纺织物理历年真题总结

1.采用纤维结构理论中的经典假说缨状微胞理论、或缨状原纤理论、或缨状折叠链片晶理论，讨论纤维力学性质各向异性与此类结构模型的关系，并解释纤维径向各项同性的原因。樱状微胞理论假设份子通过若干微胞，而在微

1.采用纤维结构理论中的经典假说缨状微胞理论、或缨状原纤理论、 或缨状折叠链片晶理论，讨论纤维力学性质各向异性与此类结构模型 的关系，并解释纤维径向各项同性的原因。 樱状微胞理 论假设份子通过若干微胞，而在微胞之间为非结晶区，，故称之为无定形区， 通过这些连续的分子网络将微胞结合在一起，长分子间的规整排列构成结晶微胞，而伸出的 无规则排列的分子成为樱状须从，故称之为樱状微胞理论。 樱状原纤 与樱状微胞从本质上讲，主要是一个尺寸的区别。原纤理论中，结晶区认为是 连续的樱状原纤，由许多长链分子组成，这些分子沿着本身的长度方向，在原纤的不同位置 上分裂出来，有的进入无定形区，有的重新进入其他的原纤组织中。该理论模型认为，原纤 并不是一个单独的组织，而是由许多长链分子构成的连续化结晶和非结晶区的结合。 折叠链片晶 理论能更好的解释化学纤维的微胞结构。经喷丝孔喷出和导向牵伸后，分子 的某些链段，只要位置、距离合适，就极易形成规整有序的排列，组成细小的结晶体。这种 晶体称片状，分子链段垂直于片状表面，并在片状体两层间来回折叠成晶，我们称之为折叠 链片晶。 由折叠链片晶结构与樱状微胞结构相比较，产生了樱状折叠链片晶理论。 分子链取向使纤维力学性质产生各向异性 ，其原因主要是分子链取向的结果，使化学主 价键力和氢键、范德华力的分布不均匀，在纤维轴上以主价键力为主，而垂直方向上以次价 健力为主。克服次价键力比克服主价健力容易的多。其次是，在取向过程中能清除存在于未 取向试样中的一些缺陷或某些应力集中部分的分子链，同时顺力场方向取向。这样，应力集 中效应在纤维轴平行方向上减弱，而在垂直方向上加强。因此，随纤维分子链取向度增加， 纤维轴向断裂强度、模？增加，而断裂伸长降低。 纤维吸湿膨胀具有显著的各向异性。这是由于纤维中长链分子的取向，水分子进入无定 形区，打开长链分子间的链接点，使长链分子间距离增加，纤维横向容易变粗。只要纤维长 度方向，是由于大分子不完全取向，并存在卷曲构象，水分子进入大分子之间导致构象改变， 使纤维长度方向有一定程度的增加，但其膨胀率特远小于横向膨胀率、。 以樱状微胞理论为例，拉伸使樱状微胞及须从沿力的方向定向排列，无定形区的无规则 长链及结晶微胞，沿纤维轴取向排列。它使纤维在力学及吸湿性能方面在纵横向产生差异， 即各向异性。但大分子的取向排列使纤维成为径向各向同性的各向异体。 2试述纤维导电机制及其基本特征和导电机制的判析方法，并讨论影 响纤维及其集合体导电性的因素。 答：一、纤维导电的基本机制及其基本特征 纤维导电的主要机制是离子导电。 对于纤维高分子材料来说，其在理论上应是近绝缘体。但是由于纤维不是纯高分子物质， 存在水分、杂质等其他低分子物质，并且纤维的大分子上总是存在一些不稳定的极性基团和 原子，而且并非所有的电子都牢靠地束缚在分子和原子上，因此总存在一定的载流子（电子 -9-15 和离子），这导致了纤维的导电性比理论值高，具有一定的导电性，电导率在 10—10 之间。纤维的导电主要取决于纤维中的附属物，其次与纤维分子本身的导电性以及外界条件 1