若对某一纤维施加一恒定外力,观察其在等速升温过程中发生的形变与温度的关系,便得到该纤维的温度--形变曲线(或称热机械曲线)。 玻璃态、高弹态和粘流态称为聚合物的力学三态
玻璃化温度:非晶态高聚物大分子链段开始运动的最低温度或由玻璃态向高弹态转变的温度。
粘流温度:非晶态高聚物大分子链相互滑动的温度,或由高弹态向粘流态转变的温度。
熔点温度:高聚物结晶全部熔化时的温度,或晶态高聚物大分子链相互滑动的温度。高聚物的Tm >低分子的Tm。
分解点温度:高聚物大分子主链产生断裂的温度。 (2)两个转变区:
玻璃化转变区,粘弹态转变区
热塑性——将合成纤维或制品加热到Tg以上温度, 并加一定外力 强迫其变形,然后冷却并去除外力,这种变形就可固 定下来,以后遇到T 热定型——就是利用合纤的热塑性,将织物在一定张力下加热处 理,使之固定于新的状态的工艺过程。(如:蒸纱、熨烫 3、(15分)以棉、粘胶纤维、醋酯纤维、涤纶为例,阐述影响纤维吸湿性性的主要因素。 4、(15分)织物(或服装)的服用性能包括哪些内容?说明各自的定义及评价方法。 一、织物服用性能的内容 1.几何结构 幅宽、密度(紧度、未充满系数)、平方米干重、纱线线密度、混纺比、纱线 结构 2.坚牢性 拉伸断裂、顶破、撕裂、耐磨性 3.外观保持性: 抗起毛起球性、尺寸稳定性、抗钩丝性、抗皱性等 4.织物舒适性 透气、透湿、透水、保暖、刺痒感、抗静电、冷湿感等 5.织物风格 视觉风格触感风格 6.其他功能染色性:可染性、染色牢度 卫生性能:抗霉、除臭、防蛀、洗净性 缝纫性:可缝纫性阻燃抗熔性 3、 (15分)测得65/35涤/粘混纺纱,每缕长100米,30缕纱的实测总重量为 55.6g,该纱实际回潮率为4.7%,求该纱的特数、英制支数、公制支数及纱半径(混纺纱的体积重量δ=0.88g/cm3);纯涤纶纱的公定回潮率为0.4%,粘胶的公定回潮率为13%) 解:混纺纱的公定回潮率Wk=0.65×0.4%+0.35×13%=4.81% (1?4.81%)55.6所以特数Nt=**1000tex=18.55tex (1?4.7%)30*100?1?Wk?*590.5,纯化纤We=Wk,得Ne=590.5=31.83英支 英制支数由换算Ne= (1?We)NtNt公制支数Nm=1000/Nt=1000/18.55=53.91公支 纱直径d=0.03568 Nt18.55=0.16mm 0.88?=0.03568 6、 (15分)某纯羊毛衫的线圈长度为2.7mm,纵密为92圈/5cm,横密为76圈/5cm, 纱线细度为18tex,公定回潮率为15%。试求该针织物的平方米干重(g/m2),并说明纯毛织物在生产和使用中应注意的问题。 解:平方米干重Q=0.0004PAPBlTt/(1+W)=0.0004*92*76*18/(1+15%)=43.78g/m2 生产和使用中应注意的问题: 7、 (15分)推导公式:at=892tanβ?.式中at为纱线捻系数;β为捻回角;δ 为纱线体积重量。试述加捻对纱线结构和性能的影响。 由展开图可知: h?100πdNt ;tanβ?;d?0.03568??αt?TtNt?892γtanβNthγd—纱的直径(mm) h—螺距或称捻距(mm)Ttex—特数制捻度(捻/10cmβ—捻回角Ntex—纱的特数γ—纱的密度(g/cm3) 加捻对纱线结构与性能的影响 1.加捻对单纱的影响 (1)对单纱强力的影响 :纱线强力由两部分构成 ①单纤维强力 ②纤维间的摩擦阻力 加捻对单纱即有积极作用又有消极作用: 捻度较小时——积极因素起主导,∴捻度↑,纱强力↑ ;到临界捻度ak时纱线强力最大。 当捻度>ak时——消极因素变成起主导,捻度再↑,纱强力↓。 加捻对长丝强力的影响: 无捻长丝也有捻度,加捻后,抱合力增加,∴强力略有所增加。但由于有效分力↓∴强力很快↓ (2)对单纱断裂伸长率的影响 :单纱断裂伸长率由三部分组成:① 纤维间相对滑移产生的伸长 ② 纤维的伸长③ 纤维倾角↓和纱直径↓(变细)引起伸长。 在实用的范围内,后两者的影响是主要的,∴纱的断裂伸长率随α增加而增加 ,当捻度很大时,纱断裂伸长↓ (3)对纱线体积重量δ、直径d的影响。 Δ--α↑,δ↑,超过一定范围后,影响不大, D-α↑,d↓,到一定捻度后,d变化不大, 捻度↑↑,d又有增加趋势。 (4)对手感、光泽的影响 :α↑,手感硬,光泽差 (5)对纱的均匀度的影响 :加捻使表现均匀度变差。(∵加捻时,粗处的捻度少,细处的捻数多) 2.加捻对股线的影响 (1)股线强力 一般:股线强力>组成股线的单纱强力之和 原因:①并合改善了条干均匀度 ②并合作用使单纱之间及纤维之间的接触压力↑,不易滑移。 同捻时—①a单纱较大,则股线强力随↑而↓; ②a单纱较小,则股线强力随a股线 ↑先↑后↓。 异捻时--①a股线↑,股线强力先可能↓,到一定程度后再↑; ②a股线/a单纱 =1.414,股线强力最大。 (2)股线伸长率ε% 同捻——纤维的倾角随a股线↑而↑,∴ε%↑ ;异捻——随着a股线↑,纤维倾角先是↓,而后↑,∴ε%也是先↓而后↑ (3)股线光泽 取决于表面纤维倾斜程度,倾斜程度大,光泽差,手感硬。 股线异捻,且a股线/a单纱=0.707时, ——外层捻幅为0,即纤维平行于股线轴线,此时股线光泽优良,手感柔软 2004年一、名词解释(50分) 1、结晶度与取向度 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 2、羊毛的缩绒性 羊毛纤维在湿热条件下,经机械外力反复作用,纤维集合体逐渐收缩紧密并相互穿插纠缠,交织毡化的特性。 3、玻璃化温度 非晶态高聚物大分子链段开始运动的最低温度或由玻璃态向高弹态转变的温度。 4、纤维的双折射率 平行偏振光沿非光轴方向投射到纤维上时,除了在界面上产生反射光外,进入纤维的光线被分解成两条折射光,称之为纤维的双折射。其中一条:寻常光(简称o光),遵守折射定律,振动面⊥光轴,n⊥;另一条:非寻常光(简称e光),不遵守折射定律,振动面‖光轴,n‖。双折射率:△n=n‖- n⊥ 5、纺织材料的耐疲劳性 纺织材料在较小外力、长时间反复作用下,塑性变形不断积累,当积累的塑性 变形值达到断裂伸长时,材料最后出现整体破坏的现象。 6、纱条的周期性不匀 由机械转动件的偏心和振动导致的纱条不匀,为周期性不匀,称为机械波不匀。 7、包芯纱:以长丝或短纤维纱为纱芯,外包其他纤维一起加捻而纺成的纱。 8、针织物的线圈长度 组成一个线圈的纱线拉直后的长度,线圈长度由针边弧,沉降弧圈干及延展线组成。 9、织物的悬垂性和悬垂系数 悬垂性:织物因自重下垂的程度及形态称为悬垂性。 悬垂系数:悬垂系数小,织物较为柔软;反之,织物较为刚硬。 10、交织:用两种不同品种纤维的纱线或长丝交织而成的织物。 二、问答题 1、(15分)试分析棉纤维转曲,细羊毛卷曲及化学短纤维卷曲各自形成的原因;并给出描述纤维卷曲性状的指标,说明它们的含义。 棉纤维转曲:棉纤维次生层分为三个基本层:S1,S2,S3.转曲是由于次生层S2 中的原纤螺旋排列所致。 细羊毛卷曲:是由于内部结构中的正、偏皮质细胞呈双边结构或偏皮芯结构或不均匀的混杂结构所致。 化学短纤维:化学纤维一般都要人为赋予卷曲以改善其可纺性和织物性能。赋予化纤卷曲的方法:机械卷曲法— 利用纤维热塑性(暂时卷曲);复合纺丝法 —利用内部结构的不对称经热处理(永久卷曲);三维卷曲法等方法。 表示纤维卷曲性能的指标 1、卷曲数:指每厘米长纤维内的卷曲个数,是反映卷曲多少的指标。 2、卷曲率:指纤维单位伸直长度内,卷曲伸直长度所占的百分率(或表示卷曲后纤维的缩短程度)。 3、剩余卷曲率 指纤维经加载卸载后卷曲的残留长度对卷曲伸直长度的百分率。反映卷曲牢度的指标,数值越大,表示回缩后剩余的波纹越深,即波纹不易消失,卷曲耐久。 4、卷曲弹性率 指纤维经加载卸载后,卷曲的残留长度对伸直长度的百分率。 反映卷曲牢度的指标。数值越大,表示卷曲容易恢复,卷曲弹性越好,卷曲耐久牢度越好。一般短纤维约为10%。 2、(15分)如右图为棉与低强高伸涤纶纤维的拉伸曲线,试比较两者的断裂强力、断裂伸长、初始模量、断裂功的大小。若将两种纤维混纺,分析其随着涤纶纤维含量的增加,其混纺纱强力、吸湿性、耐磨性、抗熔性的变化及原因。 3、(15分)写出POY、DTY、FOY、ATY四种变形丝的中文全称并从结构与性能上比较变形丝、短纤纱、普通长丝的特点。 POY:预取向丝;DTY:牵伸丝;FOY:全取向丝;ATY:变形丝 短纤纱(结构特征)纱表面有毛羽,纱中心部分纤维的聚集密度高;纱的线密度和外观直径不匀,加捻使纱线表表面的纤维倾斜;纱线表面有纤维结、大肚纱、