2016四川大学化学纤维复习提纲(2)

2018-12-17 14:44

Fi(x):使纺丝线作轴向加速运动所需克服的惯性力, Fs(x):纺丝线在纺程中需克服的表面张力

Ff(x):空气对运动着的纺丝线表面所产生的摩擦阻力

Fr(0):熔体细流在喷丝孔出口处作轴向拉伸流动时所克服的流变阻力 12. 纤维的多层次结构及其表征方法

(1)成纤聚合物的链结构:单个分子的结构和形态。包括成纤聚合物的组成、 构型,以及分子量和分布、支化或交联等链空间不规则 性

(2)成纤高聚物的聚集态结构:成纤聚合物分子链聚集成一定规则排列的高分子聚集体结构。包括晶态结构、

非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构

(3)纤维的形态结构:包括微观形态结构和宏观形态结构.微观形态结构指微孔的形状、大小和分布等, 宏观形态结构包括横截面形状、空隙大以及皮芯结构 13. 熔融纺丝过程的取向机理及取向的影响因素 1.熔体流动取向机理; 2.固化纤维的形变取向机理

因素:①聚合物分子量②卷绕速度③熔体泵供量(细度不变)④纤维细度(泵供量不变)⑤环境介质温度的影响⑥熔体温度的影响 14. 取向结晶的概念及其特点 由于分子取向而产生的结晶

特点:结晶聚合物的形态随分子取向程度不同而变化-折叠链结构到伸直链结构的转变;结晶温度和结晶速率升高;结晶机理可能完全不同。 15. 湿法纺丝溶剂选择的要求

1、溶剂必须使浓溶液在加工时具有良好的流变性能 2、沸点不应太低或过高

3、溶剂需具备足够的热稳定性和化学稳定性 4、绿色环保5、对聚合物稳定

17. 湿法纺丝成型过程中的双扩散及其影响因素 Js= - Ds*dCs/dx ?溶剂的传质通量 (g/cm2.s)

Jn= - Dn*dCn/dx ?凝固剂的传质通量 (g/cm2.s) 温度:T↑ ,Di(Ds、DN) ↑. 原液浓度↑,Di(Ds、DN) ↓

纤维半径的影响一般有:R↑,Di ↑, 凝固剂分子量↑,DN↓

(一般而言) 纺速的影响,以粘胶生产为例:VL↑ ,扩散速率↑ 添加剂的影响,以粘胶生产为例:使用聚氯乙烯衍生物后,扩散速率↓ 纺程的影响一般有:沿纺程x↑ ,Di↓ 18. 湿法成型过程中P-S-N三元相图分析 在①区是不能纺制成纤维的。 在②、③和④区的原液细流能够固化。 从纤维结构的均匀性和机械性能看: 以④区成形的纤维最为优良 通常的湿法纺丝以③区为多。

湿法成形中,初生纤维的结构不仅取决于平均组成,而且取决于达到这个组成的途径。

相分离法中,浓缩凝固形成的结构比稀释凝固形成的结构较为均匀。 19. 影响湿法纺丝横截面形状的因素 a.传质通量比(Js/JN) b.固化表面层硬度 c.喷丝孔形状

20.湿法纺丝纤维皮芯结构形成的原因及结构性能差别 原因:湿纺初生纤维形态结构的沿径向有差异 差别:①皮层的结构特征

微晶和无定形区尺寸小,结构比较紧密均一 取向度高

②皮层的性能特征: 在水中的膨润度较低 吸湿性较高

密度较低

对某些物质的可及性较低,对染料的吸收值较低,但染色牢度较高; 力学性能较好

21. 湿法纺丝纤维的空隙及其形成机理

由于成形过程中发生溶剂和凝固剂双扩散和纺丝溶液发生相分离,湿纺初生纤维的结构为由空隙分隔、相互连接的聚合物冻胶网络。

机理:整个凝固过程受豫迟双扩散的控制,初生纤维便会形成一个没有核孔而且非常致密的结构

当纺丝溶液中聚合物浓度低于临界浓度时,首先在细流表面出现皮层,然后通过双扩散,纺丝液体积发生变化,内部进行凝固。由于皮层较硬,聚合物粒子的合并使内部体系收缩时,皮层不能按比例发生形变,内部形成空隙 22. 湿法纺丝取向和结晶的特点 轴向取向作用:

与熔纺相比取向度小得多 取向单元大分子微晶 取向区域主要在皮层 取向机理大多为拉伸形变取向

结晶结构的形成受聚合物体系刚柔性等因素影响 各向异性液成型时:较快形成规整结构?结晶结构

刚性链聚合物的各向同性液成型时:形成各向异性状态?规整结构?缓慢形成结晶结构

柔性链聚合物的各向同性液成型时:形成无定形相或部分规整的结构?较快形成结晶结构

23. 冻胶纺丝、干湿法纺丝、液晶纺丝、乳液纺丝概念及代表性产品。 冻胶纺丝:冻胶纺丝也称凝胶纺丝,是一种通过冻胶态中间物质制得高强度纤维的新型纺丝方法。

液晶纺丝:将具有各向异性的液晶溶液(或熔体)经干-湿法纺丝、湿法纺丝、干法纺丝或熔体纺丝纺制纤维的方法

24. 热拉伸的目的、作用及纤维结构性能的变化 促进分子链段运动,降低拉伸应力,有利拉伸

25. 热定型的目的、作用及纤维结构性能的变化

热定型的主要目的是提高纤维的尺寸稳定性;进一步改善纤维的机械性能和染色性能以及纺织加工性能。

热定型温度越高,纤维超分子结构的舒解、重建和加强的程度就越显著,大分子的解取向也随之加剧,纤维的钩强、钩伸提高,沸水收缩率降低,同时初始模量和干强下降,线密度增大。

第三章高性能纤维

26. 高性能纤维的概念及主要产品

通常是指具有高强度、高模量、耐高温、耐环境、耐摩擦、耐化学药品等所谓高物性纤维。主要产品:①耐腐蚀纤维:有聚四氟乙烯纤维(Teflon TFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚纤维、聚偏氟氯乙烯纤维、乙烯-三氟氯乙烯共聚纤维等。 ②耐高温纤维:有聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维(PBI)等。

③抗燃纤维:有酚醛纤维、芳香族聚酰胺表面化学处理纤维、金属螯合纤维、聚丙烯腈预氧化纤维等。

④高强度高模量纤维:有聚苯二甲酰对苯二胺纤维(Kevlar)、芳香族聚酰胺共聚纤维、杂环族聚酰胺纤维、碳纤维、超高分子量PE纤维、高强高模PVA纤维等。 ⑤功能纤维:有中空纤维半透膜、活性碳纤维等、超细纤维、吸油纤维毡、光导纤维、导电纤维等。

⑥弹性体纤维:有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纤维、聚丙烯酸酯类纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维(PBT)等 27、高性能纤维结构与性能的关系 高性能纤维的结构特点 (1)构成主链的键能大;

(2)大分子构象线性化,具有伸直链结构;

(3)大分子横截面积小; (4)链缠结程度小;

(5)分子链中分子末端数少。

第四章人造纤维

28、人造纤维的概念

人造纤维是用某些线型天然高分子化合物或其衍生物做原料,直接溶解于溶剂或制备成衍生物后溶解于溶剂生成纺织溶液,之后再经纺丝加工制得的多种化学纤维的统称。

29、粘胶纤维的生产过程及主要工序的目的和作用; 粘胶纤维的生产过程 (1)粘胶的制备; (2)纺前准备; (3)纤维成形; (4)纤维的后处理

30、粘胶纤维的凝固浴组成及作用

凝固浴是由硫酸、硫酸钠、硫酸锌按一定比例组成的混合溶液。 1.硫酸

使纤维素黄酸钠分解,再生出纤维素和CS2; 中和粘胶中的NaOH,使粘胶凝固;

使黄化时产生的副产物分解。硫酸的浓度除与生产纤维品种、熟成度、粘胶的组成、纺丝速度以及喷丝头大小等有关。 2.硫酸钠

抑制硫酸的离解,从而延缓纤维素黄酸钠的再生速度。 促使粘胶脱水而凝固 3.硫酸锌

改进纤维的成形效果,使纤维具有较高的韧性和较优良的耐疲劳性能。 能与纤维素黄酸钠作用生成稳定的中间产物纤维素黄酸锌。这种中间产物的分解速度比纤维素黄酸钠慢得多,有利拉伸,从而得到强度较高的纤维。

纤维素黄酸锌具有交联结构,能形成结晶中心,生成均匀而细小的结晶,避免大块结晶体的形成,从而使纤维结构均匀,强度、延伸度和钩接强度都可得到适当提高。

31、各类纤维基本知识

其他


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