纺织材料学

一、名词解释(1) 结晶度：纤维内部结晶区占整个纤维的百分率品质长度：是指比主体长度长的那一部分纤维的重量加权平均长度(2) 双侧结构：在细羊毛的皮质层中，存在两种结构和性质不同的正皮质细胞和偏皮质细胞，且分布在羊毛截面的两侧，正皮质居于卷曲外侧，偏皮质居于卷曲内侧，这种结构特征使羊毛具有自然卷曲，这种结构称为羊毛的双侧结构。

(3) 合成纤维：以石油、煤、农副产品的低分子化合物为原料，经过化学合成制成高分子再经化学处理和物理加工制成的纤维。

(4) 平衡回潮率：纺织材料的回潮率随所处的大气条件而变化，具有一定回潮率的纤维放在新的大气条件下，将会立即放湿和吸湿，经过一段时间后，回潮率趋于一个稳定的值，这种现象称为吸湿平衡。

平衡时的回潮率称为平衡回潮率。

（5）蠕变：纤维在一定负荷作用下，变形随时间而逐渐增加的现象（6）玻璃化温度：指从玻璃态向高弹态转变的温度（7）滑脱长度：纤维间摩擦力F等于纤维强力P时的长度，称为滑脱长度。

（8）织物结构相：指织物中经纬纱交织时呈现的屈曲状态。

（9）克罗值：在室温21oC,RH小于50%,风速不超过10cm/s的条件下,一个静坐在此环境中感觉舒适的人,穿着服装的隔热值定义为1clo.二、填空1、纺织纤维的结构：形态结构（三级结构）、聚集态结构（二级结构）、大分子结构（一级结构）2、棉纤维的长度主要取决于：棉花的品种、生长条件、初加工3、羊毛纤维由内向外主要有：髓质层、皮质层、鳞片层4、化学纤维生产一般需要经过制备纺丝、纺丝、后加工5、棉纤维的吸湿性小于粘胶纤维，原因是棉纤维结晶度高于粘胶纤维6、纤维间的切向阻力包括抱合力和摩擦力7、用两根18tex的棉纱合股时，则股线特数的表示为18×28、常用的织物撕破方法有舌形撕破、梯形撕破、单缝落锤法撕破、单缝撕破三、判断题1、成熟度差的原棉比好的吸湿性大（√）2、棉和黏胶随吸湿增加，强力也增加（×）3、同种化纤的初始模量随拉伸倍数增加而增加（√）4、断裂长度是反映长度指标（×）5、热定型温度高于玻璃化温度就能达到永久变形（×）6、极限氧指数大，易燃（×）7、当片段长度趋向无穷大，片段间不匀趋向总不匀（×）四、问答题1、差别化纤维的定义、目的、举例。

答：定义：通常是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理，使性状上获得一定程度改善的纤维。

目的：通过物理方法或化学改性以改善常规化纤维的服用性能。

举例：变形丝、异形纤维、复合纤维、超细纤维、高收缩纤维、易染色纤维、吸水吸湿纤维2、影响纤维拉伸断裂的因素内因——纤维结构：相对分子质量（或聚合度），分子链堆砌的紧密程度、结晶度，分子链的取向（取向度）外因——测试条件：温湿度，隔距或试样长度（弱环定律：试样长度越长，弱环出现的概率越大，纤维的强力越低），试样根数，应变率（拉伸速度），拉伸方式3、纱线的波谱图与纱线细度不匀的关系主要有：机械波不匀、牵伸波不匀理想纱线的波谱图为一光滑曲线，并且，曲线高峰的波长一般相当于纤维平均长度的~3倍，正常纱线的波谱图表现为在整个波长范围上振幅的增大。

原因：（1）纤维分离不好。

（2）纤维平行顺直不好。

从而使纱条不匀在整个波长范围内增大。

牵伸波造成的周期性不匀反映在波谱图上为：在与牵伸波波长相应的波长范围上谱密度的增大，即出现一个“山峰状突起”。

机械波造成的周期性不匀反应在波谱图上为：在与机械波波长相应的波长处出现一个烟囱状突起。

4、起毛起球的影响因素毛羽——起毛——纠缠——成团——收紧成球——脱落五、论述题1、羊毛产生缩绒的定义、原因和防缩绒的方法羊毛的缩绒性：羊毛在湿热及化学试剂作用下，经机械外力反复挤压，纤维集合体逐渐收缩紧密，并且相互穿插纠缠，交编毡化，这一性能，称为羊毛的缩绒性。

原因：由于鳞片的存在，使得当毛织物或散纤维在外力作用时，纤维之间的运动具有定向性，即纤维始终保持根端向前蠕动。

氧化法（降解法）：主要是使用化学试剂使鳞片变形，从而降低纤维的定向摩擦效应。

常用的化学试剂有：次氯酸钠、氯气、氯胺、氢氧化钾、高锰酸钾等。

树脂法（添加法）：在羊毛上涂上树脂薄膜来减少或消除纤维间的摩擦效应，对于毛织物可以使交织点的位置固定。

常用的树脂有：脲醛、密胺甲醛、硅酮、聚丙烯酸脂等。

2、论述吸湿对纺织材料性能的影响纤维的柔软性会增加、纤维的弹性会下降、纤维的摩擦系数会增加，吸湿会影响纤维的折射、反射、透射和吸收性质，进而影响纤维的光泽、颜色，以及光降解和老化性能六、计算中断切断称重，中断20mm，重16,8mg,共有2800根，回潮率%，公定回潮率2%求纤度和公制支数纤度G=*9000)/(2800*20)=%=100（G-G1)/G1，G1=2%=100(G2-G1)/G1,G2=公制支数9000/=3317m退捻加热退捻及退捻系数经总158根/10cm，纬286根/10cm,13tex,求总紧度绪论纤维的基本结构1、结晶Crystalline regions 与非晶Amorphous regions（1）结晶区：纤维大分子有规律地整齐排列的区域。

（2）结晶态：纤维大分子有规律地整齐排列的状态。

（3）结晶度：纤维内部结晶区占整个纤维的百分率。

（4）非晶态：纤维大分子无规律地乱排列的状态。

（5）非晶区：纤维大分子无规律地乱排列的区域。

晶区特点：1)大分子链段排列规整；2)结构紧密，缝隙，孔洞较少；3)相互间结合力强，互相接近的基团结合力饱和。

结晶度↑→纤维的拉伸强度、初始模量、硬度、尺寸稳定性、密度↑，纤维的吸湿性、染料吸着性、润胀性、柔软性、化学活泼性↓。

非晶区特点：1)大分子链段排列混乱，无规律；2)结构松散，有较多的缝隙，孔洞；3)相互间结合力小，互相接近的基团结合力没饱和。

结晶度↓→纤维吸湿性↑；容易染色；拉伸强度较小，变形较大，纤维较柔软，耐冲击性，弹性有所改善，密度较小，化学反应性比较活泼。

2.结晶度结晶度是指纤维中结晶部分占纤维整体的比率，不涉及晶体的形式及分布。

在理论上，可分为体积结晶度XV和质量结晶度XW。

重量结晶度：纤维内结晶区的重量占纤维总重量的百分率。

体积结晶度：纤维内结晶区的体积占纤维总体积的百分率。

4.取向度Orientation1)定义：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。

第一章纤维分类纤维的分类及定义棉纤维的形态结构正常生长的棉纤维形态结构棉纤维为多层状带中腔结构，稍端尖而封闭，中段较粗，尾端稍细而敞口，呈扁平带状截面：腰圆形，有中腔(kidney-bean shaped with a lumen)纵向：天然转曲（the twists reverse in direction along the length）棉纤维的分类按品种分类长度(mm) 细度(tex) 强度(km)陆地棉(细绒棉) 23~33 ~ 21~25海岛棉(长绒棉) 33~64 ~ >30亚洲棉(粗绒棉) 15~24 ~ 12长绒棉特点优点: 纤维细、长，单纤维强力好；缺点：含糖偏高,易产生“三缠”现象措施：预处理细绒棉数量最多（占世界总产量85%以上，占我国总产量98%以上）成熟度degree of maturity——纤维细胞壁的增厚程度，胞壁越厚，成熟度越好。

成熟度与生长条件密切相关。

棉纤维的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。

正常成熟纤维的截面粗、强度高、弹性好、有丝光和较多的天然卷取。

羊毛纤维的结构与形态羊毛纤维的结构：（沿纤维径向分为三层）鳞片层：保护、光泽、缩绒（细毛100层/1mm）皮质层：羊毛主体，正、副皮质双侧结构髓质层（髓腔）：结构疏松，含有色素和较大气孔，细羊毛无髓质层羊毛纤维的性能分子的螺旋结构，纤维天然转曲→纤维高弹性角蛋白分子的极性基团→纤维吸湿染色性能好纤维表面鳞片→纤维毡缩现象摩擦性能羊毛沿长度方向的摩擦，因滑动方向不同，摩擦系数不同。

滑动方向从毛尖到毛根，为逆鳞片摩擦，滑动方向从毛根到毛尖，为顺鳞片摩擦。

逆鳞片摩擦系数比顺鳞片摩擦系数要大，这是缩绒的基础。

——差动效应羊毛的卷曲双侧结构羊毛卷曲与羊毛的弹性、抱合、缩绒性有关；与成纱质量和织物风格也有很大影响。

指标：卷曲数、卷曲深度、卷曲回复率等细羊毛的卷曲数：6 –9 个/cm缩绒性：在湿热及化学试剂作用下，经机械外力反复挤压，纤维集合体逐渐收缩紧密，相互穿插的现象。

产生原因：表面有鳞片——差动摩擦效应（结构上的因素）弹性及卷曲外界湿、热、机械作用力消除方式：化学法，通过氧化法去掉鳞片或树脂整理法将羊毛表面整理上一层树脂，降低差动摩擦效应强伸性能拉伸强度低：9-18 km(relatively low strength or tenacity)断裂伸长大：25%-35%(High elongation at break)弹性回复性好(high resilience)羊毛细度越细，髓质层越少，强度越高羊毛的吸湿性(high heat of wetting)回潮率15-17% 常用纤维中吸湿最好。

蚕丝的形态结构横截面：单丝截面呈三角形纵向：平直光滑化学纤维的分类2. 按纤维内部组成分：①聚酯纤维 (PET): 涤纶②聚酰胺纤维(PA):锦纶③聚丙烯腈纤维(PAN):腈纶④聚乙烯醇缩甲醛纤维(PVA):维纶⑤聚丙烯纤维(PP):丙纶⑥聚氯乙烯纤维(PVC):氯纶⑦聚氨酯纤维(PU):氨纶差别化纤维（Differential Fibers)泛指对常规化学纤维有所创新或是具有某一特性的化学纤维。

一般经过化学改性或物理变形、使纤维的形态结构、物理化学性能与常规化学纤维有显著不同。

具有仿生效果或改善、提高化纤的性能。

用于服用及装饰用织物。

要求会列举出几种差别化纤维第三章纤维形态表征一.纤维长度指标纤维长度的基本表达是纤维长度平均值（数学期望值）和离散值（长度变异系数）。

因纤维长度平均值计算中的加权对象不同，分为纤维根数加权、纤维质量加权和纤维截面加权。

纤维的长度指标有以下几种：主体长度,平均长度,品质长度,短绒率1、主体长度LM：纤维中含量最多的纤维长度。

（1）根数主体长度：纤维中根数最多的一部分纤维的长度。

（2）重量主体长度：纤维中重量最重的一部分纤维的长度棉的手扯长度≈主体长度细绒棉手扯长度以1mm为级距，分级如下：25mm 以下；26mm ；30mm ；31mm 31mm 以上。

28mm为标准级2、平均长度：是纤维长度的平均值。

（1）根数加权平均长度Ln：各根纤维长度之和的平均数。

其中：l为各组纤维的长度，Nl为纤维频数分布函数（各组纤维的根数），N为纤维总根数。

纤维的逐根点数和测量是相当困难和繁杂，该法应用少。