纺织材料学习题集终稿

纺织材料学复题

1. 表示纤维细度的指标有哪些？各自的含义是什么？习惯上各表示什么纤维的细度?

? 直径—— 直观，用于圆形截面的纤维。如：羊毛。投影宽度—— 用于非圆

形截面的纤维；截面积—— 测量困难；比表面积—— 计算值。

? 特克斯 Ntex（tex）—国际标准单位在公定回潮率下，1000米长的纤维所具

有重量的克数。 ? 分特dtex：在公定回潮率下，10000米长的纤维所具有重量克数。1tex＝10dtex 旦数（旦尼尔数）Nden （den）——绢丝，化纤常用指标。在公定回潮率下，9000米长的纤维所具有重量的克数。间接细度指标间的换算关系：（Ntex ? Nm = 1000，Nden ? Nm = 9000， Nden = 9 Ntex ）

? 公制支数 Nm——常用于棉纤维。在公定回潮率下，单位重量（克）的纤维所具有的长度（米）：

? 英制支数Ne：在公定回潮率9.89％时，一磅重的棉纱线所具有的长度是840

码的倍数。

? 马克隆值M(用于棉）----本身无量纲，相当于单位长度（英寸）的重量（微克），反映细度、成熟度的综合指标。 M×Nm＝25400；Nt＝0.0394M；Nd＝0.354M

? 品质支数（用于毛）----沿用下来的指标，曾表示该羊毛的可纺支数，现表示直径在某一范围的羊毛细度。

2. 推导公制支数（Nm）、旦（D）、特（Nt）、直径（d）之间的关系。

3. 公制支数为5500的棉纤维，合多少分特？直径为多少？ 4. 常用的测定纤维长度的方法有哪些？各适合于测哪些纤维？

a) 罗拉法 ：适用于棉纤维的长度测定）.

b) 梳片法：适用于羊毛、苎麻、绢丝或不等长化纤的长度测定）。

c) 排图法：适用于棉或不等长化纤、羊毛、苎麻、绢丝等长度分布的测定）。 d) 间接测量法：用于毛条、棉、麻纤维条子的长度测定。

5. 常用的测定纤维细度的方法有哪些？各适合于测哪些纤维？

a) 中段切断称重法：---棉纤维或化纤的细度测定。法只能测算纤维的间接平均

细度指标，无法得到细度的离散性指标。 b) 气流仪法；（棉，羊毛）。

c) 显微镜投影法：用于羊毛细度和截面为圆形纤维的纵向投影直径的测量。

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部分答案仅供参考 6. 试述纤维长度与纺纱加工及成纱质量的关系。

1) 纤维长度与成纱强度的关系

在其他条件相同下，纤维越长，成纱强度越大，在保证成纱具有一定强度的前提下，纤维长度越长，纺出纱的极限细度越细（棉纤维）。 2) 纤维长度与成纱毛羽关系

成纱的毛羽是由伸出成纱表面的纤维端头，纤维圈等形成。在其它条件相同情况下，长度较长的纤维成纱表面比较光滑，毛羽较少。 3) 纤维长度整齐度和短绒率与成纱强度、条干的关系 当纤维长度整齐度差，短绒率大时，成纱条干变差，强度下降。生产高档产品时，需经过精梳以去除短纤维。 4) 长度与纺纱工艺的关系 各纺纱设备的结构尺寸、各道加工工序的工艺参数都必须与原料的长度相互配合

7. 试述纤维细度与纺纱加工及成纱质量的关系？ a) 与成纱强度的关系

在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱强度越高； b) 与成纱条干的关系

在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱条干越均匀；保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤维可纺较细的纱； c) 与纺纱工艺的关系

纤维越细，加工过程中容易扭结、折断而产生棉结、短纤维。

8. 反映纤维卷曲性能的指标有哪些？说明其含义。

? 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。一般化学短纤维的卷曲数为12～14个/25mm，羊毛的卷曲数随羊毛细度和生长部位而异。 ? 卷曲率：卷曲率=（L1-L2）/L1 指纤维单位伸直长度内，卷曲后缩短长度所占的百分率（或表示卷曲后纤维的缩短程度）。卷曲率的大小与卷曲数及卷曲波幅形态有关。一般短纤维的卷曲率在10～15％为宜。

? 卷曲弹性率：卷曲弹性率=(L1-L2)/(L1-L0)

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。

L0：纤维加轻负荷后的长度。L1：纤维加重荷后的长度。L2：纤维去除重负荷一定时间后在加轻负荷的长度。

1．名词解释：

? 吸湿平衡：纤维在单位时间内吸收的水分和放出的水分在数量上接近相等，

这种现象称之。

? 吸湿等温线：在一定的大气压力和温度条件下，纤维材料因吸湿达到的平衡

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回潮率与大气相对湿度的关系曲线。

? 放湿等温线：在一定的大气压力和温度条件下，纤维材料因放湿达到的平衡回潮率与大气相对湿度的关系曲线。

? 吸湿等湿线：纤维在一定的大气压力下，相对湿度一定时，平衡回潮率随温度而变化的曲线，称为吸湿等湿线。

?

平衡回潮率：将具有一定回潮率的纤维，放到一个新的大气条件下，它将立刻放湿或吸湿，经过一定时间后，它的回潮率逐渐趋向于一个稳定的值，称为平衡回潮率。

? 吸湿滞后性：同样的纤维在一定的大气温湿度条件下，从放湿达到平衡和从吸湿达到平衡，两种平衡回潮率不相等，前者大于后者，这种现象称之。 ?

标准大气条件：国际标准中的规定为：温度（T）：20±3℃（热带为27℃）相对湿度（RH%）：65± 3%。大气压力： 86~106 kPa 2． 为什么粘胶纤维的吸湿能力大于棉，合成纤维的吸湿能力低于天然纤维？

纤维的结晶度越低，吸湿能力就越强。棉和粘胶—同属纤维素纤维，每一个葡萄糖剩基上都含有3个-OH，但棉纤维的结晶度为70％左右，而粘胶纤维仅30％左右，W粘胶>W棉。

纤维无定形区内缝隙孔洞越多越大，纤维吸湿能力越强。粘胶纤维结构比棉纤维疏松，缝隙孔洞多，其吸湿能力远高于棉。 合成纤维结构一般比较致密，而天然纤维组织中有微隙，故天然纤维的吸湿能力远大于合成纤维。 3． 为什么必须将纤维放在标准温湿度条件下一定时间调湿后才可进行物理性能的测试？当纤维含水较多时还需先经预调湿？

为避免纤维因吸湿滞后性所造成的误差，需预先将材料在较低的温度下烘燥（一般为40～50 ℃去湿0.5～l h），使纤维的回潮率远低于测试所要求的回潮率。然后再在标准状态下，使达到平衡回潮率。

4． 烘箱法测试纺织材料吸湿性能的原理是什么？其有哪三种称重方式？试比较它们之间的差异。 5．

一批腈纶重1000kg，取50g试样烘干后称得其干重为49.2g，

求该批腈纶的回潮率和标准重量。（腈纶的公定回潮率为2.0%）6． 计算55/45棉/涤混纺纱的公定回潮率。 7．

试分析影响纺织材料吸湿性的诸因素。

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部分答案仅供参考 影响纤维回潮率的因素有内因和外因两个方面。 1) 内在因素包括：

? 化学结构-纤维大分子亲水基团的数量和极性的强弱； ? 聚集态结构-纤维的结晶度、纤维内孔隙的大小和多少；

? 形态结构-纤维比表面积的大小，截面形状、粗细及表面粗糙程度；纤维伴生

物的性质和含量 。

2) 外在条件包括：温湿度；气压；原来回潮率的大小。

8．说明纤维吸湿后体积、密度、强度、伸长率、摩擦系数的变

化。

a) 对强力的影响：

一般规律是W增加，其强力会下降；

吸湿能力差的纤维，W增加，强力变化不太显著；合成纤维由于较弱，所以吸湿后强力的降低。 棉、麻纤维，吸湿后强力反而增加。 b) 对密度的影响

W增加，纤维密度增加；大多数纤维在W=4%～6% 时密度最大。W再增加，纤维密度逐渐变小，因为纤维体积显著膨胀，而水的比重小于纤维。 c) 对纤维伸长率的影响： W增加，伸长率有所增加；

这是因为水分子进入纤维内部后，减弱了大分子间的结合力，使它在受外力作用时容易伸直和产生相对滑移的缘故。

d) 对纤维的脆性、硬性有所减小，塑性变形增加，摩擦系数有所增加。 e) 对体积的影响：

W增加，维体积显著膨胀。

1. 名词解释：

? 初始模量：纤维负荷-伸长曲线上起始一段直线部分的斜率，或伸长率为1%

时对应的强力。

? 断裂长度：纤维的自身重量与其断裂强力相等时所具有的长度。 ? 断裂比功Wa：拉断单位细度、单位长度纤维外力 所作的功。

? 蠕变：指一定温度下，纺织材料在一定外力作用下，其变形随时间而变化的现象。

? 应力松弛：在一定温度下，拉伸变形保持一定，纺织材料内的应力随时间的

延续而逐渐减小的现象称为应力松弛。

? 疲劳：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。 ? 急弹性变形：加（或去除）外力后能迅速变形。

? 缓弹性变形：加（或去除）外力后需经一定时间后才能逐渐产生（或消失）

的变形。

? 塑性变形：纤维材料受力时产生变形，去除外力后，不可回复的变形。（绝

对值）

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? 弯曲刚度： ? 纤维切向阻力：

2. 从拉伸曲线上可求得哪些指标？说明各指标的含义及其与纤维性质的关系。

1) 断裂强力（或断裂强度） 2) 断裂伸长（或断裂伸长率） 3) 初始模量E

定义：纤维负荷-伸长曲线上起始一段直线部分的斜率，或伸长率为1%时对应的强力。其大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，它反映了纤维的刚性。E越大表示纤维在小负荷作用下不易变形，刚性较好，其制品比较挺括；E越小表示纤维在小负荷作用下容易变形，刚性较差，其制品比较软。 4) 屈服应力与屈服应变

屈服点：曲线由伸长较小部分转向伸长较大部分的转折点。 屈服应力：屈服点处所对应的应力。 屈服应变：屈服点处所对应的应变。

屈服点以下的变形：可回复的弹性变形。 5) 断裂功、断裂比功和功系数 断裂功W

定义：指拉断纤维过程中外力所作的功，或纤维受拉伸到断裂时所吸收的能量。W是强力和伸长的综合指标，用来有效评价纤维的坚牢度与耐用性能。W大，说明纤维的韧性好，耐疲劳性能强，能承受较大的冲击。在负荷-伸长曲线上，断裂功就是曲线下所包含的面积。断裂比功Wa定义：拉断单位细度、单位长度纤维外力所作的功。

Wa=W/(Ntex*L0) 纤维密度相同时，它对不同粗细和不同试样长度的纤维材料具有可比性。

功系数We定义：实际所作功（即断裂功W，相当于拉伸曲线下的面积）与

假定功（即断裂强力*断裂伸长）之比。

其计算式为：We=W/(Pa*△L);e值越大表明这种材料抵抗拉伸断裂的能力越强。各种纤维的功系数大致在0.36-0.65间。

3. 试述纤维的拉伸断裂机理及影响纤维拉伸性能的因素。

? 纤维断裂原因有：

大分子主链的断裂；大分子之间的滑脱。

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