晶体沿纤维轴规则排列程度 8、初始模量与动态损耗模量
初始模量:纤维拉伸曲线的起始部分直线段的应力与应变的比值。即应力-应变曲线在起始段的斜率。
动态损耗模量:反映纤维中粘流部分的作用,其大小与交变负荷作用下由纤维大分子链间的相互滑移或摩擦产生的粘滞作用有关。 9、临界捻系数和强力利用系数
临界捻系数:加捻使纤维产生预应力,尤其是外层纤维抱合增大,有利于纱线强力的提高。但捻回角增大使纤维的承力在纱轴上的分力减小,影响纤维强力的有效利用。因而纤维的强度随加捻先增大后减小,纱线强度最大时的捻系数称为临界捻系数。
强力利用系数:织物某一方向的拉伸强力与该方向各根纱线强力之和的比值
10、纺织材料的耐光性和光照稳定性
耐光性:纤维受光照后其力学性能保持不变的性能。光照稳定性:纤维受光照射后不发生降解或氧化,不产生色泽变化的能性能。 二、问答和计算题
1、(15分)试比较羊毛纤维、锦纶纤维和弹性纤维在结构和弹性性能上的同异点,并讨论如何表达纤维的弹性及其稳定性。
2、(15分)试说明为何棉纤维的成熟度,或羊毛的直径是其品质评定的最主要指标(任选一种纤维)?并简述这一指标的基本测量方法及其对纤维品质的影响。
一|棉纤维的线密度随着细胞壁的增厚而增大,使纤维的性状改变。所以成熟度几乎与各项物理性能指标密切相关(除长度外),综合反映棉纤维的内在质量。 根据 成熟度可把棉纤维分为:成熟纤维、过成熟纤维、未成熟纤维、极不成熟纤维 成熟度指标:
成熟系数:指棉纤维中断截面恢复成圆形后相应于双层壁厚与外径之比的标定值
M?20(2δ/D)?1 3式中:M----棉纤维成熟度系数;δ----棉纤维壁厚; D ----棉纤维截面复圆后的直径
基本测试方法:中腔胞壁对比法、NaOH膨胀法、偏振光
中腔胞壁对比法:成熟好的纤维胞壁厚而中腔宽度小,成熟度差的胞壁薄而中腔小。所以可根据棉纤维中腔宽度与胞壁厚度的比值来测定成熟系数。
NaOH膨胀法:棉纤维在18%NaOH溶液中膨化后,截面形状改变。根据膨化后胞壁厚度/纤维最大宽度,纤维外形定确定正常纤维N、薄壁纤维B、死纤维D;计算成熟度比M。
偏振光法:利用棉纤维的双折射性质,在偏振光显微镜中观察棉纤维的干涉色,来确定纤维的成熟度。
细绒棉的M在1.5 ~ 2.0为成熟纤维,一般纺纱用的M在1.7 ~ 1.8为最佳;
未成熟的M<1.5,过成熟的M>2.0;死纤维M<0.7,完全不成熟纤维M=0,完全成熟纤维M=5.0。长绒棉在1.7 ~2.5为成熟棉,理想的纺用M在2.0左右
棉纤维的成熟度与纺纱工艺、成品质量的关系 :
成熟度高的棉纤维能经受打击,易清除杂质;吸湿较低,弹性较好,加捻效率较低;在加工过程中飞花和落棉少,成品制成率高;吸色性好,织物染色均匀。
成熟度中等的棉纤维,由于纤维较细,成纱强度高。
二、羊毛细度是决定羊毛品质最重要的一个指标,与纺纱工艺 、成纱质量有密切关系,直接影响织物风格。
羊毛细度指标:平均直径、品质支数、特克斯数(tex) 基本测试方法:
气流仪法(棉,羊毛)在一定容积的容器内放置一定重量的纤维,容器两端有网眼板,可以通过空气,当两端一定压力差的空气流过时,则空气流量与纤维的比表面积平方成反比例关系。
显微镜投影法:常用于羊毛细度和截面为圆形纤维的纵向投影直径的测量。投影放大倍数一般为500倍,用放大500倍的锲形卡尺测量纤维直径。通常用分组计数法,计算出纤维的平均直径和直径变异系数。
与纤维质量的关系:羊毛越细,羊毛粗细越均匀、强度越高、卷曲多、光泽柔和、(长度偏短);羊毛细,有利于成纱强力和条干均匀羊毛细,织物柔软、风格好。
3、(15分)根据织物起毛起球的过程,讨论影响织物起毛起球的因素,以及克服织物起毛起球的方法。 东华大学2002年问答题第4题
4、(15分)试在同一坐标系中画苎麻与涤纶的拉伸曲线,若将两种纤维混纺,试分析随着涤纶含量的增加,其混纺纱强力、吸湿性、耐磨性、抗熔性的变化及原因。
5、(15分)试定义织物的风格及舒适性和织物功能的安全性及使用可靠性,并阐述其在衣着用纺织品和产业用纺织品中的意义和基本表达内容。风格 广义:织物本身所固有的物理机械性能作用于人的感觉器官所产生的综合效
应。(触觉、视觉、听觉)
狭义:织物的某种物理机械性能通过人手的触感所引起的综合反映。(手感)
基本 耐用性 外观性能 风格 舒适 功能
影响手感的主要有:拉伸与剪切性能、弯曲性能、压缩性能、 表面性能、厚度、重量
6、(15分)假设一高聚物的力学模型为Voigt(或Kelvin)模型,即弹簧和粘壶的并联模型,并已知施加的拉伸应变ε=kt,试求该高聚物的初始模量;当应变ε=ε0时,试证明该高聚物无应力松弛
证明过程:根据两个基本力学元件并联的变形特点建立本构关系式为:σ?Eε?ηdεσo?Eε?η
dtdε;当应力σ?σo=常数时,由本构关系得:dt解微分方程,并由初始条件t=0,ε=0,可得到蠕变方程ε(t)?ηd
σ0-t/
(1?eE)
Τd=η/E称为形变推迟时间;当时间为t1时卸去负荷,即б=0,由本构关系得到蠕变回复方程ε(t-t1)=
σc-t1/ηd
(1?e)e-(t-td)/ηd E7、(10分)已知经纱为毛/涤混纺纱,纱密度δT=0.81g/cm3,纬纱为纯毛纱,纱直径为0.2mm;经纬纱支相同,NmT=NmW=36公支;经、纬密分别为PT=400根/10cm;PW=250根/10cm.试求织物的经、纬紧度和总紧度(ET、EW和EZ);如果纬纱采用经纱用纱,织物纬向紧度和纬密不变时,纬纱支数为何值?如考虑纱在织物中的缩率uT=uW=(LO-LF)/LO=10%,
其中LO为纱的长度,LF为织物长度,试求织物每平方米重量和纬纱改变后的重量的变化量。
解:经纱直径dt=1.1284/Nm*?t=1.1284/36*0.81=0.21mm 经向紧度ET=PT×dt(%)=400*0.21%=84% 纬向紧EW=d*PW=250*0.2(%)=50%
EZ=84%+50%-84*50/100(%)=92%
如果采用经纱用纱,因为紧度和纬密不变,由ET=PT×dt(%)得纱线直径d=0.2mm=1.1284/Nm*?t=1.1284/Nm*0.81,解得Nm=39.3公支 织物的平方米重量w=???10PT?NtT*PTNtW*PW?10PW???/100=??NmT(1?aT)NmW(1?aW)?? 1?aT1?aW?????10*40010*250?2
?=200.02g/m???36(1?10%)36(1?10%)?10*25010*250纱线改变后重量的变化量Go=-+=70.68-77.16=-36(1?10%)39.3(1?10%)所以织物的每平方米重量w=??6.48g/m2
2009年一、概念题
1、分子的内旋转和分子构象
大分子链中的单键在能绕着它相邻的键按一定键角旋转,称为键的内旋转。
分子链由于围绕单键内旋转而产生的原子在空间的不同排列形式称为构象。
2、纤维和纳米纤维
纤维:是一种细而长的物质,直径从几微米到十几微米,长度则从几毫米几十毫米甚至上千米,长径比很大。
纳米纤维:直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。广义上包括纤维直径为纳米量级的超细纤维,还包括将纳米颗粒填充到普通纤维中对其进行改造的纤维。 3、差微摩擦效应与毡缩性
差微摩擦效应:由于羊毛表面具有鳞片,且具有方向性,顺鳞片摩擦的摩擦系数小于逆鳞片摩擦系数。ΔU=U逆-U顺>0,δ=2×(U逆-U顺)/(U逆+U顺)
毡缩性:羊毛在湿热条件下,在机械外力反复作用下,由于差微摩擦效应产生纤维定向移动,导致穿插纠缠致密化的现象。 4、变形纱和复合纱
变形纱:化纤原丝在热和机械作用下,经过变形加工使之具有卷
曲、螺旋、环圈等外观特性而呈现蓬松性、伸缩性的长丝纱,称为变形丝或变形纱。包括:高弹变形丝、低弹变形丝、空气变形丝、网络丝 等。
复合纱:利用两种以上不同性状的单纱或长丝束加工成的一根纱线。具有复合效应及特殊的外观. 5、弹性与初始模量
弹性:纤维变形的回复能力,又称弹性恢复性或回弹性。
初始模量:纤维拉伸曲线的起始部分直线段的应力与应变的比值。即应力-应变曲线在起始段的斜率。 6、临界捻系数和强力利用系数
临界捻系数:加捻使纤维产生预应力,尤其是外层纤维抱合增大,有利于纱线强力的提高。但捻回角增大使纤维的承力在纱轴上的分力减小,影响纤维强力的有效利用。因而纤维的强度随加捻先增大后减小,纱线强度最大时的捻系数称为临界捻系数。
强力利用系数:织物某一方向的拉伸强力与该方向各根纱线强力之和的比值
7、纤维的结晶度与取向因子
结晶度:纤维内部结晶区占整个纤维的百分率
取向因子(取向度):指大分子或链段等各种不同结构单元包括微晶体沿纤维轴规则排列程度 8、织物的结构相和织物组织
结构相:织物中经纬纱线相互交织呈屈曲状态的构相, 一般由经屈曲波高与纬纱屈曲波高的比值来决定.
织物组织:织物组织循环中经纬纱交织浮沉方式和规律. 9、相对湿度和回潮率
相对湿度:气体中,水气的分压除以水蒸气的百分比率。
回潮率:纺织材料中所含水分重量对纺织材料干重的百分比。 10、织物的耐热性和热稳定性
在热作用下,织物形态稳定,无过大的变形或软化,强度和模量无明显的下降,化学性能稳定,无明显分解和挥发;在低温环境下不脆化,不龟裂度损伤,柔软可用。 二、问答和计算题
1、(15分)请用系统识别法鉴别涤纶、羊毛、丙纶、腈纶、棉、粘胶和氨纶纤维,并说明理由。