纺物题

一、填空

1．纤维各向异性表现在①力学各向异性，如 轴向和径向的力学性质不同，但径向则是各向同性的。涤 纶、锦纶、丙纶和乙纶单丝纤维随拉伸比及大分子链取向度增加，纤维的轴向模量增加 ；

②吸湿各向异性，如 纤维吸湿后体积膨胀,横向膨胀大而纵向膨胀小 ； ③光学各向异性，如 纤维通常是一个轴对称的各向异性，沿轴向的折射率较大，

为椭球的长轴，在径向平面中的折射率为中心对称，即x和y方向上的折射率相等，且值相对z 轴方向的较小；

④热学各向异性，如 纤维取向度越高，沿纤维轴向的导热系数越大；各向异性

材料的导热性能由于导热系数的方向性变得复杂；

⑤声学各向异性，如 声波沿轴向上传递时，声速较快；沿垂直于分子主链方向

传递，声速较慢；

纤维的各向异性表现在: ①光学性质，如双折射现象；②热传导，如各向异性材料的热传导；③吸湿，

吸湿膨胀

2.电子导电的特点是：①分子的密集排列，形成电子通道，导电性增加；②光照物质时会产生明显的霍 尔效应；③电子导电的电极两端不会产生明显的电解质；④随着温度升到，导电性开始变化不大， 随后下降；⑤外界加压力增大，导电性增大；⑥极化时间短，可以说与时间无关；

离子导电的特点是：①纤维的自由体积越大，其导电性越好；②在两极会产生明显的电解质；③随T 的增加，导电性增加；④因本身导电载流子体积的增大，空间位阻和约束较大，物质密度小， 外界压力低，环境温度高，导电性好。⑤离子的极化速度较慢，与时间有关。

3.纤维的吸湿积分热 W是：在一定回潮率下，1g干燥纺织纤维达到完全湿润时所放出的热量

纤维的吸湿微分热Q是：在一定回潮率下，1g水被质量为无限大的纤维材料完全吸收所放出的热量 两者间的关系是： 吸湿微分热Q1=-100dw/dr.

影响吸湿热的因素：①纤维的吸湿性能；②纤维的平衡回潮率；③大气中的相对湿度；④纤维中的亲水基 团；⑤温度。

4.静电产生的原因：a.摩擦起电 b.接触起电 c.压电起电 d.热电起电 5.介电损耗：纤维在电场力的作用下引起的各种极化，将导致分子间、分子内的摩擦及电荷的泄漏，这 种摩擦以热能形式损耗，电荷的逃逸将产生电能的损耗。这两种形式的损耗就是介电损耗。 6.介电松弛：材料在交变电场的作用下的介电响应及损耗的过程，其取决于电场频率。 7.介电击穿：电解质击穿的本质是材料由介电状态向导电状态跃迁的过程。

8.定形指的是：纤维材料在温度和外力的作用下发生变形，并受物理、化学处理，使其应力松弛达到稳 定

定形的分类：1、热定形；2、化学方法定形3、冷力定形4、摩擦定形。

9.传热是热量从高温区向低温区传播的过程，它有四种方式：传导、辐射、对流、蒸发散热。 10.纤维燃烧的三个过程：①纤维热裂解，产生可燃气体，不燃气体和炭化残渣。

②可燃性裂解气体与氧混合，温度达到着火点，燃烧并释放热、光、烟。 ③放热使纤维继续燃烧，并开始蔓延。 二、问答

1、什么是3D织物，织物的维与轴有什么异同？

答：3D织物是指纱线除了在平面方向，即二维集合的范畴中进行交织，同时可在垂直于该二维平面的方

向，即在三维集合的范畴中交织，这样就行成了3D 机织物。

“维”是一个空间的概念，为立体结构，它代表其空间交织的情况，当织物 沿几个方向进行织造时，就可称为几维织物。而“轴”是一个平面概念，在 一个平面内，沿多个方向进行编织，有多少个方向就称为几轴织物。织物的维与轴的相同点为都是在描述复合织物的结构形态，它们共同在一起可以作为描述织物增强结构材料，轴是平面概念，它是描述织物在一个平面内沿多个方向进行织造，维是空间概念，它是描述织物沿空间进行织造。

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2．标出下列光路中各元件的名称；单色光通过各部件后光矢量的振动方式 (注：P与A正交)。

3. 根据下列纤维的拉伸特征曲线，给出其混纺纱 “应力–混合比”的图解分析。 4.试给出下列织物的结构与性质应具有的特征，并举例

答： 防水透气织物：目前防水透气织物有3大类型：第一种是高密度织物，它利用高支棉纱和超细合成纤维制成高密度的织物，有较高的水蒸气透过性，经过拒水整理后具有一定的防水性。其特点是透湿性好，柔软性和垂性也较好，但耐水压较低、次品率高、染整加工困难、折边耐磨擦性较差。基于这一原理设计的防水透气织物有超细高密织物、特高密度的棉织物等。第二种是涂层织物，它可分为亲水涂层和微孔涂层织物两种。亲水涂层是在织物表面涂上一层亲水涂层，由于涂层覆盖了织物的所有空隙，因而可以防水。如果高分子链上有亲水基因，含量和排列合适，则它们可以与水分子作用，借助氢键和其它分子间力，在高湿度一侧吸附水分子，通过高分子链上亲水基因团传递到低湿度一侧解吸。涂层织物一般加工简单，其特点是透湿小、耐水压不大。第三种是层压复合织物，它是将防水透湿和防风保暖集于一身，具有明显的技术优势。应用广泛，如军服、防护服。

透水防湿织物：由于水滴和汽滴的大小有差异，水滴直径为100~300μm，汽滴的直径仅为0.0004μm。根据这一点，理论上说，只要防水透湿织物表面的微孔直径大于0.0004μm，小于100μm就只能通过汽滴，而使水滴通不过。（1）在基布上层压有无数微孔的树脂薄层；（2）通过特殊涂层，在织物表面形成无数微孔；（3）研制超高密结构的机织物。（利用超细与超高收缩纤维研制超高密结构的织物，使其表面微孔能阻止水滴而只让蒸汽通过，这种织物还具有较好的柔软性与悬垂性。）

5.以纤维素纤维为例，说出缨状微胞模型的特点及与缨状原纤模型的区别，并讨论纤维具有这两种结构时的纤维性能上的差异。

答：答：缨状微胞理论：假设分子将通过若干个微胞，而在微胞之间则为一非结晶区，或称之为无定形区。通过这些连续的分子网络将微胞结合在一起，长链分子间的规则排列构成结晶微胞，而伸出的无规则排列的分子成为缨状须丛。缨状微胞模型理论认为：在两相共存的体系中，由于结晶区和无定形区没有严格的界面，期间必然存在着有序程度逐渐过渡的区域。纤维素分子链是以伸张状态的，按一定方向排列的，由低序区域向较高序区域过渡，因此分子链可通过几个整列区域和非整列区域，形成纤维的结晶区和非定型区。

缨状微胞理论可以作为缨状原纤理论的一特殊情况，即当结晶的晶核形成多，结晶的长度非常短的时候。所以，两种理论从本质上来讲，主要是尺寸的区别；缨状原纤模型放弃了晶区是微胞的假设结晶区是连续的缨状原纤。由许多长链分子组成。这些分子沿着本身的长度方向在原纤的不同位置上分裂出来有的进入无定形区有的重新进人其他原纤组织中晶格的缺陷和混乱是可能产生的。

缨状原纤模型理论认为：X射线确定的晶体区就是电镜中观察到的微原纤，微原纤整齐排列形成原纤。原纤中也有少数大分子分支出去组成其他原纤，组成连续网状组织。原纤之间是由一些大分子联接起来形成的无定形区。

原纤理论认为纤维的结构具有较高的连续性，这是用于解释晶体度较高的天然纤维，而微胞理论是用于结晶度较低的再生纤维，如普通粘胶纤维。

6.试述纱线中纤维转移的机理，并简述纤维转移的作用和表征方法。

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答：纤维的转移机理：

（1 ）张力机理：纺纱过程中，由于外层纤维的螺旋轨迹长，纤维内应力大，而内层纤维相对螺旋轨迹短，内应力小，甚至为负值，这样内外层纤维就会交换位置来达到结构的平衡。

（2 ）几何机理：纤维转移的几何机理与纤维束的形状和加捻的程度有关，扁平带状纤维束的圈捻提供了纤维在加捻中的位置变化，这是纤维集合体几何结构原因导致的纤维转移。3实际转移机理：在低张力时，由于张力机理的作用，转移频率很高，这时张力机理起主导作用；在高张力下，转移频率将降低，但转移并没有消失，这时几何机理起主导作用，因为几何机理取决于是否发生圈捻，转移频率与张力无关，实际纺纱中，往往是这两种机理的综合作用。

纤维的转移作用：纤维的一部分在纱的表层，而另一部分在纱的内层，以此形成纤维间相互穿插、纠缠，产生相互握持的自锁结构。纤维具有张力，尤其是纱表层的纤维具有张力，由此产生向心压力，使纤维相互作用。当外力作用纱线时，这种相互接触和挤压作用将增强并产生摩擦和抱和作用，但纱不会解体。这种转移轨迹与张力的改变，将使纤维的实际轨迹长度基本保持不变。虽张力在纤维各段有所不同，而纤维在纱中却处于一个稳定而又有约束的状态。

表征方法：采用示踪纤维方法，指标为转移系数，单位长度的切割数，转移特征数 7.织物的风格和舒适性分别是什么？如何表征？

答： 织物的风格：织物风格是织物本身所固有的物理、机械性能及几何形态作用与人的感官所产生的综合效应。织物风格是客观实体——织物与主观、意识交互作用的产物，是一种复杂的物理、生理、心理以及社会因素的综合反映。表征：①拉伸性能：线性度、拉伸功、拉伸恢复率；(P380-381)②剪切性能：剪切刚度值、剪切滞后值 。③表面摩擦试验：静摩擦系数Us：其值越小，表明织物手感光滑；动摩擦系数Ur同上。动摩擦系数不匀率：其值增大，织物越爽滑。④交织阻力试验：P值越小，织物在服用中易造成“披裂”，制作中的织物易于畸变。⑤弯曲性能试验：a.活络率：值越大，织物手感活络，弹性增大。B.弯曲刚度：越大，手感越刚硬。C.弯曲刚度指数：越小，手感活络，柔软。D.最大抗弯力Pmax:与弯曲刚度意义一样。⑥压缩性试验：压缩率越大，织物蓬松性越大；压缩弹性率越大，服用中对织物的丰厚性有较好的保持能力。⑦起拱变形试验：织物由于缓弹性和塑形变形的累积而产生的起拱变形现象。⑧平整度试验：织物平整度越大，表示织物厚度不匀。

织物的舒适性：人体对织物的生理感觉，往往以人体对织物的不适感为评价，涉及人体生理、心理、服装（织物）、气候环境等因素。表征：热湿舒适性：①绝热率②导热系数和热阻③克罗④透湿率⑤湿阻；接触舒适性：指人体皮肤在受到外加织物或服饰作用时的一种生理感觉，具有被动性和不可回避性。①主观评价法：以人体和动物试验为主，用以确定刺痒感的主要感受神经和刺激量与刺痒感量之间的定量关系，以此明确人体刺痒的阀值和刺扎方式；②客观评价法：以说明织物表面较刚硬的毛羽的特征及数量是刺痒感大小的直接原因。

8.织物舒适性的意义(影响舒适感觉的主要因素)？

答：在一定条件下，影响人们着装后的舒适性感觉的主要因素有以下几方面：

①服装中的热湿传递平衡：处于满意的热平衡，在剧烈运动时，服装应有利于散热，透湿；在寒冷的环境中，服装利于保暖而不易散热。②接触舒适性：与人体皮肤接触时，织物接触感舒适程度，包括软硬，粗糙，刺痒，刺痛，静电和瞬间接触冷暖感，尺寸的合体性。③视觉舒适性：服装的款式，颜色，花样，要适合不同性格和爱好。

9.简述主客观评定织物风格的优缺点。

答：织物风格或手感的评价方法有两种形式，一种是主观评定法，另一种是客观评定法。前者是依靠感觉器官获得的感觉效果，然后对织物作出的风格语言评价；后者是通过仪器测定织物有关的物理、力学量，计算得到织物风格的特性和等级。

主观评定法①优点：感官结论是一种自然、贴切而敏锐的评价标准，是鉴定织物风格的基础依据，简便、快速。②缺点：无法排除主观任意性，判断结果因人、因时而异，局限性大，织物本身固有性能与评价结果之间并不严格存在一一对应的单值关系；缺乏定量的描述，感官评价方法由于缺乏理论指导和定量的描述，只能根据人的主观感受给出评语或秩位数，数据可比性差，因而很难与纺织技术结合而

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指导和改善纺织品生产。

客观评定法①优点：对于任意给定的织物试样，只要利用仪器测出其力学性能指标后，就可以通过计算对织物进行评级；几乎涉及各类型品种织物，具有广泛代表性；用仪器客观评定的结果与专家手感评定的结果甚为一致，应用十分方便。②缺点：织物风格受到民族、风土人情、习惯、爱好的心理和社会影响，一套计算方法使用国家有局限。 10.有哪些客观评定织物风格的方法？

答：（风格仪系统有拉伸、剪切试验仪、纯弯曲试验仪、压缩性试验仪和表面性能试验仪）

KES-F系列：测定影响织物手感的各项力学性能指标，如①拉伸性能：线性度、拉伸功、拉伸恢复率；(P380-381)②剪切性能：剪切刚度值G—剪切角为0.5~5°间剪切曲线的斜率、剪切滞后值 2HG—剪切角为0.5°时的剪切力的滞后值、剪切滞后值 2HG5—剪切角为5时的剪切力滞后值。③弯曲性能：弯曲刚度、弯曲滞后矩。④压缩性能：压缩线性度、压缩能、压缩回弹性。⑤表面摩擦性能摩擦实验是用金属指纹触头与织物相接触，试样在一定初始张力和压力下，以恒定移动一定距离，根据摩擦阻力的变化测得摩擦系数的变化曲线。包括平均摩擦系数、摩擦系数的平均差、表面粗糙度。除以上14个力学性能指标外，还有织物面密度和织物厚度。

FAST织物风格测试仪：客观评价织物外观、手感和性能的简易测试系统。①FAST-1压缩仪，测定织物在不同负荷下的厚度和织物表层厚度；②FAST-2弯曲仪测定织物的弯曲长度和弯曲刚度；③FAST-3拉伸仪，测定在不同负荷下的伸长和织物的斜向拉伸伸长，用于计算织物的剪切刚度；④FAST-4尺寸稳定性试验方法，测定织物的松弛收缩率和织物的湿膨胀等。

YG-821织物的风格仪：①表面摩擦试验：静摩擦系数Us：其值越小，表明织物手感光滑；动摩擦系数Ur同上；动摩擦系数不匀率：其值增大，织物越爽滑。②交织阻力试验：P值越小，织物在服用中易造成“披裂”，制作中的织物易于畸变。③弯曲性能试验：a.活络率：值越大，织物手感活络，弹性增大。B.弯曲刚度：越大，手感越刚硬。C.弯曲刚度指数：越小，手感活络，柔软。D.最大抗弯力Pmax:与弯曲刚度意义一样。④压缩性试验：1.表观厚度2.稳定厚度3.压缩率4.压缩弹性率5.比压缩弹性率6.表观密度.7.蓬松度。(压缩率越大，织物蓬松性越大；压缩弹性率越大，服用中对织物的丰厚性有较好的保持能力。5是描述3、4的综合性指标)。⑤起拱变形试验：织物由于缓弹性和塑形变形的累积而产生的起拱变形现象。⑥平整度试验：织物平整度越大，表示织物厚度不匀。

单台单侧多指标织物风格仪：①风格环测试方法：简易描述织物风格的测试方法。相应指标有硬挺度，负荷——位移曲线初始部分的斜率；抗弯刚性，以曲线的最大峰值表示；综合风格，以负荷——位移曲线下面的面积表示。②喷嘴式智能风格仪，试样从一喷嘴式喇叭口中拉出，记录其负荷——位移曲线，选择一个标准化的样品，计算所测试样与标准试样特征值的权重欧式距离（WD），这一距离大小表示织物手感不同的程度，WD越大，表示织物与标准试样差距越大。 11.测定织物光泽的方法有哪些？

答：①镜面光泽度，也称为正反射光泽度；②二维对比光泽度，指在二次元变角光度曲线上，同一个入射角、不同反射角或同一反射角，不同入射角时测得的反射光亮之比；③二维漫射光泽度；④三维对比光泽度，反映了与入射面垂直方向的光强分布；⑤水平轴旋转法(NF法)对比光泽度；⑥垂直轴旋转法(Jeffries法)对比光泽度。

织物光泽感客观评价是用各种与反射光有关的物理量来进行量化。这些物理量一般取自一下几个方面：①织物表现反射光光强；②织物表面反射光的分布及方向；③织物表面反射光中各种不同类型反射光组分及结构比例。

12.测试织物的动态悬垂性能可用到哪些测试指标，分别表征什么意思？

答：①悬垂比Kf：悬垂曲面投影图上沿织物经、纬向的最大投影长度Lb和La的比值，Kf=1时表示织物经、纬向悬垂程度接近。Kf＞1表示织物纬向悬垂性比经向好。

②美感系数Ac：Ac越大，表示织物的悬垂曲面越美。 ③活泼率Lp：反映了织物的动悬垂性。 13.请写出织物热量传递的方式及其方程。

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答：（1）织物的热传导：通过单位面积（m2）、单位时间(h)的到热量q:q?织物厚度(m)。引入热阻概念得q??T

Q?T?T???，其中d为

dAtd?R（2）织物间的辐射：以电磁波形式传递热量，具有一定温度的热体（织物或人）和它的环境或织物之间的辐射传递热量H????1??2T14?T24?A，式中H为单位时间内热体和环境之间的辐射传递热量，W；σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数，5.6696×10-8W/(M2·K)；ε1，ε2分别是热体和环境的辐射率；T1，T2分别

是热体和环境的绝对温度，K；A为热体的有效辐射面积。

（3）对流传热：热对流可在没有外力作用下，由于冷热不均而产生的自然对流和有外力作用形成的强迫对流。①自然对流时（v＜0.1m/s），（v=0.1-2,7m/s），??2.05(ts?ta)0.25②强迫对流时??10.4v

（4）蒸发散热：热量被水分子吸收并带出了微气候，从而起到了散热的效果。单位时间内蒸发水分所吸收的热量为qp?hp?mw，式中hp为水在皮肤温度下的蒸发潜热，j/kg；在皮肤温蒂为30~35℃之间时，水的蒸发潜热约为2428J/g；mw为单位时间蒸发的水量，kg/s 15.叙述影响织物热传递性能（隔热性）的因素有哪些？

答：①服装材料本身的性能：纤维的导热系数小或者热阻大则隔热性好，织物越厚，热阻越大，衣料密度大，含静止空气小，隔热性降低，衣料的弹性好，隔热能力保持衡定，表面粗糙度越大，衣服与人体间形成较大的空气层，隔热作用增加；②服装层数：在一定范围内，服装层数增加，隔热值增大，但层数太多，衣服压迫，静止空气减少，隔热值反而下降；③空气温度：温度高时，纤维吸湿量大，使织物导热性增大，隔热性下降；④衣服脏污的影响：灰尘、微生物等会堵塞衣料的空隙，使静止空气减少；而尘粒和皮肤分泌物系固体材料，导热系数远大于空气，衣服隔热性降低；⑤风的影响：风大，隔热性下降；⑥气压：大气压力降低，空气密度降低，织物导热系数降低，隔热性增强；⑦运动的影响：运动时，相对风速大，空气层中强迫对流，隔热性降低；⑧服装尺寸影响：烟囱效应将大大增加人体热量的散失，降低服装隔热性能。

织物隔热性能的测试方法与指标？

答：其性能测试的方法有：①恒温法(或护热板法)：测定保持热体温度时所需能量；②冷却速率法：用热体冷却的速度表示织物的隔热性能；③平板法：用圆形平板热传感器测定通过织物的热流量。描述织物导热性或隔热性的指标有绝热率或保暖率、导热系数、热阻。

16.纤维及其集合体主要导热机制包括哪些？分析影响纤维集合体保暖性能的主要因素？如何设计隔热材料？

答：材料的导热机理：1、导热机制的多重性：纤维为聚集态结构，复杂，有孔隙，能透光的物质，热传导机理可将内部热传导各种形式综合起来，不同的导热载体为分子、电子、声子和光子；2、晶相与非晶相的导热规律：纤维为两相结构，当晶相＞非晶相时，导热系数随T的增大而下降；3、多相复合材料的导热系数；4、多孔材料的导热系数。纤维为隔热多孔材料，影响因素包括分子导热机制(气体)、声子导热机制(固相)、光子(辐射)和电子导热机制。

影响导热因素：1、填充密度和环境温度；2、纤维的粗细；3、纤维排列的随机性的取向性；4、材料本身导热系数。

设计隔热材料步骤：1、选择导热系数小的或隔热大的材料作为原料；2、选择密度为0.03-0.06的纤维，此时隔热效果最好；3、选择弹性较好的纤维来设计保暖材料；4、在设计织物厚度时，在满足穿着舒适性的情况下，选择厚度越大越好；5、织物的层数在一定范围内越大越好；6、衣料的密度越大，所含有的静止的空气越多，保暖隔热性越好。

17.织物的湿传递性能的测试方法与指标有哪些？

答：测试方法：①吸湿法：放入一定温湿度的实验室内或恒温恒湿箱内约0.5-1h后，测定吸湿剂的增重

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