第七章 纤维材料的机械性质
纤维材料有哪些
纤维材料有哪些
纤维材料是由纤维形成的材料，具有轻质、高强度、耐热、耐腐蚀等特点，广泛应用于航空航天、汽车、建筑、纺织等领域。
下面介绍一些常见的纤维材料。
1. 玻璃纤维：玻璃纤维是由玻璃材料熔制成纤维状后制成的材料，具有良好的电绝缘性能和机械性能，常用于制作绝缘件、阻燃材料、建筑材料等。
2. 碳纤维：碳纤维由含碳高达95%以上的聚丙烯腈纤维制成，具有很高的强度和刚度，优异的耐腐蚀性能和电导率，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
3. 高分子纤维：高分子纤维可以分为天然纤维和合成纤维两类。
天然纤维包括棉花纤维、木纤维、麻纤维等，具有柔软舒适的性质，广泛应用于纺织、医疗、装饰等领域。
合成纤维包括聚酯纤维、尼龙纤维、聚丙烯纤维等，具有良好的拉伸性能和耐磨性能，广泛应用于纺织、土木工程等领域。
4. 陶瓷纤维：陶瓷纤维是由矿石矿渣等原料经高温熔融后拉拔而成，具有良好的耐高温性能和耐腐蚀性能，常用于隔热材料、耐火材料等。
5. 金属纤维：金属纤维由金属丝制成，具有良好的导电性和导热性，广泛应用于电子、通信、热技术等领域。
6. 聚酰胺纤维：聚酰胺纤维具有良好的力学性能、耐温性能和
化学稳定性，常用于制作高强度的绳索、钓线、缝纫线等。
7. 果胶纤维：果胶纤维是由果胶材料制成的纤维，具有优良的附着性和保水性，常用于制作面料、纸张、胶带等。
除上述纤维材料外，还有许多其他类型的纤维材料，如蓝藻纤维、纳米纤维、陶瓷纤维等，在不同领域都有着广泛的应用前景。
纤维材料的不同种类具有各自独特的优点和特点，可以根据具体的需求选择适合的纤维材料。
纺织材料学纺织材料热学性质
比热C-质量为一克的纺织材料，温度变化1℃所
吸收或放出的热量。单位：焦尔/克·度。 纤维的比热值是随环境条件的变化而变
化，不是一个定值。同时，又是纤维材料、 空气、水分的混合体的综合值。
• 热膨胀 • 一部分纤维在加热的情况下有轻微的膨胀
现象。
• 原因是纤维分子受热后发生较强的热振动
而获得了更多的空间所致。
• 几种纤维的热膨胀系数
继续
几种纤维的热膨胀系数
纤维 膨胀 纤维 膨胀系
种类 系数 种类 数（10-
（1）湿度(或定形液)：降低Tg （2）热：加热到Tg以上， Tf以下方可定形 （3）力：施加外力达到我们所需的外观形态 （4）时间：大分子间的联结只能逐步 拆开，达到比较完全的应力松弛，需
要时间。重建分子间的联结也需要时
间
几种纺织纤维的热转变点
纤维种类 玻璃化温度
软化点
熔点
棉 羊毛 桑蚕丝 粘胶纤维 醋酯纤维 涤纶 锦纶6 锦纶66
163～175 200
分解点
150 130 150 150 -----
280--300
--
---
洗涤最高温 度
90～100 30～40 30～40
--70～100 80～85 8～85
40～45
--
-30--40
• 纤维的耐热性与热稳定性
1.定义： 耐热性——指纤维经过短时间的高温作用， 回到常温时，其机械性能的变化程度耐短 时间高温的性能。
若材料的结晶度高，晶体比较完整，则熔程变窄，熔点也 随之而提高，同样结晶度条件下，晶粒大，Tm升高。
纤维材料的工艺语言
纤维材料的工艺语言纤维材料是一种具有高强度、轻质、柔韧性和良好的抗腐蚀性能的材料。
它们广泛应用于航空航天、汽车、建筑、生活用品等领域。
纤维材料的制作过程需要精湛的工艺技术和严格的质量控制。
以下将从纤维材料的种类、制作工艺以及应用领域等方面进行详细的介绍。
一、纤维材料的种类1. 碳纤维：碳纤维是一种具有高强度和低密度的材料，通常由聚丙烯或聚丙烯腈纤维制成。
碳纤维可以用于制作航空航天器件、汽车零部件、体育器材等。
2. 玻璃纤维：玻璃纤维是一种具有优良的机械性能和耐腐蚀性能的材料，通常由熔融的玻璃纤维束拉丝而成。
玻璃纤维可以用于制作建筑材料、船舶结构、电子产品外壳等。
3. 聚合物纤维：聚合物纤维是一种具有优良的柔韧性和耐磨性能的材料，通常由聚酯、聚酰胺或聚烯烃等高分子材料制成。
聚合物纤维可以用于制作服装、家具、车辆内饰等。
二、纤维材料的制作工艺1. 碳纤维制作工艺：碳纤维的制作工艺主要包括纤维原料的选取、纤维制备、预浸料的制备、层叠成型、热压成型等环节。
在制备碳纤维的过程中，需要严格控制原料的质量、温湿度和压力等参数，以保证碳纤维制品的质量和性能。
三、纤维材料的应用领域1. 航空航天领域：碳纤维是一种重要的航空航天材料，它可以用于制作飞机、导弹、航天器等。
碳纤维制品具有优良的耐腐蚀性能和高强度，可以大幅减轻航空航天器件的重量，提高其飞行性能。
2. 汽车领域：纤维材料在汽车领域的应用越来越广泛，特别是碳纤维和玻璃纤维。
碳纤维可以用于制作汽车车身、底盘、发动机零部件等，而玻璃纤维可以用于制作汽车外壳、车窗等。
3. 建筑领域：玻璃纤维是一种重要的建筑材料，它可以用于制作建筑墙体、屋顶、地板、隔热材料等。
玻璃纤维制品具有优良的耐候性和抗腐蚀性能，可以有效延长建筑物的使用寿命。
4. 体育器材领域：碳纤维具有优良的柔韧性和抗冲击性能，因此在体育器材领域得到广泛应用。
滑雪板、高尔夫球杆、网球拍等都可以采用碳纤维材料制作，以提高其使用性能。
纺织材料学复习资料汇总6
题型一：【名词解析】1.纤维: 通常是指长宽比在103倍以上、粗细为几微米到上百微米的柔软细长体。
2.化学纤维: 凡用天然的或合成的高聚物以及无机物为原料，经过人工加工制成的纤维状物体统称为化学纤维。
3.差别化纤维: 通常是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理，使性状上获得一定程度改善的纤维。
4.复合纤维: 是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5.超细纤维: 细度<0.9dtex的纤维称为超细纤维6.高收缩纤维: 是指纤维在热或热湿作用下的长度有规律弯曲收缩或复合收缩的纤维7.吸水吸湿纤维: 是指具有吸收水分并将水分向临近纤维输送能力的纤维8.功能纤维: 是满足某种特殊要求和用途的纤维，即纤维具有某特定的物理和化学性质9.棉纤维成熟度: 即纤维胞壁的增厚的程度.10.原纤(fibril): 是一个统称，有时可代表由若干基原纤或含若干根微原纤，大致平行组合在一起的更为粗大的大分子束。
11.纤维结晶度: 是指纤维中结晶部分占纤维整体的比率.12.非晶区: 纤维大分子高聚物呈不规则聚集排列的区域称为非晶区，或无定形区13.取向度: 不管天然纤维还是化学纤维，其大分子的排列都会或多或少地与纤维轴向一致，这种大分子排列方向与纤维轴向吻合的程度称作取向度14.特克斯（tex）: 简称特，表示千米长的纤维或纱线在公定回潮率时的质量克数。
15.旦数即旦尼尔数（Denier）: 又称纤度。
是指9000m长的纤维在公定回潮率时的质量克数16.公制支数简称支数: 是指在公定回潮率时1g纤维或纱线所具有的长度米(m)数17.主体长度: 是指一批棉样中含量最多的纤维长度.18.品质长度: 是指比主体长度长的那一部分纤维的重量加权平均长度,又称右半部平均长度19.滑脱长度: 短纤纱拉断时,从纱的断面中抽拔出的纤维的最大长度. 20.吸湿性: 通常把纤维材料从气态环境中吸着水分的能力称为吸湿性21.平衡回潮率: 是指纤维材料在一定大气条件下，吸、放湿作用达到平衡稳态时的回潮率。
东华大学2010纺织材料学_真题名词解释_答案
20101.分子的内旋转与分子构象：分子的内旋转：大分子链中的单键在能绕着它相邻的键按一定键角旋转。
分子构象：分子链由于围绕单键内旋转而产生的原子在空间的不同排列形式。
（？）2.相对湿度和预调湿：相对湿度：指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。
预调湿：对纤维材料进行（45±2）℃的预烘，此烘干过程称为预调湿。
3.差微摩擦效应与毡缩性：差微摩擦效应：羊毛纤维特有的现象即顺鳞片摩擦的摩擦系数小于逆鳞片摩擦系数，△μ=μ逆-μ顺＞0，用δ表示：δ=2x（μ逆-μ顺）/（μ逆+μ顺）= △μ/。
毡缩性：羊毛纤维在湿热或化学试剂作用下，经机械外力反复作用，纤维集合体逐渐收缩紧密并相互穿插纠缠，交编毡化的特性。
4.浸润的滞后性与平衡态浸润：浸润滞后性：指固体表面第一次浸润和第二次浸润间存在的差异，且第一次浸润角恒大于第二次浸润角。
平衡态浸润：纤维的浸润是指纤维与液体发生接触时的相互作用过程，这一过程中达到平衡不变的液体形状的浸润，称为平衡态浸润。
5.复合纺：利用两种或两种以上不同性状的单纱或长丝束加工成一根纱线。
6.织物结构相和织物组织：织物结构相：织物中经纬纱线相互交织呈屈曲状态的构相，一般由经纱屈曲波高与纬纱屈曲波高的比值来决定。
织物组织：机织物中经纬纱线相互交织的规律和形式。
7.织物的耐热性及热稳定性：在热作用下，织物形态稳定，无过大的变形或软化，强度和模量无明显下降，化学性能稳定，无明显分解和挥发；在低温环境下不脆化，不龟裂损伤，柔软可用。
附：纺织材料学------纺织基础知识第一章绪论第二章天然纤维素纤维第三章天然蛋白质纤维第四章化学纤维第五章纺织材料的吸湿性第六章纤维材料的机械性质第七章纤维材料的光学、电学性质第八章纱线结构与性能第九章织物的基本结构参数、基本性质第一章绪论1.1 特点 1.2 研究内容1.3纺织纤维的分类（普通纤维）1.4 纱线的分类 1.5 织物分类 1.6 纺织材料的发展内容提要：本课程的地位、性质、特点、基本内容，纺织材料的概念及简要分类。
纺织材料学 7 纱线的分类与结构
2、长丝纱(filament yarn)
单丝纱：单根连续纤维构成丝线。 复丝纱(并丝)：多根单丝并和的丝束。 捻丝纱(捻丝)：并丝再经加捻而成。 复合捻丝：多根有捻丝再经捻合而成。
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第七章 纱线的分类与结构
几种纱线结构的理想图形
短纤维纱 丝束 双股线
多股线
复捻股纱
第七章 纱线的分类与结构
双股线与多股线
单纱、股线与缆绳
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第七章 纱线的分类与结构
三、常用纱线结构
3、自由端纱的结构特征
纺纱时纤维先分离再凝聚，在一端非机械握持状态下加捻 成纱，环圈弯钩多。 • 纤维结构松散，伸直度差，内外转移程度低。 • 纱芯结构紧密，外包纤维松散，无规则缠绕在纱芯外面。 • 强度低，条干均匀度较好。
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第七章 纱线的分类与结构
六、其他分类
按捻向分:顺手(S捻)纱
反手(Z捻)纱
按染整分类:原色纱
漂白纱 染色纱 花色纱 丝光纱 烧毛纱
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第七章 纱线的分类与结构
第二节 纱线的结构
一、结构要求
纱线结构——
纤维的空间形态 纤维的空间排列关系 纱线的几何形态
纱线结构要求——
第七章 纱线的分类与结构
•纱线的分类方法(掌握) •常用纱线的结构特点(掌握)
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第一节 纱线分类
纱线:包括纱、线和长丝等。 特征:纤维构成,连续长条,
细而柔软,有粗细, 具备特定的物理机械性质。
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第七章 纱线的分类与结构
一、 按纤维原料分类
按组成纱线的纤维种类分
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纺织材料学第七章(07)讲解
• 影响纤维导热系数的因素 • (1) 纤维的结晶与取向
纤维本身的导热系数由于纤维结构的原因也呈 现各向异性。
//
• (2) 纤维集合体密度 对于纤维集合体，也是纤维、空气、水分三者 的综合值。导热系数与集合体的体积重量的关 系呈对号规律。
11
两端压差大
导热系数λ
两端无压差 静止空气
68
38
10
亚麻 100
70
41
24
12
苎麻
100
62
26
12
6
蚕丝
100
73
39
—
—
粘胶 100
90
62
44
32
锦纶
100
82
43
21
13
涤纶 100 100
96
95
75
腈纶
100
100
100
91
55
玻璃纤维 100
100
100
100
100
33
热收缩 （1）定义：合成纤维受热后发生不可逆的收缩
现象称之为热收缩。 （2）指标：
17
• （一）熔点Tm（软化点） • 熔点是纤维的重要热性质之一，也是一个结构
参数。我们知道低分子结晶体的熔化是一个相 的转变过程，由结晶态（晶相）变成熔融态 （液相），而且相的转变在很窄的温度范围内 进行，所以叫熔点。对纤维材料，结晶是由高 聚物形成的，它的熔化过程有一个较宽的温度 区间——熔程，由于该熔程比较宽，通常把开 始熔化的温度叫起熔点，把晶区完全熔化时的 温度叫溶点Tm。 若材料的结晶度高，晶体比较完整，则熔程变 窄，熔点也随之而提高，同样结晶度条件下， 晶粒大，Tm升高。
东华大学纺织材料学考研历年真题名词解释答案
20001、准结晶结构：腈纶在内部大分子结构上很独特，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、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。
3、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。
20011、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、机织物的紧度：紧度：纱线的投影面积占织物面积的百分比，本质是纱线的覆盖率或覆盖系数。
有经向紧度E T，纬向紧度E w和总紧度E z之分。
3、捻系数：表示纱线加捻程度的指标之一，可用来比较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。
4、高聚物热机械性能曲线：将非晶态高聚物在不同的温度作用下，测量纤维的伸长变形和弹性模量随温度的变化，可以分别得到变形-温度曲线和模量-温度曲线，也称热机械曲线。
20021、热定型：就是利用合纤的热塑性，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。
（如：蒸纱、熨烫）2、转移系数：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指标M＞0 表示这种纤维向纱的外层转移，M↑表示向外转移程度越大，M=100% ，表示两种纤维在纱的断面内完全分离； M＝0 混纺纱中纤维呈均匀分布M＜0 纤维向内转移，M↑表示向内转移程度越大，M＝－100% 纤维集中分布在纱的内层。
3、随机不匀：纱条中纤维根数及分布不匀，称随机不匀或极限不匀。
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1、名词解释：
应力
应变
断裂长度
初始模量
屈服应力
断裂比功
蠕变
应力松弛
疲劳
急弹性变形
缓弹性变形
塑性变形
弯曲刚度
纤维切向阻力
摩擦力
抱合力
切向阻抗系数
抱合
系数
抱合长度
2、材料拉伸的相对强度指标有哪些？他们之间如何换算？
由于不同粗细的纤维或者纱线的绝对强度没有可比性，常折合成规定粗细的强度来比较，即所谓的相对强度。常用的相对强度指标有断裂应力，比强度和断裂强度等。初始模量的物理意义是反映纤维在小应力下的抗变形能力；屈服指标的物理意义是反映纤维的保形或者抗皱能力。拉伸断裂功的物理意义是反映纤维的耐久牢度或者抗破坏能力。
4、影响纤维断裂强伸度的测试条件有哪些？一般规律如何？
5、试述纤维的拉伸断裂机理及影响纤维拉伸性能的因素。
通过分析构成纤维强力和伸长的因素来说明纤维拉伸断裂的过程和机理。影响断裂的主要因素有：纤维的结构（聚合度，取向度，结晶度），外部环境（温湿度）、测试条件（试样长度、试样根数、拉伸速度、预加张力、仪器类型等）。
疲劳的概念是小应力长时间作用下材料发生破坏。其实质从机械力学角度说是外力作用时产生塑性变形积累达到来断裂伸长而破坏，从能力角度说外力所作的功达到来材料内部的结合能而破坏。影响材料疲劳的主要因素有两方面：一是纤维的自身因素，纤维的弹性恢复率拉伸功恢复系数愈大，纤维愈耐疲劳。纤维的强度和断裂伸长愈大，愈耐疲劳。二是试验条件，如外力作用大小或外力作用方式以及温湿度条件等。纺织品为延长使用寿命避免长时间持续性的使用，并尽可能提供良好的回复条件（如供湿，升湿，停用一段时间）使产生变形回复。
6、短纤纱的拉伸断裂机理及影响因素是什么？
7、结合纯纺纱、混纺纱的断裂机理，探讨提高纱线强度的主要途径。
8、纤维拉伸后产生哪三种变形？如何区别它们？
急弹性变形的特征为外力作用立即变形，外力去除则立即恢复，缓弹性变形的特征为外力作用时逐渐增加，外力去除后则逐渐恢复。塑性变形的特征是为外力作用时产生变形，外力去除后变形不恢复。急弹性变形的实质为大分子链键长和键角的开。合，皱曲大分子的部分伸展；缓弹性变形的实质为大分子链屈曲伸展，滑移错位；塑性变形的实质是大分子链质心不可恢复的粘性流动。在实际中区分它们的方法是以变性恢复的时间为限。例如在15S内恢复的变形是急弹性形变，15S到5min或30min内所恢复的变形为缓弹性形变。5min或30min后仍没有恢复的变形为塑性变形。由于纺织材料属于粘弹性体，在外力作用下其变形量是时间的函数，各种恢复量是时间的条件值，如恢复时间较短，则就将一部分缓弹性变形划分为塑性变形。同样对于急弹性变形，大分子皱曲的伸展，键角的张合也要有一定的时间，只不过时间极短。
13、影响切向阻抗系数的因素有哪些？其一般的变化规律如何？
切向阻抗系数的定义是接触面相互滑动时切向阻力与接触面间的法向压力之比。对纤维材料而言切向阻力应包含法向阻力为零时数值任很大的切向阻力——抱合力。所以切向阻抗系数等于抱合力与正压力的比值加上摩擦系数且在正压力为零时无意义。影响切向阻抗系数的因素有很多，主要有：纤维自身的因素如：表面结构，表面油剂，纤维长度，卷曲度，弹性，纤维的试方法等。
蠕变和应力松弛的实质是纤维内大分子间的相互滑移。两者之间有细微差异。蠕变是纤维内大分子的粘性流动。而松弛时大分子滑移过程中，大分子逐渐自动皱曲，张力逐渐减少，呈现松弛现象。‘
10、什么是纤维的疲劳破坏？为什么会产生疲劳破坏？影响材料疲劳的原因有哪些？什么是疲劳耐久限？常用纤维中那些纤维的耐疲劳性最好？疲劳试验由那些类型？为延长纺织品寿命，使用中应注意什么？
12、抱合力的概念是什么？常用什么指标表示纤维的抱合现象？
把法向压力等于零时的切向阻力叫做抱合力。对于多数材料在法向压力等于零时的条件下，切向阻力是一个很小的值，面对纺织材料，由于纤维柔软，多卷曲或转曲，并有较好的弹性，切向阻力常是个不可忽略的值。当纤维成为集合体作相对滑动时，就表现出明显的抱合力。
9、何谓纤维的蠕变和应力松弛，其产生的原因是什么？
蠕变现象是指恒应力作用下纤维的变形逐渐增加的现象。松弛现象是指在恒应变条件下纤维的内应力逐渐下降的现象。影响蠕变和松弛速度的主要因素有温度，相对湿度，所加负荷大小，初拉伸张力的大小等。提高温度和相对湿度有利于提高蠕变和松弛速度，所加负荷愈大，蠕变速度愈快，初拉伸长量愈大，松弛速度愈快。