东华大学纤维和纺织品测试技术期末考试试题.doc

1.生态纺织品：是指纺织原料的获取、纤维制造、纺织印染等后整理加工、最终使用废弃解决等一系列过程中，不产生或最低限度地减少对环境的污染，对人体无害、有益健康的纺织品。
2．Oko－Tex将产品按最终用途分为四类：
产品分类I：婴儿用产品。婴儿用产品是指除了皮革服装之外的所有用于制作婴儿或直至两岁的儿童用品的产品、基本材料和辅料。
产品分类11：直接与皮肤接触的产品。直接与皮肤接触的产品是指那些穿着时大面积与皮肤直接接触的产品，如制服、衬衣、内衣等。
产品分类III：不直接与皮肤接触的产品。不直接与皮肤接触的产品是指那些穿着时只有小部分直接与皮肤接触的产品，如充填材料、衬料等。
产品分类IV：装饰材料。标准所述的装饰材料是指涉及原材料和辅料在内的所有用于装饰的，如台布、墙面覆盖物、家具布、窗帘、室内装饰织物、地毯和床垫等产品。
3.GB18401将产品分为三类：
A类：婴幼儿用品；
B类：直接接触皮肤的产品；
C类：非直接接触皮肤的产品。

1. 在仿制一种新型功能性涂层面料时，希望了解这种织物表面涂层是什么物质，可采用什么技术进行测试？测试时采用什么方法？（10分）
答：采用技术：红外光谱分析；
测试设备：傅里叶红外光谱仪；
测试采用方法：衰减全反射法。
红外光谱是一种选择性吸取光谱，通常是指有机物分子在一定波长红外线的照射下，选择性地吸取其中某些频率的光能后，用红外光谱仪记录所得到的吸取谱带。红外光谱分析是研究物质分子结构与红外吸取间关系的一种重要手段，可有效地应用于分子结构的分析，它在高聚物结构测定方面得到越来越来广泛的应用，是高聚物表征和结构性能研究的基本手段之一。
衰减全反射法，简称ATR，该法也称为内反射光谱法，简称IRS。
该法的原理是：当一束光线由光密介质（全反射晶体）进入光疏介质（试样）时，假如入射角大于临界角，则这一束光线在界面上产生全反射。在全反射过程中，光束会稍穿入反射表面后再反射出来，反射表面吸取红外光，因此这种全反射事实上是衰减的，一次衰减全反射吸取的能量很小，所得光谱的吸取谱带很弱，为了增强吸取谱带，必须增长全反射的次数，即多次衰减全反射。
用衰减全反射法所获得的信息大都为试样表层信息，通常作为表面分析技术。对织物及涂层等，一般用透射法测量往往很困难，使用红外分光光度计的衰减全反射附件装置，可以很方便地测得其红外光谱图。

2. 热塑性纤维面料在热定型时，冷却速度会影响纤维内部结构，进而影响面料的手感，在产品开发时，为研究冷却速度对纤维结构的影响情况，可做什么测试分析？选用什么技术？这种测试技术在纺织品分析中尚有哪些应用？（10分）
答：可做热分析测试。
选用技术：DTA、DSC
DTA：是测量试样S与参比物R之间的温度差随程控温度变化的技术。
物质在加热或冷却过程中会发生物理变化或化学变化，与此同时，往往还随着吸热或放热现象。有晶型转变、沸腾、蒸发、熔融等物理变化及氧化还原、分解等化学变化。有些物理变化虽然无热效应发生但比热容等物理性质变化，如玻璃化温度转变等。差热分析正是在物质这类性质基础上建立的一种技术。
差热曲线直接提供的信息重要有峰的位置、峰的面积及峰的形状和数目。通过它们不仅可以对物质进行定性和定量分析，还可以研究变化过程的动力学。
DSC：是测量在保证温差为零时输入到试样和参比物之间的功率差随程控温度变化的技术。与DTA相比，其优点有：定量方便、分辨率高、灵敏度好。
其它应用：
1. 热学性能测定。重要测试各转变温度，如玻璃化温度、结晶温度、分解
温度等，可以根据基线变动位置拟定材料结构相转变点温度，如测玻璃化转变温度。
2. 纤维的鉴别和表征。每一种纤维都有其特性的DTA和DSC热谱，通过对热谱形状和转变点温度分析及一些化学计算与已知试样热谱图对照可对纤维进行鉴别。
3. 纤维混纺比的测定。
4. 研究纤维的结晶和取向结构。用测定DSC曲线上结晶熔融峰的面积，可以很精确估计部分结晶纤维试样的结晶熔融热，运用所测到的部分结晶纤维试样的结晶熔融热ΔH*之比，便可测到试样的结晶度fc。

3. 开发一种作为载重汽车轮胎增强材料用的合成纤维帘子线时，要了解轮胎在高速运转时帘子线因内循环变形导致内摩擦而引起的性能变化情况，请你结合研究工作提出做哪些测试表征工作，使用什么仪器？（10分）
显微镜
4. 为开发极地科考人员开发系列工作服装时，为能使其在工作时有较好的保暖效果和舒适性，你会采用什么测试设备和指标进行表征，为什么？（10分）（P236）
答：我会采用的测试设备：平板式保温仪、保暖测试仪、圆筒保暖器等。
我会使用的指标：导热系数、热阻、传热系数、保温率、克罗值。
理由： 1.织物热传递性能测试方法一般可分为平板法、冷却法和恒温法。
1）平板式保温仪：试样平放在实验板上，实验时可分别测出有试样和无试样时保持试样板恒温所需热量，即织物试样的散热量，并按公式求得保温率。通过箱内温度、恒温指标、恒温指示及热传量可算出试样传热系数、克罗值等。
2）保暖测试仪：试样包覆在试样筒的外表面，试样的下端由夹持器夹持。试样筒内装有电热器加热，由铂电阻作感温元件进行温度控制，使试样筒保持一定的温度。试样筒两侧用隔热材料堵塞，防止旁路散热。为了与使用情况一致，仪器底部送入一定速度的气流。分别测出有试样和无试样时保持热体恒温所需加热量，求出保温率。
3）圆筒保暖器：实验时先将试样包在筒的表面，注入45℃的温水，以观测温度计下降至一定温度时所需的时间。然后取下试样，将筒内水倒出，重新注入45℃的温水，再测量不包覆试样时，冷却至同样温度所需的时间，计算绝热指数C。
2.织物的导热系数和热阻是两个含义相反的织物隔热性指标，织物的热阻越大或导热系数越小，表达织物的导热性越低，它的保暖性越好。热阻的倒数为传热系数，克罗值作为隔热性能指标，还考虑到人体的生理参数、心理感觉和环境温湿度及风速等条件，与织物的舒适性联系起来。

补充：织物湿传递测试方法及表征指标。
测试设备：出汗假人、织物透水实验仪、沾水仪等。
表征指标：透湿量、湿阻、透湿指数。
理由：1.水分在织物中传递性能的测试一般可分为吸湿法和蒸发法。
1）出汗假人：重要是通过模拟皮肤温度和出汗来测量着装及其材料的透湿指数，定量分析与评价服装及其材料的舒适性。出汗假人是假人系统的一种，它能模拟调节人体湿度分布及人体出汗机能，出汗假人模拟出汗大体有以下三种技术实验路线：喷水型、汽态汗的模拟方式型和液态汗出汗模拟型。
2）织物透水实验仪：在织物表面给以逐渐增长的水压的条件下，测定织物另一面出现水滴时水柱高度，或测量在一定水柱高度下织物另一面出现水滴时所需要的时间。假如水柱高度越高或时间越长，则表达织物的透水性越差而防水性越好。
3）沾水仪：把试样安装在卡环上并与水平成45°角放置，试样中心位于喷嘴下面规定的距离。用规定体积的蒸馏水或去离子水喷淋试样。通过试样外观与评估标准及图片的比较，来拟定沾水等级。
2.湿阻的大小，表达了织物对水蒸气扩散的阻抗。透湿指数Im的理论值从0至1,0表达完全不透湿，1表达抱负透湿。

5. 在生产一种出口面料时，需要达成Oko Tex-Standard 100标准规定，请问你要控制哪些测试项目？请举5例说明，常见的测试仪器有哪些？（10分）（P294）
答：1.Oko Tex-Standard 100 标准涉及10项测试项目，具体有：PH值、甲醛、可萃取的重金属、杀虫剂含量、含氯酚含量、对人体生态不利的染料、含氯有机载体、色牢度、挥发性和有臭味化合物发散气味及可感觉气味检测。
2.以PH值、甲醛、可萃取的重金属、含氯有机载体和色牢度这五个方面为例，其测试仪器分别为：
1）PH值：PH计。检测原理是在布样不同部位取样，剪碎混匀。称取混匀布样2g加蒸馏水100ml，振荡1小时得到水萃取液然后用pH计测量水萃取液的pH值。
2）甲醛：分光光度计。甲醛测试国内外普遍采用比色分析法，测定原理是将萃取液与乙酞丙酮反映，生成黄色反映物，它溶于水中颜色的深度与甲醛含量成正比，因此在一定浓度范围，可在412 nm波长处用分光光度计进行吸光度测定，再从标准曲线上求得甲醛含量。
3）可萃取的重金属：原子吸取分光光度计、电感耦合等离子体发射光谱仪等。原子吸取分光光度计法操作简便，数据准确简便，是目前国内外广泛应用的方法。标准中规定：测试金属离子游离含量时，先将纺织品经模拟的酸、碱性汗液和模拟的唾液萃取后，将试样溶液经原子吸取分光光度计进行测定。
4）含氯有机载体：MSD或ECD等。有机溶剂萃取，萃取液被清洁后，用气相色谱（质谱MSD或捕获检测器ECD）进行检测。
5）耐干摩擦色牢度：摩擦色牢度仪。干摩擦实验时将试样平放固定在仪器的实验台上，然后将干的摩擦布固定在摩擦头上，试样的长度方向应与仪器的动程方向一致。

补充：在生产一种出口面料时，需要达成GB18401标准规定，请问你要控制哪些测试项目？请举5例说明，常见的测试仪器有哪些？（10分）（P294）
答：1.GB18401标准测试项目有甲醛含量、PH值、色牢度（耐水、耐汗、耐干摩擦和耐唾液）、异味和可分解芳香胺染料。
2.以甲醛含量、PH值、耐洗色牢度、耐摩擦色牢度和可分解芳香胺染料这五个方面为例，其测试仪器分别为：
1）甲醛含量：分光光度计。甲醛测试国内外普遍采用比色分析法，测定原理是将萃取液与乙酞丙酮反映，生成黄色反映物，它溶于水中颜色的深度与甲醛含量成正比，因此在一定浓度范围，可在412 nm波长处用分光光度计进行吸光度测定，再从标准曲线上求得甲醛含量。
2）PH值：PH计。检测原理是在布样不同部位取样，剪碎混匀。称取混匀布样2g加蒸馏水100ml，振荡1小时得到水萃取液，然后用pH计测量水萃取液的pH值。
3）耐洗色牢度：耐洗色牢度仪。将组合试样与洗涤液放入耐洗色牢度仪，在一定温度下按规定期间浸渍洗涤。
4）耐干摩擦色牢度：摩擦色牢度仪。干摩擦实验时将试样平放固定在仪器的实验台上，然后将干的摩擦布固定在摩擦头上，试样的长度方向应与仪器的动程方向一致。
5）可分解芳香胺染料：GC、GC-MS与HPLC/DAD等。将纺织品放入柠檬酸盐缓冲溶液介质中用连二亚硫酸钠还原分解以生产也许存在的禁用芳香胺，用适当的液-液分派柱提取溶液中的芳香胺，浓缩后用合适的有机溶剂定容，用配有质量选择检测器的气相色谱仪（GC/MSD）进行测定。必要时选用此外一种或多种方法对异构体进行确认。用高压液色谱-二极管阵列检测器（HPLC/DAD）或气相色谱-质谱仪进行定量。