1、高分子材料加工工藝學復習題1、合成PET的原料（單體）是什么？寫出直接酯化法合成聚對苯二甲酸乙二酯的主要化學反應式。P11,P13分子式自寫答：（1）單體：對苯二甲酸雙羥乙二酯（BHET）（2）直接酯化法即將對苯二甲酸（TPA）及乙二醇（EG）直接進行酯化反應，一步制得BHET。BHET縮聚脫除EG生成PET。反應式：2、聚酯切片干燥的目的是什么？其干燥機理是什么？ P20 P2021答：（1）目的 1）除去水分。在紡絲溫度下，切片中的水分存在使PET大分子的酯鍵水解，聚合度下降，紡絲困難、質量降低；少量水分汽化造成紡絲斷頭。2）提高切片含水的均勻性，以保證纖維質量均勻。3）提高結晶度及軟化點

2、，防止環結阻料。（2）機理1）切片中的水分：PET大分子缺少親水性基團，吸濕能力差，通常濕切片含水率0.5%，其水分分為兩部分：一部分是沾附在切片上表面的非結合水，另一部分是及PET大分子上的羰基及極少數的端羥基等以氫鍵結合的結合水。 2）切片的干燥曲線：切片干燥包括兩個基本過程：加熱介質傳熱給切片，使水分吸熱并從切片表面蒸發，水分從切片內部遷移至切片表面，再進入干燥介質中。這兩個過程同時進行，因此切片的干燥實質是一個同時進行傳質和傳熱的過程，并伴隨高聚物的結晶度和軟化點變化。干燥曲線可知：切片的含水率隨干燥時間延長而逐步降低到平衡。干燥速度及T、t有關，T升高，V升高，140時最快。后期曲線

3、平緩 3）切片干燥過程的結晶：由于PET分子鏈的結構具有高度立構規整性，所有的芳環幾乎處于同一平面上，因而具有緊密堆積的能力及結晶傾向。結晶對切片干燥速度有很大影響。通常情況下，結晶會使干燥速率迅速大幅度下降。3、螺桿擠壓機按幾何分段可分哪三段？各段的作用是什么？P26、原理P262理解名詞術語：螺桿的長徑比、壓縮比 P2627答：（1）三段：進料段、壓縮段和計量（均化）段。（2）作用：進料段：對物料進行輸送和預熱，使物料受壓、受熱前移；壓縮段：壓實物料、使物料熔融，排除物料中的空氣；計量段：使熔體進一步塑化均勻，并將料流定量、定壓地送入機頭，使其在口模中成型。（3）螺桿的長徑比（L/D）：指

4、螺桿工作長度（不包括魚雷頭及附件）及外徑之比。物料在這個長度上被輸送、壓縮和加熱熔化。（4）螺桿的壓縮比：螺桿的壓縮作用以壓縮比i表示。而螺桿壓縮比是指螺桿的加料段一個螺槽的容積及均化段（計量段）一個螺槽容積的比值。熔體紡絲用螺桿常用壓縮比為33.5。4、熔體紡絲機一般由哪幾部分組成，各部分的作用是什么？按紡絲速度的高低，聚酯紡絲技術路線可分成哪四個類型？P25答：（1）熔體紡絲機：螺桿擠壓機：由螺桿、套筒、傳動部分、加料斗加熱和冷卻裝置構成。是紡絲機的主要部件。對物料起到輸送、壓實融化、混勻和塑化并定量輸出的作用。紡絲箱：箱體內裝有至各部位的熔體分配管，計量泵和紡絲頭組件安置的保溫座以及電熱

5、棒等。作用是保持由擠壓機送至箱體的熔體經各部件到每個紡絲位都有相同的溫度和壓力降，保證熔體均勻的分配到每個紡絲部位上。紡絲組件：是噴絲板、熔體分配板、熔體過濾材料及組裝套的結合件。作用一是過濾熔體，去除熔體中可能夾帶的機械雜質和凝膠粒子，防止堵塞噴絲孔眼，延長噴絲板的使用周期；二是使熔體能充分混合，防止熔體發生粘度的差異；三是把熔體均勻地分配到噴絲板的每一小孔中去形成熔體細流。計量泵及噴絲板：計量泵的作用是精確計量、連續輸送成纖高聚物熔體或溶液，并及噴死頭組件結合產生預定的壓力，保證紡絲流體通過過濾層到達噴絲板，以精確的流量從噴絲孔噴出。噴絲板的作用是將高聚物熔體或溶液通過微孔轉變成具有特定截

6、面的細流，經風冷卻或凝固浴固化而形成絲條。（2） 技術路線：常規紡絲：紡絲速度10001500m/min，其卷繞絲為未拉伸絲，通稱UDY。中速紡絲：紡絲速度15003000m/min，其卷繞絲具中等取向度，為中取向絲，通稱MOY。高速紡絲：紡絲速度30006000 m/min，紡絲速度4000 m/min以下的卷繞絲具有較高的取向度，為預取向絲，通稱POY。若在紡絲過程中引入拉伸作用，可獲得具有高取向度和中等結晶度的卷繞絲，為全拉伸絲，通稱FDY。超高速紡絲：紡絲速度60008000 m/min。卷繞絲具有高取向度和中等結晶結構，為全取向絲，通稱FOY。5、何謂纖維的假捻變形？摩擦假捻變形機生

7、產變形紗的機理是什么？PET-DTY彈性機理是什么？ P49答：（1）假捻變形：利用纖維的熱塑性，通過假捻器使纖維加捻，熱定型和解捻，從而使纖維具有高度卷曲蓬松的形狀。（2）摩擦假捻變形機生產變形紗的機理：當固定絲的一端，使另一端旋轉時，則可實現絲條的加捻加工。若固定絲的兩端，握持住中間加以旋轉，則以握持點為界，在握持點上、下兩端的絲條得到捻向相反而捻數相等的捻度（n和-n），而在整根絲上的捻度為零，此種狀態在動力學上稱為假捻。如果絲條以一定速度v運行，則在握持點以前的捻數為n/v，在握持點以后，以相反捻向（-n/v）移動。因此在握持點以后區域中的捻數為零。而摩擦式加捻器的握持方法常用三軸重疊

8、盤，把絲直接壓在數組圓盤的外表面上。由于圓盤的高速旋轉，借助其摩擦力使絲條加捻。在假捻器上方，絲被加捻；而在假捻器下方，絲被解捻。（3）PET-DTY彈性機理：加捻復絲在解捻時，各根單絲可回到原始狀態，但它們在加捻時形成的螺旋形結構已經由熱處理而定型，并保存下來。然而，由解捻作用對加捻復絲施加反方向扭矩時，會使各單絲產生內應力，加捻熱定型后的解捻結果，使長絲紗各單絲呈正反螺旋狀交替排列的空間螺旋彈簧形彎曲狀態，從而使各復絲直徑增大，蓬松度提高。由于形成的螺旋可被拉直，故變形絲在負荷的作用下有很大的伸長形變。當外力負荷去除時，由于內應力作用又使各單絲回復到初始螺旋狀彎曲狀態。6、試述滌綸網絡絲的

9、加工原理。P52答：網絡絲是指絲條在網絡噴嘴中，經噴射氣流作用，單絲互相纏結而呈周期性網絡點的長絲。網絡原理：當合纖長絲在網絡器的絲道中通過時，受到及絲條垂直的噴射氣流橫向撞擊，產生及絲條平行的渦流，使各單絲產生兩個馬鞍形運動和高頻率振動的波浪形往復。合纖長絲首先松開，隨后整根絲條從網絡噴嘴絲道里通過，折向氣流使每根單絲不同程度地被捆扎和加速-絲道中間最大，絲道側壁的則較弱，當速度不同的單絲在絲道內相匯合時，便發生交絡、纏結，產生沿絲條軸線方向上的纏結點。由于不同區域渦流的流體速度不同，從而形成了周期性的網絡間距和結點。網絡噴嘴有開啟式和封閉式之分，其中包括單孔和復孔。7、己內酰胺的水解聚合機

10、理是什么？其切片為什么要進行萃取處理？ P69 P70答：（1）水解聚合機理：整個聚合過程反應過程中同時存在加聚反應和縮聚反應，二者的相對重要性則依賴于各種因素。每一個己內酰胺大分子的形成都通過下列三個階段：鏈的引發、鏈的增長、鏈的終止。主要化學平衡包括：己內酰胺的引發；通過加成聚合和縮聚使鏈結增長；通過酰胺鍵的交換使相對分子質量重新分布；單體和低聚物的再生成。（2）萃取目的：萃取等紡前準備，可以除去切片中大部分單體和低聚物，并通過干燥降低切片的含水率，避免聚酰胺熔融時發生水解，使紡絲得以正常進行。8、為什么聚酰胺6民用絲可用室溫拉伸？而簾子線則用熱拉伸工藝？ P8586答：（1）一般拉伸溫度

11、要求高于玻璃化溫度，并低于軟化溫度。溫度過高時，大分子解取向的速度很快，不能得到穩定的取向結構。聚酰胺6纖維的玻璃化溫度約為3550(較低)，熔融溫度約為215220，由于民用絲要求有一定延伸度，柔軟而且有彈性，染色性好，因此拉伸倍數選擇較低，所以可在室溫下拉伸。（2）由于聚酰胺6簾子線要求斷裂強度高、抗沖擊負荷性能優異、耐疲勞強度高以及及橡膠的附著力好等優良性能。需采用較高倍數的拉伸，為了降低拉伸所需的張力，并使拉伸均勻，需采用熱拉伸。9、丙綸紡絲冷卻成型工藝，側吹風溫以偏低為好。為什么？ P110111答：成型過程中的冷卻速度對聚丙烯纖維的質量有很大影響，若冷卻較快，紡絲得到的初生纖維是不

12、穩定的碟狀結晶結構；若冷卻緩慢，則得到的初生纖維是穩定的斜晶體結構。冷卻條件不同，初生纖維的晶區大小及結晶度也不同。當絲室溫度較低時，成核速度大，晶核數目多，晶區尺寸小，結晶度低，有利于后拉伸。實際生產中，絲室溫度以偏低為好。采用側吹風時，絲室溫度可為3540；環吹風時可為3040，送風溫度為1520，風速為0.30.8m/s10、丙綸短程紡的設備特點是什么？一般適合做什么品種？ P116 P109答：（1）設備特點：冷卻效果好，紡絲細流的冷卻長度較短（0.61.7），沒有紡絲甬道，紡絲絲倉、上油盤以及卷繞機構在一個操作平面上，設配高度大大降低，并相應降低了空調量和廠房的投資。（2）品種：細旦

13、或衛生巾用非織造布，地毯，針刺地氈，產業用紡織用絲、地毯，產業用紡織品，高級衛生用非織造布，高強絲，過濾織物。11、三元共聚聚丙烯腈纖維中三種單體的作用是什么？P132答：第一單體（丙烯腈88%-95%）：作為基體，是纖維結構的基礎，提高結晶度和強度。第二單體（4%-10%）：降低PAN的結晶性，增加纖維的柔軟性，提高纖維的機械強度、彈性和手感，提高染料向纖維內部的擴散速度，在一定程度上改善纖維的染色性。第三單體(0.3%-2%)：引入一定數量的親染料基團，以增加纖維對染料的親和力，可制得色譜齊全，顏色鮮艷，染色牢度好的纖維，并使纖維不會因熱處理等高溫過程而發黃。12、腈綸濕法成型初生纖維為何

14、要進行低倍預熱浴拉伸？答：所謂溶劑拉伸是指將剛成型的纖維在一定溫度、一定濃度的NaSCN溶液中進行低倍拉伸。目的：（1）為達到工藝總牽伸創造條件；（2）提高初生纖維的強度；（3）降低絲的直徑，提高水洗的效率。13、腈綸濕法成型初生纖維為何要進行干燥致密化？其機理是什么？致密的條件是什么？ P160答：（1）原因：因為初生纖維經拉伸后，超分子結構已經基本形成。但是對于濕法紡絲得到的聚丙烯腈纖維而言，由于在凝固浴過程中溶劑和沉淀劑之間的相互擴散，使纖維中存在為數眾多、大小不等的空間及裂隙結構。由于這種結構的存在，造成纖維的透光率低（失透或泛白），染色均勻性及物理力學性能差。因此，必須通過干燥去除纖

15、維中的水分，使纖維中的微孔閉合，而空洞及裂隙變小或部分消失，使其結構致密，均勻，以制得具有實用價值的高質量腈綸。（2）機理：在適當溫度下進行干燥，由于水分逐漸蒸發并從微孔移出，在微孔中產生一定的負壓，即有毛細管壓力。而且，在適當溫度下，大分子鏈段能比較自由地運動而引起熱收縮，使微孔半徑相應發生收縮，微孔之間的距離越來越近。導致分子間作用力急劇上升，最后達到微孔的融合。（3）條件：要有適當的溫度，使大分子鏈段比較自由地運動；要有在適當溫度下脫除水分時產生的毛細管壓力，才能使空洞壓縮并融合。14、聚醋酸乙烯醇解制備聚乙烯醇的原理是什么？答：15、聚乙烯醇縮醛纖維縮醛化的原理及目的是什么？答：16、

16、合成聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯的原料單體有哪些？聚氨酯彈性的原因是什么？p198-199答：（1）原料：1）二異氰酸酯，一般選用芳香族二異氰酸酯，如二苯基甲烷-4,4-二異氰酸酯（MDI）或2,4-甲苯二異氰酸酯（TDI） 2）二羥基化合物 一般選用相對分子質量為800-3000，分子兩個末端基均為羥基的脂肪族聚酯或聚醚。脂肪族聚酯由二元酸和二元醇縮聚制得，如聚己二酸乙二醇酯，脂肪族聚醚用環氧化合物水解開環聚合制得，如聚四亞甲基醚二醇。 3）擴鏈劑 大多數擴鏈劑選用二胺類（由芳香族二胺制備的纖維耐熱性好，脂肪族二胺制備的纖維強力和彈性好），二肼類（耐光性較好，但耐熱性下降）或二元醇。 4）添加

17、劑 一般添加抗老化劑、光穩定劑、消光劑、潤滑劑、顏料等添加劑。（2）彈性原因:聚氨酯纖維的分子結構是由分子間作用力較弱的、鏈段長度較長的脂肪族聚醚或聚酯鑲嵌單元（軟段）及分子間作用力較強、鏈段較短的芳香族二異氰酸酯嵌段單元（硬段）組成的線型共聚體。軟段具有足夠高的相對分子質量、良好的柔順性和較低的玻璃化溫度，為纖維提供彈性基團。而硬段起著支撐骨架的作用，具有一定的剛性。17、理解英文縮寫：UDY、MOY、POY、FDY、FOY、HOY、TCS、BCF、DT、DTY、ATY等產品的生產方法。 P25/41/48/49/53/85/91答：UDY（undrawn yarn）未拉伸絲：常規紡絲法MO

18、Y（medium oriented yarn）中取向絲：中速紡絲法POY(pre-oriented yarn) 預取向絲：高速紡絲法FDY(fully drawn yarn) 全拉伸絲：高速紡絲法FOY（fully oriented yarn）全取向絲：超高速紡絲法HOY（high oriented yarn）高取向絲：超高速紡絲法TCS（thermal channel spinning）全拉伸絲：熱管紡絲法 對已完成冷卻定型的絲束進行再加熱，利用受熱絲束的熱塑性和慣性，再較高的紡絲速度下，對絲束進行拉伸和定型。BCF膨體(變形)長絲 采用SDTY法，即紡絲、拉伸和噴氣變形加工一步法連續生產

19、DT 拉伸加捻絲 在同一設備（DT機）上完成，以拉伸為主并給予少量捻度。DTY假捻變形絲 利用假捻連續工藝，將拉伸和假捻變形連續進行，完成對復絲加上高捻度，熱定型和解捻。ATY 空氣變形絲 以POY或FOY為原絲，通過特殊的噴嘴，讓單絲在空氣噴射下彎曲成圈裝結構，環圈和線圈纏結在一起。形成的環圈絲部分拉斷后就變成空氣變形絲。18、寫出粘膠纖維從原料漿粕到紡絲成型的工藝流程。答：粘膠纖維的原料和成品,其化學組成都是纖維素纖維,僅是形態、結構以及物 理機械性質發生了變化。粘膠纖維生產的任務，就是通過化學和機械的方法,將漿粕 中很短的纖維制成各種形態,并具有所要求的品質,適合各種用途的纖維成品。 各

20、種粘膠纖維,不論采用何種漿粕原料和生產設備，其生產的基本過程都是相 同的，都必須經過下列四個過程：:粘膠的制備；粘膠在紡絲前的準備；纖維的成形；纖維的后處理生產粘膠短纖維的主要過程也和這個相同,其中前兩個工序在本廠叫制膠工序, 后兩個叫紡絲工序。（1） 制膠工序：把漿粕制成粘膠，要經過兩個化學過程。首先將漿粕及堿液作用，生成堿纖維 素，然后再使堿纖維素及二硫化碳作用，生成纖維素黃酸酯。通過這兩個反應，在不能 直接溶于希堿液中的纖維素分子上，引入極性很強的磺酸基團，從而使它溶解而制得 粘膠。這時粘膠為粗制粘膠，還要經過精制過程才能進行紡絲。（2） 紡絲工序：從粘膠變成具有一定品質的再生纖維素絲條

21、的過程，是在紡絲機上通過酸性的凝 固浴酸浴完成的，形成的纖維素絲條經過牽伸、切斷、精煉等工序得到品質符合 要求的絲束，然后經過烘干工序賦予其一定的回潮率使之手感穿著更舒適,再經過打包工序包裝成具有一定質量的纖維包等待出廠。19、何謂纖維素的堿化、老成、黃化？目的各是什么？答：（1）堿化：漿粕在18%左右的燒堿溶液中，纖維素及燒堿作用，生成堿纖維素，同時漿粕膨脹，使漿粕中的半纖維素及其他雜質溶出，這個過程稱為堿化，也叫浸漬。 作用：纖維素及燒堿作用，生成堿纖維素；使漿粕中的半纖維素及其他雜質溶出；纖維大分子間的氫鍵受到破壞，使纖維素的反應性能提高；堿化后的纖維素能及CS2作用生成纖維素黃酸酯鈉鹽

22、制取黏膠溶液。（2）老成：粉碎后的堿纖維素在恒定的溫度下保持一定時間，在空氣中氧化降解，聚合度下降至工藝要求，這個過程稱為老成。 作用：使堿纖維素及空氣中的氧發生作用，纖維素的聚合度從800-1000降到400左右，粘度下降到工藝要求，再經黃化制得粘度合格的黏膠，以保證黏膠具有良好的過濾性能和可紡性能。（3） 黃化：堿纖維素在一定條件下及CS2反應，生成纖維素磺酸酯，這一反應過程工藝上稱為黃化。 作用：在纖維素大分子上引入磺酸基團，一方面可增大纖維素大分子間距離，進一步削弱大分子間的作用力（氫鍵），另一方面，由于具有親水性的磺酸基團及溶劑接觸時發生強烈的溶劑化作用，原來不能溶于常規堿溶劑中的堿

23、纖維素就成為可溶于水或稀堿中的纖維素磺酸酯。黏膠就是纖維素磺酸酯的稀堿溶液。20、掌握滌綸、錦綸、丙綸、腈綸、氨綸等纖維的典型特性。理解線密度的意義P56 P93 P105 P124 P138 P169 P207答：（1）滌綸：強度高、耐沖擊性好，耐熱，耐腐，耐蛀，耐酸不耐堿，耐光性很好（僅此于腈綸），吸濕性很差，染色困難，織物易洗快干，保形性好。具有“洗可穿”的特點。錦綸：最結實耐磨，密度小，織物輕，彈性好，耐疲勞，化學穩定性好，耐堿不耐酸，耐日光差，織物久曬變黃，強度下降。吸濕性差（比腈綸，滌綸好）。耐微生物性好。丙綸：很輕，幾乎不吸濕，良好的芯吸能力，強度高，制成織物尺寸穩定，耐磨彈性好，化學穩定性好，熱穩定性差，不耐日曬，易老化脆損，保溫性能好。腈綸：耐日光性和氣候性最好，熱彈性，吸濕差，染色難。較高的熱穩定性。相對密度?。ㄊ指泻?，蓬松性）氨綸：線密度小，強度大，延伸性好，彈性最好，有較好的耐光，耐酸，耐堿，耐磨性，易于染色。手感柔軟。（