近十年东华大学纺织材
料学试题及答案
2000年一、名词解释（30分）
1、准结晶结构
腈纶在内部大分子结构上很特别，成不规则的螺旋形构象，且没有严格的结晶区，属准结晶结构。
2、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。
3、纤维的流变性质：纤维在外力作用下，应力应变随时间而变化的性质
4、复合纤维-
由两种及两种以上聚合物，或具有不同性质的同一聚合物，经复合纺丝法纺制成的化学纤维。分并列型、皮芯型和海岛芯等。
5、极限氧系数：
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：用两种不同品种纤维的纱线或长丝交织而成的织物。
7、多重加工变形丝
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、织物的舒适性
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。
9、织物的悬垂性和悬垂系数
悬垂性：织物因自重下垂的程度及形态称为悬垂性。
悬垂系数:悬垂系数小，织物较为柔软；反之，织物较为刚硬。
10、捻系数
表示纱线加捻程度的指标之一，可用来比较同品种不同粗细纱线的加捻程度。捻系数与纱线的捻回角及体积重量成函数关系。特数制捻系数at=Tt Nt;Tt特数制捻度（捻回数/10cm）,Nt特(tex)
公制捻系数at=Tm/Nm；Tm公制捻度（捻回数/m）,Nm公制支数(公支)，捻系数越大，加捻程度越高。
二、问答和计算题
1、（10分）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，试预估其混纺纱与混纺比的关系曲线。
2、(20分)试比较蚕丝和羊毛纤维的结构和性能以及它们的新产品开发取向。注：结构：包括单基、大分子链形态、分子间力、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。
（1）化学组成：羊毛：蛋白质角朊；C、H、O、N、S元素组成。蚕丝：蛋白质丝素（70-80%），少量丝胶（20-30%）； C、H、O、N元素组成。柞蚕丝：丝素85%
单基:蛋白质大分子结构
R侧基—羊毛：多、复杂，约25种氨基酸；
蚕丝：少、简单，约18种氨基酸空间形态：羊毛的稳定结构是α型，α型加外力变为β型，β型去外力变为α型；蚕丝的稳定结构是β型
2. 超分子结构
分子间力-羊毛：范德华力、盐式键、氢键、硫键力；蚕丝：范德华力、盐式键、氢键
结晶、取向—羊毛的结晶度、取向度低，而蚕丝的较大。
3.形态结构：羊毛--鳞片层、皮质层、髓质层
蚕丝：丝素外包有丝胶；纵向平滑，截面为不规则三角形。
2. 性质比较
羊毛蚕丝
强度小较大
伸长较大（25~-35%）较小（15~25%）
初始模量小较大
弹性好较差
吸湿性好（15%）较好（11%）
耐热性较差
耐微生物性耐霉不耐蛀
化学性质耐酸不耐碱（蚕丝比羊毛稍差）
比重（g/cm3） 1.32 1.33~1.45
特性缩绒性光泽、悬垂性、丝鸣
3、(15分)摇取棉纱30缕，每缕100米，称得总重量为59.2克，经干燥后得干重55.3克，已知棉纱的公定回潮率为8.5%，求：
（1）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，要按照标准重量计价，问其标准重量为多少？ 解：（1）实际回潮率W=(59.2-55.3)/55.3×100%=7.05%
（2）特数Nt=10Gk=10Go(1+Wk) =10×30
3.55×(1+8.5%)=20tex 英制支数Ne=)
1()1(
We Wk ++×Nt 5.590,因为棉纱的英制公定回潮率为9.89%，所以Ne=Nt 1.583=583.1/20=29.16英支=29.16s
（3）标准重量Gk=5000×W
Wk ++11
=5000×%05.71%
5.81++=5067.73公斤
4、（10分)试以棉、粘胶的强力测试和回潮率测试（烘箱法）为例，阐述实验室的温湿
度条件对测试结果的影响，为了减少由此带来的试验误差，通常采用哪些对策，其原理是什么？
5、(15分)何为差别化纤维？举五例说明它们的特点和应用情况。
差别化纤维：泛指对常规化学纤维有所创新或是具有某一特性的化学纤维。一般经过化学改性或物理变形、使纤维的形态结构、物理化学性能与常规化学纤维有显著不同。具有仿生效果或改善、提高化纤的性能。
高收缩纤维：纤维在热或热湿作用下，长度有规律弯曲收缩或复合收缩的纤维。一般高收缩纤维在热处理时的收缩率在20-50%，一般纤维沸水收缩率小于5%。广泛应用于毛纺产品的改性，如泡绉织物、膨体织物、高密织物等的制作。
超细纤维：一般细度为0.01-0.5texde的纤维，理论上还是将细度小于0.9tex的纤维称为超细纤维。弯曲刚度小，织物手感
柔软细腻，具有良好的悬垂性、保暖性和覆盖性，但膨松性、回弹性差。超细纤维比面积大，吸附性和除污能力强，可用来制作高级清洁布。
吸水吸湿纤维：具有吸收水分并将水分向临近纤维输送能力的纤维。纤维的润湿和膨胀能力（纤维混合或复合引入高吸湿性聚合物，或表面改性或形成微孔），高吸水吸湿能力。主要用于功能性内衣、运动服、运动袜和卫生用品。
变形丝：通过改变纤维卷曲形态即仿造羊毛的卷曲特征来改善纤维的性能。通过机械作用给予长丝二度或三度空间的卷曲变形，并给予适当方法加以固定。变形丝具有永久牢度的卷曲形态。大大改善了纤维制品的服用性能，扩大了应用范围。
异性纤维：纤维截面形状非实圆而具有特殊形状的纤维。目的改善纤维的手感、光泽、抗起毛起球性、膨松性等。
复合纤维：将两种或两种以上的高聚物或性能不同的同种聚合物，通过一个喷丝孔纺成的纤维。提供易染色、难燃、抗静电、高吸湿等特性。
2001年一、名词解释（30分）
1、织物的舒适性
织物服用性能之一，是指人们在穿着时的
感觉性能。狭义的舒适性是指在环境-服装-人体系列中，通过服装织物的热湿传递作用，经常维持人体舒适满意的热湿传递性能。隔热性、透气性、透湿性以及表
面性能对舒适性影响很大。广义的舒适性除了包括上述屋里因素外，还包括心理、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、网络丝等。
3、织物的悬垂性：织物因自重下垂时的程度和形态
4、机织物的紧度和针织物的未充满系数紧度-纱线的投影面积占织物面积的百分比，本质上是纱线的覆盖率或覆盖系数。未充满系数：δ=线圈长度/纱线直径，可表示纱线粗细不同时的针织物稀密程度;δ越大，说明针织物越稀疏。
5、捻系数
表示纱线加捻程度的指标之一，可用来比较同品种不同粗细纱线的加捻程度。捻系数与纱线的捻回角及体积重量成函数关系。
特数制捻系数at=Tt Nt;Tt特数制捻度（捻回数/10cm）,Nt特(tex)
公制捻系数at=Tm/Nm；Tm公制捻度（捻回数/m）,Nm公制支数(公支)，捻系数越大，加捻程度越高。
6、羊毛品质指数
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。支数越高，纤维越细，可纺纱支数越高。
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，这种现象称之。
9、蠕变与应力松弛
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。
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。
二、问答和计算题
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）
蚕丝纤维强伸度适中，光泽优良，手感柔软，又暖感和丝鸣，具有良好的吸湿性，是高档的纺织原料，但耐光性、耐碱性差。
丝织原料决定了织物的性质，但线型不同，织物的品质、外观、性能也会改变。经纬丝线常采用并丝、捻丝工艺，在加工中不断改变丝线的纤度、捻度、捻向、张力等，使其性能得到改善，以形成各种风格织物所要求的性能，这就是线型设计。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有什么影响？评述纱线细度不匀的测试方法？
纱线的细度不匀：指沿长度方向的各个截面面积或直径的粗细不匀；也指各个截
面内纤维根数的变化或单位长度纱线重量的变化。
形成的原因：随即不匀、加工不匀、偶发不匀
随机不匀：纱条中纤维根数及分布不匀，任何纤维的几何形状和力学性能不可能一致，组成纱条时，纤维间排列也会产生重叠、折勾、弯曲和空隙。因而必然有纤维粗细和排列导致的纱条随机不匀。
加工不匀（附加不匀）：纺纱加工中因工艺或机械因素导致的不匀。
①由机械转动件的偏心和振动导致的纱条不匀，为周期性不匀。
②由牵伸隔距不当，使浮游纤维变速失控导致的纱条不匀，为非周期性不匀，称为牵伸波不匀。
③偶发不匀：人为和环境不良，如因接头、飞花、纤维纠缠颗粒、杂质、成纱机制上的偶发性，以及偶发机械故障等偶发因
素等造成的粗细节、竹节、纱疵、条干不匀等。大多为纱疵。
不匀的影响： 内在质量↓：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↓
评述纱条不匀的检测
测长称重法：又称切断称重法，即取一定长度的纱线，分别称得各自的重量，然后按规定计算其平均差系数、重量变异系数、或极差系数，来描述纱线的细度不匀。纤维条、粗纱和细纱均可以使用此法。切取长度不一样。
特点：方法简单、正确性高，不同片段长度的不匀率不能比较
目光检测法（黑板条干法）：
即将纱线或生丝均匀地绕在一定规格的黑板上，然后在规定的距离和光照下，表
观直径或投影宽度，与标准样品进行比较，并观察纱线表观粗细均匀性，粗、细节及严重疵点情况，判断其条干级别。
特点：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。人为误差大，经常要统一检验人员目光，且要相当熟练。
电容式均匀度仪（UST均匀度仪）
原理：纤维介质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。
①积分仪：将试样线密度变化讯号，在预定的测定长度后，自动指示其不匀
率， U％平均差系数；CV％均方差系数。
②波谱仪：将纱条不匀率按长度变化频率或波长转换成波普曲线，称为波长普分布曲线，简称波普图。
③记录仪：记录通过电容极谱中纱条的粗细变化曲线（画出不匀率曲线）
④疵点仪：自动记录棉结、粗节、细节三种纱疵点。
特点：可用于纱条不匀及纱疵特征的分析和不匀及纱疵产生源的诊断，可用来测定棉卷、条子、粗纱细纱或化纤长丝的均匀度。
光电子条干均匀度测量法
原理就是利用CCD摄取纱条的投影宽度，并可以在X，Y两个正交方向上测量。特点：结果更接近于黑板条干法，测量分辨率高，受环境温湿度小，但对于较厚、较松、表面毛羽较多的纱条，边界的划分存在误差。
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100米。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）纱的英制支数
(棉的特数制回潮率为8.5%，英制回潮率为9.89%，涤纶的公定回潮率为0.4%)
名义特数：纺纱加工最后成品名义上的纱线特数称为公称特数。
设计特数：在织造过程中，考虑到筒摇伸长、股线捻缩等因素，为使纱线成品符合公称特数而设定的细纱特数。不等于公称特数。
实际特数：在实际纺纱生产中，因随即因素决定的实际纱线的特数。
棉型纱重量偏差= “＋”偏粗“ －”偏细
100%标准干重标准干重-实际干重100%设计干重设计干重-实际干重100%设计号数设计号数-实际号数?=?=?
毛纱的支数偏差=“＋”偏细“－”偏粗
100%G Go''G 100%Gk'L Gk'L Gk L 100%设计支数设计支数-实际支数O
O ?-=?-=?=
重量偏差：纱线实际特数和设计特数的偏差百分比。
百米重量偏差D=oN
oN
oa G G G
-；G oa 式样实际干重G oN 式样设计干重
解：（1）公定回潮Wk=65×0.4%+35×
8.5%=3.055%
实际特数Nt=10Go(1+Wk)=10×1.75×
(1+3.055%)=18.03tex
（2）G 实际=1.75g,G 标准=85
.1018g=1.66g 重量偏差=66
.166.175.1-×100%=5.42% （3）混纺纱的公定回潮率Wk=0.65×
0.4%+0.35×8.5%=3.235%
混纺纱的英制公定回潮率We+0.65×
0.4%+0.35×9.89%=3.722%
由换算公式Ne=()Nt
We Wk 5.590*)1(1++得Ne=Nt 5.587 所以混纺纱的特数Ne=587.5/18=32.64英支
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和原理。
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。纤维为电的不良导体，比电阻通常较高，静电荷不易逃逸，会产生电场，形成吸附与放电。
消除方法：提高空气的相对湿度 :适当提高环境的相对湿度，可以增加纤维的回潮率，降低纤维的比电阻，增加纤维的导电性。增加导电性能，能够将产生的电荷及时导走而不产生过多的静电积聚，达到消除静电的作用。
加抗静电剂（纤维油剂）：抗静电剂主要含有表面活性剂，借助于吸附在纤维上的表面活性剂伸向空气的亲水基团，吸收一部分空气中的水分，降低纤维表面比电阻，同时利用抗静电剂中的一些润滑剂降
低纤维表面的摩擦系数，从而减少静电荷的产生。使用抗静电油剂是一种暂时的方法，不能达到永久的效果。
采用不同纤维混纺：一是在较易产生经静电现象的合成纤维中添加吸湿性较强的天然纤维或粘胶纤维，增加混纺材料
的回潮率，消除静电。一是按起电序列使与摩擦机件摩擦后带正电荷的纤维与摩擦后带负电的纤维进行混纺，两种电荷相消消除静电。
增加纤维的导电性或采用导电纤维：一种方法是纤维改性，在制造合成纤维时加入亲水共聚基团或链节，使合成后纤维具有一定的回潮率，或者将炭粉、金属粉微粒嵌入涤纶、锦纶纤维表面，也有用复合纺丝法制成含有亲水基团外层的皮芯结构复合纤维，使纤维的导电性得到改善。另一种方法是在纤维材料中添加少量的有机或金属导电纤维，增加纤维的导电性，从而消除静电现象。