纺织物理第5章
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第一章“纤维的结构”1.STM与AFM2.微细结构与形态结构3.纤维的尺度与形态4.缨状分子与缚结分子5.有序与取向6.折叠链与伸展链7.纳米与亚微米8.内旋转与构象9.链段与链节10.晶体取向与分子取向11.X射线广角(XWAD)和小角(XSAD)衍射12.Hermans取向因子与X射线衍射法取向因子13.质量和体积结晶度(Xw与Xv)14.各向同性与各向异性体15.形态弱节与结构弱节16.应力弱节与应变弱节17.再生与人造纤维18.纳米纤维与超细纤维19.湿敏纤维与压敏纤维20.自适应(self-adapted)纤维和智能(smart)纤维21.形状记忆(shape memory)纤维与可呼吸(breathable)纤维22.相变纤维与热自适性纤维23.石墨与碳纤维结构24.可降解与可再生25.仿生材料与生物材料26.液晶与准晶27.混合与复合28.嵌段与接枝共聚物29.棉的螺旋与螺旋换向30.氢键与范德华静电引力31.α螺旋与β折叠构像32.丝素与丝胶33.羊毛的双边分布与丝的环状分布34.细胞核残留物与髓腔层35.7+X模型与7+2模型36.正皮质(ortho-cortex)与副皮质(para- cortiex)37.Lyocell与Tencel®38.涤纶分子的旁式与反式结构39.涤纶与PTT纤维40.蜘蛛丝与甲壳素纤维第一章 纤维的结构1. 试述纤维材料(Fibrous materials )的结构、形、性、能的范畴,及其间的基本相互关系,尤其是结构与形;结构与性质的关系。
2.试述纤维结构的基本层次及名称,并讨论其间关系与结构特征及尺度。
3. 缨状微胞理论(fringed-micelle theory )的基本特征为何?其可以解释纤维的哪些性能(举2~3例)?产生这类说法的依据为何?4. Howsmon 和Sisson 有序度表达法(《纺织物理》图1-5)与缨状微胞说的区别在哪?对纤维来说,其内部结构的表述应该为何?5. 试给出缨状微胞fc 和缨状原纤ff 结构模型在各自结晶度、晶区和非晶区模量都相同条件下,除显见的晶区长宽比d l /不同外,纤维的模量E 和强度σ均存在差异且模量fc ff E E >和强度fc ff σσ>的原因与证明,并讨论随微胞的d l /值增加,模量E 间的和强度σ间差异减小的理由。
第一章纤维的结构概述1.纤维结构:纤维的固有特征和本质属性,决定纤维性质;涵盖微观到分子组成,宏观到纤维形貌;结构多样性与结构层次有多种划分。
2.结构层次的模糊,纤维的微细结构(fine structure):可以追溯到19世纪。
但卓有成效的研究和结构理论的提出与验证是在20世纪的上半叶,近五十年又在许多纤维结构理论和分析方法上有新的突破。
3.纤维微细结构的研究,通常采用的研究方法有:※光学显微术(optical microscopy)和电子显微术(electron microscopy):扫描电子显微镜SEM 和透射电子显微镜TEM※X 射线和电子衍射法(X-ray &Electron diffraction)※红外(infra-red)、紫外(ultraviolet)、荧光(fluorescence)和喇曼光谱法(Raman spectrum)※核磁共振法(nuclear magnetic resonance)※表面分析法(surface analysis)※原子力显微镜AFM(atomic force microscope)或扫描隧道显微镜STM(scanning tunneling microscope)等方法※热分析法(thermal analysis)※动态和断裂力学法※质谱分析法(mass spectrometry)4.纤维结构的研究和发展、问题、未知性和不确定:※基本形式:对纤维微细结构作文字或简单模型图来描述。
※基本原因:结构的复杂和多样性、表征方法的局限性、人们的认识。
第一节纤维结构理论一、缨状微胞理论1.历史Nägeli理论;Meyer和Mark的微胞学;Spearkman模型。
30年代的争论:※纤维素及其他聚合物分子的长度的问题。
※关于纤维究竟是由分离的晶体所组成,还是由连续的均匀的分子所组成的问题。
Meyer认为分子是相当短的,其聚合度约为200。
而Staudinger则认为,在天然纤维素中,聚合度在2000以上。
纺织物理知识点1、毛纺织品产生静电的原因2、羊毛产生静电现象的原因3、羊毛打滚不会毡化和缩绒4、蚕丝为什么具有优雅的光泽?答案解析:1. 毛纺织品产生静电的原因(5点)(1)混入毛织物中的涤纶纤维比例越高,静电现象必然严重。
(2)纯毛纺织品的标准回潮率虽高达14%(20°C,相对湿度65%),但在相对湿度小于40%条件下也会有静电现象。
(3)纯毛纺织品在进行防毡缩整理,机可洗整理时,一般先进形氯化或氧化处理(俗称“减法”处理),接着为了改善手感及进一步改善毡缩性,需进行柔软光滑整理(俗称“加法”处理),如果采用有机硅类及聚氨酯类整理剂,就会产生静电现象。
(4)对毛线及毛针织品,以前大多采用土耳其红油进行柔软与蓬松处理。
由于土耳其红油带负电荷,不会产生静电问题。
然而,现企业大量的采用柔软效果更好的有机硅类整理剂进行处理,造成静电现象十分严重。
(5)浙江嘉兴地区羊毛衫市场上的纯羊毛衫大量使用有机硅类整理剂,其总用量甚至高达10%以上(对纤维重),造成了严重的静电现象。
2. 羊毛产生静电现象的原因(1)羊毛纤维内部是毛干,由20种α氨基酸所构成的蛋白质高分子组成,因亲水性好,是不会产生静电现象的。
(2)羊毛纤维的外部由鳞片层构成,其结构比较特殊。
由于鳞片层中胱氨酸含量高,其网状结构程度远远高于毛干部分,使得鳞片层的亲水性明显的变差。
(3)鳞片表层网状架构的稳定性比整个鳞片层网状结构的稳定性好的多,相应的鳞片表层的亲水性就更差些。
(4)鳞片表层的外层就是完全由脂肪长链构成的,称为类脂层,脂肪长链整齐地排列在外层中,相当于在羊毛纤维的外表涂上了一层油蜡,因此鳞片表层具有典型的疏水性。
(5)这一结构的特点正是羊毛纤维静电现象的结构基础和起因。
3. 羊毛打滚不会毡化和缩绒(1)鳞片在生长过程中,前缘向着纤维顶端,形成突出台阶。
脱离羊体的羊毛,在机械、水分、热、化学等的促进作用,会产生羊毛几何体的毡化现象,现在的羊毛是活羊毛。
一、选择题1.纺织工人在检查纺织品的质量时,要观看纺织品的布纹是否有缺陷,应该使用()A.凸透镜,并把纺织品放在它的焦点以内B.凸透镜,并把纺织品放在它的焦点与二倍焦距点之间C.凸透镜,并把纺织品放在它的二倍焦距点之外D.凹透镜,并把纺织品放在它的焦点以内A解析:A为了查看纺织品的布纹缺陷应用透镜将布纹放大,才能清晰观察。
A.把纺织品放在凸透镜的焦点以内,凸透镜成正立、放大的虚像。
故A符合题意。
B.把纺织品放在凸透镜的焦点与二倍焦点之间,凸透镜成倒立、放大的实像。
实像和物体在凸透镜的两侧。
故B不符合题意。
C.把纺织品放在凸透镜的二倍焦之外,凸透镜成倒立、缩小的实像。
故C不符合题意。
D.把纺织品放在凹透镜的焦点上,凹透镜成正立、缩小的虚像。
故D不符合题意。
故选A。
2.如图为某款照相机的成像原理,镜头相当于一个凸透镜,影像传感器相当于光屏。
拍照时,镜头对准景物,相机通过自动调节,就能得到清晰的像,下列说法正确的是()A.为了拍摄到更大的像应该将镜头远离景物B.景物在二倍焦距以外才能成缩小的像C.影像传感器上成的是正立的实像D.景物在镜头前任何位置都能在影像传感器上成像B解析:BA.根据凸透镜成像规律,发现物近像远像变大,故为了拍摄到更大的像应该将镜头靠近景物,故A选项错误;B.景物在二倍焦距以外才能成缩小的像,是照相机的原理,故B选项是正确;C.影像传感器上成的是倒立的实像,因为照相机成的是倒立的缩小的实像,故C选项错误;D.景物在镜头的一倍焦距内,在影像传感器上不成像,故D选项错误。
故选B。
3.如图所示为“新冠肺炎”疫情期间,各地通过手机扫描二维码进行防疫登记。
手机扫描二维码相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏。
下列说法正确的是()A.手机摄像头和老花眼镜的镜片都对光有发散作用B.扫描时二维码位于手机摄像头二倍焦距以外C.当二维码远离摄像头时,影像传感器上的像变大D.影像传感器上成的是正立的虛像B解析:BA.手机摄像头是凸透镜,老花眼镜的镜片也是凸透镜,它们都对光有会聚作用,故A错误;B.手机扫描二维码相当于给二维码拍了一张照片,所以扫描时二维码位于手机摄像头二倍焦距以外,故B正确;C.凸透镜成实像时,物远像近像变小,所以当二维码远离摄像头时,影像传感器上的像变小,故C错误;D.扫描时二维码位于手机摄像头二倍焦距以外,此时影像传感器上成的是倒立、缩小的实像,故D错误。
第四章思考题
1.试对纤维导电机制及其影响因素进行定性和定量的讨论
2.环境条件对纤维导电性影响主要机制与表达。
3.试述纤维导电性改善的原理及导电纤维。
4.纤维介电损耗的成因及其表达。
5.试讨论纤维介电损耗谱与力学损耗谱的关系与同异性。
6.纤维静电序列的排序方法及基本原理。
7.试讨论电荷散逸的途径及有效方法。
8.纤维导电性、介电性和静电性间的相互关系及各自特征。
9.试讨论纤维电子导电、离子导电和孤子导电的典型区别及其判定方法。
10.讨论纤维集合体导电的主要形式及其影响因素。
第五章
1.试讨论影响纤维双折射的因素及纤维双折射的测量方法。
2.纤维形状双折射产生的机理,以及影响形状双折射的因素。
3.试述纤维光致发光的现象及其原理。
4.试述纤维光老化的一般机制、现象及其原理。
5.试讨论光通过纤维后的滞后、干涉作用的原理及作用。
6.试讨论光反射与光吸收的作用机制,及其防老化与透明的协调。
7.试讨论多光束干涉法测量纤维双折射的原理及方法。
8.给出萨那蒙补偿法测纤维取向度的实验光路及各元件的放置图,并讨论测量的理论。
9.试比较倍克线法与萨那蒙法对测量双折射方面的差异及特点。
10.何为二色性,何为红外二色性?。