2021四川大学化学纤维复习提纲.doc

2021四川大学化学纤维复习提纲2021年化学纤维课程复习提纲 试题类型：一、名词解释（5题20分） 二、简答题（4题20分） 三、计算题（2题30分） 四、论述题（2题30份） 第一章 概论 1. 纤维的分类：天然纤维、化学纤维（合成纤维+人造纤维） 2. 化学纤维的基本概念：长丝：纺丝流体（溶体或溶液）经纺丝成型和后加工处理得到的长度以千米计的连续纤维 短纤维化学纤维的产品被切成几厘米至十几厘米的长度，这种长度的纤维称为短纤维 丝束由几万根甚至几百万根单丝组成的束丝，用来切断成短纤维和牵切成条子 单丝用单孔喷丝头纺制而成的一根或几根连续纤维，但一般分别卷绕的纤维 异形纤维在合成纤维成形过程中，采用异形喷丝孔纺制的具有非圆形横截面的纤维或中空纤维 复合纤维在纤维横截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物，这种化学纤维称为复合纤维，或称双组分纤维 超细纤维纤维直径在5m或0.44dtex以下的纤维。 差别化纤维通过化学改性或物理变形使常规化纤品种有所创新或赋予某些特性的服用化学纤维 高性能纤维具有特殊的物理化学结构、性能和用途，或具有特殊功能的化学纤维 功能纤维 高技术纤维 海岛纤维将一种聚合物分散于另一种聚合物中，在纤维截面中分散相呈“岛”状态，而母体则相当于“海”，从纤维的横截面看是一种成分以微细而分散的状态被另一种成分包围着，好像海中有许多岛屿 智能纤维 全牵伸丝（FDY） 预取向丝(POY) 3. 化学纤维质量指标： 线密度(纤度)表示纤维粗细程度的法定计量单位，在我国化学纤维工业中，称“纤度”。 断裂强度常用相对强度表示化学纤维的断裂强度。即纤维在连续增加负荷的作用下，直至断裂所能承受的最大负荷与纤维的线密度之比 断裂伸长率一般用断裂时的相对伸长率表示，即纤维在拉伸至断裂时的长度比原来长度增加的百分数表示 初始模量弹性模量是指纤维受拉伸而当伸长为原长的1时所需的应力 卷曲度将纤维进行化学、物理或机械卷曲变形加工，而赋予纤维一定的卷曲 沸水收缩率将纤维放在沸水中煮沸30min后，其收缩后的长度与原来长度之比 纤维长度短纤维特有的指标，名义长度-设计的切断长度 取向度 结晶度 吸湿性指在标准温湿度(20、65相对湿度)条件下纤维的吸水率 第二章 化学纤维成型原理及工艺 4. 熔融纺丝、湿法纺丝、干法纺丝的主要流程； 熔纺：分直接纺丝法和切片纺丝法，包括以下步骤：制备纺丝熔体（将成纤高聚物切片熔融或由连续聚合制得熔体）；熔体通过喷丝孔挤出形成熔体细流;熔体细流冷却固化形成初生纤维;初生纤维上油和卷绕。 湿法：纺丝原液经混合过滤和脱泡送至纺丝机，通过计量泵计量，然后经烛形滤器、连接管而进入喷丝头（帽）。从喷丝孔眼中压出的原液细流进入凝固浴，原液细流中的溶剂向凝固浴扩散，凝固剂向细流渗透，从而使原液细流达到临界浓度，在凝固浴中析出而形成纤维。 干法：与湿纺不同的是，干纺时从喷丝头毛细孔中压出的纺丝液细流不是进入凝固浴，而是进入纺丝甬道中。通过甬道中热空气流的作用,使原液细流中的溶剂快速挥发,挥发出来的溶剂蒸汽被热空气流带走。原液在逐渐脱去溶剂的同时发 生固化，并在卷绕张力的作用下伸长变细而形成初生纤维 5. 对于给定聚合物如何选择合适的纺丝方法？选择的依据是什么？ 根据聚合物的热性能决定改聚合物是否采用熔法纺丝和溶液纺丝：所有能进行熔融而在黏流态下不显著分解的成纤高聚物都能采用熔体纺丝法进行生产，一般要求在150度下形状稳定不变。该法适用于能熔化、易流动、不易分解的高聚物。分解温度大于熔点30以上、分解温度与熔点接近在熔融的同时分解，不能用熔融纺丝,若聚合物能够被一定的溶剂。溶解或者采用溶液聚合方法得到的高聚物可以采用溶液纺丝。凡高聚物的熔点高于其分解温度或无熔点，多采用将高聚物溶解成流动的液体（纺丝溶液）进行纺丝。2：根据聚合物的溶解情况，是否选用湿法或干法纺丝。湿法适用于不耐热、不易熔化但能溶于某一种溶剂中的高聚物。干法纺丝要求采用易挥发的溶剂溶解高聚物。 3. 化学纤维成型的基本步骤 化学纤维生产的四个步骤：原料制备、纺丝流体的制备、纺丝成型、后加工 4. 化学纤维成型过程中聚合物的变化 几何形态变化，d0-dx 物理形态变化，宏观状态参数，微观状态参数 化学结构变化 5. 化学纤维成型的基本规律； 稳态流动和连续性 纺丝过程的单轴拉伸 纺丝过程中状态参数连续变化的非平衡态动力学过程 纺丝过程中动力学相关联的单元过程 6. 可纺性的概念及理论（内聚断裂理论和毛细断裂理论） 7. 挤出细流的类型，哪种适合纺丝？如何避免无法正常纺丝的细流？ 液滴型、慢流型、胀大型和破裂型。 胀大型是高聚物熔体纺丝的正常现象 液滴型出现的条件首先与纺丝液体的性质有关。液体表面张力越大，则细流缩小其表面积为液滴的倾向也越大。此外，粘度的下降也促使液滴的生成。 漫流型虽已形成连续细流，但纺丝流体在流出喷丝孔后，迅速沿喷丝板表面漫流。这种细流很不稳定，纺丝往往因而中断；为避免漫流型细流的出现，应设法提高或降低界面张张力。 8. 熔融纺丝的特点及对原料的基本要求 特点是卷绕速度高、不需要溶剂和沉淀剂，设备简单，工艺流程短熔点低于分解温度、可熔融形成热稳定熔体的成纤聚合物，都可采用这一方法成型。 9. 熔纺干燥的目的 切片中含有水分(即使是微量的)会对纤维质量带来不利的影响:1）使高聚物在高温下易发生热裂解、热氧化裂解和水解等反应，分子量显著下降而大大降低所得纤维的质量。(2)熔体中的水分汽化逸出，会造成纺丝断头率增加，严重时甚至使纺丝无法进行。因此，必须将切片仔细干燥以除去水分。 10. 熔纺过程中的基本计算：（1）在给定的条件（如泵供量、喷丝孔截面积、卷绕速度等参数）下，计算喷丝速度、拉伸比，纤维线密度等；（2）在给定的条件（如成品纤维线密度、熔体密度、卷绕速度等）下，计算各段速度、拉伸倍数、泵供量和泵转速等。 11. 熔融纺丝线受力分析 Fext(x):在x处纺丝线上受到的卷绕张力 Fg(x):重力场对纺丝线的作用力 4 / 4