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(99-05)东华大学纺织材料学历年真题及答案

中国纺织大学

1999年硕士研究生招生考试试题

招生专业:纺织工程

考试科目:纺织材料学

一、名词解释(每题3分)

1.纤维的两相结构:纤维的微结构,同时存在结晶态与非晶态两种形式。结晶态与非结晶态相互混杂的结构称为两相结构。一般认为线型大分子上一部分链段形成晶体结构,一部分链段形成非晶态结构,一个纤维分子穿过很多微晶体,两相结构的模型有缨状微胞结构、

(99-05)东华大学纺织材料学历年真题及答案

2.

(99-05)东华大学纺织材料学历年真题及答案

:表示二级原棉,手扯长度为29cm,

锯齿白棉。

3.纺织材料的耐疲劳性能: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,材料最后整体破坏的现象。

4.非织造布:由纤维层(定向或非定向铺置的纤维网或纱线)构成,也可再结合其他纺织品或非纺织品,经机械或化学加工而成的制品。

5.哈密尔顿转移指数M:衡量混纺纱中不同品种的纤维在截面上向外或向内颁布程度的指标。

6.变形丝:化纤原丝在热和机械作用下,经过变形加工使之具有卷曲、螺旋、环圈等外观特性而呈现蓬松性伸缩性的长丝纱,称为变形丝或变形纱。包括高弹变形丝、低弹变形丝、空气变形丝、网络丝。

7.热机械性能曲线:高聚物受力变形或初始模量等随温度变化而变化的曲线。

8.织物风格:(广义)织物本身所固有的物理机械性能作用于人的感觉器官(触觉、视觉、听觉)所产生的综合效应。(狭义)织物的某种物理机械性能通过人手的触觉所引起的综合反应(手感)。

9.合成纤维和再生纤维:合成纤维是以石油、煤、天然气及一些农副产品等低分子作为原料制成的单体后,经人工合成获得的聚合物纺制成的化学纤维,如涤纶、锦纶6、锦纶66、腈纶等。再生纤维是以天然聚合物为原料,经过化学和机械方法制成的化学组成与原高聚物基本相同的化学纤维,如粘胶纤维、铜氨纤维等。

10.克罗(Clo)值:在室温21℃,相对温度小于50%,气流为10cm/s(无风)的条件下,一个人静坐不动,能保持舒适状态,此时所穿衣服的热阻力为1克罗值。CLO越大,则隔热,保暖性越好。

二、问答与计算题(每题10分)

1.今有外贸织物小样一块,通过哪些方法可鉴别出该试样的纤维种类?其原理是什么?

答:溶解法、显微镜观察法、红外光谱法。

2.比较棉、粘纤、醋纤、锦纶、涤纶、丙纶的吸湿性,并分析其吸湿差异的主要原因。

答:吸湿性比较从大到小排列的顺序为粘胶、棉、锦纶、醋纤、涤纶、丙纶。

影响吸湿性差异的主要原因是纤维的内在因素。

①亲水基团的作用。纤维大分子中,亲水基团的多少和极性强弱均能影响其吸湿能力的大小。数量越多,极性越强,纤维的吸湿能力越高。如—OH、—CONH—、—COOH等。棉、粘纤大分子中的每一葡萄糖剩基含有3个—OH,在水分子和—OH之间可形成氢键,所以吸湿性较大。醋纤中大部分羧基被乙酸基(—COCH3)取代,而乙酸基对水的吸引力又不强,因此醋纤的吸湿性较低。锦纶大分子中,每6个C原子含有一个酰胺基(—CONH—),所以也具有一定的吸湿能力。涤纶、丙纶中因缺少亲水性基团,故吸湿能力极差,尤其是丙纶基本不吸湿。

②纤维的结晶度。纤维的结晶度越低,吸湿能力就越强。粘胶纤维结构比棉纤维疏松,缝隙空间多,是其吸湿能力远高于棉的原因之一;合成纤维结构一般比较致密,而天然纤维组织中有微隙,这也是天然纤维的吸湿能力远大于合成纤维的原因之一。

③纤维的比表面积不同。

④纤维内的伴生物和杂质。

3.氨纶纤维的内部和性质有哪些特点?简述棉/氨纶包芯纱的结构、性质及其应用。

答:氨纶纤维结构:嵌段共聚物由具有柔性的不结晶的低分子软链段(如聚酯勤务聚醚链段)和具有刚性的结晶的硬链段(如二异腈酸酯)共聚而成的软链段为主体,硬链段分散嵌在当中。

氨纶的性质:强度较低,伸长率大(450%~800%),初始模量低,弹性特别好;吸湿性较差;热学性质为在日光照射下稍微发黄,强度稍有下降;具有良好的耐酸碱性、耐光性;密度小;氨纶纤维一般不单独使用,而是与其他纤维混合使用。

棉/氨纶包芯纱是以弹力纤维氨纶长丝为纱芯,以棉外包而纺成。这样有利于发挥核心长丝的优良物理性能,可利用外围短纤维的表面特征。应用:可用来生产弹力织物,织制弹力牛仔衣裤等。

4.评述当前测定单纱细度均匀度三种方法的原理及优缺点。

答:(一)测长称重法(切断称重法)

测定纱线不匀率的最基本和最简便的方法。首先取一定长度的纱线若干缕、绞或片段,分别称重,然后按规定计算平均差系数或变异系数或极差系数。

优点:方法简单,正确性高。

缺点:不同片段长度的不匀率不能比较。

(二)目光检测法(黑板条干法)

生产实际中广泛采用的方法。这种方法所检验的实际上是纱线的表现直径或投影。

优点:方便直观,可同时看到片段不匀的程度和内容,如阴影、云斑、雨状、肋条等;并可具备分辨出不匀的内容,如粗节、细节、竹节、毛羽等,可供分析造成不匀的原因或工艺上改进的依据之一。

缺点:人为误差大,经常要统一检验人员目光,且要相当熟练。

(三)电容式均匀度仪(UST均匀度仪)

原理:纤维连续通过空气式平板电容器二极板之间时,由于纤维量的变化,引起电容量的相应变化,经过一系列电路转换,将讯号送入积分仪、波谱仪,记录仪。

5.蚕丝纤维有哪些主要特征?要生产仿真丝织物通常采用哪些措施?

答:蚕丝纤维的特征:优雅的光泽,滑爽的手感,优良的悬垂性,鲜明的色调和丝鸣等。 最初作为仿丝材料的是三角形截面的细旦涤纶,单是三角形截面不能得到丝绸特有的光泽和手感,采用不同收缩的细旦三角形截面丝的混纤丝,在织造后进行碱减量处理,使织物结构孔隙增大,提高纤维的分散性,从而形成挺括和悬垂性好的丝绸风格。

改变纤维的截面积,对纤维光泽悬垂性和手感产生影响。降低单丝的细度,能增加织物的悬垂性和柔软性。不同纤维混合能提高织物的蓬松性,改善织物的表面手感和回弹性,用加捻纱线的方法能赋予织物以各种不同的皱纹效果。

6.简述冬季服装舒适性的理解。并说明从内衣到外衣服装的设计原理。

7.计算题

(1)0.3dtex 超细丙纶纤维的直径为多少?

(2)涤纶纤维的断裂强力为5gf/旦,锦纶纤维的断裂强力为5cN/dtex ,试比较两者

的大小。(注:涤纶的密度为1.36g/cm 3,锦纶的密度为1.14g/cm 3。)

解:(1)δt N d 03568

.0= 91.0=丙δg/cm 3

,得0065.0=d mm

东 华 大 学

2000年硕士研究生招生考试试题

考试科目:纺织材料学

一、名词解释(每题3分)

1.准结晶结构:大分子呈不很规则的螺旋形构象,不具有真正的结晶结构,因此没有严格的结晶区和无定形区,只有高序区与低序区之分,如腈纶分子结构。

2.玻璃化温度(T g ):非晶态高聚物大分子链段开始运动的最低温度或由玻璃态向高弹态转变的温度。

3.纤维的流变性质(或粘弹性质):纤维在外力作用下,应力应变随时间而变化的性质,包括蠕变和应力松弛。

4.复合纤维:由两种或两种以上聚合物,或具有不同性质的同一聚合物,经复合纺丝纺制成的化学纤维,分并列型、皮芯型和海岛型。

5.极限氧指数:纤维点燃后,在氧氮大气里维持燃烧所需要的最低含氧量体积百分数。

6.交织物:用两种不同纺织纤维的纱线或长丝交织而成的织物。

7.多重加工变形热:具有复合变形工序形成的外观特征,将其分解后可看到复合变形前两种纱线的外观特征。

8.织物舒适性:(狭义)在环境—服装—人体系列中,通过服装织物中的热湿传递作用经常保持人体舒适满意的热湿传递性能。(广义)除了一些物理因素外(织物的隔热性、秀气性、透湿性及表面性能),还包括心理与生理因素。

9.织物悬垂性和悬垂系数:织物因自重下垂的程度及形态称为悬垂性。悬垂系数%100?--=d D d

F A A A A F ,其中D A —试样面积,F A —试样的投影面积,d A —小圆盘面积。悬垂系数越大,织物悬垂性越差。

10.捻系数:结合纱线细度表示加捻程度的相对指标,无单位。特数制捻系数为纱线公制捻度与纱线特数平方根的乘积。

二、问答与计算题

1.甲、乙两种纤维的拉伸曲线如下图所示。试比较这两种纤维的断裂强力、断裂伸长、初始模量、断裂功的大小。如果将这两种纤维混纺,试画其混纺纱与混纺比的关系曲线。(10分)

(99-05)东华大学纺织材料学历年真题及答案

答:断裂功甲>乙,断裂伸长甲>乙,初始模量乙>甲,断裂强力甲>乙。

力(

P

) 伸长比Δl

2.试比较蚕丝与羊毛纤维的结构和性能以及它们的新产品开发动向。(20分)

注:结构:包括单基、大分子形态、分子间力、超分子结构、形态结构等;

性能:包括断裂强力、断裂伸长、弹性、染色性、吸湿性、耐光性、缩绒性等。 答:(一)结构方面

①羊毛的蚕丝的单基都是α氨基酸。

②大分子链形态。羊毛有折叠链和螺旋链,稳定结构为α型,α型加外力变为β型,β型去外力变为α型;蚕丝的稳定结构为β型(只有折叠链)。

③分子间力。

羊毛:范德华力、盐式力、氢键、硫键力;

蚕丝:范德华力、盐式键、氢键。

④结晶度,取向度。羊毛的结晶度、取向度低,而蚕丝的较大。

⑤形态结构。

羊毛:有鳞片层、皮质层、髓质层,横截面为圆珠笔形,纵向具有天然卷曲(双边结构) 蚕丝:丝素外包有丝胶。纵向平滑,截面为不规则三角形。

(二)性能方面

机械性质:羊毛弹性好,初始模量低;蚕丝弹性差,初始模量高。羊毛断裂强力<蚕丝,断裂伸长>蚕丝。

吸湿、染色性:羊毛吸湿性大于蚕丝;羊毛对酸性染料易染色,蚕丝比羊毛染色容易。 耐光性:蚕丝差于羊毛。

耐酸不耐碱,羊毛的独特性能——缩绒性。

3.摇取棉纱30缕,每缕100米,称得总重为59.2克,经烘燥得干重55.3克,已知棉纱的公定回潮率为8.5%,求:

①求该棉纱的实际回潮率;

②该棉纱的特数和英制支数;

③现购进上述棉纱5000公斤,要按标准重量计价,问其标准重量为多少?(15分) 解:①%05.710010010010000=-=?+?

=G G W W G G a a a a ②=?=1000L G N k

tex =?='840'

k e G L N

(99-05)东华大学纺织材料学历年真题及答案

力(

P ) 乙100% 甲0% 0% 100%

③=+?=1001000k

k W G G

4.试以棉、粘纤的强力测试和回潮率测试(烘箱法)为例,阐述试验室的温湿度条件对测试结果的影响。为了减少由此带来的试验误差,通常采取哪些对策?其原理是什么?(10分)

5.何谓差别化纤维?举例说明它们的特点及应用情况。(15分)

答:非常规生产得到的具有特殊性能的化学纤维的总称。如异形纤维,高吸湿纤维,抗起毛起球纤维以及仿天然纤维,易染色纤维等。它是近年来迅速发展起来的新型化学纤维,能改善常规化纤的纺织、印染与使用性能。

东 华 大 学

2001年硕士学位研究生招生考试试题

科目:纺织材料学

(考生注意:答案须写在答题纸上,写在本试题上,一律不给分)

一、名词解释(每小题3分,共30分)

(注:凡专业课考“纺纱原理”或“织造学”或“针织学”的考生做1~10题,凡专业课“非织造学”的考生做6~15题)

1.织物舒适性:(狭义)在环境—服装—人体系列中,通过服装织物中的热湿传递作用经常保持人体舒适满意的热湿传递性能。(广义)除了一些物理因素外(织物的隔热性、秀气性、透湿性及表面性能),还包括心理与生理因素。

2.变形纱:化纤原丝在热和机械作用下,经过变形加工使之具有卷曲、螺旋、环圈等外观特性而呈现蓬松性伸缩性的长丝纱,称为变形丝或变形纱。包括高弹变形丝、低弹变形丝、空气变形丝、网络丝。

3.织物悬垂性:织物因自重下垂的程度及形态称为悬垂性。

4.机织物紧度与针织物未充满系数:机织物紧度指经纬纱所覆盖的面积占织物总面积的百分比。针织物未充满系数δ是指线圈长度l 与纱线直径d 的比值,δ越小针织物越紧

密,可以表示纱线不同粗细时,针织物的稀密程度。

5.捻系数:结合纱线细度表示加捻程度的相对指标,无单位。特数制捻系数为纱线公制捻度与纱线特数平方根的乘积。

6.羊毛品质支数:毛纺厂长期沿用下来的表示羊毛细度的指标。一定品质支数对应一定的羊毛直径范围,是羊毛实际可纺的毛纱的支数。

7.玻璃化温度:非晶态高聚物大分子链段开始运动的最低温度或由玻璃态向高弹态转变的温度。

8.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,这种现象称作吸湿滞后性。

9.蠕变与应力松弛:一定温度下,拉伸变形保持一事实上纺织材料内的应力随时间的延续而逐渐减少的现象叫松弛;在一定温度下,纺织材料在一定外力作用下其变形随时间而变化的现象叫蠕变。

10.高聚物热机械性能曲线:高聚物受力变形或初始模量等随温度变化而变化的曲线。

11.ES纤维:丙纶短纤维

12.毛型化纤:化学纤维是人工制造的,可以生产各种长度和细度的规格,以适应纺织加工与成品要求,可以混纺也可以纯纺。长度为70~150mm,在毛纺设备上纺纱、纯纺或混纺的化学纤维即为毛型化纤。

13.纤维的结晶度和取向度:纤维的结晶度是指纤维内部结晶区占整个纤维的百分率;纤维的取向度是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的程度。

14.极限氧指数:纤维点燃后,在氧氮大气里维持燃烧所需要的最低含氧量体积百分数。

15.纤维初始模量: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。

二、问答与计算机题(共70分)

(注:凡专业课考“纺纱原理”或“织造学”或“针织学”的考生做1~5题,凡专业课考“非织造学”的考生做4~9题)

1.(15分)简述蚕丝纤维的特性及设计仿真丝织物的思路(包括纤维、纱线、织物组织、后整理等)

答:蚕丝纤维的特征:优雅的光泽,滑爽的手感,优良的悬垂性,鲜明的色调和丝鸣等。

最初作为仿丝材料的是三角形截面的细旦涤纶,单是三角形截面不能得到丝绸特有的光泽和手感,采用不同收缩的细旦三角形截面丝的混纤丝,在织造后进行碱减量处理,使织物结构孔隙增大,提高纤维的分散性,从而形成挺括和悬垂性好的丝绸风格。

改变纤维的截面积,对纤维光泽悬垂性和手感产生影响。降低单丝的细度,能增加织物的悬垂性和柔软性。不同纤维混合能提高织物的蓬松性,改善织物的表面手感和回弹性,用加捻纱线的方法能赋予织物以各种不同的皱纹效果。

2.(16分)简述纱线细度不匀形成的原因?纱线细度不匀对织造工艺和产品质量的影响?评述纱线细度不匀的测试方法?

答:造成纱线不匀的原因有两个方面:

①纤维本身在纱中的随机分布产生的不匀——随机不匀;

②纺织过程中工艺及机械因素附加的不匀——附加不匀。

附加不匀又包括:

a. 牵伸机件不良造成的牵伸波——由牵伸罗拉引起的纱条厚度的波状变化;

b. 传动机构不良造成的周期性不匀——不匀的波长与波幅大小不变,周期性地出现于纱条上的一种不匀(非常有害),机械上的问题;

c. 由于操作不良形成的偶发性不同。

影响:

①使内在质量下降——纱线强力,耐磨性↓,织物牢度↓。

②外观质量↓——粗细节在布面上形成云斑、阴影。

③工艺性↓——引起强力不匀,增加制造过程的断头率,生产效率↓。

测试方法:(一)测长称重法(切断称重法)

测定纱线不匀率的最基本和最简便的方法。首先取一定长度的纱线若干缕、绞或片段,分别称重,然后按规定计算平均差系数或变异系数或极差系数。

优点:方法简单,正确性高。

缺点:不同片段长度的不匀率不能比较。

(二)目光检测法(黑板条干法)

生产实际中广泛采用的方法。这种方法所检验的实际上是纱线的表现直径或投影。 优点:方便直观,可同时看到片段不匀的程度和内容,如阴影、云斑、雨状、肋条等;并可具备分辨出不匀的内容,如粗节、细节、竹节、毛羽等,可供分析造成不匀的原因或工艺上改进的依据之一。

缺点:人为误差大,经常要统一检验人员目光,且要相当熟练。

(三)电容式均匀度仪(UST 均匀度仪)

原理:纤维连续通过空气式平板电容器二极板之间时,由于纤维量的变化,引起电容量的相应变化,经过一系列电路转换,将讯号送入积分仪、波谱仪,记录仪。

3.(12分)有一批名义特数为18tex 的涤65/棉35混纺纱,测得平均每缕纱干重为

1.75g ,每缕纱长为100m 。求:

(1)该混纺纱的公定回潮率(%)和实际特数(tex );

(2)该混纺纱的重量偏差(%);

(3)该混纺纱的英制支数。

(已知:棉的特制公定回潮率为8.5%,英制公定回潮率为9.89%,涤纶的公定回潮率为0.4%) 解:%235.31004

.0655.835=?+?=k W ()tex 07.1810%235.3175.1=?+?=实t N

%37.0%10010

1810181007

.18=?-=-=

百米纱线的设计干重百米纱线的设计干重百米纱线的实际干重重量偏差 英支54.3207.18588==

e N

4.(15分)纺织材料在加工和使用中的静电是如何产生的?试述消除静电的常用方法及其原理。

答:原因:纤维在加工中要受到各种机件的作用,由于纤维与机械以及纤维与纤维间的摩擦,必会聚集起许多电荷从而产生静电。

方法:①机器接地;②提高空气的相对湿度;③改善摩擦条件(接触材料,摩擦速度);④导电纤维的应用;⑤静电消除器;⑥加抗静电剂;⑦织物防静电整理。

机理:①可以降低纤维的摩擦系数,使在加工过程中较少发生静电;②可以增强纤维表面的吸湿性和降低纤维的表面比电阻,使已经产生的静电易于逸散,缩短电荷的半衰期。

5.(12分)今在标准大气条件下,对3旦、51mm 的锦纶纤维进行强伸性能测试,夹持距离为20mm ,测得平均单强为14.1gf ,平均断裂伸长为0.8mm 。试求:

(1)该纤维的相对强度(cN/dtex )、断裂应力(N/mm 2)和断裂伸长率(%);(已知:

锦纶纤维的密度为1.14g/cm 3)

(2)当测试温度不变,而湿度加大时,测该纤维的强度和伸长将有什么变化?说明其原因。 解:cN/dtex 15.4109

31008.9101.143=????=-P 222N/mm 10726.4N/m 6.47214.19

3

1.148.9-?==??

==γσL 断裂伸长%4%100208.0=?=ε

6.(10分)试分析纤维的手感主要与哪些因素有关?

答:因素有拉伸与剪切性能、弯曲性能、压缩性能、表面性能、厚度、重量等。

7.(10分)下列纤维中(棉纤维、羊毛纤维、粘胶纤维、涤纶纤维、丙纶纤维),哪些可用超声波粘合法加固成非织造布?说明其原因。

8.(15分)试述丙纶纤维的结构特点、主要性质及其在服用和产业领域的应用。 答:丙纶结构:分子间不存在强的化学结合力。等规聚丙烯分子量相当高,具有较高的立体规整性,易结晶。

性质:①机械性质:强度较高,伸长率较大,初始模量不高,弹性很好,耐磨性好。 ②吸湿染色性:吸湿性、染色性很差。

③热学性质:熔点低,耐湿热不耐干热。

④耐光性特别差,易老化。

⑤化学稳定性很好,耐酸,耐碱,耐其他化学试剂。

⑥化学纤维中比重最轻。

应用:因其制造成本低,比重小及优良的物理化学性能而得到迅速的发展,除了大量用于制造工业用布,无纺织布外,还开始用于衣着,特别由于丙纶具有芯吸作用,可制造运动服,强体力劳动服装及其他透水织物等。

9.(8分)今有一批粘胶纤维重1000kg,取50g试样,烘干后称得其干重为45.2g。求:(1)该批粘胶纤维的回潮率(%);

(2)该批粘胶纤维的标准重量(kg)。

(已知:粘胶纤维的公定回潮率为13%)

东华大学

2002年硕士学位研究生招生考试试题

科目:纺织材料

(考生注意:答案须写在答题纸上,写在本试题上,一律不给分)

一、名词解释(每题3分,共30分)

1.棉纤维成熟度:纤维细胞壁的增厚程度。胞壁越厚,成熟度越好。

2.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,这种现象称作吸湿滞后性。

3.取向度:纤维的取向度是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的程度。

4.蠕变与应力松弛:一定温度下,拉伸变形保持一事实上纺织材料内的应力随时间的延续而逐渐减少的现象叫松弛;在一定温度下,纺织材料在一定外力作用下其变形随时间而变化的现象叫蠕变。

5.热定型:就是利用合成纤维的热塑性,将织物在一定张力下加热处理,使之固定于新的状态的工艺过程。

6.转移指数:衡量混纺纱中不同品种的纤维在截面上向外或向内颁布程度的指标。

7.随机不匀:纤维本身在纱中的随机分布产生的纱线细度不匀。

8.变形纱:化纤原丝在热和机械作用下,经过变形加工使之具有卷曲、螺旋、环圈等外观特性而呈现蓬松性伸缩性的长丝纱,称为变形丝或变形纱。包括高弹变形丝、低弹变形丝、空气变形丝、网络丝。

9.紧度与未充满系数:机织物紧度指经纬纱所覆盖的面积占织物总面积的百分比。针

织物未充满系数δ是指线圈长度l与纱线直径d的比值,δ越小针织物越紧密,可以表示纱线不同粗细时,针织物的稀密程度。

10.织物免烫性:织物洗涤后不经熨烫所具有的平挺程度称为织物免烫性。

二、问答题(共48分)

(注:统考生做1,2,3,4题,单考生从1,2,3,4,5题中任选4题)

1.(12分)保谓羊毛的缩绒性?分析说明缩绒性在羊毛加工和使用中的利弊及其克服弊端的方法。

答:羊毛的缩绒性是指羊毛在化学试剂作用及湿热条件下,经机械外力反复挤压,纤维集合体逐渐收缩紧密,并相互穿插纠缠,交编毡化的性能。

利:缩绒使毛织物有独特的风格。利用羊毛这一性能,可使织物经过缩呢后,长度收缩,厚度和紧度增加,表面露出一缕绒毛,可收到外观优美、手感丰厚、保暖性能良好的效果。利用此性能可将松散的羊毛短纤维直接加工成毛毡片。

弊:缩绒使毛织物的尺寸稳定性变差,洗涤后易收缩变形,绒线针织物在穿用过程中,汗渍和受摩擦较多的部位易产生毡合、起毛、起球现象,影响穿着的舒适性与美观。大多数精纺毛织物和针织经过染整工艺,要求纹路清晰,形状稳定,这些都要求减小羊毛的缩绒性。

克服方法:对羊毛进行防缩处理①氧化法(降解法),即使用化学试剂使羊毛鳞片变形,以降低摩擦效应,减少纤维单向运动和纠缠能力。②树脂法(添加法),在羊毛上涂以树脂薄膜,减少勤务消除羊毛纤维之间的摩擦效应,或使纤维的相互交叉处粘结,限制纤维的相互移动,失去缩绒性。

2.(12分)描述苎麻、羊毛、粘胶和涤纶纤维的燃烧特征,试述纤维燃烧性的指标及其含义以及提高纺织品耐燃性的方法。

答:苎麻/粘胶(等纤维素纤维):接近火焰不熔不缩,在火焰中迅速燃烧并伴有烧纸气味,离开火焰后能继续燃烧,燃烧后残留物为灰白色灰烬。

羊毛(蛋白质纤维):接触火焰徐徐燃烧,离开火焰也能燃烧,缓慢燃烧时有时自灭,燃烧时发出强烈的臭味(烧头发味)。燃烧完毕后留下黑色松脆的灰烬。

涤纶:接近火焰时熔融收缩,接触时熔融冒烟缓慢燃烧,在火中燃烧有甜味,离开火焰继续燃烧,有时自灭,呈硬而黑的圆珠状。

指标:①可燃性指标(表示纤维容不容易燃烧):点燃温度,发火点。点燃温度或发火点越低,纤维越容易燃烧。②耐燃性指标(表示纤维经不经得燃烧):极限氧指数LOI。LOI 指的是纤维点燃后,在氧氮大气里张挂燃烧所需要的最低含氧量体积百分数。LOI越大,材料越难燃。

方法:①制造难燃纤维——在纺织原液中加入防火剂或用合成的难燃聚合物纺丝。②阻燃整理,阻燃剂处理。③通过与难燃纤维混纺,以提高纤维的难燃性。

3.(12分)反映纱线加捻特性的指标有哪些?说明其各自的含义及对服装布料的外观和手感的影响。

答:①捻度:单位长度内的捻回数,仅能表示相同品种的加捻程度,不能表示粗细不同的纱线的加捻程度。

②捻回角:纱线表面纤维与纱轴的夹角。能够直观反应纱线加捻程度,但不易测量,比较不同粗细纱线的加捻程度。

③捻系数:能反映相同品种纱线,仅粗细不同时的加捻程度。

④捻向、捻缩:单纱一般为Z捻,股线一般为S捻。捻缩反应加捻前后纱条长度的变化。

⑤捻幅。

影响:①股线与单纱异捻时,纱线结构稳定,手感柔软,光泽较好;同捻时,纱线结构不太稳,易扭结,光泽较差,手感粗硬。②经纬纱同捻时,织物紧密,手感发硬,光泽较差;经纬纱异捻时,手感柔软,松厚,光泽好。

4.(12分)试述影响织物起毛起球的因素及过程。

答:(1)过程

a. 起毛:纤维端因摩擦从织物中抽出产生毛绒;长丝中单丝断裂,被勾出形成丝环。

b. 起球:未脱落的纤维相互纠缠,且越缠越紧,最后形成小球粒。

c. 脱落:部分球粒脱落。

(2)因素:

①纤维性状:

a. 几何特征:长纤维不易起毛,越细起毛越多,异形不容易起球(抱合力大)。

b. 力学性质:弯曲刚度大不易起球(不易纠缠),强度小,弯曲疲劳差,易磨损的毛球易脱落。

②纱线性状(指捻度,纱线的结构,混纺纱中纤维径向分布):捻度大不易起球,股线比单纱难起球。

③织物结构:织物组织,经纬密或未充满系数越大,易起球。浮线短,线圈小的不容易起球。

5.(12分)试述合纤织物加工和使用中产生静电的原因及其常用的消除静电的方法和原理。

答:原因:纤维在加工中要受到各种机件的作用,由于纤维与机械以及纤维与纤维间的摩擦,必会聚集起许多电荷从而产生静电。

方法:①机器接地;②提高空气的相对湿度;③改善摩擦条件(接触材料,摩擦速度);

④导电纤维的应用;⑤静电消除器;⑥加抗静电剂;⑦织物防静电整理。

机理:①可以降低纤维的摩擦系数,使在加工过程中较少发生静电;②可以增强纤维表面的吸湿性和降低纤维的表面比电阻,使已经产生的静电易于逸散,缩短电荷的半衰期。

三、计算题(共22分)

1.(12分)现有英制支数为30S的涤65/棉35的混纺纱2000公斤,取50克试样经烘干后称重为48.5克。试求:

(1)该混纺纱的特数(tex);

(2)该混纺纱的公制公定回潮率和标准重量。

(注:棉的公制公定回潮率为8.5%,英制公定回潮率为9.89%,涤纶的公定回潮率为0.4%)

2.(10分)已知四种纤维的强度测量值:苎麻为36km (断裂长度),粘胶纤维为

3.5cN/dtex ,涤纶为5.2gf/den ,羊毛为298N/mm 2。试比较。

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2003年硕士学位研究生招生考试试题

科目:纺织材料学

(考生注意:答案须写在答题纸上,写在本试题上,一律不给分)

一、名词解释(每小题5分,共50分):

1.再生纤维:再生纤维是以天然聚合物为原料,经过化学和机械方法制成的化学组成与原高聚物基本相同的化学纤维,如粘胶纤维、铜氨纤维等。

2.转移指数:衡量混纺纱中不同品种的纤维在截面上向外或向内颁布程度的指标。

3.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,这种现象称作吸湿滞后性。

4.纤维双折射:平等光沿非光轴方向投身到纤维上时,除了在界面上产生反射光外,进入纤维内部的光线被分解成两条折射光。其中一条寻常光(o 光)遵守折射定律,振动面垂直光轴,其折射率为记为⊥n ,另一条为非寻常光(e 光)不遵守折射定律,其振动面平行光轴,其折射率记为n ∥,双折射率为n n =?∥⊥-n 。

5.断裂比功:拉断单位细度,单位长度纤维外力所做的功。应用:对不同粗细、长度的试样的外力所做的功应以此为依据。

6.质量比电阻:电流通过长1cm ,质量为1g 材料时的电阻值,单位为Ω·g/cm 2

7.周期性不匀:由机械状态不良引起的不匀,在波谱图上呈现烟囱状。

8.假捻变形纱:利用合成纤维的热塑性,将合成纤维原丝在强捻情况加热定型,形成螺旋卷曲,再退去捻度,螺旋形卷曲保存下来,从而形成弹性大而蓬松的弹力丝。如高弹变形丝和低弹变形丝等。

9.织物的悬垂性:织物因自重下垂的程度及形态称为悬垂性。

10.紧度与未充满系数:机织物紧度指经纬纱所覆盖的面积占织物总面积的百分比。针织物未充满系数δ是指线圈长度l 与纱线直径d 的比值,δ越小针织物越紧密,可以表示纱线不同粗细时,针织物的稀密程度。

二、问答与计算题(共100分)

1.(15分)常用的表征纤维细度的指标有哪些?给出各自含义及适用的纤维。分析说明纤维细度对纺纱工艺及成纱质量的影响。

答:①直接法:a. 直径——直观,用于圆形截面的纤维。如羊毛。b. 投影宽度。c. 截面积。d. 比表面积。

②间接法:用长度—重量的关系衡量。

a. 特数N tex ——国际标准单位。定义:1000m 长的纤维在公定回潮率下的重量克数。1000?=L G N k tex

b. 旦数N den ——绢丝、化纤常用指标。定义:9000m 长的纤维在公定回潮率下的重量克数。9000?=L G N k

den

c. 公制支数N m ——毛纤维常用。定义:在公定回潮率时,单位重量的纤维所具有的长度。k

m G L N = d. 英制支数N e ——在公定回潮率9.89%时,一磅重的棉纱线所具有的长度的840码的倍数。k e G L N ?=840'

(其中L’的单位为码,G k 的单位为磅)

另有指标:①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马克隆尼值

影响:①与成纱强度的关系:其他条件相同,纤维越细,成纱强度越高。

②与成纱条干的关系:其他条件相同,纤维越细,成纱条干较均匀,在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。

③与纺纱工艺的关系:纤维越细,加工过程中容易扭结,挤断而产生棉结(毛粒)。

2.(15分)何谓高聚物热机械性能曲线?合成纤维有哪些热转变点?说明各自定义及其在加工和使用中的应用。

答:定义:高聚物受力变形成初始模量等随温度变化而变化的曲线。

四个温度转变点:

①玻璃化温度T g :非晶态高聚物大分子链段开始运动的最低温度,或由玻璃态向高弹态转变的温度。

②粘流温度T f :非晶态高聚物大分子链相互滑动的温度,或由高弹态向粘流态转变的温度。

③熔点温度T m :高聚物结晶全部熔化时的温度,或晶态高聚物大分子链相互滑动的温度。 ④分解温度T d :高聚物大分子主链产生断裂的温度。

玻璃化温度可用于指导产品加工中热定型工艺的参数选择及正确使用和保养,熔点温度用于规定该纤维的使用温度上限,粘流温度可使合成纤维在粘流态下进行加工定型。

3.(10分)以棉、粘胶纤维、醋酯纤维、涤纶为例,阐述影响纤维吸湿性的主要因素。 答:吸湿性比较从大到小排列的顺序为粘胶、棉、醋纤、涤纶。

影响吸湿性差异的主要原因是纤维的内在因素。

①亲水基团的作用。纤维大分子中,亲水基团的多少和极性强弱均能影响其吸湿能力的

大小。数量越多,极性越强,纤维的吸湿能力越高。如—OH 、—CONH —、—COOH 等。棉、粘纤大分子中的每一葡萄糖剩基含有3个—OH ,在水分子和—OH 之间可形成氢键,所以吸湿性较大。醋纤中大部分羧基被乙酸基(—COCH 3)取代,而乙酸基对水的吸引力又不强,因此醋纤的吸湿性较低。涤纶中因缺少亲水性基团,故吸湿能力极差。

②纤维的结晶度。纤维的结晶度越低,吸湿能力就越强。粘胶纤维结构比棉纤维疏松,缝隙空间多,是其吸湿能力远高于棉的原因之一;合成纤维结构一般比较致密,而天然纤维组织中有微隙,这也是天然纤维的吸湿能力远大于合成纤维的原因之一。

③纤维的比表面积不同。

④纤维内的伴生物和杂质。

4.(15分)织物(或服装)的服用性能包括哪些内容?说明各自的定义及评价方法。 答:①几何结构。指标:幅宽、密度(紧度和未充满系数)、平方米干重、纱线线密度与混纺比、纱线结构。

②坚牢性:织物抵抗外力作用的性能。指标:拉伸断裂、顶破、撕裂、耐磨性。

③外观保持性。指标:抗起毛起球性、尺寸稳定性、抗勾丝性、抗皱性等。

④织物舒适性:(狭义)在环境—服装—人体系列中,通过服装织物的热湿传递作用经常保持人体舒适满意的热湿传递的性能。(广义)除了一些物理因素外(织物的隔热性、透气性、透湿性及表面性能)还包括心理与生理因素。指标:透气、透湿、透水、保暖、刺痒感、抗静电、冷湿感等。

⑤织物风格:(广义)织物本身所固有的物理机械性能作用于人的感觉器官所产生的综合效应(触觉、视觉、听觉)。(狭义)织物的某种物理机械性能通过人手的触感所引起的综合反应。(手感)

⑥其他功能。a. 染色性:可染性,染色牢度;b. 卫生性能:抗霉、除臭、防蛀、洗净性;c. 缝纫性:可缝纫性;d. 阻燃性;e. 抗熔性。

5.(15分)测得65/35涤/粘混纺纱,每缕纱长100m ,30缕纱的实测总重量为55.6g ,该纱实际回潮率为4.7%,求该纱的特数、英制支数、公制支数及纱直径。(已知:混纺纱的

体积重量δ=0.88g/cm 3;纯涤纶纱的公定回潮率为0.4%;粘胶纱的公定回潮率为13%) 解:g 1.53%7.416

.55=+=干G g 65.5510013354.06511.53k =??? ???+?+?=G tex 55.18t =N 支9.55m =N m m 16.0=d 7.3155.18588

e ==N

6.(15分)某纯羊毛衫的线圈长度为2.7mm ,纵密为92线圈/5cm ,横密为76线圈/5cm ,

纱线细度为18tex ,公定回潮率为15%。试求该针织物中平方米干重(g/m 2),并说明纯毛织

物在生产和使用中应注意的问题。 解:2t g/m 2.118100

W 10004.0=+=公

干N P lP G B A 应该注意羊毛缩绒性问题。

7.(15分)推导公式:δβα·tan 892=t 。式中t α为纱线捻系数;β为捻回角;δ

为纱线体积重量。试述加捻对纱线结构和性能的影响。

(99-05)东华大学纺织材料学历年真题及答案

(99-05)东华大学纺织材料学历年真题及答案

答:δππβtex

tex

tex

892100tan N T dT h d

=== tex tex tan 892N T δ

β= 而tex tex t N T =α,所以δβαtan 892t =

加捻对纱线结构与性能的影响:

1.加捻对单纱的影响

(1)对单纱强力的影响:加捻对单纱既有积极作用又有消极的作用。捻度较小时,捻度增加,纱线强力增加,到临界捻度a k 时纱线强力最大,当捻度>a k 时捻度再增加,纱线的强力减小。

对长丝的影响:无捻长丝也有捻度,加捻后,抱合力增加,强力略有增加,但由于有效分力减小,强力很快下降。

(2)对单纱断裂伸长率的影响:纱线的ε%值随a 的增加而增加,当捻度很大时,纱断裂伸长减小。

(3)对纱线体积重量δ,直径d 的影响:δ—a 增加,δ增加,超过一定范围后影响不大。d —a 增加,d 增加,到一定捻度后,d 变化不大,捻度再增加,d 又有增加趋势。

(4)对手感、光泽的影响:a 越大,手感硬,光泽差。

(5)对纱的均匀度的影响:加捻使表现均匀度变差(因为加捻时,粗处的捻度少,细处的捻度多)

2.加捻对股线的影响

(1)股线强力

同捻时——①a 单纱较大,刚股线强力随a 的增加而降低;②a 单纱较小时,刚股线强力随a 股线的增加先增加后降低。

异捻时——①a 股线增加,股线强力先可能下降,到一定程度后再提高;②a 股线/a 单纱=1.414股线强力最大。

(2)股线伸长率ε%:同捻时纤维的倾角随a 股线的增加而增加,ε%增加;异捻时,随着a 股线的增加,纤维倾角先减小而后增加,ε%而先下降而后增加。

(3)股线光泽:取决于表面纤维倾斜程度,倾斜程度大,光泽差,手感硬。股线异捻且a 股线/a 单纱=0.707时,外层捻幅为a ,即纤维平行于股线轴线,此时股线光泽优良,手感柔软。

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2004年硕士学位研究生招生考试试题

科目:纺织材料学

(考生注意:答案须写在答题纸上,写在本试题上,一律不给分)

一、名词解释(每小题5分,共50分)

1.结晶度与取向度:纤维的结晶度是指纤维内部结晶区占整个纤维的百分率;纤维的取向度是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的程度。

2.羊毛的缩绒性:羊毛的缩绒性是指羊毛在化学试剂作用及湿热条件下,经机械外力反复挤压,纤维集合体逐渐收缩紧密,并相互穿插纠缠,交编毡化的性能。

3.玻璃化温度:非晶态高聚物大分子链段开始运动的最低温度,或由玻璃态向高弹态转变的温度。

4.纤维的双折射率:平等光沿非光轴方向投身到纤维上时,除了在界面上产生反射光外,进入纤维内部的光线被分解成两条折射光。其中一条寻常光(o 光)遵守折射定律,振动面垂直光轴,其折射率为记为⊥n ,另一条为非寻常光(e 光)不遵守折射定律,其振动面平行光轴,其折射率记为n ∥,双折射率为n n =?∥⊥-n 。

5.纺织材料耐疲劳性能: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,当累积的塑性变形值达到断裂伸长时,材料最后整体破坏的现象。

6.纱条周期性不匀:由机械状态不良引起的不匀,在波谱图上呈现烟囱状。

7.包芯纱:以长丝或短纤维纱为纱芯,外包其他纤维一起加捻而纺成的纱线。

8.针织物线圈长度:是一个线圈所具有的纱线长度,它由针编弧、圈干、沉降弧和延展线组成。

9.织物悬垂性和悬垂系数:织物因自重下垂的程度及形态称为悬垂性。悬垂系数%100?--=d D d

F A A A A F ,其中D A —试样面积,F A —试样的投影面积,d A —小圆盘面积。悬垂系数越大,织物悬垂性越差。

10.交织物:用两种不同纺织纤维的纱线或长丝交织而成的织物。

二、问答题(共75分)

1.(15分)试分析棉纤维的转曲、细羊毛卷曲和化学短纤维卷曲的形成原因,并给出描述纤维卷曲特性的指标,说明它们的含义。

答:棉纤维转曲的形成是由于棉纤维生长发育过程中微原纤沿纤维轴向螺旋形排列的结果。棉铃开裂前,纤维内含有较多水分,纤维不出现转曲。只有当棉纤维干涸以后由于内应力的作用才形成纤维的转曲状。

指标:单位长度中的转曲数,是每厘米中转曲个数,即纤维上扭转?180的次数;转曲角。

羊毛:自然卷曲。由于羊毛内部结构中的正偏皮质细胞呈双边结构或偏皮芯结构或不均匀的混杂结构所致。

指标:卷曲率,即波宽与波高之比

化纤:化学纤维一般都要为赋予卷曲以改善其可纺性和织物性能,可采用机械卷曲法(暂时卷曲),复合纺丝法(永久卷曲),三维卷曲法及各种变形加工方法。

指标:①卷曲数:每厘米长纤维内的卷曲个数,是反映卷曲多少的指标。

②卷曲率:指纤维单位伸直长度内,卷曲伸直长度所占的百分率(或表示卷曲的纤维的缩短程度)。

③卷曲回复率:指纤维经加载卸载后,卷曲的残留长度对卷曲伸直长度的百分率,反映卷曲牢度的指标。

④卷曲弹性率: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,反映卷曲牢度的指标。

2.(15分)如右图为棉与低高强高伸涤纶的拉伸曲线,试比较两者的断裂强力、断裂伸长、初始模量、断裂功的大小。若将两种纤维混纺,分析随着涤纶纤维含量的增加,其混纺纱强力、吸湿性、耐磨性、抗熔性的变化及原因。

(99-05)东华大学纺织材料学历年真题及答案

答:如图可知,棉的断裂强力低,断裂伸长小,初始模量大,断裂功小。随着涤纶含量的增加,混纺纱强力提高,吸湿性下降,耐磨性提高,抗熔孔性下降。原因:涤纶的断裂强力和伸长大,涤纶本身结构和排列紧密,吸湿性差,断裂功大,耐磨性好。

3.(15分)写出POY 、DTY 、FDY 、ATY 四种变形丝的中文全称并从结构与性能上比较变形丝、短纤纱、普通长丝的特点。

答:POY ——预取向丝,DTY ——拉伸变形丝,FDY ——全拉伸丝,ATY ——空气变形丝 短纤纱:①纱线表面有毛茸且长短不一,光泽暗淡,覆盖性好;②纱中纤维有径向转移,幅度较大,纱线较蓬松,手感暖和;③易起球,易玷污;④纤维强力没有被充分利用,延伸性与捻度有关;⑤吸湿性好,静电少,与皮肤接触舒适透气;⑥短纤纱的加工过程复杂,工序长。

普通长丝纱:①具有挺直的、光滑的外观,表面无毛羽,一般光泽较强,织物有丝感;②蓬松性差,手感凉滑,不易起球,不易沾污,易勾丝,覆盖性差;③纤维强力被充分利用,延伸性较小,尺寸稳定性好;④吸湿性取决于纤维成分,热塑性纤维吸湿差,易产生静电,不透气;⑤一般很少加捻或捻度很高;⑥加工较简单,大大地缩短了工序。

变形纱:同时具有短纤纱和长丝纱的特征。①发送了纱的吸湿性、透气性、柔软性、弹性和保暖性等性能;②纱线表面暗淡有绒毛,蓬松或有弹性,手感柔软,从而提高了覆盖能力;③纤维强力利用程度略差于长丝纱,延伸性与加工方法有关;④其织物尺寸稳定性高,保形性好;⑤保持了合成纤维织物易洗快干的特点;⑥加工比长丝复杂。

4.(15分)试分析短纤纱中纤维内外转移的产生原因,表示方法,并举例说明其在织

物设计中的应用。

答:原因:处在加捻三角区的纤维因受纺纱张力和加捻的作用,产生向心压力,处在三角区边缘的纤维,受到身心压力最大,处在纱轴中心的附近的纤维向心压力最小,处在边缘的纤维将克服纤维间的阻力而向内部转移,纤维自身由张紧状态变为松弛状态,处于纱轴中心附近的纤维则被挤出而张紧,张紧纤维又挤向中心,松弛纤维又被挤出如此反复,多次内外转移后就形成了复杂的圆锥形螺旋线。

表示方法:转移指数M ,指衡量混纺纱中不同品种的纤维在截面上向外或向内分布程度的指标。

M>0——纤维向外转移,M 越大表示向外转移的程度越大,M=100%表示纤维为最大向外转移。

M=0——混纺纱中纤维呈均匀分布。

M<0——纤维向内转移,|M|越大表示向内转移的程度越大,M=-100%表示纤维为最大向内转移。

在生产实际中,自觉地运用纤维径向颁布规律,对于提高织物和针织物的服用性能是很重要的。例如,在羊毛/粘胶混纺中,选的粘胶纤维应当比毛纤维长且细,这不仅有利于成纱的条干和强度,而且因为细而长的粘胶纤维有较多地分布在纱的内层的趋势,长而且短的毛纤维有较多地分布在纱的外层的趋势,所以可以增加混纺织物的毛型感。又如,涤/腈混纺纱内中混纺的纤维的长度可以相同,但选用的涤纶纤维应当比腈纶粗,因为较粗的涤纶可以较多地分布在纱的外层,可以提高织物的耐磨性。

5.(15分)试述织物折痕回复性的表征指标、测试方法及其影响因素,并分析比较机织物和针织物折痕回复性的差异及原因。

答:织物的折痕回复性:织物在外力作用下产生的折痕,释去外力后,其回复到原来状态的能力。

指标:折痕回复角,折痕回复率。方法:水平法、垂直法。

影响因素:(1)纤维性状。a. 几何形态。线密度:纤维越粗,回复越好;纤维形态:圆形,光滑纤维织物,回复性好。b. 纤维弹性。弹性提高(特别是急弹性),回复性提高。c. 纤维表面摩擦。表面摩擦系数适中,回复较好。

(2)纱线结构:捻度适中,回复较好。

(3)织物几何结构。a. 厚度:厚度越大,回复性越好;b. 织物组织:平纹回复性最差,缎纹最好,织物经纬密越大,回复性越好。

(4)后整理:树脂整理或液氨整理,回复性提高。

三、计算题(共25分)

1.(15分)摇取棉纱30缕,每缕100m ,称得总重为59.2g ,经烘燥的干重55.2g ,求该棉纱的实际回潮率、特数和英制支数。又在捻度测试仪上测得该单纱在250mm 长度上平均捻回数(加捻退捻法)为340,试求该纱的捻系数和捻回角。 解:%25.7%1002.552.552.59=?-=实W ()tex 96.193%5.812.55=+?=

t N

英支2.29583

==t e N N cm 10/6810252340捻=?=t T

δβαtan 8928.30396.1968====t t t N T