天工大纺材题.doc

1，设计抗静电织物，阻燃织物，透气性好的织物，从纤维，纱线，织物角度进行分析
2，比较羊毛和羊绒，羊毛和兔毛在结构性能方面的区别
3，普通粘胶，富强纤维，强力粘胶，莫代尔，天丝，lyocell，竹浆纤维的区别
4，为什么制成混纺纱，混纺纱与纯纺纱的区别，为什么制成股线，股线和单纱相比有什么特点
5，吸湿和放湿有什么不同
6，纺织材料和其他材料在力学性能上有哪些不同（例如松弛，蠕变，摩擦）

一、 设计抗静电织物:
设计举例可以用《产业用纺织品》（你们上课用的那本）p237第一段里面的两个例子和第二段、第三段的例子。
下面是一些资料：
纺织品的抗静电加工方法通常有：
① 加湿。
增加车间的相对湿度，降低纤维材料静电的产生，加快静电的逸散速度，这是一种最常用且廉价的方法，但是并不是所有的纤维都有用，对于一些吸湿性差的纤维，可能作用不大，搞不好还会产生反作用，使纺织品加工不能顺利的进行。
② 加表面活性剂。
所用的表面活性剂本身就有提高润滑、减少摩擦、增加吸湿的力，甚至具有抗静电的能力，所以，此类表面活性剂也被称为抗静电剂。加表面活性剂的方法特别适合化纤和羊毛的静电消除，也是目前最常用的方法之一。但是它也与加湿一样，只为保证加工的顺利进行，对产品的使用作用不大。
③ 改善机件/的摩擦和导电。
通过改进机件的材料和结构，减少摩擦和静电的产生，并加速静电的导走。
④ 不同原料合理搭配。
通过选配合适的材料及混纺或交织，使产品在使用过程中彼此中和产生的静电。如锦纶与皮革摩擦会产生+3800V的静电压，而涤纶与皮革摩擦后会产生-1400V的静电压，两者混合后（锦/涤 40/60）静电压很低，难以察觉。因此混纺后生产的化纤地毯达到了比较好的抗静电效果。
⑤ 采用抗静电纤维。
这种方法不但治标而且治本，不仅能使生产顺利进行，穿着使用也十分另人满意。但是永久抗静电纤维的加工比较困难，现在较常见的方法是混入或织入金属纤维。随着金属纤维使用量的增加，虽然抗静电性能有所改善，甚至电磁屏蔽效果也有很大的提高，但织物的造价上升，手感下降，保暖能力减弱。因此，最好的方法是设计制造出满意的抗静电纤维。
设计思路：
为了使织物具有耐久的和适应各种环境的抗静电性能，目前最行之有效的方法是直接使用导电纤维。
（1）首先根据织物的用途和外观要求选择其组织结构：如采用平纹类或二上二下斜纹类组织，可使导电丝凸显、 浮于织物表面，使织物更易发生电晕放电，提高抗静电性能，主要用于加工抗静电工作服；或采用二上一下加一上二下或三上一下加一上三下联合组织类织物。该类织物采用地经为二上一下或三上一下斜纹组织，嵌织的导电丝为一上二下或一上三下组织隐藏于织物背面，使产品具有抗静电性能且导电纤维隐蔽、不外漏，织物外表美观，适于制作一般的抗静电服用面料、时装面料和屏蔽服等。
（2）主要考虑经纬纱所用的纱线规格、 经纬向密度和有机导电纤维的混用比例。由于有机导电纤维价格昂贵， 所以应以合理的最小比例取得最佳的抗静电效果。
（通常将有机导电纤维与其他纤维混纺，即以导电纤维为芯，其他纤维（涤纶、腈纶、毛纤维等）包绕在其表面，利用这种具有导电性能的纱线或经向，或纬向嵌段编织，使织物具有永久抗静电性。
例如：涤棉混纺纱与导电纤维嵌织。纤维选用：
①、包芯导电丝（芯用28tex/5f碳黑型涤纶基质复合纤维，为了掩盖导电丝的黑色外观，外包涤棉混合纤维）。
②、捻合导电丝（芯用28tex/5f碳黑型涤纶基质复合纤维，为了增加导电丝的编织强度，再用13tex涤棉混纺纱一起并捻，捻度为6到8捻回数/cm）。）

设计阻燃织物：这部分可以参考《产业用纺织品》p244-247，设计举例可以用p247的，用阻燃涤纶或者腈纶等纤维加工成织物。也可以设计成后整理类阻燃纺织品，看p246上面数第三段里面的。
下面是我找到的一些资料：
阻燃纺织品以美国杜邦公司上世纪60年代生产的Nomex最为著名。其本身具有永久阻燃性以及优良的热稳定性。美军的防护服装便使用了这种纤维。随着该纤维的广泛应用，杜邦公司又相继开发了一系列改进的Nomex产品，其中以NomexIIIA的应用最为广泛，其组成为93％Nomex、5％Kevlar和2％抗静电纤维。加入Kevlar是为了增加衣服在高温火焰以及电弧闪爆下抗热、抗收缩及抗震性能，加入抗静电纤维是为了减少静电，改善穿着舒适性。
纺织品的阻燃按生产过程及阻燃剂的引入方法大致分为纤维的阻燃处理和织物的阻燃整理两类。
1 纤维的阻燃处理
1.1 阻燃机理
　　纤维的阻燃处理是对一些本身是可燃的原丝(如涤纶、棉纶、腈纶)加入某种阻燃剂，使其抑制燃烧过程中的游离基；或是改变纤维的热分解过程，促进脱水炭化；有些则是使阻燃剂分解释放出不燃气体覆盖在纤维表面，起隔绝空气作用。
1.2 阻燃处理方法：
1.2.1提高成纤高聚物的热稳定性
　　(1)在成纤高聚物的大分子链中引入芳环或芳杂环，增加分子链的刚性、大分子链的密集程度和内聚力，然后将这种高热稳定性的高聚物用湿法纺丝制成纤维。
　　(2)通过纤维中线形大分子链间交联反应变成三维交联结构，阻止碳链断裂，成为不收缩，不熔融的阻燃性纤维。
　　(3)将纤维在200-300℃的空气氧化炉中停留几十分钟或数小时使纤维大分子受热后发生炭化，成为具有阻燃性的纤维。
　　1.2.2原丝阻燃改性
　　(1)共聚法：在成纤高聚物的合成过程中，把含有磷、卤、硫等阻燃元素的化合物作为共聚单体(反应型阻燃剂)引入到大分子链中，再把这种阻燃性强的物质加到纤维中。
　　(2)共混法：与共聚法同属原丝改性，是将阻燃剂加入纺丝熔体或纺制阻燃纤维的方法。 
　　(3)接枝改性：用放射热、高能的电子束或化学引发剂使纤维(或织物)与乙烯基型的阻燃单体发生接枝共聚，是获得有效而持久的阻燃改性方法。接枝阻燃改性纤维的阻燃性与接枝单体中阻燃元素的种类及接枝部位有关，接枝部位对阻燃效果的影响次序为：芯部接枝>均匀接枝>表面接枝。
2 织物的阻燃整理
 阻燃整理方法
　（1）浸轧焙烘法：阻燃整理工艺中应用最广的一种工艺。工艺流程为浸轧-预烘-焙烘-后处理。浸轧液一般由阻燃剂、催化剂、树脂、润湿剂和柔软剂组成，配制成水溶液或乳液进行整理。
　（2）浸渍-烘燥法：又称吸尽法。是将织物在阻燃液中浸渍一定时间后，再干燥焙烘使阻燃液被纤维聚合体吸收。
　（3）有机溶剂法：该法是使用非水溶性的阻燃剂，其优点是阻燃整理时的能耗低。但在实际操作中，要注意溶剂的毒性和燃烧性。
　（4）涂布法：将阻燃剂混入树脂内，靠树脂的粘合作用使阻燃剂固着在织物上。根据机械设备的不同分为刮刀涂布法和浇铸涂布法。
目前我国生产和使用最多的是阻燃整理织物，包括纯棉、纯涤纶、纯毛、涤棉和各种混纺的耐久性阻燃织物和纯棉、粘胶、纯涤纶非耐久性洗涤阻燃织物，　目前，我国已开发研制出一系列品种齐全、性能优异的新型阻燃剂。

3.透气性织物：《产业用纺织品》p219有几个防水透气织物的设计，你们看看。
织物透气性主要取决于织物中空隙的大小和多少。
而织物中空隙的大小和多少与纤维性状、纱线性状、织物结构、织物后整理有关。
这部分的分析在纺材课本（于伟东那本）p330。
二、 比较羊绒与羊毛、羊毛与兔毛
羊绒、羊毛：
1 组织结构上的区别
( 1) 山羊绒由外至内是由鳞片层、皮质层组成,不含髓质层,排列顺序规则; 而羊毛由外到内则由鳞片层、皮质层及髓质层组成, 杂乱无序。
( 2) 细羊毛的鳞片排列比羊绒紧密且厚。
( 3) 山羊绒和羊毛均为皮质层是主体,但羊毛的正偏皮质在长度方向上转换方向, 而羊绒不换向。
2 物理机械性能的区别
( 1) 细羊毛的缩绒性比羊绒大;
( 2) 细羊毛的卷曲比羊绒大;
( 3) 羊绒比羊毛柔软;
( 4) 羊绒比羊毛的保暖性好,故在同样组织及密
度的条件下,羊绒衫要比羊毛衫保暖;
( 5) 羊绒的吸湿优于羊毛;
( 6) 羊绒的细度不匀率比羊毛的小,其制品的外观比羊毛要好;
( 7) 羊绒的密度比羊毛的小,其制品比细羊毛制品轻薄;
( 8) 通常细羊毛的抗起球性比羊绒的好,但毡化收缩性大。
3 化学性能上的区别
细羊毛的耐酸、耐碱性比羊绒好,遇氧化剂和还原剂则亦比羊绒损伤小。
4 其鳞片结构( 鳞片高度、鳞片密度、鳞片厚度、鳞片形态) 和纤维直径方面存在的差异,
山羊绒纤维通过显微镜的放大观察，其纤维横截面接近圆形, 纤维直径离散系数较小, 且每根纤维自身的直径离散系数小于细羊毛纤维。在显微镜下观察,有以下特征:
( 1) 圆: 由于皮质层呈双侧结构( 但皮质层与偏皮质层的分界不如细羊毛那样明显) , 横截面一般为圆形, 在显微镜下观察山羊绒纤维有凸起的立体感。
( 2) 匀: 由于每根纤维自身的直径离散系数较小, 在显微镜下纤维前后端包括各个部位的直径基
本一致。
( 3) 滑: 在显微镜下观察纤维的鳞片边缘光滑,几乎没有因鳞片翘起而形成边缘锯齿形翘角。
( 4) 亮: 由于鳞片紧紧包裹毛干, 鳞片薄0.3μm~0.5μm, 可见高度高10μm~17μm, 在显微镜下山羊绒纤维比细羊毛纤维要光亮透明。
( 5) 直: 山羊绒纤维的卷曲不很规则, 且卷曲数小于细羊毛3 个/μm~4 个/μm, 在显微镜下纤维均呈现顺直的状态。一般投影长度在20cm 左右的山羊绒纤维为顺直状态, 极少有弯曲。
羊毛是生长在绵羊身上的毛被, 可分为细绒毛、粗绒毛、粗毛、丙型毛等。羊毛纤维与绒类纤维比较,其纵向形态的鳞片密度较大, 高度较小, 厚度较厚, 鳞片形态有环状覆盖、瓦状覆盖和龟裂状覆盖。细羊毛一般为环状覆盖, 羊毛纤维鳞片表面不是完全光滑的, 存在着一些平行于纤维轴的纵向纤维, 有的鳞片有时还会出现缺损。
羊毛、兔毛：
兔毛是由鳞片层、皮质层和髓质层组成的，兔毛的纤维内部结构都有髓质层，特点是轻而细，保暖性好，但纤维膨松，纤维之间的摩擦因数小、抱合力差，染色性差、强度较低，因此单独纺纱困难及织物容易掉毛，多和羊毛或其它纤维作混纺织物（主要是针织物）。而羊毛中粗羊毛有髓质层，细羊毛没有。兔毛无论粗细均有髓质，且呈颗粒状分布，此特征可用于鉴别兔毛。

兔毛纤维无卷曲、鳞片张角小、并紧紧包覆毛干，这样的结构使得兔毛纤维表面光滑、摩擦因数小、抱合力差、极易产生静电。在纺纱时纤维松散不抱合、静电较大、飞毛严重，当纤维受到牵伸时，极易滑脱产生粗细节，在梳毛成条时，易产生毛粒，造成成网成条不匀。这些问题造成兔毛纺纱的困难，限制了纯纺兔毛纱线的加工。因此生产中多采用与其他纤维混纺的形式进行兔毛的纺织加工。
兔毛不易缩绒，无卷曲，但羊毛有天然卷曲，在湿热及化学试剂作用下有缩绒性。
兔毛特点：
（1）软、细、短，强力低；
（2）平波卷曲、抱合力差、兔毛多掉毛，一般与羊毛混纺；
（3）髓腔大，易脆断。
羊毛形态结构：纵向：天然卷曲的圆柱状，表面有鳞片
横向：近似圆形，可分为鳞片层，皮质层和髓质层
羊毛纤维的特性：
1.保暖
2.吸湿透气为天然纤维之最 ：　纤维含亲水基团, COOH--, 　-NH2 –OH
3.弹性好：内因：二硫键-S=S- 　　外因：表面有卷曲
4.光泽柔和：每一根纤维表面鳞片有漫射现象
5.藏垢现象：灰尘藏到鳞片里
6.缩水：热水、碱性、机械外力强时缩水很大
7.耐酸性：耐弱酸，不耐强酸
8.耐碱性差：碱作用变黄，二硫键拆散，强力下降
9.对氧化剂较敏感：漂白（过氧化氢），防缩处理（次氯酸钠）
10.还原剂：碱性介质中，破坏作用明显
11.羊毛的热塑性：肽键副键的拆散和重建，煮呢、蒸呢、熨烫
大分子 螺旋型与折叠型，因 --S=S--的存在，可在一定条件下相互转换
转换条件：湿、热，外力作用
降温后变形可保持
12.耐热性较差：干热小于70℃，大于100℃，变脆、泛黄
13.水和蒸汽作用：水80-110 ℃ ，蒸汽100-115 ℃ 以上，损伤明显　

三、普通粘胶，富强纤维，强力粘胶，莫代尔，天丝，lyocell，竹浆纤维的区别：
普通粘胶，富强纤维，强力粘胶，莫代尔，天丝，lyocell的区别在于伟东编的纺材的p55-56页。

粘胶纤维
形态结构：皮芯结构
主要性能：
湿态断裂强力低
易变形
吸湿性大
能在浓烧碱作用下溶胀、溶解
（不能进行丝光处理）
不需精炼、漂白处理
染色性能与棉相似
富强纤维：
形态结构：接近圆形或全芯层结构
化学结构和超分子结构：聚合度：500-600
结晶度：45-50%
晶粒大：导致耐磨性差
取向度高
有原纤化现象：易产生毛羽
主要性能：干、湿态断裂强度高
尺寸稳定性好
对碱稳定性好，可进行丝光处理
耐磨性差
Modal纤维：厚皮层结构，其主要性能：
干、湿强度比普通粘胶纤维高25-30%
棉的柔软、丝的光泽、超强的滑爽感
抗皱性差
环境污染小
不会产生原纤化
天丝（Tencel, Lyocell)：天丝，lyocell为同一种纤维
皮芯结构
干、湿强度大
尺寸稳定性好
有原纤化现象
生产过程对环境无公害
吸湿透气好
染色好, 具生物降解性
悬垂性好
弹性好
缩水小
竹纤维有两类：
竹原纤维
竹浆纤维
竹浆纤维：与粘胶相似，皮芯结构不明显，结晶度小于竹原纤维，竹浆纤维具有较低的结晶度和多孔隙网状结构, 染色性能较好。
竹原纤维形态结构、分子结构：
横截面：扁平形或三角形，有中腔
有横节、沟槽、裂缝、空洞
结晶度71%
竹浆纤维和粘胶纤维的燃烧特征相同, 只是在残渣的颜色上有所区别, 竹浆纤维的残渣颜色是深灰色, 粘胶纤维残渣颜色是灰白色。竹浆纤维的抱合力不如粘胶纤维, 但平滑性比粘胶纤维好。
四、为什么制成混纺纱，混纺纱与纯纺纱的区别，为什么制成股线，股线和单纱相比有什么特点？
答：
由两种或两种以上不同类短纤维混和后纺成的纱，称为混纺纱。通过混纺能充分利用原料资源，降低原料成本，增加花式品种、改善可纺性、染色性及织物服用性能等。
1．纯纺纱  由一种纤维材料纺成，如棉纱、毛纱、麻纱和绢纺纱等。此类纱适宜制作纯纺织物。
2．混纺纱  由两种或两种以上的纤维所纺成，如涤纶与棉的混纺纱，羊毛与粘胶的混纺纱等。此类纱用于突出两种纤维优点的织物。
股线：由二根或二根以上单纱合并加捻而成。
单纱经合并加捻,可得到更好的物理机械性能和特殊外观效应的股线。
单纱合股加捻后，纱线的哪些性质会发生改变？
（1） 改善条干 捻合成股线后起到并合的效果，纱上的粗节或细节有部分隐藏在纱芯里面。
（2） 提高强力
（3） 弹性及伸长率改变 股线的捻回使各单纱相互扭成螺旋线状，在较大张力下能象复式弹簧似的表现出更大的弹性伸长，总伸长率则因为股线的结构较好，滑动纤维减少，比单纱要小一些。
（4） 耐磨性增加 股线条干均匀，截面比较圆整，股线织物在使用中受到各向摩擦，即使表面纤维局部磨损，而纤维相互间仍有稳定的结构关系，股线仍有一定强度，因此有较好的耐磨性能。
（5） 光泽改变 反向加捻的股线可使表面纤维的轴向平行度提高，得到良好的光泽。股线条干均匀，截面圆整，表面光洁，可使外观和光泽获得改善。
（6） 手感改变 外松里紧结构的股线，径向弹性较好，轴向刚性较差，手感较柔软，外紧里松结构的股线则相反，手感坚实。
五、吸湿和放湿有什么不同？
这题应该是从吸湿滞后产生的原因上去理解。看于伟东编的纺材p91：吸湿滞后的原因。
六、纺织材料和其他材料在力学性能上有哪些不同（例如松弛，蠕变，摩擦）
于伟东编的纺材的p107的第一句话，点出了其力学性能与其他材料的不同：具有显著地粘弹性特征，或称时间依赖性。

然后分别分析纤维的应力和蠕变的定义、三种形变、对时间和温度的依赖性：p107-108
动态力学行为：纤维的粘弹性还表现在拉伸性能，随时间的变化。如拉伸速度快，断裂时间短，表现为初始模量、断裂强度增加；反之，则降低。
摩擦机理：p131