化学纤维概论复习题

1.名词解释

差别化纤维：随着科技的不断进步，利用化学改性和物理改性手段，通过分子设计制成具有特定功能的第二代化学纤维。

棉型短纤维：类似于棉纤维，长度为25-38mm，纤维较细（线密度1.3-1.7dtex），类似棉纤维，主要用于与棉纤维混纺。

极限氧指数：使着了火的纤维离开火源，而纤维仍能继续燃烧时环境中氮和氧混合气体内所含氧的最低百分率。

α纤维素：植物纤维素在特定条件下不溶于20℃的17.5%（质量分数）NaOH溶液的部分纤维素。

Β纤维素：植物纤维素在特定条件下溶于20℃的17.5%（质量分数）NaOH溶液的溶解部分称为半纤维素，溶解部分用醋酸中和又重新沉淀分离出来的那一部分纤维素。

空气变形丝：以POY或FOY为原丝，通过一个特殊的喷嘴，在空气喷射作用下单丝弯曲形成圈环结构，圈环和绒圈缠结在一起，形成具有高度蓬松性的环圈丝。

聚丙烯膜裂纤维：是高聚物薄膜经纵向拉伸、切割、撕裂或原纤化制成的化学纤维。

配采-U：是德国巴斯夫公司生产的聚氯乙烯纤维的商品名，以四氢呋喃为溶剂，并采用漏斗形凝固浴槽的湿法纺丝工艺进行生产的纤维。

缩醛化反应：指聚乙烯醇大分子上的羟基与醛作用，是羟基封闭的反应。

再生纤维：以天然高分子化合物为原料，经化学处理和机械加工制得的纤维。

长丝：在化学纤维制造过程中，纺丝流体（熔体和溶液）经纺丝成型和后加工工序后，得到的连续不断的、长度以千米计的纤维。

沸水收缩率：指将纤维放在沸水中煮沸30min后，其收缩的长度与原来长度之比。

环结阻料：不经干燥的聚酯切片具有不定型结构，软化点较低，进入螺杆挤出机后会很快软化粘结，造成堵塞进料口。

网络丝：指丝条在网络喷嘴中，经喷射气流作用，单丝互相缠结而呈周期性网络点的长丝。熔喷法非织造布：在聚合物熔体喷丝的同时利用热空气以超音速和熔体细流接触，使熔体喷出并被拉成极细的无规则短纤维，然后制取超细纤维非织造布。

捏合：纤维级的聚氯乙烯不能溶解于丙酮，首先使聚氯乙烯树脂在丙酮中充分溶胀，这一操作称为捏合。

2.填空题

1.纺织纤维可分为两大类天然纤维和化学纤维。

2.聚丙烯腈纤维生产时，制备纺丝原液时，原液生产有两个目的：1）减少各批原液之间的差异，使其性质稳定；2）原液混合器的容积很大，起缓冲作用。

3.环锭加捻机构由导丝钩、隔丝板、钢领、钢丝钩、锭子、筒管等几个重要部分组成。

4.目前生产普通用处的聚乙烯醇纤维，主要采用硫酸钠的水溶液为溶剂；涤纶常规纤维的线密度为1.4-7dtex，细旦纤维的线密度为0.55-1.4dtex，超细纤维的线密度为0.11-0.55dtex，极细纤维的线密度为0.11dtex以下。

5.涤纶切片在纺丝前进行干燥的目的是除去切片中的水分，提高聚合物的结晶度和软化点。

6.聚酯切片纺丝前，必须先进行干燥，使含水率从0.4% 降到0.01% 以下。

7.黏胶短纤维拉伸一般由喷丝头拉伸、导盘拉伸、塑化拉伸三个阶段组成。

8.聚酯纤维一般以纺丝速度的高低来划分纺丝技术路线的类型，如常规纺丝技术、高速纺丝技术和超高速纺丝技术等。

9.聚酯纤维卷绕工艺条件中，上油、给湿的目的是为了增加丝束的集束性，抗静电性和平

滑性，以满足纺丝拉伸和后加工的要求。

10.聚氨酯弹性纤维在20℃，65%的相对湿度条件下的回潮率为1.1%

11.聚乙烯醇缩醛化过程中，甲醛为缩醛化剂，硫酸为催化剂，硫酸钠为阻溶胀剂。

12.化学纤维的纺丝成型，普遍采用聚合物的熔体或浓溶液进行，前者称为熔体纺丝，后者称为溶液纺丝。

13.对于切片纺丝，经铸带和切粒后得到的成纤聚合物切片，在熔融之前，必须先进行干燥，而对于切片的熔融，它是在螺杆挤出机中完成的。

14.干法纺丝时，从喷丝头毛细孔中挤出的溶液进入凝固浴，然后进入纺丝甬道，通过甬道中热空气的作用，使溶液细流中的溶剂快速挥发，并被热空气带走。

15.化学纤维进行后加工时，拉伸的目的是提高纤维的断裂强力，降低断裂伸长率，提高耐磨性和对各种形变的疲劳强度。

16.化学纤维进行后加工时，热定型的目的是消除纤维内应力，提高纤维的尺寸稳定性，并进一步改善其物理机械性能。

17.聚对苯二甲酸乙二酯属于结晶性高聚物，其熔点低于分解温度，因此常采用熔融纺丝法纺丝。

18.聚丙烯腈纤维一般采用湿法或干法纺丝成型，为此，纺丝前要制备纺丝溶液。

3.判断题

1．由缩合聚合反应得到的产物，一定是共聚物。（×）

2．用天然高分子化合物为原料，经化学处理和机械加工而制得的纤维称合成纤维。（×）3．化学纤维的性质取决于原料高聚物的性质。（×）

4．56dtex/24f中24f是指纤维10000m长的重量是24g。（×）

5．纤维越细支数就越大，纤维越粗则旦数就越小。（×）

7．棉型高强涤纶短纤维考核指标中，强度指的是绝对强度。（×）

8．棉型高强涤纶短纤维考核指标中，强度指的是断裂强度。（√）

9．紧张热定型是指在热定型中纤维上几乎没有附加张力。（×）

10．紧张热定型是指在一定张力下的热定型。（√）

11．由于涤纶刚性强，模量高，为保证切断顺利进行，确保短纤维的长度整齐度，需要定期更换切断刀。（√）

12．涤纶短纤维断裂伸长率指标是在拉伸负荷作用下，纤维断裂时所具有的伸长，一般以百分数表示。（√）

13．纤维在无张力状态下热处理的结果会使结晶度减小。（×）

14．纤维在无张力状态下热处理的结果会使结晶度增大。（√）

15．高强棉型涤纶短纤维有紧张热定型加热，而普通型没有。（√）

16．涤纶短纤维的热定型有两种不同的方式，一是张力下热定型，二是松弛状态下热定型。（√）

17．松弛定型的作用是消除纤维牵伸过程中产生的内应力，使大分子发生一定的紧张。（×）18．松弛定型的作用是消除纤维牵伸过程中产生的内应力，使大分子发生一定的松弛。（√）19．熔体喷丝头组件主要是喷丝板、熔体分配板、熔体过滤材料及组装套的结合件。（√）

20．涤纶短纤维经松弛定型后，沸水收缩率上升。（×）

21．涤纶短纤维经松弛定型后，沸水收缩率下降。（√）

22．粘胶就是纤维素黄酸酯的稀碱溶液。（√）

23．再生的纤维素与原料浆粕的纤维素具有相同的化学组成，但其分子结构和聚集结构（包括分子量．结晶态．宏形态）发生了变化。（√）

24．粘胶的凝固与纤维素的再生都与硫酸有关，硫酸浓度（H+浓度）高低，不仅影响凝固、再生过程，最终影响成型纤维的结构和性能。（√）

25．粘胶纺丝时，纺丝粘胶有一个最适宜的熟成度，太高或太低都会影响可纺性。（√）26．粘胶中的气泡也是造成粘胶可纺性能及成品纤维品质下降的重要原因，纺丝粘胶要经过充分脱泡。（√）

27．普通粘胶纤维的横截面分成皮层和芯层两部分，形成不规则的锯齿形。（√）28．经纺丝拉伸后的粘胶纤维，必须经过后处理及加工，除去纤维上所沾附的杂质，进一步完善纤维的物理机械性能和纺织加工性能。（√）

29．酸洗的目的，是中和残存在粘胶纤维上的碱性漂白液或脱硫液，并把不溶性的金属盐类（或氧化物）转化为可溶性金属盐，以进一步提高纤维的白度。（√）

30．上油是为了调节纤维的表面摩擦力，既使纤维具有柔软．平滑的手感，有良好的开松性和抗静电性，又要有适当的集束性和抱合力。以改善纤维的纺织加工性能。（√）31．粘胶纤维生产中用二氧化钛作消光剂，根据要求不同按比例加入。（√）

31．保证粘胶生产顺利进行，使工艺稳定正常，粘胶质量均匀，对浆粕要进行混粕。（√）32．浆粕的吸碱值偏高时，工艺上可升高浸渍温度，提高碱液浓度，防止浆粕过度膨润。（√）

33．粘胶混合的目的之一是减少各批粘胶由于制造工艺或操作上的波动而引起的质量不均匀性，保持成品纤维品质的稳定。（√）

34．熟成过程的化学反应很复杂，水解和皂化反应，使黄酸基团分解，纤维素的酯化度下降，而补充黄化和再黄化作用在一定程度上提高了酯化度。（√）

35．在高温快速下熟成和在低温下长时间熟成，都可获得相同品质的纺丝粘胶。（√）36．过滤的目的，是滤除粘胶中不溶解的或半溶解的粒子及机械杂质，以使纺丝拉伸过程顺利进行和提高成形纤维的质量。（√）

37．粘胶纤维通常只能用湿法纺丝。由于纤维素未熔融即分解，不可能采用熔纺；又因为要在纺丝过程中完成纤维素黄酸酯分解的化学过程，故难以采用干法纺丝。（√）

38．通过压榨，压出多余碱；除去半纤维素及杂质；提高碱纤维素纯度；减少黄化副反应。（√）

39．黄化终点判断可用颜色观察法，颜色变化如下：黄酸钠白色→淡黄色→黄色→桔红色。（√）

40．涤纶短纤维之所以要经过卷曲，是为了提高纤维的弹性以便与棉、毛等天然纤维混纺。（× ）

41．涤纶短纤维之所以要经过卷曲，是为了提高纤维的抱和性以便与棉、毛等天然纤维混纺。（√）

43．56dtex/24f中24f是指由24根单丝组成。（√）

4.问答题

1.对成纤聚合物的一般要求是什么？

1）成纤聚合物大分子必须是线型的、能伸直的分子，支链尽可能少，没有庞大侧基。

2）聚合物分子之间有适当的相互作用力，或具有一定规律性的化学结构和空间结构。

3）聚合物应具有适当高的相对分子质量和较窄的相对分子质量分布。

4）聚合物应具有一定的热稳定性，其熔点或软化点应比允许使用温度高得多。

2.缨状微胞结构的特点是什么？ P27页

纤维素存在结晶区和无定型区。纤维素的结构是由许多大分子形成的连续结构。结晶区平行排列，定向良好，大分子致密。无定型部分有较大的空隙，分子链分布不完全平行，大分子结合程度弱，致密度小。结晶区较短。

3.NMMO 法生产纤维素纤维的突出优点是什么？P49

1）NMMO 无毒，并可回收循环使用，生产中对环境不产生污染。

2）生产工艺流程短，生产能耗低。

3）容易制得高浓度纤维素溶液，适合于干法纺丝和干湿法纺丝，提高了生产效率。

4）NMMO 溶解纤维素的能力极强，能够溶解聚合度较高的纤维素，由此可以生产出物理机械性能优良的高湿模量纤维素纤维。

4.聚酯纤维一般以纺丝速度的高低来划分纺丝技术路线的类型，各类型的纺纱速度的范围是怎样划分的？ P70

1）常规纺丝：纺丝速度1000-1500 m/min 。其卷绕丝为未拉伸丝，通称UDY 。

2）中速纺丝：纺丝速度1500-3000 m/min 。其卷绕丝具有中取向度，为中取向丝，通称MOY 。

3）高速纺丝：纺丝速度3000-6000 m/min 。纺丝速度为4000 m/min 以下的卷绕丝具有较高的取向度，为预取向丝POY 。

4）超高速纺丝：纺丝速度6000-8000 m/min 。卷绕丝具有高取向度和中等结晶结构，为全取向丝，通称FOY 。

5.聚酯长丝纺丝工艺特点是什么？P77

1）对原料的质量要求高：纺长丝切片的含水率不大于80×10

-6 纺短纤维时切片的含水率为200×10-6。切片中粉末和粘结粒子少，干燥过程中的粘度降小；干燥均匀性好。

2）工艺控制要求严格：熔体温度波动不超过±1℃，测吹风风速差异不大于0.1 m/s ，纺丝张力要求稳定。

3）高速度、大卷装：工业生产采用5500 m/min 的纺丝速度。卷绕丝筒子的净重从3-4 Kg 增至15 Kg 。

6.聚酰胺帘子线生产的特点是什么？P104

1）聚合：采用高粘度的聚合体；采用固相后缩聚以提高切片的捻度。

2）纺丝成型：采用高压纺丝法，高粘度的聚合物在较低温度下纺丝；控制纺丝冷却成型条件。

3）卷绕设备：目前多数采用纺丝--拉伸联合机，其卷绕速度在1500 m/min 以上。

4）拉伸：拉伸有多区拉伸和大卷装的发展趋势。

7.聚丙烯短程纺丝的工艺流程是怎样的？P121

切片喂入→添加剂注入→切片共混→螺杆挤出→熔体过滤→熔体分配→纺丝→冷却成型→上油卷曲→拉伸→卷取→热定型→切断→打包

8.氨纶包芯纱与包覆纱的区别？P182

氨纶包芯纱：以氨纶为芯，外包短纤维纺成的纱线；一般芯丝不会外露。

氨纶包覆纱：以氨纶为芯，外包长丝或纱线，并要以螺旋形的方式对其进行包覆；有露芯现象。

9.聚乙烯醇纤维的特点，并解释成因？P161

特点：1）截面呈弯曲的扁平状；2）明显的皮芯差异，皮层致密，芯层疏松。

解释：1）双扩散现象；2）当原液细流中的硫酸钠含量达到使细流中剩余聚乙烯醇水溶液完全凝固所需的临界浓度时，形成芯层；3）皮层限制了体积收缩；4）在不改变纤维表面积的情况下，使截面积缩小。

10.作出聚酯长丝拉伸加捻示意图，并解释后加工工艺参数？P83

1）拉伸倍数的决定条件及部位：5和7

2）拉伸温度的决定条件及部位：5

3）拉伸速度的决定条件及部位：7

4）定型温度的决定条件及部位：6

11.聚丙烯腈湿法纺丝时，影响纤维成型的因素是什么？P137

1）原液中聚合物浓度；2）凝固浴组成；3）凝固浴温度；4）凝固浴循环量；5）凝固浴中浸长；

12.聚丙烯纤维纺丝过程中，工艺参数对纤维成型过程及纤维结构与性能的影响如何？P119 1）纺丝温度:由于聚丙烯较高的相对分子质量，熔体的流动性差，故须采用较高的熔体温度，才能使其熔体具有必要的流动性，并顺利进行纺丝。对初生纤维的结构和性能的影响，若纺丝温度较低，会引起取向和结晶同时发生，形成高度有序的单斜晶体，和不稳定的碟状液晶结构，有利于后拉伸。

2）冷却成型条件：若冷却较快，所得初生纤维的结构是不稳定的碟状液晶结构；若缓慢冷却，则得到稳定的单斜晶体结构。

3）喷丝头拉伸：若喷丝头拉伸过大，则易在初生纤维中产生稳定的单斜拉伸晶体结构，不利于后拉伸；拉伸倍数一般以60倍左右为宜。

4）挤出胀大比：聚丙烯纺丝时的挤出胀大比较聚酯和聚酰胺大，可纺性较差；纺丝温度较低，或纺丝速度较高时，容易造成断头。适当增加纺丝温度，控制适宜的相对分子质量分布，使喷丝孔径大些，可以减少细流的膨化和防止发生熔体破裂。

13.聚酰胺长丝后加工工艺特点如何？P71

1）拉伸倍数：取决于原丝的性质和对成品质量的要求，民用丝拉伸倍数在3.5-4倍左右，高强丝在5倍以上。

2）拉伸温度：聚酰胺6纤维的玻璃化温度低（35-50℃）。民用丝在室温下进行拉伸；

强力丝升温拉伸。

3）拉伸速度：提高拉伸速度，拉伸应力也相应增加。

4）一般采用环锭加捻，有些进行后加捻。

14.熔融纺丝机的基本结构？P71

1）高聚物熔融装置：螺杆挤出机

2）熔体输送、分配、纺丝及保温装置：包括弯管，熔体分配管，计量泵，纺丝头组件及纺丝箱体部件

3）丝条冷却装置：包括纺丝窗及冷却套筒。

4）丝条收集装置：卷绕机或受丝机构

5）上油装置：包括上油部件及油浴分配循环机构

15.NMMO有何特点？P47

1）一种环氨氧化物；2）室温下是固体；3）熔点约为170℃；4）易吸水，可与水形成含有4个分子水的水合物；5）与一个分子的水结合可形成一个具有高度溶解能力的体系，且具有较好的稳定性。

16.普通黏胶短纤维凝固浴的组成和作用是什么? P36

组成：凝固浴是由硫酸，硫酸钠和硫酸锌按一定比例组成的溶液

作用：硫酸的作用：1）使得纤维素黄酸钠分解，再生出纤维素和CS2；2）中和黏胶中的

NaOH，使黏胶凝固；3）使黄化时产生的副产物分解。

硫酸钠的作用：抑制硫酸分解，从而延缓纤维素黄酸钠的再生速度。

硫酸锌的作用：可以改进纤维的成型效果，使纤维具有较高的韧性和较优良的耐疲劳性能。

17.缨状原纤结构理论特点是什么？P28

1）纤维素结构中包含结晶部分和无定形部分；

2）结晶区较长；

3）结晶区是由长链分子的小片断构成的；

4）长链分布依次通过结晶的原纤和它们中间的非晶区。

18.化学纤维需要进行后加工因为纺丝成型后的初生纤维具有什么特点？

1）结构不完善2）物理机械性能较差3）断裂伸长率过大4）断裂强度过低5）尺寸稳定性差

19与切片纺丝相比，直接纺丝的特点是？P16页

直接纺丝省去了铸带，切粒，干燥切片及再熔融等工序，这样可大大简化生产流程，减少车间面积，节省投资，且有利于提高劳动生产效率和降低成本。但是直接纺丝对某些聚合过程留存在熔体中的一些单体和低聚物难以去除，这不仅影响纤维质量，而且恶化纺丝条件，使生产线工艺控制工艺也比较复杂，因此不适合用于对产品质量要求比较高的品种。