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东华大学纺织材料学历年真题 第 26 页 共 29 页
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）
二、问答题（每题16分，共80分）
1．纤维结构包括哪几个结构层次？分别说明其主要内容。以棉纤维和粘胶纤维为例，分析纤维结构对纤维性质的影响。
答：纤维结构是指组成纤维的纤维结构单元相互作用达到平衡时在空间的几何排列。
纤维结构包括
大分子结构（一级结构、二级结构）：化学组成、单基结构、端基组成、聚合度及其分布、大分子构象、大分子链柔曲性等。与化学及物理性质有关。
聚集态结构：晶态、非晶态、结晶度、晶粒大小、取向度、侧序分布等。决定纤维的物理机械性质。
形态结构：纵横向几何形态、径向结构、表面结构、孔洞结构等。决定表面性质及其他物理机械性质。
纤维的形态结构
微形态结构：用电子显微镜能观察到的结构，如微纤、微孔、裂缝等。 宏形态结构：用光学显微镜能观察到的结构，如皮芯结构、截面形态等。 棉、粘的大分子结构：其大分子基本链结是β—葡萄糖剩基，分子构象以甙键相连的椅式结构。
超分子结构：结晶结构的最小单元（晶胞）是由五个平等排列的纤维素大分子在两个氧六环的一段上组成。
形态结构：棉由外向内是由初生层、次生层和中腔三个部分组成；粘胶纤维中纤维素大分子聚集成微原纤，原纤和聚原纤再形成纤维，有皮芯结构、锯齿形截面。
聚集态结构：棉取向度0.7~0.8，结晶度60%~70%，聚合度104左右。
??葡萄糖 性能：强力高，伸长小，吸湿好，棉+NaOH=丝光棉，棉+酸??水解粘胶聚合度300~500，结晶度58%，取向度0.5。
粘胶吸湿性比棉好（因结晶度、聚合度低），粘胶强力小于棉纤维（因取向度低）。
2．什么是高聚物的热机械性能曲线？非晶高聚物有哪些热转变点？说明各热转变点的含义以及对合成纤维加工和使用的参考意义。
答：非晶态高聚物有玻璃化温度Tg与流动温度Tf两个转变点。
Tg：从分子运动论的观点看，它是链段“冻结”或“解冻”的温度；从力学状态看，它是由玻璃态转变为高弹态的温度。当T
Tf：由高弹态转变为粘流态的温度。T>Tf时，链段的运动不仅使分子链的构象发生变化，而且通过链段的相跃性，使整个大分子链相互滑动。其宏观表现是，合成纤维在外力作用下发生粘性流动。大多数高聚物在300℃以下变为粘流
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态，比其他材料的流动温度低。许多高聚物包括一些合成纤维都是利用其粘流态下的流动行为进行加工成形的。
3．表征纤维细度的指标和测试方法有哪些？说明各指标的含义，并推导特克斯和纤维直径间的关系。
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Ntex——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。
Ntex?Gk?1000L
b. 旦数Nden——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。
Nden?Gk?9000L
c. 公制支数Nm——毛纤维常用。定义：在公定回潮率时，单位重量的纤维
Nm?LGk
L'840?Gk（其中L’的单位为码，Gk的单位为磅）
所具有的长度。
d. 英制支数Ne——在公定回潮率9.89%时，一磅重的棉纱线所具有的长度
Ne?的840码的倍数。
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）。
测试方法：①中段切断称重法：棉、化纤；②气流仪法：棉、羊毛；③显微镜投影法——常用于细度和截面为圆形纤维的纵向投影直径的测量。
4．试述短纤纱、长丝纱、变形纱的纱线结构牲和织物外观特点。
答：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
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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。
5．服用织物的基本服用性能包括哪些方面？试述实现防水透湿织物的设计思路。
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。
防水透湿的基本思路：由于水滴和汽滴的大小有差异，水滴直径为100~300μm，汽滴的直径仅为0.0004μm。根据这一点，理论上说，只要防水透湿织物表面的微孔直径大于0.0004μm，小于100μm就只能通过汽滴，而使水滴通不过。
加工方法：（1）在基布上层压有无数微孔的树脂薄层；（2）通过特殊涂层，在织物表面形成无数微孔；（3）研制超高密结构的机织物。（利用超细与超高收缩纤维研制超高密结构的织物，使其表面微孔能阻止水滴而只让蒸汽通过，这种织物还具有较好的柔软性与悬垂性。）
三、计算题（第1题12分，第2题13分）
1．一批55/45棉/涤混纺纱重1000公斤，测得100m长缕纱平均重量为1.94g，干燥后平均干重为1.86g，求：
（1）该批混纺纱的公定回潮率和标准重量； （2）该混纺纱的特数。
（已知：棉纱的公定回潮率为8.5%，涤纶的公定回潮率为0.4%）
解：Wk?55%?8.5%?45%?0.4%?4.855% W实?1.94?1.86?100%?4.3%
1.86G标?1000??1?4.855%??1005.32kg
1?4.3%Nt?1.86??1?4.855%??10?19.5tex
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2．在标准大气条件下进行纤维强伸性能测定，公制支数为5800的棉纤维单强为4.5gf，断裂伸长为1.2mm，夹持距离为10mm；2旦锦纶纤维单强为9.6gf，断裂伸长为6.2mm，夹持距离为20mm。求：
（1）两种纤维的相对强度（cN/dtex）、断裂伸长率（%）； （2）比较两种纤维断裂应力（N/mm2）的大小。
（其中棉纤维的γ=1.54g/cm3，锦纶纤维的γ=1.14g/cm3）
4.5?10?3?9.8?100解：P棉??2.5578cN/dtex
1000?1058009.6?10?3?9.8?100P锦??4.2336cN/dtex
2?109?棉%?1.26.2?100%?12% ?锦%??100%?31% 1020断裂长度
L棉?1000P1000?4.51000P1000?9.6??2.66km L锦???4.23km 10002Nt·gNt·g?9.8?9.858009?棉?L??26.1?103?1.54?9.8?103?393.9N/mm2 ?锦?L??43.2?1.14?9.8?482.63N/mm2
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