1、精品文檔第一章 纖維的分類及發展2、棉，麻，絲，毛纖維的主要特性是什么？試述理由及應該進行的評價。棉纖維的主要特性：細長柔軟，吸濕性好（多層狀帶中腔結構，有天然扭轉），耐強堿，耐有機溶劑，耐漂白劑以及隔熱耐熱（帶有果膠和蠟質，分布于表皮初生層）；彈性和彈性恢復性較差，不耐強無機酸，易發霉，易燃。麻纖維的主要特性：麻纖維比棉纖維粗硬，吸濕性好，強度高，變形能力好，纖維以挺爽為特征，麻的細度和均勻性是其特性的主要指標。（結構成分和棉相似單細胞物質。）絲纖維的特性：具有高強 伸度，纖維細而柔軟，平滑有彈性，吸濕性好，織物有光澤，有獨特 “絲鳴 ”感，不耐酸堿（主要成分為蛋白質）毛纖維的特性：高彈性（

2、有天然卷曲），吸濕性好，易染色，不易沾污，耐酸不耐堿（角蛋白分子側基多樣性） ，有氈化性（表面鱗片排列的方向性和纖維有高彈性）。3、試述再生纖維與天然纖維和與合成纖維的區別，其在結構和性能上有何異同？在命名上如何區分？答：一、命名再生纖維：“原料名稱 +漿+纖維”或 “ 原料名稱 +黏膠”。天然纖維：直接根據纖維來源命名，絲纖維是根據“植物名+蠶絲”構成。合成纖維：以化學組成為主，并形成學名及縮寫代碼，商用名為輔，形成商品名或俗稱名。二、區別再生纖維：已天然高聚物為原材料制成漿液，其化學組成基本不變并高純凈化后的纖維。天然纖維：天然纖維是取自植物、動物、礦物中的纖維。其中植物纖維主要組成物質為

3、纖維素，并含有少量木質素、半纖維素等。動物纖維主要組成物質為蛋白質，但蛋白質的化學組成由較大差異。 礦物纖維有 SiO2 、Al2O3 、Fe2O3、 MgO 。合成纖維：以石油、煤、天然氣及一些農副產品為原料制成單體，經化學合成為高聚物，紡制的纖維7、試述高性能纖維與功能纖維的區別依據及給出理由。高性能纖維（ HPF）主要指高強、高模、耐高溫和耐化學作用纖維，是高承載能力和高耐久性的功能纖維。功能纖維是滿足某種特殊要求和用途的纖維，即纖維具有某特定的物理和化學性質。其中功能纖維有抗靜電和導電纖維、蓄熱纖維、 遠紅外纖維、 防紫外線纖維、 阻燃纖維、光導纖維、彈性纖維、抗菌防臭纖維、變色纖維、

4、香味纖維、變色纖維等，均具有相應的特殊用途。高性能化纖維有對位間位芳綸、PBO纖維、 PEEK纖維、聚四氟乙烯纖維、碳纖維等，具有高強、高模、耐高溫和耐化學作用等性質。功能化纖維是以高感知性、 高吸濕性、 高防水性、 高透濕行、 發光、發電、導電、 導光、生物相容性、高吸波、高分離、高吸附、產生負離子、能量轉換、自適應和自行修復等功能實現為目的，而高性能化纖維則以從高強、高模、耐高溫發展為超高強、超高模量、超耐高溫、耐化學作用為目的。9、你所認為的纖維未來應如何發展？你所感覺的纖維發展及未來最主要的問題是什么？1. 在天然纖維方面。積極尋求和開發新的和可持續發展的天然纖維資源是極為重要精品文檔

5、精品文檔的。2. 在再生纖維方面。依靠天然生長的纖維在纖維長度、細度、和性能上較難控制，有時無法用于紡紗。 而且天然纖維素、 蛋白質物質， 并非能直接滿足紡用纖維的要求，加上廢棄的纖維及其制品，人們極有必要解決這些物質的再生利用。3. 在合成纖維方面。仿生化、功能化、高性能化纖維將是今后的發展方向。最主要的問題：由于人口膨脹、 環境的污染和惡化，自然資源與能源的匱乏，人類對物質量的需求提高， 人類穿、 用消耗的資源-纖維將成為未來發展中必須直面的問題。在纖維未來的發展中，人類應該更多的關注已有纖維的使用和再生利用， 可持續天然纖維的開發利用， 低能耗、清潔化纖維的加工，即特別關注大宗類紡織品用

6、纖維資源的可持續性。工藝纖維，馬海毛，山羊絨，馬克隆值第二章纖維的結構特征3. 天然纖維素纖維有哪些主要結構特征？棉纖維的結構與特征(1) 分子構成及分子間結構分子式為 (C6H10O5) 棉纖維大分子的聚合度為6000 15000，分子量為1 2.43 百萬 .其氧六環結構是固定的，但六環之間夾角可以改變，所以分子在無外力作用的非晶區中，可呈自由彎曲狀態。纖維中約2/3 為結晶部分，結晶晶格是單斜晶系，見圖2-9。棉纖維大分子取向度較高，主要是次生層原纖排列的螺旋角在(20° 30°) 的影響，故纖維強度較麻纖維低，但伸長較大。精品文檔精品文檔(2) 細胞形態與構成棉纖維

7、是細長的，有天然轉曲，纖維轉曲數一般為6 10 個 /mm ；截面呈腰圓形帶中腔；為扁平管狀纖維，頭端變細、封閉，尾端稍細為截斷開口狀，是單細胞纖維。棉纖維的形態結構如圖2-10 所示， 最外層是表皮和初生層，中心是癟了的中腔，纖維的主要構成是沉積生長增厚的次生層(S 層)。精品文檔精品文檔(3) 各層次結構表皮層是初生層外的一層薄薄的外皮，由蠟質、脂肪與果膠的混合物組成，具有潤滑、防水作用。表皮層有細絲狀皺紋，是纖維干燥收縮形成的，一般與次生層的原纖方向一致。皺紋深度和間距約為 0.2 ，長度可達以上。初生層在表皮層內側，是纖維的初生胞壁，由網狀原纖組成。初生胞壁厚度僅為0.1，重量占纖維重

8、量的 2.5%2.7% ，網狀原纖結構，與纖維軸呈70° 90°傾角，梢部的傾角比基部大，形成對纖維整體的形態約束和保護，是纖維吸濕膨脹復圓后，直徑或周長不變的主機制。初生層不是結構均一的物質，分為三層：外層基本是由果膠物質和蠟狀物質組成，第二、第三層纖維素呈繞纖維軸旋轉的網狀結構。次生層在初生層里， 是由纖維素在初生胞壁內沉積而成的原組織，占纖維總質量的 90%以上。次生層分為三個基本層，S1、 S2、 S3 依次向內。最外薄層為次生胞壁S1，厚度小于，由平行排列的原纖組成，原纖與纖維軸呈20° 35°螺旋狀排列， 較為致密。 S1層的里層是次生層 S

9、2，厚約1，是棉纖維主體，全部為纖維素，原纖與纖維軸的螺旋角約為 25°，螺旋的方向周期性地換向，在一根纖維中換向可達50 次以上。 S2 層由原纖呈平行螺旋狀相互堆砌而成，微原纖間形成空隙，使棉纖維具有多孔性。在S2 次生胞壁的里面是第三層次生胞壁S3，厚度小于。次生層有明顯的 “日輪 ”結構，共有 25 40 層，每層厚 0.1。相鄰的 S1、S2、 S3 層間的螺旋方向往往是相反的。棉纖維的天然轉曲是由于次生層S2 中的原纖螺旋排列所致。原纖螺旋方向大多與轉曲方向一致，但也有例外，這是因為原纖的換向頻率遠高于纖維的轉曲頻率。棉纖維中原纖的螺旋角因品種而異，除去纖維天然轉曲的影響

10、后，大體都在20° 23°。棉纖維的中腔又稱胞腔，腔壁存在原生質殘渣，為蛋白質、礦物鹽和色素等。胞腔的復精品文檔精品文檔圓截面積約為棉纖維截面積的 1/10。其顏色確定了棉纖維的顏色。中腔是纖維內最大的空隙，是棉纖維染色和化學處理的重要通道。麻纖維的結構特征由于麻的種類很多，雖有相關單纖維結構的研究，但較為專門化及各不相同，此處不作詳述，僅在纖維鑒別中給出一般形態結構。作為非單纖維紡紗應用的麻纖維，還多了一個結構層次，即單纖維加膠質的復合結構。雖然連續相的膠質含量少，約為 10%16% 的截面積，但與單細胞麻纖維的作用因構成復雜而變得復雜。4.試討論羊毛和與蠶絲的不同層次結

11、構及特征，并舉例說明其異同點，及對其性質的影響。答：羊毛纖維是多細胞結構體。有兩類細胞：鱗片細胞和皮質細胞。鱗片細胞是表皮細胞，由細胞間質 CMC 粘接組合成羊毛表面的連接覆蓋層。皮質細胞有正皮層和副皮層之分，紡錘形的正，副皮層細胞也有細胞間質 CMC 粘接組合成連續的羊毛纖維芯層，有些羊毛中還有仲皮層細胞。較粗的羊毛在皮質層中心還有髓腔，成為髓質層。卷曲？保暖？摩擦氈化？羊毛的正皮質細胞原纖化結構明顯，層次分明。 基本組合方式是：基原纖微原纖巨原纖細胞。羊毛的副皮質細胞也是原纖化結構，但無明顯的巨原纖結構，即：基原纖微原纖 +細胞核殘留物細胞。羊毛纖維的結構組成見下圖：蠶絲的各層次結構綜合示

12、意圖如下：精品文檔精品文檔蠶絲由絲膠和絲素構成， 絲膠包裹于絲素之外。 絲素是蠶絲纖維的主體。 絲膠有四層包裹層。絲素由巨原纖原纖微原纖基原纖四級結構組成。羊毛纖維中的皮質層細胞和蠶絲纖維中的絲素均具有明顯的原纖化結構。 但蠶絲無細胞結構。7. 何謂纖維的分子內和分子間以及織態結構？對纖維的性能有何影響？通常將大分子結構分為 分子內 (分子鏈 )結構和 分子間 (超分子 )結構兩部分。分子鏈 結構是指單個分子的結構，也是大分子的化學結構，簡稱鏈結構或化學結構。【鏈結構 又分為討論鏈節 (單基 )組成及結構的近程結構和討論分子鏈空間形態的遠程結構。 近程結構， 即構成和構型必須經過化學鍵的斷裂和

13、重組實現，屬一級結構(或稱一次結構 )。 大分子的構成是鏈節中原子和鍵的組成及序列，不涉及空間排列。大分子的構型 是指鏈節內各原子和基團通過化學鍵固定的空間排列以及鏈節間的排列順序。遠程結構 包括大分子的大小及分布、尺寸和構象。分子的遠程結構屬二級結構。大小用分子量、聚合度來表示，分布 表示大分子量或聚合度或長短的離散性。尺寸 是指分子的占有空間，構象 則是指大分子鏈在空間的形態，分為微構象 )和宏構象。 構象表達以分子鏈節間鏈發生內旋轉造形及其可能性。】分子間 的結構屬三級結構或稱三次結構，就是前面所提的聚集態結構，而若干大分子聚集體或不同組份大分子聚集體的相互共混、復合，組合體是更高層次的

14、結構體，屬高次結構，或稱織態結構 。纖維的多重原纖結構就是典型的織態結構 。三次結構及其以上的結構不屬分子結構。顯然纖維大分子的構成表示不同原料的纖維，如棉、毛、滌、錦綸纖維等；不同構型和構象的纖維表示組成大類中不同結構特征的纖維，如等規與間規聚丙烯纖維和羊毛與蠶絲纖維；不同分子間結構的纖維則表示同種分子結構不同高次結構的纖維，如粘膠、富纖、 Modal 、Lyocell 纖維。第三章纖維形態的表征3、何謂主體長度、品質長度、上四分長度、上半部長度？其間有何關系？主體長度： 是指一批棉樣中含量最多的纖維的長度。在長度頻率分布中是頻率值最大的那組纖維的長度，即dw(l)/dl=0 時的 l 值，

15、記為L M 。品質長度： 為棉紡工藝上確定工藝參數時采用的長度指標，又稱右半部平均長度。是指比主體長度長的那一部分纖維的重量加權平均長度。若已知主體長度LM 以上的纖維的含量比精品文檔精品文檔C，則以 r(x)=C 處作 r(x) 曲線的切線交橫坐標的長度即為品質長度L Q .100r(x) (%)Lv2 為上半部平均長度LQ 為品質長度50CL2.5LmaxOL50LmLv2L0X上四分位長度：取OL 的中點 A 作水平線交輪廓L B于 L1，由 L1 作垂線交OB于 B1；取B2（令 OB2=OB1/4 ）作豎直線交輪廓LB 于 L2，再取 L2B2 的中點 A2 作水平線交輪廓線LB 于

16、 L3；由 L3 的垂線交OB軸得 B3 。此時，取 OB3 的上四分位B4，即 OB4=OB3/4 。由 B4 作豎直線交LB 得L4B4，稱為有效長度，也稱上四分位長度。最大長度點C交叉點L上四分位長L5L1AL2OB2B4B5B1 B3B上半部平均長度：若取r(x)=0.5 處與 r(x) 曲線的切線，則可得上半部平均長度L 1/2 .精品文檔精品文檔8、 .纖維的細度不勻指哪些？纖維長度上的細度不勻和截面不勻如何測量？答：纖維的細度不勻主要包括兩層含義：一是纖維之間的粗細不勻，二是纖維本身沿長度方向上的粗細不勻。纖維細度不勻的測量方法有：1稱重與長度的測量稱重與長度結合的測量，簡稱稱重

17、法，主要解決纖維的線密度指標測量。2直徑測量法（1）傳統的顯微鏡觀測法此方法又稱為顯微鏡投影測量法， 多用于圓形或近圓形纖維直徑的測量， 源于近圓形羊毛纖維的測量。（ 2） OFDA 法（ 3）激光纖維直徑測量法3氣流儀法4振動測量法其中常見的纖維所用的細度不勻的測量方法有：棉纖維較多地采用氣流儀法，其次為切斷稱重法；毛纖維幾乎采用OFDA 和 LaserScan 方法，其次為顯微鏡法和氣流，儀法；麻纖維為切斷稱重法，其次套用顯微鏡法或OFDA 法；絲纖維大多為絞絲稱重法（類切斷稱重），其次顯微鏡法；化纖短纖根據毛型、棉型分別采用各自纖維在紡織加工工藝體系中的測量方法，化纖長絲一般用絞絲稱重，

18、或顯微鏡法，其次為振動法。纖維截面不勻的測量方法：纖維截面不勻特征的測量目前只能通過切片顯微鏡觀察進行，而CCD 攝像和計算機圖像處理與分析技術的應用如內凹，多葉不對稱， “V”字形夾角等，通過形態準確定位測量，線性回歸趨勢線等得到準確的表征。細度表達方式，及其相互轉化。第四章纖維的吸濕性4、 .纖維吸濕等溫，等濕，變壓線的條件與結果為何？答： 等溫線條件：一定溫度和壓力。結果：相對濕度較小時，回潮率增加率較大；相對濕度在15%70% 范圍內，纖維材料的回潮率增加較小；當相對濕度很大時，平衡回潮率的增加率也較大，吸濕等溫線呈反 S 型。等溫線條件：一定濕度和壓力。結果：溫度越高，平衡回潮率越低

19、；高溫高濕時，平衡回潮率略有增大。等壓線條件：溫度，濕度基本不變。結果：近似正比線性關系，低氣壓易使水分蒸發，故平衡回潮率較低，但氣壓引起的平衡回潮率相對變化較小。標準大氣壓精品文檔精品文檔8.討論吸放濕滯后現象的因素并給出解釋。產生原因：1、 能量獲得概率的差異在吸濕過程中，水分子是高速的自由顆粒，本身具有動能和較大的運動過程，而在放濕過程中，水分子是被吸附的水分子，或是液態的水分子。運動能量低，活動范圍小，要脫離和蒸發必須獲得能量。而這一能量的獲得，取決于其他高速運動粒子的碰撞，存在一個發生概率，或是取決于更高的溫度。但放濕與吸濕的環境條件是一致的，因此存在明顯的能量與概率差異。2、 水分

20、子進出的差異在纖維吸濕的過程中，纖維內的通道和位置是敞開和空著的，水分子可以很方便的從任意通道進入空位而被吸附，并且吸附可以同時，多位進行。而在放濕過程中，各通道已經被占位的水分子和液態水堵塞，水分子的進出必須挨個進行，是單方向的，而且存在通道變化產生的死穴而無法退出。這種進容易，出困難，進快遞，出慢速，進多通道，出單方向，是明顯的滯后。3、 纖維結構的差異纖維結構的差異主要體現在吸濕后纖維不可逆的膨脹與微結構的變化。由于水分子的擠入，纖維分子間，微結構單元間的距離會被拉開，孔隙和內表面增大，這種變形往往是塑性的。因此在無外力的作用下，不會自動回復，因而導致吸濕條件的改善，纖維能保持更多的水，

21、阻礙水分子的離去。同時，水分子的進入會使部分不完整的結晶體形成連續的無序區，這種變化也是無法回復的。因此，有更多的機制保留水分。4、 水分子分布的差異水分子在纖維吸放濕時的濃度不一致，而且濃度的分布也不是一致的。吸濕時，水氣濃度外高內低，是連續單調下降的，放濕時，水氣濃度是內高外低，不僅分布不均勻，還時有不連續特征，連續的梯度差作用，可是水分子同步地向內擴散、移動;不連續的，分布不均勻的濃度差會使部分水分子在移動外退，另一部分無梯度差而不移動，尤其是液態水的內層。因此，存在明顯的進入與退出的差別。5、 熱能作用的差異水分子進入纖維附著或停留將釋然放熱能，使纖維內的溫度升高，有利于分子的在運動和

22、調整，或使纖維分子運動和纖維膨脹而消耗此功能，后者有利于水分的在進入。但水分子的退出需獲取能量而運動，這使纖維溫度降低，不利于水分的運動與擴散。因此，水分子的退出所需的主要能源形勢- 熱能不足，即進來時的動能不可能都以熱能的形式儲存，已經耗散或發生其他的轉變。12、纖維吸濕后，其力學性質如強力、模量、伸長、彈性、剛度等隨之變化。一般纖維，隨著回潮率的增大，其強力、模量、彈性、剛度下降，伸長率增加。其原因是大分子鏈間的相互作用減弱，分子易于構象變化和滑移，故強力、模量下降，伸長增加。不吸濕的纖維，一般這類性質不發生變化。分子量較大的棉、 麻纖維還會吸濕而強度略微上升。 這是因為吸濕使大分子受力的

23、不均勻性，由于分子間作用的部分解開與調整， 得到改善。當纖維受力時，承力的大分子根數增多，反而使纖維強度增大。纖維吸濕后，纖維的脆性、硬度有所減弱，塑性變形增加，摩擦系數有所增大。吸濕平衡率，標準（公定）回潮率，實際回潮率，及其公式和計算。精品文檔精品文檔第五章纖維的力學性質2.試描述典型的纖維拉伸曲線與纖維微觀結構間的關系纖維開始受力時，其變形主要是纖維大分子鏈本身的拉伸，即鍵長、鍵角的變形，拉伸曲線接近直線，基本符合虎克定律。當外力進一步增加， 無定形區中大分子鏈克服分子鏈間次價鍵力而進一步伸展和取向，這時一部分大分子鏈伸直，緊張的可能被拉斷，也有可能從不規則的結晶部分中抽拔出來。次價鍵的

24、斷裂使非結晶區中的大分子逐漸產生錯位滑移，纖維變形比較顯著， 模量相應逐漸減小，纖維進入屈服區。當錯位滑移的纖維大分子鏈基本伸直平行時，大分子間距就靠近， 分子鏈間可能形成新的次價鍵。這時繼續拉伸纖維， 產生的變形主要又是分子鏈的鍵長、鍵角的改變和次價鍵的破壞，進入強化區， 表現為纖維模量再次提高， 直至達到纖維大分子主鏈和大多次價鍵的斷裂，致使纖維解體。1、纖維的拉伸曲線（負荷伸長曲線）和應力應變曲線有何異同？如何由拉伸曲線轉變成應力應變曲線？在應力應變曲線上可以得到哪些纖維力學性質指標，并如何求得？3、試解釋初始模量、屈服點、斷裂比功、彈性回復率、粘彈性、動態力學性質的物理意義。答：（ 1

25、）拉伸曲線是針對同種纖維來表示伸長和負荷的關系， 而應力應變曲線用來比較各種纖維的拉伸性能，兩種曲線可用同一曲線表示，僅坐標單位標尺不同而已。（ 2）如果將負荷除以試樣的線密度得到應力作縱坐標，將伸長除以試樣長度得到應變作橫坐標，可得應力應變曲線。（ 3）強伸性能指標：強力、斷裂強度、斷裂應力、斷裂長度、斷裂伸長率。（ 4）初始模量指纖維拉伸曲線的起始部分直線段的應力與應變的比值，初始模量越大，纖維易變形，彈性性能好；反之則纖維剛性強，彈性性能差。（ 5）屈服點：在纖維的拉伸曲線上伸長變形突然變得很容易時的轉折點。（ 6）斷裂比功：一是拉斷單位體積纖維所需做的功；二是拉斷單位線密度與單位長度纖

26、維材料所需做的功。（ 7）彈性回復率：急彈性變形和一定時間內彈性變形占總變形的百分比。（ 8）粘彈性：纖維變形的回復能力。（ 9）動態力學性質：纖維在變負荷作用下的應力應變關系及由此表現出來的力學性質特征。9. 紡織纖維彈性回復性能有哪些指標?討論其與紡織品性能之間的關系.答(1) 彈性指針表示纖維彈性的常用指針是彈性回復率e. 它是指急彈性變形（）和一定時間內的31緩彈性變形占總變形 的百分率，即：4T精品文檔精品文檔e=（ + ） / × 100 % = de × 100 %14Toe還可以彈性回復率或功回復系數eW 表示纖維的彈性，即：We×100 % =面

27、積 cbe× 100 % ，式中 We 為彈性回復功； W 為拉伸伸長的總功。上eW =面積 oabeW述兩個彈性指針值隨采用拉伸的試驗機的類型不同而不同（a）為常用的等速伸長型的拉伸機圖；（ 2）羊毛纖維的大分子是 螺旋結構，大分子柔曲性好，又有氫鍵，鹽式鍵等結合點，還有二硫鍵，形成網狀結構，所以性能良好。棉麻，粘膠纖維等大分子剛性強，柔曲性差，分子鏈間的極性強，彈性很差。錦綸的大分子是平面鋸齒形，大分子間結合點主要是極性基團-NH- 與-CO-所形成的酰胺鍵，其中 -N H 2 -C H 2 - 鏈段柔曲性好，彈性優良。滌綸的彈性也很好，而急彈性變形所占的比例要比錦綸大，錦綸的緩

28、彈性變形部分較高。一般彈性好的纖維制成的織物耐磨性好， 耐疲勞性能良好。 錦綸的綜合彈性回復性最好， 錦綸的織物耐磨性特別優良均與其彈性優良有關。13、試述纖維疲性能與纖維拉伸性能與彈性回復性能以及實驗條件間的關系答：纖維的拉伸斷裂功大，纖維的彈性回復性能好，則在反復循環的加卸負荷過程中產生的塑性變形不易積累，因而不易很快達到纖維的斷裂伸長率，或外力做功不易很快積累到纖維的斷裂功， 纖維疲勞壽命增加。纖維的結構缺陷多，易于疲勞，因為內部結構的缺陷和表面裂痕、 裂縫等是材料受力時的應力集中源，它能加速材料的疲勞破壞。纖維材料的正切內耗 tgó越大，在疲勞過程中，材料易發熱，易使纖維產生

29、熱老化，影響其疲勞壽命，如輪胎簾子線、運輸帶等。在反復循環加減負荷過程中，如果每次加荷的值較小或每次循環伸長率較小，加負荷停頓時間較短， 卸負荷后停頓時間較長，都不易使纖維產生不可回復的塑性變形，累積的功耗小，使纖維材料的耐久度提高。與其他材料一樣，纖維材料也有類似的疲勞曲線。隨著疲勞試驗中負荷（或變形）振幅精品文檔精品文檔的降低， 是纖維的疲勞壽命增加。當其振幅降低到一定值時，疲勞壽命在理論上可達到無限大。這一負荷幅值的相應應力稱為臨界應力（óc），即外力低于臨界應力時，纖維疲勞壽命味無窮大而不會疲勞損壞。第六章纖維的表面性質9 討論摩擦和浸潤的各向異性。答：摩擦是指兩物體間接觸并

30、發生或將要發生相對滑移是的現象。影響摩擦效果的因素有A. 相對滑移速度 B. 表觀接觸面積 C.正壓力的影響 D.表面粗糙程度 E.表面硬度 F.纖維外觀形態及表面附著物 G.環境溫濕度摩擦包括(1)對稱與非對稱摩擦a. 對稱摩擦：為雙變點接觸摩擦，稱為“X ”摩擦。b. 非對稱摩擦：為單變點接觸摩擦，稱為“ ”摩擦。(2) 不同方向摩擦a. 摩擦的各向異性拉 伸A拉 伸b. 差微摩擦效應A '回 縮F 逆大F 小順A ' '移 動 量=T =R逆 >順逆鱗片順鱗片逆順梢根( T )順( R )逆逆順弱作用， 0強作用，且大(2) 浸潤； 1.平衡與非平衡浸潤纖維

31、的浸潤，或稱纖維的潤濕，是指纖維與液體發生接觸時的相互作用過程。 這一過程有可以達到平衡不變的液體形狀的浸潤， 稱為平衡態浸潤，又稱靜態浸潤；但也有液體形態一直在變化鋪展的浸潤，稱為非平衡態浸潤，或稱鋪展浸潤，又稱動態浸潤。yLV氣體SVSLxb液體固體a精品文檔精品文檔2.浸潤滯后性。浸潤滯后性是指固體表面第一次浸潤和第二次浸潤間存在的差異，且第一次浸潤角 1 恒大于第二次浸潤角 2 .3.偽浸潤現象。偽浸潤現象是指由于材料的表觀形態與真實形態存在差異，或材料表面不同組份的組合使液滴的三相交匯點落在某一位置或組份中， 而引起的表觀接觸角不能表達或不能完全表達真實浸潤性的現象，前者稱為形態偽浸

32、潤；后者稱為組份偽浸潤。B滴A滴BABAAA BBABABABBAABB10、試給出纖維摩擦中的基本現象及其產生原因和相互關系1 相對滑移速度的影響靜摩擦力 F S 大于動摩擦力FD，SD(6-3)表：纖維的動、靜摩擦系數（S， D）羊毛與羊毛羊毛與粘膠羊毛與錦綸纖 維SD粘膠與粘膠0.350.26錦綸與錦綸0.470.40順鱗片方向0.130.11逆鱗片方向0.610.38同纖維方向0.210.15順鱗片方向0.110.09逆鱗片方向0.390.35順鱗片方向0.260.21逆鱗片方向0.430.35隨后人們的實驗又發現，摩擦力F 或摩擦系數與滑動速度v 相關大多測試段DS流體潤滑邊界潤滑O

33、v圖： 滑動速度v 與摩擦系數的關系精品文檔精品文檔（2）表觀接觸面積的影響FNA(6-4)式中， 為與粗糙度和材料硬度相關的常數。（3）正壓力的影響許多實驗證明，兩物質間的正壓力N 的大小與摩擦并非線性關系，即（4）表面粗糙度的影響r 與 的關系如圖所示。數硬體系擦軟體摩O粗糙度 r圖：摩擦系數與粗糙度 r 的關系（ 5）表面硬度的影響（ 6）纖維外觀形態及表面附著物的影響（ 7）環境溫濕度的影響2. 粘滑現象纖維間相對低速滑移時，會發生時而保持不動（粘），纖維產生變形或同向移動；時而又相對快速滑移（滑） ，這種現象稱為粘滑（stick slip ）現象。上滑動塊FF SF(F S,FD)彈

34、簧F D下移動板vOx(a)(b)圖：粘滑過程及摩擦力曲線100T=75g)80T=50gg(力 60T=25g擦摩40200101 10210-4 10-3 10-2 10-1 100滑移速度 ( m/min )圖：纖維摩擦中的粘滑現象3. 摩擦的對稱性及方向性（1）對稱與非對稱摩擦a. 對稱摩擦：精品文檔精品文檔纖維定纖維接觸點動纖維T小， T大T大， T小(a) 對稱摩擦(b) 非對稱摩擦圖： 纖維的對稱和非對稱摩擦示意圖b. 非對稱摩擦：（ 2）不同方向摩擦a. 摩擦的各向異性：b. 差微摩擦效應：=T=R逆 >順逆鱗片順鱗片逆順梢根( T)( R)逆逆順順弱作用， 0強作用，且

35、大圖：羊毛差微摩擦效應拉伸A拉伸A'回縮F逆 大F順小A ''移動量圖：羊毛氈縮過程示意圖羊毛的縮絨，優缺點？11、試討論浸潤中的各現象及其產生原因纖維的浸潤與芯吸都是討論纖維與液體 （一般指水） 的相互作用的。 只是浸潤較多地表達單纖維或纖維集合體表面或表觀與水的相互作用。一、纖維浸潤現象1. 平衡與非平衡浸潤（ 1）平衡態浸潤對于平衡態浸潤，可以發現如圖6-27 的穩定狀態。所謂平衡，也就是說氣，液固三相交匯點 b 不發生移動，該點受力達到平衡。X 軸向合力為0，則有：SVSLLV cos著名的 Young-Dupr é方程。精品文檔精品文檔yLV氣體SV

36、 SLxb液體固體a圖 6-27 平衡浸潤模型根據角的大小，可以將浸潤分成表6-4 的五種情況。表 6-4平衡浸潤的幾種形式可否浸潤cos 狀態 0°完全浸潤1或稱鋪展0° <<90°可浸潤0正浸潤=90°無浸潤0零浸潤90° 不可浸潤0負浸潤180°=180°完全不浸潤1隨遇穩態產生原因：液體對固體的浸潤，是固體對液體的吸附能所致，用粘著功wsl 表示。wsl =lv sv sl 根據 wsl 的大小可以得出平衡態浸潤的五種情況.（ 2）鋪展浸潤，也叫非平衡過程必要條件是 wsl > wll , 恒成立

37、.2. 浸潤的滯后性指固體表面第一次浸潤和第二次浸潤間存在的差異, 且第一次浸潤角1大于 2,即12 .12被稱為滯后角 .原因 :浸潤的滯后性是由浸潤的表面清潔作用, 或殘留和固結水分子的親和作用, 或材料浸潤后的表面結構變化的作用引起的, 解釋較多 , 是一值得探討和測量的問題 .3. 偽浸潤現象所謂偽浸潤現象是指由于材料的表觀形態與真實形態存在差異，或材料表面不同組份的組合使液滴的三相交匯點落在某一位置或組份中，而引起的表觀接觸角不能表達或不能完全表達真實浸潤性的現象。原因（ 1）形態的影響B滴A 滴BAAABBBAA B B圖 6-28粗糙表面浸潤模型圖（ 2）組份的影響精品文檔精品文

38、檔ABBABABA圖 6-29不同組份表面的浸潤模型13、說明纖維集合體芯吸和拒水的基本條件和控制參數？答：纖維集合體芯吸基本條件和控制參數纖維幾何體的浸潤有毛細吸水的現象稱為芯吸。 芯吸作用， 除了單纖維的浸潤作用外， 還有孔隙形狀因子的影響。 假如纖維和液體都固定， 而只是孔隙尺寸的變化， 芯吸的程度就不同。典型的毛細光壓力 p 方程為：2 lv .cospr式中： r 為毛細管的等效半徑，僅為形狀參數。當r 增大，纖維間隙增大，芯吸壓力p 下降，浸潤作用減弱，當 r 變小，即纖維間空隙變小，芯吸壓力上升，毛細浸潤作用加強。事實上，在毛細管垂直狀態下，當r 值大于液體表面月牙弧的曲率半徑時

39、，芯吸便停止。即毛細管垂直狀態時，因重力作用存在極限值。當r時： P=0,水平狀態下，當 r大到一定程度時， 一種是液體分離，回到浸潤的平衡或鋪展狀態，一種是如平常的水管，只要水源足夠，將不停地流動。毛細管2r液體少2r液體少圖 6-38無毛細作用時液體的狀態纖維集合體拒水基本條件和控制參數根據力學平衡原則，液面垂直方向的作用力之和應該為零。即：cos ()* dd 2h g4式中：為液體表面張力； d 為孔隙的等效直徑；為液體的密度； h 為液柱高度； g 為重力加速度的值。圖（a）中織物的拒水高度為： hp4lv cos ()dg2織物能夠拒水的必要條件是2， 越大 , hp 越大時： ,

40、d。在織物不可侵潤的條件下，與成反比，d 愈小，織物拒水的第二條件才是孔隙等效直徑織物愈拒水。精品文檔精品文檔LVLVhP纖維表面hWd織物d(a) 90 <°<180 °（拒水） (b) 0 <°<90 °（導水）圖 6-39 纖維正、負浸潤時的芯吸模型圖15、摩擦和浸潤作用對材料的粘結有何貢獻？如何提高浸潤性和摩擦性？答： (1)在纖維成紗過程中，纖維是靠其相互間的摩擦作用成網，成條，滑移變細，糾纏結合成紗的， 并具有一定的力學性能。 在織物成形過程中， 也是靠紗線間的相互作用，使其以交織點或編結固定，形成形狀穩定，具有力學強

41、度，又多孔通透，柔軟舒適的織物。對于非織造布的成形， 更是靠纖維表面的摩擦性能，使纖維可以在無任何粘結劑的幫助下，僅靠纖維間的糾纏和摩擦使其成形并具有很好的力學強度。 即使對于添加粘結劑的非織造布， 摩擦作用仍起著作用，只是對象變成纖維與粘結劑，而不是纖維與纖維。纖維的浸潤是一種纖維與液體發生接觸時的相互作用過程，其中液體對固體的浸潤，是固體對液體的吸附能所致， 表示一種材料間的粘結作用， 用粘著功表示。 當粘著功等于零時，則清楚地反映出纖維與液體間無任何粘著或吸附作用。（ 2）影響纖維摩擦性能的因素非常多。首先是纖維的分子結構和微觀結構。一般說來，分子主鏈鍵能強， 分子鏈柔曲性好， 聚合度好

42、， 取向度高， 結晶度適當， 結晶顆粒較細較勻，纖維的玻璃化溫度在使用溫度附近時，耐摩擦性能較好。 同時，從纖維性能方面看，纖維表層硬度高，拉伸急彈性恢復率高，拉伸斷裂比功大，恢復功系數高時，耐磨擦性能較好。適當改造纖維分子的微觀結構，增大聚合度，增大取向度等都會提高纖維的摩擦性。纖維集合體的浸潤有毛細吸水的現象稱作芯吸，芯吸作用，除了單纖維的浸潤作用外還有孔隙形狀因子的影響。當纖維孔隙增大，浸潤作用減弱；纖維孔隙減小，芯吸壓力上升，毛細浸潤作用加強。第七章纖維的熱學、光學和電學性質1.試討論纖維的比熱容C 和導熱系數對纖維制品的隔熱性和觸摸冷暖的影響？比熱容的大小直接反映了溫度變化的難易程度

43、，而的大小決定了纖維傳遞熱量的快慢程度。一種纖維C 大，則升高1 攝氏度需要更多的溫度，如果小的話，則吸收熱量會需要很長的時間， 這樣有助于纖維的隔熱，并且觸摸時可以保持長時間的涼爽，若大，則會很快吸收熱量，使纖維溫度升高，不利于隔熱;反之，纖維的C 小，道理一致。4.、纖維受熱時，力學狀態發生變化或轉變的基本機理及解釋答 :纖維受熱時性狀會發生變化，熱塑性紡織纖維其內部存在結晶區和無定形區，纖維的宏觀熱性狀與結晶度有關。 當結晶度較低時， 纖維的性質接近非晶態高聚物所具有的力學三態及其轉變特征。（ 1） 玻璃態： 低溫時，由于分子熱運動能低，鏈段的熱運動能不足以克服內旋轉的勢壘，鏈段處于被“

44、凍結”狀態，只有側基、鏈節和短小的支鏈等小運動單元的局部振動及鍵長、鍵角的變化。因此，纖維的彈性模量很高，變形能力很小，具有虎克體行為，纖維堅硬，類是玻璃，故稱玻璃態。精品文檔精品文檔（ 2） 玻璃化轉變區：在該轉變區內，由于溫度升高，分子鏈段開始解凍，其熱運動可以克服主鏈的內旋轉位壘繞主鏈軸旋轉，使分子的構象發生變化。（ 3） 高彈態：高彈態是指大分子鏈可以運動的狀態，但沒有分子鏈的滑移。溫度升高，并達到一定的狀態后（ Tg<T<Tf ），分子鏈可以通過主鏈上單鍵的內旋轉來改變構象，但整個分子鏈雖仍處于被凍結狀態。當纖維受到外力拉伸時，分子鏈可以通過主鏈上單鍵的內旋轉和連段運動來

45、改變構象，以適應外力作用，分子鏈被拉直。解除外力后，被拉直的分子鏈又可以通過內旋轉和鏈段的移動回復到原來的就卷曲狀態。因此纖維呈現出較高的彈性，故稱高彈態。（ 4） 粘性轉變區：由于溫度增高，鏈段熱運動逐漸加劇，鏈段沿作用力方向協同運動。這不僅使分子鏈的構象改變，而且導致大分子鏈段在長范圍內甚至整體位移，纖維表現流動性，模量迅速下降，形變迅速增加。（ 5） 粘流態：當溫度高于 Tf 后，纖維大分子鏈段運動劇烈，各大分子鏈間可以發生相對位移，從而產生不可逆變型，纖維呈現出粘性液體狀。6 熱定形與熱變形加工的主要依據及控制參數為何？試述交聯型與線型分子纖維熱定形的區別。答：通過熱作用的變形加工主要是對熱塑性類纖維，在原理上和作用上與熱定形基本一致，只是熱變形加工的速度更快，變形的溫度更高，張力較大。其不僅利用T 溫度的構想轉變，還可利用T 的結晶變化。如假捻法，刀變法，都是在張力和熱作用下實現纖維在不同部位的結構變化，而形成新的空間造型。這種結構的變化具有三個不同的特征：1 局部性，雙邊，外層或某段，2 聚集態結構的變化，結晶和取向度改變，不同于原結