纤维化学与物理试卷.docx

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1、河北科技大学 纤维化学与物理试卷纺织服装学院轻化 101郭松一、解释以下概念12 分，每题 2 分1. 回潮率2. 吸湿平衡3. -分裂。4. 等电点5. 盐缩6. 链段二、推断正误在括号里画“”或“”12 分，每题 2 分1. 腈纶的吸湿性比锦纶的好。2. 链段越短，链的柔性越小。3. 结晶区间发生溶胀时纤维素的 X 射线演示图发生变化。4. 球形蛋白质变性后，黏度增大，溶解度降低。5. 棉纤维断裂强度较高，断裂延长度较低。6. 黏胶纤维耐酸，不耐碱，不耐氧化剂。三、填空25 分，每空 1 分1波长大于 340nm 的光线不能直接引起纤维素的。但当纤维素中含有 等化合物时，它们吸取光能并将能

2、量转给空气中的氧并将其活化成；当有水蒸气存在时，活性氧还能与水蒸气反响形成，促使纤维素氧化降解，叫做，其对纤维素的破坏，取决于、和三个因素。8 分2 链 式 聚 合 反 应 由、， 其 特 征 是 ，。3. 高分子物 的特性取决于、 。4 分4. 聚丙烯腈大分子主链对酸碱比较。但侧基在酸碱催化作用下会发生，先生成，进一步水解成。水解的结果是使聚丙烯腈转变为可溶性的，造成纤维失重，强力，甚至完全。8 分 四、曲线题6 分1. 用微观角度解释涤纶纤维应力应变曲线。2. 试述聚合物机械强度与其相对分子质量的关系。五、答复以下问题45 分，8 小题1. 试述缩聚反响的实施方法。2. 浓碱引起棉纤维发生

3、猛烈溶胀的主要缘由。3. 为什么棉纤维的吸湿等温线显示反 S 形？4. 解释什么是羊毛的缩绒性以及其产生的缘由。5. 试从分子运动理论的角度解释非晶态高聚物的三种力学状态及力学特征。6. 表达涤纶在酸、碱含浓烧碱、氧化剂作用下的化学变化。7. 比较锦纶 6、锦纶 7 以及锦纶 66，锦纶 77 熔点凹凸，并具体分析缘由。8. 什么是纤维的原纤化现象？试说明如何产生原纤化以及原纤化的利弊。答案一、解释以下概念1. 回潮率：回潮率系指纺织纤维内水分质量与确定枯燥纤维质量之比的百分数。2. 吸湿平衡：放置于某一温度和湿度下的纤维，其回潮率渐渐趋于一个稳定值，这种现象称为吸湿平衡。3. -分裂：当强吸

4、电子基的 -碳原子上的醚键变得不稳定，在碱的作用下简洁发生断裂。4. 等电点：当调整溶液 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。5盐缩：蚕丝纤维在氯化钙，硝酸钙等中性盐类的浓溶液中处理，会发生显著膨润，收缩的现象，称为盐缩。6链段：主链上能独立运动的最小单元。 二、推断正误在括号里画“”或“”12345. 6. 三、填空1. 降解、某些染料或 TiO2 或 ZnO、臭氧、过氧化氢、光敏作用、光敏剂、氧化剂、水2. 链引发、链增长、链终止、反响速度很快、产物相对分子量3. 相对分子质量、空间排列、大分子形态、聚拢态构造4. 稳定、氰基、水解、酰胺基、

5、羧基、聚丙烯酸、降低、溶解四、曲线题1. ab 段是一条直线，应力与应变的关系符合胡克定律，应变很小，这主要是由于大分子键角与键长在外力作用下发生转变的结果，但分子链和链段都还没有发生运动，试样显示出高的抗拉伸阻力。在 bc 段，由于应力的增加，大分子已具有足够的能量并产生屈服，可以抑制分子链间的相互作用力而开头做不转变分子链质心的相对位移。与 ab 段相比，bc 段每单位应变所需的应力减小，这是由于随着应力的增加，纤维的松弛时间会相应减小。在 cd 段，由于前一段的链段运动，纤维分子沿着拉伸方向取向，大分子将沿着拉伸方向发生质心的相对移动，进一步趋于平行排列，这是形变主要发生在纤维的无定形区

6、。在这个区段，纤维的形变力量降低，应力急剧增加。在 de 段，试样已拥有足够的能量，足以抑制结晶区内某些分子间作用力，发生其次次塑性流淌，直至纤维断裂。2. 图中 A 点是初具机械强度的最低分子量，约以千计。A 点以上机械强度随相对分子质量增大而快速增大。到达临界点 B 以后强度的增加逐步减慢，到达 C 点以后强度不再明显增加。图中A、B、C 三点的位置随聚合物的种类而变化。对于分子链间作用力较强的极性聚合物，三点的位置向左移。如聚酰胺，B 点对应的聚合度约为 150.对于分子链间作用力弱的非极性聚合物，三点的位置向右移。如聚乙烯，B 点对应的聚合度约在 400 以上。五、答复以下问题1. 缩

7、聚反响的方法主要有熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚、固相缩聚等。熔融缩聚：在体系中只有单体和少量催化剂，在单体和聚合物熔点以上进展的缩聚反响即反响温度高于单体和缩聚物的熔点，反响体系处于熔融状态下进展的反响溶液缩聚：是单体在溶液中进展缩聚反响的一种实施方法，例如苯酚与甲醛以水为溶剂的缩聚。界面缩聚：是将两种单体分别溶于两种不互溶的溶剂中，然后将这两种溶液倒在一起，在两液体的界面上进展缩聚反响。固相缩聚：是使单体在其熔点或软化点以下进展的缩聚反响。2. 纤维素大分子上的羟基可视为具有弱酸性的基团，它与浓碱作用时，可能生成醇钠化合物，同时也可能生成加成化合物，钠离子是一种水化力量很强的离子， 固定在它

8、四周的水分子很多，或说其水化层很厚，当它与纤维素大分子结合时， 有大量水分子被带入纤维内部，从而引起纤维的猛烈溶胀。3. 首先和无定形区的亲水基形成单分子层吸附，结合水。其次，水分子连续进入纤维空隙，多分子层吸附，游离水 再次，吸湿膨化，的吸湿中心增加，毛细作用，斜率上升4. 羊毛在湿、热条件下经力的反复作用，纤维之间相互穿插纠缠，纤维集合体渐渐收缩变得严密，这种性能称为羊毛的缩绒性。缘由：羊毛的缩绒性主要是由于其外表有鳞片构造，纤维移动时，顺鳞片方向和逆鳞片方向的摩擦系数不同，在反复的外力作用下，每根纤维都带着与它纠缠在一起的纤维向着毛根的指向缓缓蠕动，从而使纤维严密纠缠毡合，此外，羊毛的高

9、度拉伸与回复性能以及羊毛纤维具有的稳定卷曲，也是促进羊毛缩绒的因素5. 从分子运动的本质来看，非晶态高分子的三种物理状态可理解为： 链段运动被冻结的状态是玻璃态，链段可自由运动的状态是高弹态，大分子可以相对移动的状态是粘流态。玻璃态：运动单元是侧基、原子、原子团硬如玻璃且脆弱。温度低分子间作用力大，物理结点多，热运动能量缺乏以使大分子和链段运动高弹态：运动单元是链段温度高，体积膨胀，分子间作用力相应减小，热运动能量可以抑制某些物理结点的牵制，从而使链段发生热运动，但整个大分子还不能相对移动粘流态：高分子的分子间力很大，黏度很高，流淌阻力也很大6. 1对酸碱的稳定性。涤纶大分子中存在酯键，可以被

10、水解，引起分子量的降低的酸碱对酯键的水解具有催化作用，以碱更为猛烈，涤纶对碱的稳定性比对酸的稳定性差。涤纶耐酸性较好，无论是对无机酸还是有机酸，均有良好的稳定性。涤纶再碱液的作用下发生水解，水解成都随着碱的种类、浓度、温度准时间而变。再热碱中，涤纶外表大分子发生水解。水解程度由表及里，当外表水解到肯定程度时，则产生“剥皮现象”，造成纤维失重和强度降低，而分子量无明显变化。2涤纶对氧化剂和复原剂的稳定性很高，即使在浓度、温度、时间等条件均高时，纤维的强度的损伤也不格外明显。7. 锦纶 6 是由偶数碳原子的根本链组成的，在晶体中，中有当大分子呈反向平行排列时，全部的酰基均能形成氢键，顺祥平行排列时只有一半的酰胺基能形成氢键，而锦纶 7 的酰胺基全部形成氢键，因而锦纶 6 的氢键密度小于锦纶 7，则熔点锦纶 6锦纶 7锦纶 6锦纶 778. 原纤化现象:在受到机械作用时，纤维沿轴向分裂 出更细小的原纤，这些原纤一端固定在纤维本体上，一端暴露在纤维外表形成很多小绒毛。Lyocell 简洁原纤化，是由于：取向度高，纵向结合力较强，横向结合力较弱，这种构造使得纤维可沿纵向将更细的纤维逐层剥离出来，尤其是湿态下经机械摩擦力作用这种现象更明显。在极度原纤化作用下，原纤相互缠结使织物外表产生起球现象。有利：可使织物获得桃皮绒风格； 不利：是使织物产生毛茸茸外观。