纤维化学与物理课后题复习纲要
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《纤维化学与物理》复习提纲第一章绪论1、了解纤维的定义、来源和分类;2、掌握纤维结构的三个层次:分子结构(近程分子结构、远程分子结构)、聚集态结构(晶态结构、非晶态结构、取向态结构)、形态结构;了解纤维结构对纤维性能的影响;3、了解纤维的吸湿性能,理解影响纤维吸湿的原因;4、了解纤维的有关力学术语(应力、应变、弹性模量、断裂伸长率、断裂强度、断裂功);5、掌握纤维的应力应变曲线所表示的意义,了解纤维的主要力学性能;6、了解纤维的电学性能,纤维静电产生的原因及消除第二章:植物纤维原料的形态结构及化学成分1、了解植物纤维原料的种类2、了解棉、麻纤维的形态结构3、了解植物细胞的结构特点4、了解植物纤维原料的主要化学成分及常见植物纤维原料化学成分的比较5、掌握与纤维素有关的几个概念:纤维素、综纤素等第三章:纤维素和纤维素纤维1、掌握纤维素的分子结构:基本结构单元、连接方式、结构特征等2、掌握纤维素分子量的多分散性和聚合度3、了解纤维素分子量的表征方法4、了解纤维素分子量的测定方法5、掌握纤维素纤维结晶区、非结晶区、结晶度、可及度等概念;6、了解纤维素纤维的物理性质:吸湿与解吸概念,纤维吸湿滞后现象;润胀与溶解现象,纤维素的物理降解7、掌握纤维素的重要化学性1)纤维素的化学反应部位2)纤维素的酸水解降解过程和特征3)纤维素的碱性降解方式及反应特征4)纤维素的酯化、醚化反应及应用5)纤维素的主要化学改性方法第四章半纤维素与木素1、半纤维素的概念,了解其命名方法2、了解半纤维素的化学性质及其应用3、了解木素在植物纤维原料中的存在4、掌握木素大分子基本骨架结构及单元间的联接方式5、了解木素的工业应用第五章:蛋白质纤维原料一、了解主要动物纤维原料的来源二、氨基酸1、认识20种常用氨基酸的元素组成和结构(英文缩写、中文名称、结构)。
2、掌握氨基酸的两性电解质性质,等电点概念及在不同pH条件下的电荷状态和离解方式。
3、了解氨基酸的滴定曲线和缓冲性能。
一、高分子物的基本合成反应1、按反应单体:均聚、共聚按元素组成和结构变化:加聚,缩聚按动力学机理:链式(连锁),逐步2、加聚反应和缩聚反应加聚:烯类单体双键加成; 形成以碳链为主的大分子,称加聚物; 分子量是单体分子量的整数倍; 加聚物结构单元组成与其单体相同,电子结构有所改变.缩聚:官能团之间的缩合;形成的大多为杂链聚合物,称缩聚物;分子量不再是单体分子量的整数倍;有低分子产生,缩聚物的结构单元比单体少若干原子。
3、链式反应和逐步反应链式反应:需活性中心,自由基、阳离子或阴离子;单体一经引发,迅速连锁增长,由链引发、增长及终止等基元反应组成,各步反应速率和活化能差别很大;体系中只有单体和聚合物,无分子量递增的中间产物;转化率随着反应时间而增加,分子量变化不大。
逐步反应:无特定的活性中心,往往是带官能团单体间的反应;反应逐步进行,每一步的反应速率和活化能大致相同;体系由单体和分子量递增的一系列中间产物组成;分子量随着反应的进行缓慢增加,而转化率在短期内很高。
4、共聚合反应只有一种单体参与的链式聚合反应为均聚反应,其聚合产物是分子结构中只含一种单体单元,称为均聚物。
由两种或两种以上单体参与的链式聚合反应称为共聚合反应,相应地,其聚合产物分子结构中含有两种或两种以上的单体单元,称为共聚物。
共聚物不是几种单体各自均聚物的混合物。
(1)无序(规)共聚物两种单体单元的排列没有一定顺序,A单体单元相邻的单体单元是随机的,可以是A单体单元,也可以是B单体单元。
AAABAABAABBABABAAB这类共聚物命名时,常以单体名称间加“-”或“/”加后缀共聚物,如:乙烯-丙烯共聚物(2)交替共聚物(alternating copolymer)两单体单元在分子链上有规律地交替排列,A单体单元相邻的肯定是B单体单元。
ABABABABABABABABABABABAB命名与无规共聚物类似,但在后缀“共聚物”前加“交替”,如:苯乙烯-马来酸酐交替共聚物(3)嵌段共聚物(block copolymer)两单体单元在分子链上成段排列。
纤维化学与物理蔡再生考试重点
本课程的考试重点主要内容由四部分组成,即高分子化学、高分子物理、纤维化学和不同类型的纤维介绍。
第一部分,高分子化学,包括高分子基本概念、基本聚合反应以
及聚合反应工艺。
第二部分为高分子物理,介绍高分子的结构层次、高分子链结构以及聚集态结构,以及与高分子有关的机械性能、熔体性质和溶液性质等。
第三部分主要介绍纺织纤维的基本理化性能,包括纤维的物理结构、力学性能以及纤维的热性能、燃烧性能、电学性能和光学性能等。
在此基础上介绍常见纤维的基本类型及相应的结构、性能特点。
在第一部分《高分子化学》中,主要掌握高分子化学的基本概念,掌握合成高分子材料的聚合反应原理,以及合成高分子的聚合工艺及控制方法。
第二部分《高分子物理》主要了解高聚物的结构和性能的基本关系。
了解高分子的分子结构和聚集态结构,有机高分子材料的基本性能如粘弹性、分子运动等,熟练掌握纺织纤维的结构、性能及相互之间的关系。
第三部分《纺织纤维的基本理化性能》了解纤维材料及各种基本
性能,如力学性能、电学性能、关学性能、热性能等。
第四部分中,了解纤维素纤维及再生纤维素纤维的物理性能、化
学性能,蛋白质纤维、羊毛纤维以及聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚氨酯弹性纤维、聚乙烯醇缩醛化纤维等合成纤维的物理和化学结构及
其基本特点。
初步了解聚氯乙烯纤维、高性能碳纤维等合成纤维的物理和化学结构及基本特点。
选定的教材为《纤维化学与物理》,蔡再生主编,中国纺织出版社,2005年重印。
先修课程《有机化学》。
《纤维化学与物理》课程教学大纲适用专业:轻化工程(成教本科)学时:50—60一、课程性质与任务本课程是轻化专业的一门主干专业课程。
本课程主要研究纤维素纤维和蛋白质纤维的结构及性能;涤纶、锦纶、丙纶、腈纶、维纶及其它新型合成纤维的生产、结构和性能。
通过本课程的学习,主要使学生了解高分子化学和物理的基础知识,掌握天然纤维和合成纤维生产、结构和性能,掌握各类纤维一般的测试鉴定方。
使学生获得纤维方面的基本知识、基本理论和基本技能的训练,为今后其它专业课程的学习打下基础。
二、课程教学基本内容第一章高分子化学基础高聚物基本概念,分子量及其测定,基本合成反应及方法。
第二章高分物理基础高聚物层次结构,聚集态结构,力学性能,高分子溶液特性。
第三章纺织纤维的基本理化性能纺织纤维的物理结构、纺织纤维的吸湿性、力学性质、热学性质、光学性质第四章纤维素纤维的结构和性能棉、麻的分子结构,形态结构和超分子结构,主要物理一机械性能,主要化学性质,再生纤维素纤维的结构及性能。
第五章蛋白质纤维的结构和性能蛋白质的基础知识,蚕丝和羊毛的形态结构、组成、分子结构、超分子结构、主要机械性能、主要化学性质。
其它动物纤维的基本结构和性能。
第六章合成纤维(一)合成纤维基础知识(二)聚酯纤维(绦纶)的结构和性能合成纤维概述,涤纶的基本组成物质和生产,涤纶的形态结构和超分子结构,涤纶的性能。
(三)聚酰胺纤维(锦纶)结构和性能锦纶的基本组成物质和生产,腈纶的形态结构和超级结构,锦纶的性能。
(四)聚丙烯腈纤维(腈纶)结构和性能腈纶的基本组成物质和生产,腈纶的形态结构和超级结构,腈纶的性能。
(五)丙纶和维纶的性能丙纶和维纶的生产、结构、性能。
(六)新型纤维的结构和性能部分新型纤维的生产、结构和性能。
三、课程教学基本要求1、使学生了解各类合成纤维、纤维素纤维、蛋白质纤维的分子结构、形态结构、超分子结构以及它们的物理机械性能和化学性质,重点掌握各类纤维的化学性质和物理机械性能特征,掌握各类纤维的鉴别方法,了解部分新型纤维的特征及发展状况。
纤维化学与物理
(精简后复习题)
一、名词解释
1.高聚物
2.聚合物的平均分子量
3.聚合物分子量的多分散性
4.聚集态结构
5.超分子结构
6.构象
7.内聚能
8.结晶度
9.高分子取向
10.蠕变
11.应力松驰
二、回答下列问题
1.高分子结构各层次研究的内容。
2.简述高聚物力学三态与相变的区别.
3.简述高聚物力学三态分子运动的特点。
4.取向和结晶有什么不同?非晶态高聚物取向后性能有什么变化?
5.什么是高弹性,高弹性的特点是什么。
6.高分子的强迫高弹性并解释产生强迫高弹性的原因。
7.合成纤维的制备中为何要进行牵伸,并在牵伸后要进行适当的热处理?
8.从断裂机理出发,解释棉纤维的的湿强高于干强,而粘胶的湿强低于干强的原因。
9.简述纤维的断裂机理,解释纤维的实际强度为什么低于理论强度。
10.试述纤维疲劳与织物耐用性。
11.试述酸、碱对涤纶纤维的影响,解释生产“涤纶仿真丝”的原理。
12.解释羊毛的缩绒现象,引起缩绒的主要原因(D.F.E),及利用此特性在羊纺工业上的应用.
13.分析光对蚕丝纤维的作用,预防光对丝纤维的主要措施有哪些?
14.腈纶纤维一般多采用三元单体共聚得到,试述三种单体对纤维性能的影响。
什么是原纤化,微纤化原纤化、微原纤是纺织纤维微观结构的不同级别。
纺织纤维从大分子排列到堆砌组合成纤维,其间有许多的微观结构。
一般为单分子结合成基原纤,基原纤平行排列结合成微原纤,微原纤排列成原纤,原纤堆砌成巨原纤,巨原纤堆砌成纤维。
原纤化、微(原)纤化是说某种纤维在摩擦或其他物理、化学处理,纤维表面呈现原纤、微原纤的趋向。
天丝存在原纤化现象,所谓“原纤化”是指沿着纤维长度方向在纤维表面分裂出更细小的原纤,这些原纤一端固定在纤维本体上,另一端暴露在纤维表面形成许多微小绒毛。
天丝是由微原纤构成的取向度非常高的纤维素分子的集合体,纤维大分子之间纵向结合力较强,而横向结合力较弱,这种明显的各向异构特征使得纤维可以沿纵向将更细的纤维逐层剖离出来,尤其是在湿态下经机械外力摩擦作用,天丝的原纤化现象更为明显,在极度原纤化作用下,原纤相互缠结使织物表面产生起球现象。
天丝的原纤化性能具有双重效应:一方面对于要求表面光洁的纺织品来说,纤维原纤化会影响织物的外观;另一方面可利用纤维易原纤化的倾向,可以获得具有“桃皮绒”柔软舒适风格的织物。
对于前者,可利用经过交联处理的天丝或通过染整化学加工来防止原纤化的产生。
什么是羟基?羟基(-OH)又称氢氧基。
是由一个氧原子和一个氢原子相连组成的一价原子团,结构式为HO-。
例: 乙醇C2H5OH,羟基(-OH)此原子团在有机化合物中称为羟基,是醇(ROH)、酚(ArOH)等分子中的官能团;在无机化合物水溶液中以带负电荷的离子形式存在(-OH-),称为氢氧根。
无机化合物中的氢氧化物(如氢氧化钠)以及有机化合物中的醇(如乙醇)、酚(如苯酚)和羧酸(如乙酸)等的分子中都含有这种原子团。
高分子材料的柔软性高分子链具有柔顺性的本质原因是其分子链内单键内旋转,影响高分子柔顺性的因素包括主链结构,侧基,氢键等。
相比C-C这样的碳链高分子,当主链中含C-O键时,因为O原子周围的原子比C原子少,内旋转的位阻小,柔顺性好。
纤维化学及物理复习提纲第一章高分子化学基础1.基本概念:高分子化合物(高聚物):从化学组成来看,这类物质的分子是由成千上万的原子以共价键相互连接而成的。
分子尺寸很大,其长度一般在103Å~105Å之间,分子量一般在104~106之间。
这类物质的分子常称为大分子、高分子、聚合物或高聚物(通常把合成高分子化合物所用的低分子原料称为“单体”而相应的高分子化合物则称为“聚合物”(Polymer)或“高聚物”。
)单体:通常把合成高分子化合物所用的低分子原料称为“单体”(monomer)。
聚合度:大分子链上基本结构单元的数目就称为聚合度(通常以DP表示),即组成一个大分子的链节数目。
链节:构成大分子链的基本结构单元称为结构单元(structural unit)或重复单元(repeating unit)。
由于重复单元是组成大分子链的基本单位,所以又称为链节。
单体的官能度:(f )单体的官能度,指在反应体系中实际能起反应的单体的官能团数(或单体参加反应时能形成新键的数目)。
官能团:官能团,是决定有机化合物的化学性质的原子或原子团。
常见官能团碳碳双键、碳碳叁键、羟基、羧基、醚键、醛基、羰基等。
聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应缩聚反应:缩聚反应是具有两个或两个以上官能度的单体分子间经过多步缩合,逐步形成高分子量的聚合物的反应,反应过程中常伴随着析出某些低分子物(水、醇、氯化氢等)。
反应程度:式中—由于N 0-N 是达到平衡时已反应的官能团数,所以 是平衡时已反应的官能团占起始官能团的分数。
通常称为“反应程度”,以p 表示: P =加聚反应:不饱和乙烯类单体及环状化合物通过自身的加成聚合反应生成高聚物的反应阳离子聚合:增长离子为阳离子,阳离子聚合,是由链引发、链增长和链终止三个基元反应构成。
自由基聚合:自由基聚合-是指链增长反应的活性中心是自由基的反应。
定向聚合反应:凡是形成立构规整聚合物为主的聚合过程都叫做定向聚合(Stereospecific 或Stereoregular polymerization)。
2023纤维化学与物理(蔡再生著)课后答案下载2023纤维化学与物理(蔡再生著)课后答案下载第一章高分子化学基础第一节高分子化合物的基本概念第二节高分子化合物的命名和分类第三节高分子化合物的基本合成反应第四节聚合方法概述第五节高分子化合物的分子量及其分布习题与思考题参考文献第二章高分子物理基础第一节高分子化合物的'结构层次第二节高分子链的结构第三节高分子化合物的聚集态结构第四节高分子化合物的力学性能第五节高分子化合物熔体的流变特性第六节高分子深液第七节高分子化合物的结构和性能测定方法概述参考文献第三章纺织纤维的基本理化性能第一节纺织纤维与纺织品第二节纺织纤维的物理结构第三节纺织纤维的吸湿性第四节纺织纤维的力学性质第五节纤维的热学性质第六节纤维的燃烧性第七节纤维的电学性质第八节纤维的光学性质习题与思考题参考文献第四章纤维素纤维第一节纤维素纤维的形态结构第二节纤维素的分子链结构和链间结构第三节纤维素纤维的物理性质第四节纤维素纤维的化学性质第五节再生纤维素纤维参考文献第五章蛋白质纤维第一节蛋白质的基础知识第二节羊毛纤维第三节蚕丝纤维第四节其他动物纤维第五节大豆纤维习题与思考题参考文献第六章合成纤维第一节合成纤维的基础知识第二节聚酯纤维第三节聚酰胺纤维第四节聚丙烯腈纤维第五节聚丙烯纤维第六节聚氨酯弹性纤维第七节聚乙烯醇缩醛化纤维第八节聚氯乙烯纤维第九节其他有机纤维第十节碳纤维习题与思考题参考文献纤维化学与物理(蔡再生著):基本信息点击此处下载纤维化学与物理(蔡再生著)课后答案纤维化学与物理(蔡再生著):目录出版社: 中国纺织出版社; 第1版 (8月1日)丛书名: 纺织高等教育教材平装: 307页语种:简体中文开本: 16ISBN: 7506430029条形码: 9787506430029商品尺寸: 25.6 x 18.2 x 1.6 cm商品重量: 558 g品牌: 中国纺织出版社ASIN: B0011ASQYU用户评分: 平均4.0 星浏览全部评论 (1 条商品评论)亚马逊热销商品排名: 图书商品里排第3,014,655名 (查看图书商品销售排行榜)第1332位 - 图书科技轻工业、手工业纺织工业、染整工业第23005位 - 图书教材教辅与参考书大中专教材教辅本科数理化第30774位 - 图书教材教辅与参考书大中专教材教辅本科工科。
纤维化学考试重点总结纤维化学与物理测验 11、棉纤维的形态结构和羊毛形态结构各有什么特点?答:棉纤维成熟时截面为腰圆形,中有空腔,由外向内由初生层、次生层和中腔三部分组成,纵向有天然卷曲,纵面呈不规则的而且沿纤维长度不断改变转向的螺旋扭曲。
羊毛纤维由包裹在外部的鳞片层,组成羊毛实体的皮质层和毛干中心,不透明的髓质层三部分组成,髓质层只存在于粗羊毛中,细羊毛中没有。
2、纤维素纤维和蛋白质纤维各有哪些常见纤维?答:纤维素纤维:棉纤维、麻纤维、天丝、粘胶纤维、莫代尔。
蛋白质纤维:羊毛、蚕丝、大豆蛋白纤维。
3、蛋白质纤维为什么具有两性性质?答:蛋白质的基本组成是氨基酸,氨基酸有两性性质。
蛋白质分子除末端的氨基与羧基外,侧链上还含有许多酸、碱性基团,因而蛋白质具有既像酸一样电离又像碱一样电离,是典型的两性高分子电解质。
故蛋白质纤维具有两性性质。
4、什么叫羊毛的可塑性?试述其表现。
答:羊毛的可塑性指羊毛在湿热条件下,可使内应力迅速衰减,并可按外力作用改变现有形态,再经冷却或烘干使形态保持下来的性能。
表现:(可省略羊毛纤维在湿热条件下,分子间的交联键被破坏,大分子可以在外力作用下发生构象的变化。
)如果将拉伸的羊毛在湿热中处理较短时间,旧的交联键被破坏,新位置的交联还没有建立,放松张力羊毛将会发生较大收缩,这种现象叫“过缩”;如果拉伸的羊毛经较长时间湿热处理,在新位置上建立起新的交联,就会有“暂定”作用,去除拉伸,羊毛形状暂时不变;如果拉伸羊毛经过充分湿热处理,大分子在新位置上建立起稳定的交联,就会有“永定”作用,不超过这个处理条件纤维会保持形状稳定。
5、试述羊毛的毡缩机理答:1.定向摩擦效应使羊毛纤维定向运动;2.羊毛卷曲性使定向运动造成相互摩擦;3.回复性使羊毛回复时鳞片相互咬合摩擦。
6、棉纤维氧化后性能发生了什么变化?答:1.氧化后纤维变得不耐碱;2.铜氨溶液粘度下降,3.纤维受到潜在损伤,强度虽然暂时不降低,但若遇碱会大幅下降。
高分子化合物:指一种由许多结构相同或相似、简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大、分子链较长的化合物。
单体:能形成高分子物结构单元相应的低分子化合物,也是高分子物合成的起始原料。
超分子结构:单位体积内许多分子链之间的几何排练聚合度:组成一个大分子的链节数,即一个大分子链中所含的重复单元的数目。
蠕变:在一定的温度和较小的恒定的外力作用下,高分子物所发生的形变随时间增加而逐渐增加的现象。
强迫高弹形变:非晶态高分子物,在温度稍低于Tg的条件下,外力强迫链段运动并使分子链拉直,产生较大的形变。
外力去除后,形变不能自然回复。
但温度升至Tg以上,链段运动使形变自然回复,这种形变称之为强迫高弹形变。
取向度:指大分子、链段或微晶体顺着某一特定方向(外力方向)有序排列的程度。
结晶度:结晶的程度,是结晶部分的质量或体积对全体质量或体积的百分数。
玻璃化温度:指高分子物非晶区的链段在外力作用下开始运动时的温度。
即玻璃态和高弹态的转变温度。
(可理解为:高分子物从玻璃态向高弹态转变时,链段刚好能运动的温度,也是高弹态向玻璃态转变时,链段刚好被冻结的温度。
)特[克斯](tex):俗称号数,指在公定回潮率时,1000米长的纤维(或纱线)所具有的质量克数。
即1特=1克/1000米。
回弹性:指纤维从形变中回复原状的能力。
极限氧指数:纤维材料点燃后在氧-氮混合气体中维持燃烧所需的最低含氧量的体积分数。
即极限氧指数=O2的体积O2的体积+N2的体积×100%回潮率:纤维内水分的重量与纤维绝对干燥重量之比的百分数。
•实际回潮率:纤维制品在实际所处环境条件下具有的回潮率。
(大气条件不同结果不同)•标准回潮率:在标准状态下,纤维制品达到吸湿平衡的回潮率。
(可以比较纤维材料的吸湿性)同一材料的标准回潮率不是定值,在一定范围内波动。
•公定回潮率(商业回潮率):为贸易、计价、检验等需要而定的回潮率。
国际上将生丝的回潮率统一规定为11%,称为公定回潮率。
高分子化合物:指一种由许多结构相同或相似、简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大、分子链较长的化合物。
单体:能形成高分子物结构单元相应的低分子化合物,也是高分子物合成的起始原料。
超分子结构:单位体积内许多分子链之间的几何排练聚合度:组成一个大分子的链节数,即一个大分子链中所含的重复单元的数目。
蠕变:在一定的温度和较小的恒定的外力作用下,高分子物所发生的形变随时间增加而逐渐增加的现象。
强迫高弹形变:非晶态高分子物,在温度稍低于Tg的条件下,外力强迫链段运动并使分子链拉直,产生较大的形变。
外力去除后,形变不能自然回复。
但温度升至Tg以上,链段运动使形变自然回复,这种形变称之为强迫高弹形变。
取向度:指大分子、链段或微晶体顺着某一特定方向(外力方向)有序排列的程度。
结晶度:结晶的程度,是结晶部分的质量或体积对全体质量或体积的百分数。
玻璃化温度:指高分子物非晶区的链段在外力作用下开始运动时的温度。
即玻璃态和高弹态的转变温度。
(可理解为:高分子物从玻璃态向高弹态转变时,链段刚好能运动的温度,也是高弹态向玻璃态转变时,链段刚好被冻结的温度。
)特[克斯](tex):俗称号数,指在公定回潮率时,1000米长的纤维(或纱线)所具有的质量克数。
即1特=1克/1000米。
回弹性:指纤维从形变中回复原状的能力。
极限氧指数:纤维材料点燃后在氧-氮混合气体中维持燃烧所需的最低含氧量的体积分数。
即极限氧指数=O2的体积O2的体积+N2的体积×100%回潮率:纤维内水分的重量与纤维绝对干燥重量之比的百分数。
•实际回潮率:纤维制品在实际所处环境条件下具有的回潮率。
(大气条件不同结果不同)•标准回潮率:在标准状态下,纤维制品达到吸湿平衡的回潮率。
(可以比较纤维材料的吸湿性)同一材料的标准回潮率不是定值,在一定范围内波动。
•公定回潮率(商业回潮率):为贸易、计价、检验等需要而定的回潮率。
国际上将生丝的回潮率统一规定为11%,称为公定回潮率。
•一般公定回潮率接近标准回潮率可及度:指化学试剂可以到达并起反应的部分占整个部分的百分数。
铜值:100g干燥纤维素使二价铜还原成一价铜的克数潜在损伤:某种条件下,如果纤维素只发生基团的氧化和葡萄糖剩基的破裂,并未发生分子链的二断裂,只是纤维的强度不大,而纤维素铜氨溶液的黏度却明显下降。
盐缩:蚕丝纤维在氯化钙,硝酸钙等中性盐类的浓溶液中处理,会发生显著膨润,收缩的现象,称为盐缩等电点:蛋白质大分子上所带的正负电荷相等即电中性时溶液的pH值复合纤维:将两种或两种以上的成纤高分子物熔体或浓溶液分别输入同一喷丝头,在喷丝头适当部位相遇后,从同一喷丝空中喷出,成为两组分或多组分粘并的一根纤维。
即在纤维横截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物。
又称共扼或多组分纤维。
超细纤维:单纤维线密度在0.11~0.55dtex范围的纤维P152第8题。
纤维的结构对其吸湿性有哪些影响?答:(1)化学结构即纤维大分子结构上的极性基团--吸湿中心的多少和强弱:极性基团越多,强度越强,纤维的吸湿性越好。
一般天然及再生纤维有较多的极性基团,吸湿性好;合成纤维,极性基团少,吸湿性差。
(2)纤维的聚集态结构--结晶区和非结晶区的多少:吸湿主要发生在纤维的无定形区和晶区表面,化学结构相同的纤维,若无定形区不同,吸湿性也不同,无定形区大,吸湿性强。
(3)纤维内部空隙:纤维内部空隙多,吸湿性好。
(4)纤维表面结构:纤维表面能吸附大气中的水汽和其他气体,吸附量的多少与纤维的表面积及其组成成分有关。
纤维愈细,比表面积越大,吸附水分子的能力愈强。
(5)纤维伴生物:纤维的伴生物位于纤维的表面,会改变纤维表面特性,影响其吸湿性。
2.P152第9题。
画出聚酯纤维的应力-应变曲线,并从分子运动机理来解释曲线。
答:聚酯纤维的应力-应变曲线:ab段:一条直线,应变为普弹形变,形变主要是原子键长和键角的变化引起的,而分子链和链段不发生运动。
直线的斜率称为初始模量。
bc段:应力增加,外力强迫链段发生运动,纤维分子沿拉伸方向取向,而大分子不发生相对滑移。
强迫高弹形变。
与ab段相比,bc段每单位应变所需的应力减少。
cd段:大分子沿着拉伸方向发生质量中心改变的相对移动,并进一步趋于平行排列,这时形变主要发生在纤维的无定形区。
塑性形变。
在这个区段,纤维的形变能力降低,应力急剧增加。
de段:试样已拥有足够的能量,足以克服结晶区内某些分子间的相互作用力,发生第二次塑性流动,直至纤维断裂。
5.P152第13题。
纤维初始模量的实质是什么?有哪些主要影响因素?答:纤维初始模量实质:表示纤维在外力作用下对小形变的抵抗能力,反映了纤维的刚性。
初始模量大,纤维在外力作用下不易变形。
影响因素:纤维大分子链的柔性:柔性高,初始模量小。
分子间的作用力:分子间的作用力小,初始模量小。
结晶度及取向度:对于同一类纤维,结晶度、取向度高,初始模量3P152第10题。
纤维可能的断裂方式有哪几种?为什么纤维的实际强度比理论强度往往要低得多?答:纤维大分子链的排列方向一般平行于受力方向,纤维在外力作用下发生断裂可能是分子链的断裂和分子链间的相对滑脱所引起的。
若纤维的断裂是由分子链的断裂引起的,则必须拉断所有的分子链,但根据有关计算,纤维的实际强度远远小于纤维的理论强度,说明纤维在受外力拉伸断裂时,同一截面上的分子链同时被拉断是不可能的。
若纤维的断裂是由分子链或结构单元的滑脱引起的,则必须克服分子链间的氢键和范得华引力,同样根据计造成算,纤维的实际强度远小于纤维的理论强度,说明纤维受外力拉伸,其断裂完全是由于分子链间的滑脱的是不可能的。
纤维的实际强度之所以小于理论强度,是因为纤维的结构不是均匀的理想的,其存在许多薄弱环节,如微细的裂缝、空洞、气泡等,当受到外力作用时,纤维的断裂首先从这些薄弱环节开始。
同时纤维的取向也不是理想的取向,此时纤维中的大分子也不可能均匀承受外力,而是先使未取向的分子链段间的H间或范德华引力破坏,应力逐渐向其他部位扩展,集中到少数取向的分子链上,对于聚合度、结晶度、取向度高的纤维,由于其分子间的作用力大,导致了分子链的断裂而使纤维破坏;而对于聚合度、结晶度、取向度低的材料,由于其分子间的作用力小,导致了分子链间或其结构单元间的滑移而使纤维破坏。
第15题。
试述纤维的耐磨性及其影响因素。
举例说明。
答:纤维的耐磨性是影响纤维耐用性的主要指标。
表示方法:一般用纤维经多次拉伸后的断裂功来表示。
影响耐磨性的因素:纤维的强度、断裂延伸度、回弹性。
以断裂延伸度和回弹性的影响更为重要,断裂延伸度大和回弹性好,纤维的耐磨性好。
例如:麻纤维,虽然强度高,但断裂延伸度小、回弹性差,其耐磨性差;羊毛强度较低,但断裂延伸度大、回弹性好,耐磨性好。
锦纶由于强度、延伸度和回弹性都较高,所以耐磨性特别好棉的丝光处理凝聚态结构变化。
棉织物在一定张力作用下,经浓烧碱溶液处理,使织物获得丝一般的光泽,同时保持所需要的尺寸的过程。
丝光前后变化:①形态结构变化:光泽度变高。
横截面积变大,直径变小,扭曲带状变为圆筒状。
②聚集态结构变化:大分子排列趋向于整齐,取向度提高,结晶度降低,无定形区变大。
③物理机械性能:强力增大,形态尺寸稳定性增大,模量增大④化学性能:化学反应性增大,染料吸收率增大,吸水性增大天然纤维烧碱处理后发生剧烈溶胀的原因 处理后其性能发生哪些变化为什么。
钠离子体积小,不仅可以进入纤维的无定形区,还可以进入到纤维的部分结晶区;同时Na+是一种水化能力很强的离子,环绕在一个Na+周围的水分子多达66个之多,以至形成一个水化层,当Na+进入纤维素大分子内部并与纤维素大分子结合时,大量的水分也被带入,因而引起了剧烈溶胀,由于能进入晶区,因此,溶胀是不可逆的。
丝光处理后,结晶度下降,取向度提高,强度变大,光泽提高,尺寸稳定性提高,化学活泼型提高。
棉纤维经酸和氧化作用的相似及相异之处相同点:都在漂白及染色等染整过程中进行,且均使纤维的聚合度下降,最终生成羧基或羧基化合物,还原性加强。
相异点:酸对纤维素的水解作用使14-gan 键水解,在断裂处与分子结合形成-oH 、醛基。
纤维强度下降明显。
氧化剂对纤维素的氧化作用主要发生在葡萄糖基环C2,C3,C4位的三个自由羟基和大分子末端的潜在醛基上,根据不同的条件相应生成醛基,酮基和羧基,形成潜在损伤,聚合度下降但强度变化不明显(其铜氨溶液粘度下降,),碱性环境中容易发生贝塔-分裂。
判断纤维素受到的损伤程度可采取下列办法:①测断裂强度,值↓,纤维损伤↑;②测定纤维在碱中的溶解度,溶解度↑,纤维损伤↑;③测定纤维的还原性能,用铜值或碘值表示,铜值或碘值↑,纤维损伤↑。
④用铜氨溶液或铜乙二胺溶液测定纤维的聚合度,聚合度↓,纤维的损伤↑。
什么是纤维的原纤化现象。
解释为什么lyocell 容易发生原纤化。
原纤化现象:在受到机械作用时,纤维沿轴向分裂 出更细小的原纤,这些原纤一端固定在纤维本体上,一端暴露在纤维表面形成许多小绒毛。
Lyocell 容易原纤化,是因为:取向度高,纵向结合力较强,横向结合力较弱,这种结构使得纤维可沿纵向将更细的纤维逐层剥离出来,尤其是湿态下经机械摩擦力作用这种现象更明显。
在极度原纤化作用下,原纤相互缠结使织物表面产生起球现象。
有利:可使织物获得桃皮绒风格;1.4.P192第19题。
影响酸对纤维素作用的因素由哪些?为什么经酸处理的织物必须彻底洗净?写出反应式。
怎样判断纤维素受到的损伤程度?答:(1)影响因素主要有:①酸的种类:当其他条件相同时,酸性↑,损伤↑。
②酸的浓度:浓度↑,水解↑。
③温度:温度↑,损伤↑。
④时间:其它条件相同时,时间↑,水解↑,且成正比。
(2)酸对纤维素的水解作用仅起催化作用,反应前后,其浓度无变化,若其他条件不变,水解反应会继续进行下去。
反应式如下: O O OHCH 2OH OH OHCH 2OH OH O O O + H +O O OH CH 2OH OH OH CH 2OH OH O O O H +H 2O O OHOH CH 2OH O OH+O CH 2OH OH OH O HO + H +OH OH CH 2OH O C O H OH纤维素制品在染整加工中用酸进行处理,一般不会使纤维解体,但纤维的内在质量如聚合度、强度、延伸度等会受到影响,所以酸处理后的织物必须彻底洗净,特别要注意的是要避免带酸的织物进行烘干,否则,在烘干时,随着水分的蒸发,织物上酸的浓度增加,再加上烘干时温度较高,会使织物受到严重的损伤。
(3)判断纤维素受到的损伤程度可采取下列办法:①测断裂强度,值↓,纤维损伤↑;②测定纤维在碱中的溶解度,溶解度↑,纤维损伤↑;③测定纤维的还原性能,用铜值或碘值表示,铜值或碘值↑,纤维损伤↑。