纤维化学与物理试题及答案

纤维化学与物理试题及答案
纤维化学与物理试卷答案
一、解释下列概念（12分，每题2分）
1.结晶度：结晶高分子中，晶相部分所占的百分率，它反映了高分子链聚集时形成结晶的程度。

2.玻璃化温度：非晶态高分子的玻璃态与高弹态的相互转化温度。

3.纤维素纤维：由β-D-葡萄糖剩基以1，4苷键相联结而成的线性大分子。

4.蛋白质的变性：球型蛋白在受到热、高压、机械搅拌等因素或酸、碱、某些有机溶剂和盐类的影响时，性质常会有所改变，最明显的是溶解度降低和生物活性丧失。

这些变化可不涉及多肽链的断裂：视变化程度不同，有时可逆有时是不可逆的。

一般将这类现象笼统地称为蛋白质变性。

5.蛋白质等电点：当调节溶液pH值，使蛋白质分子的正、负离子数目相等，此时溶液的pH值即为该蛋白质的等电点。

6.回潮率：指纺织纤维内水分质量与绝对干燥纤维质量之比的百分数。

二、判断正误（在括号里画“√”或“×” 12分，每题2分）
1．生产聚丙烯腈纤维（腈纶）中的湿纺工艺反应为链式聚合。

（√）
2．分子链长的高分子一定柔软。

（×）
3．高分子物的应力-应变曲线分为五类：柔而弱、柔而韧、刚而脆、刚而强、刚而韧。

（√）
4．棉纤维结晶度70%，麻纤维90%，黏胶纤维30%。

（√）5. 羊毛纤维的结构：鳞片层、皮质层、髓质层。

（√）6．涤纶和锦纶都是熔纺，且熔纺温度涤纶高于锦纶。

而腈纶纺丝为湿纺和干纺。

（√）
三、填空（25分，每空1分）
1.逐步聚合的聚合方法：熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚、固相缩聚：链式聚合
的聚合方法：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合。

（8分）
2.合成纤维中五大纶涤纶（PET）、锦纶（PA）、腈纶（PAN）、丙纶（PP）、氨纶（PU）
（5分）
3.纤维素纤维的酯化反应：纤维素硝酸酯、纤维素醋酸酯；纤维素纤维的醚化：
纤维素乙基醚、纤维素羧甲基醚（4分）
4.蛋白质分子的二次结构的构象有：α-螺旋、β折叠、无规线团，蛋白质分子
构象中的化学键有氢键、疏水键、范德华力、离子键、二硫键、配位键。

（8分）四、曲线题（6分）
1.
A.玻璃态 C.高弹态 E黏流态
B.玻璃态转化 D黏流态转化
2..
1 4
3 2
1-塑性流体 2—假塑性流体 3—膨胀流体 4—牛顿流体
五、回答下列问题（45分，8小题）
1.强迫高弹性和高弹性的异同？（5分）
答：强迫高弹性是指处于玻璃态的高分子可在强制外力作用下，产生高弹形变的性质。

区别：①强迫高弹形变T<Tg,高弹形变T>Tg；②当外力撤消后，强迫高弹形变无法恢复，而高弹形变可以恢复。

联系：都是链段运动，都是能发生较大形变。

2.高分子柔韧性的条件、参数和影响因素？（5分）
答：长链结构是高分子获得柔韧性的必要条件，高分子具有柔性的根本原因：分子内单键的内旋转。

表征分子链的参数：均方末端距、链段长短。

均方末端距比值越大，刚性越大；链段越短，柔性越好。

影响因素：①主链含C-O、C-N、Si-O更具柔性，引入苯环、杂环，柔性减小；②取代基对称，柔性增大，取代基极性强、体积大，柔性弱。

3.涤纶织物如何获得仿真丝绸效果？（6分）
答：涤纶在碱的作用下发生水解，由于涤纶结构紧密，热稀碱能使其表面的大分子发生水解，水解作用由表面逐渐深入，当表面的分子水解到一定程度后便溶解在碱液中，使纤维表面一层一层地剥落下来，造成纤维的失重和强度降低，而对纤维的芯层则无
太大影响，其相对分子质量也没有什么变化，这种剥皮现象使纤维变细，增加了纤维在纱中的活动性，而获得仿真丝绸效果。

4.简述纤维素纤维的化学性质？（5分）
答：纤维素纤维具有耐碱性，但含碱棉纤维能与空气中氧气发生强烈的氧化作用；
液氮对纤维素纤维有溶胀作用；铜氨氢氧化物对纤维素有溶解作用；耐酸性差，易发生水解降解；对氧化剂不稳定，能被一些氧化剂氧化；抗热性较好，光照作用有光解作用和光敏作用等。

5.为什么同样是纤维素纤维，粘胶纤维的湿强远小于干强，而棉纤维的湿强却大于干强？（6分）
答：棉纤维断裂应力集中，其聚合度、取向度、结晶度较高，主价键断裂遇湿后，水分子进入，有增塑作用，使应力分布趋于均匀，从而增加了纤维的强度；而黏胶纤维聚合度、取向度、结晶度较低，分子链之间的作用力较弱，在外力拉伸时，分子链或其他结构单元之间的先对滑移可能是纤维断裂的主要原因。

黏胶纤维润湿后，由于水分子的作用削弱了大分子间的作用了，有利于分子链或其他结构单元之间的相对滑移，它的湿强比干强低得多。

6.羊毛初加工中为什么可以用98% 硫酸处理？真丝脱胶可以用浓碱液处理？（6分）答：可迁移离子在纤维内外分布的情况：与蛋白质离子电荷相同的可迁移离子的浓度，是纤维内低于纤维外；与蛋白质离子电荷相反的可迁移离子的浓度，是纤维内高于纤维外。

羊毛酸性加工时，尽管酸浓度很高，但氢离子与蛋白质离子电荷相同，所以纤维内氢离子浓度低于纤维外，不会对羊毛有太大损伤。

而真丝碱处理脱胶时，蛋白质离子带有负电荷，氢离子与蛋白质离子电荷相反，所以氢离子浓度为纤维内高于纤维外，所以纤维内碱性很低，不会对真丝有太大损伤。

7.聚丙烯腈纤维中加入第二、第三但体的作用，为什么？（6分）
答：丙烯腈为第一单体，它是聚丙烯腈纤维的主体，对纤维的许多化学、物理及力学性能起着主要的作用。

第二单体为结构单体，加入量为5%~10%，通常选用含酯基的乙烯基单体，这些单体的取代基极性较氰基弱，基团体积又不大，可以减弱聚丙烯腈大分子间的作用力，从而改善纤维的手感和弹性，克服纤维的脆性，也有利于染料分子进人纤维内部。

第三单体又称染色单体，是使纤维引入具有染色性能的基团，改善纤维的染色性能，一般选用可离子化乙烯基单体，加入量为0.5%~3%。

8.如何鉴别棉、羊毛、蚕丝织物？（6分）
答：首先，各取少许样品点燃，燃烧后有烧纸味儿的为纤维素纤维，即为棉织物，而有烧毛发气味的织物为蛋白质纤维，即羊毛、蚕丝织物；另取剩余两织物样品，进行酸处理，将样品放入50%硫酸中室温条件下处理，过一段时间后有明显收缩的是蚕丝织物，这是因为蚕丝有“酸收缩”，而羊毛的耐酸性明显强于蚕丝。