶段

28、。在此阶段，交联尚未开始，胶料在模内有良好的流动性。这段时间也称为焦烧时间。预硫化阶段：硫化反应的交联阶段，形成网构，促使橡胶弹性和抗张强度急剧上升。此阶段是衡量硫化反应速度的标志。正硫化阶段：交联反应已趋于完成，进而发生交联键的重排、裂解等反应，胶料的抗张曲线出现平坦区。为平坦硫化时间。此阶段硫化胶保持最佳的性能，所以作为正硫化时间的范围。过硫化阶段：硫化反应中网构形成的后期，主要是交联键发生重排作用，以及交联键和链段热裂解的反应，胶料的抗张强度显著下降。交联和热裂解两种反应贯穿于橡胶硫化过程的始终，只是在不同阶段，所占的地位不同。 第八章 再生纤维素纤维1、简述粘胶纤维生产的基本过程？(1

29、)粘胶的制备：包括浆粕的准备、碱纤维素的制备及老成、纤维素黄酸酯的制备及溶解。(2)粘胶的纺前准备：包括混合、过滤和脱泡。(3)粘胶的纺丝及纤维的拉伸。(4)粘胶的后处理：包括水洗、脱硫、漂白、酸洗、上油、干燥等。粘胶长丝还需进行加捻、络丝分级包装等加工；粘胶短纤维则需经切断、打包等。2、写出黄化过程发生了哪些主要反应？黄化过程的主反应：碱纤维素的黄化反应发生在大分子的葡萄糖基环的羟基上，反应式表示如下：X取代度，表示一个葡萄糖基环中被取代羟基数或结合黄原酸基数。亦用r值表示黄化反应程度(酯化度)。r指平均每100个葡萄糖基环结合CS2的mol数目。黄化时的副反应：黄化体系复杂，有碱纤维素、N

30、aOH、CS2、半纤维素、水，反应过程又有许多生成物，如纤维素黄酸酯、多硫化物等，在主反应发生的同时，亦发生了复杂的副反应。副反应主要有三类：(1)纤维素黄酸酯的水解和皂化；（2）CS2与NaOH反应；(3)半纤维素的黄化反应及其黄化产物的分解。3、简述纤维素黄酸酯的溶解历程？（P237）是NaOH和水分子向黄酸酯内部扩散，黄酸基团发生溶剂化作用，黄酸酯先行溶胀，大分子间距离扩大，当极度溶胀就可溶解而成粘胶。溶胀和溶解非晶区溶剂化微晶的表面渗入微晶的内部片状晶胞溶胀微晶亦受到破坏黄酸酯分子或其分子束分散进入溶液完成溶解过程。纤维素黄酸酯的溶解是建立在NaOH和水单方面向黄酸酯(扩散系数少三个数

31、量级)扩散的基础上的。高聚物的溶解，实际上是经历了先润胀，后溶解(无限溶胀)的两个阶段；而且这种溶解实际上是从纤维素黄酸酯颗粒表面逐步向中心进行的。由于纤维素黄酸酯的溶解过程为放热反应，总的热效应H0；从热力学角度考虑，纤维素黄酸酯在稀碱中的溶解过程是能够自动进行的；过程的推动主要是能的因素(H)起作用。低温更有利于溶解。4、简述粘胶纤维的纺前准备过程？为什么要进行纺前准备？混合：一是减少各批粘胶由于制造工艺或操作上的波动而引起的质量不均匀性，保持成品纤维品质的稳定；另一是粘胶混合机容积较大，可以贮存几批粘胶。当生产发生暂时故障时，它就起着暂时缓冲的作用，以保证生产的稳定性。熟成：粘胶在放置过

32、程中发生一系列的化学变化和物理化学变化，称为粘胶的熟成。过滤：是滤除粘胶中不溶解的或半溶解的粒子及机械杂质，以使纺丝拉伸过程顺利进行和提高成形纤维的质量。脱泡：粘胶中的气泡，会使纺丝发生困难，并且会使成品纤维的品质下降。纺丝断头或“气泡丝”，降低成品纤维的强力。为此，粘胶在纺丝前必须经过脱泡。在常规的粘胶纺丝中，空气泡的含量应小于0.001。因为经过后溶解的粘胶，它的凝固能力较低，并含有多种固态杂质及气泡，故需进行混合、熟成、过滤和脱泡，以制得具有良好可纺性能的、清净而均一的纺丝粘胶，然后送去纺丝。5、凝固浴的组成及作用是什么？凝固浴的组成：各品种粘胶纤维的纺丝凝固浴，均采用含有H2SO4、N

33、a2SO4、ZnSO4三组分的水溶液，为了某些工艺目的和改善纤维物理机械性能，还会加入少量有机化合物作为变性剂。硫酸作用：一纤维素黄酸酯分解，纤维素再生并析出(再生凝固)；二中和粘胶中的NaOH，使粘胶凝固(中和凝固)；三粘胶中的副反应产物分解。硫酸钠的作用：一是作为强电解质，能促使粘胶脱水凝固(盐析凝固)；二是作为强电解质硫酸盐与硫酸的同离子效应，能有效地降低凝固浴中H的浓度，延缓纤维素黄酸酯的分解，以使初生丝束离开凝固浴时仍具有一定的剩余酯化度，具有一定的塑性，能经受一定程度的拉伸并使分子取向，有利于提高纤维的物理机械性能。硫酸锌：除具有硫酸钠的作用外还有下列两个特殊作用。(1)与纤维素黄

34、酸钠作用，生成纤维素黄酸锌；(2)纤维素黄酸锌作为众多而分散的结晶中心，避免生成大块晶体，使纤维具有均匀的微晶结构，不但提高纤维的断强、延伸度和钩强，还改善纤维的柔韧性。 6、粘胶纤维成型过程中的化学反应主要有哪些？对成型有何影响？(1).主反应：指与粘胶的凝固和纤维素再生有直接关系的反应，包括黄酸酯的分解与纤维素的再生和中和反应。黄酸酯的分解与纤维素的再生分两步进行。第一步进行很快，而第二步反应相对较慢，整个过程进行的速度决定于第二步反应的速度。第一步反应纤维素黄酸酯徐徐分解成纤维素黄酸，它是一种弱酸。第二步反应使纤维素再生成纤维素，大分子上游离出的羟基增多，大分子间相互作用(氢键)加强，粘

35、胶体系稳定性下降。中和反应:粘胶中的NaOH被凝固浴中的H2SO4中和，粘胶中游离碱浓度下降，粘胶的稳定性降低。(2).副反应：粘胶中多种副反应产物被凝固浴的H2SO4分解，成为一系列不稳定产物。 7、简述粘胶纺丝的影响因素及工艺控制。1. 粘胶的组成及性质 :粘胶组成：主要组分(-纤维素和NaOH)含量。-纤维素含量高，有利于提高成型纤维强度和降低成本，但会使粘胶结构粘度上升和熟成加快，工艺控制困难；黏度:粘胶黏度对可纺性能有一定影响，普通粘胶纤维的纺丝黏度，一般控制在3050s；熟成度:熟成度反映粘胶“老”、“嫩”程度，在一定的条件下，纺丝粘胶有一个最适宜的熟成度。普通粘胶纤维纺丝时，粘胶的可纺性随熟成度提高而变好，在NH4Cl值达到812时，可纺性最好；粘胶中的粒子及气泡:粒子：对可纺性及成品纤维品质影响极大。大于喷丝孔直径的粒子，会堵塞喷丝孔，造成单丝断裂或纺丝断头；微细的凝胶粒子，带入初生纤维中，形成纤维结构上的缺陷。这些都是引起纤维变异，单丝断裂，形成粘胶块，甚至引起纺丝断头的重要原因；气泡：也是造成可纺性及成品纤维品质下降重要原因。纺丝粘胶除要充分脱泡外，还要避免粘胶管道密封不良而混入气泡和在管道上受热分解而产生微细的气泡。2.纺丝速度 随所纺制的品种不同而异。普通粘胶长丝、短丝6080m/min；强力粘纤4060m/