化纖加工工藝學(xué)考試復(fù)習(xí)習(xí)題-2013

1、合成纖維工藝學(xué)2013年復(fù)習(xí)范圍版權(quán)所有翻版必究復(fù)習(xí)題一、名詞解釋1 .紡絲流變學(xué)：是研究紡絲流體的流動和變形的基本規(guī)律及造成流體流變的各因素之間關(guān) 系的一門學(xué)科2 .臨界纏結(jié)分子量：是大分子鏈間發(fā)生相互纏結(jié)時的分子量。3 .粘流活化能：一個分子克服其他分子對他的作用而改變位置時所需的能量。4 .結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)聯(lián)表征流體結(jié)構(gòu)化的程度5 .拉伸粘度：作用在纖維絲條橫截面的拉伸全應(yīng)力分量與拉伸應(yīng)變速率的比值6 .非牛頓指數(shù)：流體偏離牛頓流體的程度7 .零切粘度：剪切速率趨于零的粘度/低剪切速率時，纏結(jié)與解纏結(jié)處于一個動態(tài)平衡，表觀粘度保持恒定，此時流體的粘度定義為零切粘度8 .表觀粘度：流體的流動曲

2、線上原點與曲線上任意一點連線的斜率9 .穩(wěn)態(tài)紡絲：紡絲過程是一個狀態(tài)參數(shù)連續(xù)變化的非平衡態(tài)動力學(xué)過程。同一時間不同位置運動速度V、溫度T、組分C、應(yīng)力P等連續(xù)變化，但在每一個選定的位置上這 些參數(shù)不隨時間而變化，他們在紡絲線上形成一種穩(wěn)定的分布。10 .紡絲將成纖聚合物熔體或濃溶液，用紡絲泵（或稱計量泵）連續(xù)、定量而均勻地從噴 絲頭（或噴絲板）的毛細(xì)孔中擠出，而成為液態(tài)細(xì)流，再在空氣、水或特定的凝固浴中 固化成為初生纖維的過程稱“紡絲”。11 .冷卻長度：噴絲板至絲條固化點的距離。12 .可紡性流體承受穩(wěn)定的拉伸操作所具有的形變能力；或流體在拉伸作用下形成連續(xù)細(xì)長絲條的能力，稱為可紡性。13

3、.內(nèi)聚斷裂所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力等于內(nèi)聚力（絲條強度）在粘彈性流體的拉伸流動中，當(dāng)儲存的彈性能時發(fā)生的斷裂，稱為內(nèi)聚斷裂。14 .毛細(xì)斷裂：由表面張力引起的擾動 （波動）產(chǎn)生的毛細(xì)波發(fā)展到振幅8等于自由表面無 擾動的絲條半徑 R時，細(xì)流解離成液滴而發(fā)生的斷裂，稱為毛細(xì)斷裂。15 .纖維聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：纖維聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，是指纖維中成纖聚合物大分子鏈間的幾何排列，又稱三次結(jié)構(gòu)，也稱為超高分子結(jié)構(gòu)。16 .取向大分子鏈、鏈段或微晶在外力作用下沿著外力方向有序的平行排列的現(xiàn)象，主要 為單軸取向17 .鏈段取向 通過單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)引起的鏈段運動來完成，這種取向在玻璃化溫度以上就可進行18 .分子鏈取向 通過各鏈段的協(xié)同

4、運動來完成，只有在粘流態(tài)下才能實現(xiàn)19 .晶粒取向 通過晶區(qū)的破壞和重新排列來完成，一般需在外力作用下進行20 .三因次溶解度參數(shù)21 .凝固值對同一高聚物溶液來說，滴定所用凝固浴體積的立方厘米數(shù)稱為此滴定液（即凝固浴）的凝固值Vb ,它表征該浴液的凝固強度。22 .雙擴散 紡絲原液細(xì)流在凝固浴中的雙擴散包括凝固浴中的凝固劑向原液細(xì)流內(nèi)部的 擴散，也包括原液中溶劑向凝固浴擴散23 .自由擠出速度 在無拉伸作用下：從計量泵送出的紡絲原液被壓入噴絲孔道（噴絲孔直 徑為DD00 ,孔道長度為LL00 ）,然后從噴絲孔口擠出。 原液細(xì)流在孔口處出現(xiàn)脹大 （膨 化）。此時細(xì)流的速度是自由流出速度Vf ,

5、24 .臨界濃度：在一定溫度下，當(dāng)溶液中高聚物的濃度為某一固定值時，不斷改變體系中溶劑于凝固劑的比例， 在達某一臨界值后，高聚物開始從溶液中析出，此時溶劑在溶劑一凝固劑體系中的濃度成為臨界濃度。25 .凝固強度凝固值Vb ,它表征該浴液的凝固強度。Vb的數(shù)值越小，凝固浴的凝固強度越大。Vb的數(shù)值越小，體系越容易發(fā)生相分離。26 .傳質(zhì)通量比溶劑的通量（Js）和非溶劑（凝固劑）的通量（Jn）比值（Js/JN）,此值稱為 傳質(zhì)通量比27冷拉伸是指拉伸時初生纖維處于空氣包圍之中，纖維與空氣介質(zhì)之間有熱量傳遞一般適應(yīng)于玻璃化溫度在室溫附近的初生纖維；PA628 .拉伸點是細(xì)頸發(fā)生階段，在生產(chǎn)上通常所說

6、的拉伸點”或拉伸區(qū)”，29 .增塑作用使大分子鏈的柔性或高分子材料的可塑性增大的作用當(dāng)初生纖維內(nèi)包含水、溶劑單體等低分子物，使分子間作用力減弱增塑作用30 .熔體破裂發(fā)生在某臨界擠出速度以上的不穩(wěn)定流動，擠出物表面出現(xiàn)不規(guī)則現(xiàn)象甚至出現(xiàn)破裂 使其內(nèi)部質(zhì)量受到破壞31 .結(jié)晶速率常數(shù)在一定的溫度下，結(jié)晶度達到最大可能結(jié)晶度的1/2所需時間的倒數(shù)（ti/2）-1稱為結(jié)晶速率常數(shù)32 .動力學(xué)結(jié)晶能力K（T）曲線下的面積，其表示高聚物從熔點 Tm以單位冷卻速率降溫至玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度Tg時所得到的相對結(jié)晶度。一.填空及作圖題。1 .影響紡絲流體剪切粘性的因素有：聚合物分子結(jié)構(gòu)特征、聚合物溶液濃度、溫度

7、、溶劑性質(zhì)、混合、流體靜壓 。2 .影響拉伸粘度的主要因素有：拉伸應(yīng)變速率、溫度、相對分子量及其分布、混合。3 .聚合物流體的彈性主要來自 構(gòu)象嫡的貢獻,在紡絲成形中的表現(xiàn)有：擠出脹大。4 .化學(xué)纖維成型過程中， 擠出細(xì)流的類型按照粘度增加排序為：液滴型、漫流型、脹大型、破裂型 四種。其轉(zhuǎn)化條件為：”流體表面張力J、刀粘度T、一噴絲孔徑T、 V3擠出速度T ,正常的擠出細(xì)流的類型是：脹大型。5 .決定最大絲條長度的斷裂機理至少有二種，一種是內(nèi)聚破壞，另一種是毛細(xì)破壞。熔體紡絲一般不發(fā)生 內(nèi)聚破壞、濕法紡絲一般不發(fā)生 毛細(xì)破壞、縮聚型高聚物一般不 發(fā)生內(nèi)聚破壞、加聚型高聚物一般不發(fā)生 毛細(xì)破壞。

8、6 .在穩(wěn)態(tài)紡絲中，熔體紡絲線上受到的力有：重力Fg、表面張力Fs、慣性力Fi、隆擦阻力Ff、流變阻力Fr,接近卷繞點時最主要的力是：卷繞張力Fext（Fr（L）。7 .在熔體紡絲線上絲條冷卻的控制因素是變化的。在紡紗窗的上段紡絲線， 冷卻過程受冷卻吹風(fēng)速度 Vy控制;此時， 冷卻吹風(fēng)速度和溫度變化 對纖維不勻率的影響較大。在紡絲窗的下段紡絲線，冷卻過程決定于絲條速度Vx。對于高速紡絲：Vy/Vx=0.125的位置上及，冷卻過程對纖維的影響 較上，所以高速紡絲條抗干擾性 好，質(zhì)量穩(wěn)定。8 .紡絲過程中的取向作用有兩種取向機理，一種是熔體狀態(tài)下的流動取向，包括剪切流動取向和拉伸流動取向，另一種是

9、纖維固化區(qū)的 形變?nèi)∠颉? .熔體紡絲高聚物動力學(xué)結(jié)晶能力由高到低依次為：PA66、PP、PA6、PET常規(guī)紡絲線上能結(jié)晶的是：PA66、PP,不能結(jié)晶的是：PA6 PETo10 .根據(jù)拉伸應(yīng)變速率的不同，可將熔體紡絲線分成 脹大區(qū)、形變（細(xì)化）區(qū)、固化 絲條運動區(qū)三個區(qū),其中第二區(qū)是發(fā)生拉伸流動和形成纖維最初結(jié)構(gòu)的主要區(qū)域, 因此 也是紡絲成型過程最重要的區(qū)域。11 .根據(jù)拉伸時所處的介質(zhì)不同， 纖維拉伸的方式一般有 干拉伸、濕拉伸和蒸氣浴拉伸 三種，其中，干拉伸又可分為室溫拉伸和熱拉伸。12 .纖維的拉伸形變包括： 普彈形變、高彈形變 和塑性形變。初生纖維的拉伸一定是在2 |化名f 100

10、3班榮譽出品2013/6/23合成纖維工藝學(xué)2013年復(fù)習(xí)范圍 版權(quán)所有翻版必究高彈形變的基礎(chǔ)上進行的。而塑性形變 是拉伸形變中的有效部分,是拉伸過程中應(yīng)設(shè)法發(fā)展的。13 .根據(jù)熱定型時纖維的收縮狀態(tài)來區(qū)分，熱定型有：控制張力熱定型、定長熱定型、部分收縮熱定型、自由收縮熱定型 。14 .紡絲流體是一個泛意上的概念，可以是高分子 的、,、等。2013/6/23三、畫圖題1.畫出各種高聚物流變體的流動曲線，并標(biāo)出 n值。好2.常規(guī)熔體紡絲線上直徑、速度、速度梯度和張力的分布圖。riit=4000m/min“口工36 Mm.“=6000E，nlD=3amEE ,uvu.朝Un 6 4-2 0 u f

11、t mo.Euv承tf3.粘膠原液、干法紡絲原液、聚乙烯醇溶液的兩相平衡圖。 Tf < LCST < Tb2 " w W LC3T在溶劑的常規(guī)溶液相態(tài)卜，也即在溶劑的7»-用小度IW范內(nèi)，體系為混溶的均相；溫度腐于溶劑沸點73b以I.會出現(xiàn)互不相*溫度越低溶解度越高。，適用于粘膠紡絲溶液 工體系。LCSTTf下臨界混溶溫度 LCST在輔度國范 內(nèi)，合成纖維工藝學(xué)2013年復(fù)習(xí)范圍版權(quán)所有翻版必究構(gòu)二q|悔軌寫酎AftrsHl'K «M ->本伴星的fli平所用|尸JL有卜,福界舉誨U也匹卜RH匕格界次群溫度g 陽1-:合物的二G：=a酊r

12、#r4«no> , *事需火士 M二史。.將打：n ：=口. ：E，:“,吊父”。 .'.' 5. u： -/)-. ：.聚乙烯酢-水一兀體系則在不同濃度范圍可具有小 同的相圖“低濃度時體系表現(xiàn)為RTJ卜臨界混溶 湍度的特征，高濃度時體系表現(xiàn)為凡仃上臨界混 溶溫度為特征.大部分無定形或無定形- 結(jié)晶島聚物與溶劑形或的 相購1.是以具有上臨界混 溶溫度為特征的4.濕紡初生纖維橫截面形狀示意圖。 Tf < UCST < TbI二臨界海溶溫阻UCST在冷雁度圍范 內(nèi).溫度越而溶解度越高口適用I于大部分紡絲溶液體系.10 |化名f 1003班榮譽出品2013

13、/6/235.在三元體系相平衡圖上表示出濃縮凝固、稀釋凝固、等濃凝固的路徑干紡成形時沿紡程溫度和溶劑的濃度分布6.畫出干紡成形時沿紡程溫度和溶劑的濃度分布圖。根據(jù)傳質(zhì)機理和纖維內(nèi)溶劑含量和溫度的變化，可以把整個成形過程分成三個區(qū)域1-纖維表面溫度2-纖維中心溫度3-纖維內(nèi)溶劑的平均濃 度I -起始蒸發(fā)區(qū)n -恒速蒸發(fā)區(qū)出-降速蒸發(fā)區(qū)CP-纖維周圍的介質(zhì)P紡絲溶液-紡程7.畫出a、b、c、d型拉伸曲線并標(biāo)出各轉(zhuǎn)折點的意義及坐標(biāo)軸上對應(yīng)值的意義8 .畫出溫度、剛性鏈高聚物濃度對粘度的影響示意圖。圖：聚對苯二甲酰對苯二胺的硫酸溶液的粘度與濃度的依賴美系9 .畫出拉伸線上速度和速度梯度分布曲線。M間i

14、連續(xù)熱拉伸和塑化拉伸時速度（1）和速度梯度（2）的典型分布I 準(zhǔn)備區(qū)（塑化區(qū)）n 變形區(qū)（拉伸區(qū)）出一松弛區(qū)10 .畫出纖維在后加工過程中形變的示意圖及坐標(biāo)軸上對應(yīng)值得意義。纖維在后加工過程中形變的示意圖1-拉伸 2-低溫回復(fù)5-松弛狀態(tài)熱收縮4-定長熱定型 3-控制張力熱定型圖中e 10 £20 £30分別表示拉伸過程中所發(fā)生的 普彈、高彈（粘彈）和粘性（塑性）形變； 力£ 表示剩余收縮11 .畫出纖維熱定型過程中分子間結(jié)合能的變化示意圖。需定型時間M題在招苴X*熱定型過程中分廣間結(jié)合能的變化四、推導(dǎo)與計算1 .根據(jù)連續(xù)方程，在傳質(zhì)和密度變化可以忽略的情況下，推

15、導(dǎo)自由擠出速度 Vf與自由流出細(xì)流的脹大比B0的關(guān)系式。書上有此處不再啰嗦2 .已知濕法紡絲原液的擠出速度 V0為10m/min,初生纖維在第一導(dǎo)輻上的卷取速度 Vl 為3m/min,自由流出細(xì)流的脹大比 B為1.2。計算：自由擠出速度 5；表觀和真實的 噴絲頭拉伸率a、f;表觀和真實的噴絲頭拉伸比 if、ia。參考答案 6.94-70% -56.6%0.300.4321 ,紡絲線在成型區(qū)內(nèi)的拉伸狀態(tài)的表征<1）噴絲頭拉伸率 心（）二乂100 " %（2）噴絲頭拉伸比<上$ + 1為 10°（3）平均軸向速度梯度（菊* % °式中；不為紡絲原液的擠出速

16、度：V、為初生纖維在 第一孑轅上的卷取速度，Xe為凝圖長度、即凝固 點與噴絲頭表面之間的距離。<1）真實噴絲頭拉伸率 中/粉=與2乂100 真實噴.線頭拉伸比。貨備M1? 1713）真實平均軸向速度梯度 GJ/一 r，師以直接從單位時間內(nèi)自由流出細(xì)流的長度測 得，也可以從紡絲線上拉伸應(yīng)力為零時的外推值 求出.此外，還有人建議從自由流出細(xì)流的直餐 口m來間接計算，但避M乩必須考慮質(zhì)量傳蝕過 程中的影響口具體計算省去3 .聚合物流體流過半徑為 R、長度為L的噴絲孔時，若測定噴絲孔兩端壓力降為P,試推導(dǎo)出流體在噴絲孔壁處（距噴絲孔中心R處）的剪切應(yīng)力（62）W的大小。若考慮末端效應(yīng)，該值將會增

17、大還是減小？為什么 ？一、聚合物流體在管道中的流動參數(shù)L管道中的剪切應(yīng)力° 12=F/AA：某流層的面積艮剪切力2n rL。以二 p n r圖流體在阿形管道中的流動n 12小I O'J產(chǎn)翳r=R時1.末端效應(yīng)與修正被擠出的聚合物熔體通過一狹窄的噴維 孔，即使其很短也會有很大壓力降，這種 現(xiàn)象稱末端效應(yīng)。在忽略流體的動能和位能變化的前提下， 總壓力降由以下三部分組成：總壓力降M=3£“一人口壓力降；A個毛細(xì)管流動中的粘性損失: A尸而一出口壓力降自己自圓其說即可4 .若上述噴絲孔的 R為0.1mm、L為2mm,流體流經(jīng)噴絲孔兩端的壓力降P為5M04Pa,且流體屬非牛頓

18、流體（n=0.5）,試問刀a=12.5Pa.S寸，其粘度系數(shù) K和在噴絲孔壁上 的剪切速率分別為多少 ？參考答案 12510400曾經(jīng)做過類似作業(yè)此處不再多累贅了合成纖維工藝學(xué)2013年復(fù)習(xí)范圍版權(quán)所有翻版必究(假設(shè)在上述噴絲孔中流動的聚合物流體是等溫且不可壓縮的、在噴絲孔壁處速度為0,其粘度不隨時間而變化、并在沿噴絲孔流動的全過程中其它性質(zhì)不變)5 .某流體在30c時的零切粘度(刀0)為35Pa-S,粘流活化能為36kJ/mol ,問其溫度提高 到60 c時的零切粘度為多少？。此題不用做放棄6 .聚氯乙烯的結(jié)構(gòu)式為，4 CH-, 一 CI1+n-CH2, -CH , -Cl (仲)的摩C1爾

19、吸引常數(shù)分別為 269.07、175.97、208 (J/cm3) 1/2,結(jié)構(gòu)單元的分子量M。為62.5,聚氯乙烯的密度p =1.4試求其溶解度參數(shù)8萬 _ pLE _ 1,4x(269.07+175.97 + 208)一 % 62.5'聚氯乙烯的實測值5 =19.44,二者非常接近。五、問答題1 .試述影響聚合物熔體剪切粘度的因素一、高聚物的平均相對分子質(zhì)量及其分布二、高聚物分子鏈結(jié)構(gòu)的影響三、溫度的影響四、高聚物濃度的影響五、溶劑的影響六、填充劑的影響七、流體靜壓的影響2 .分析影響聚合物彈性的因素，彈性對紡絲成型的影響如何?2.加工條件溫度T T。J彈性J B0 J(松弛過程加

20、快，貯存彈性能J)(2)濃度 C T Y T T T 彈性 T B0 T(3)切變速率彈性T B0 T(4)固體填料的影響填料濃度T彈性JB0 J(5)流動中的幾何條件入口區(qū)形狀入口區(qū)形狀決定了大部分彈性能儲存。入口尺寸變化T ,入口獲得彈性能T彈性表現(xiàn)程度T從積液區(qū)到毛細(xì)孔的直徑收縮比DR/D貯存彈性能TB0 T長徑比有利于松弛彈性J B0 J 噴絲孔直徑D班榮譽出品2013/6/23D T ,切變速率J N J B0 J ,彈性 效應(yīng)明顯減弱。1.結(jié)構(gòu)因素(1)分子量分子活動能力降低，T T NT彈性T B0 T例如：彈性 PP>PET,PA(2)分子量分布分子量分布加寬T T彈性T

21、 T B0 T T例如：彈性塑料級 PP>纖維級PP(3)支鏈結(jié)構(gòu)長鏈分支T 分子活動能力降低，T T N T彈性T B0 T(4)分子鏈的剛?cè)嵝苑肿渔渼傂訲T T 彈性J B0J滌綸分子鏈柔性Tt T 彈性T B0T丙綸8化名f 1003(6)卷繞張力Fexit-Al 二工-wj f命 8：X BlPA. PET卷繞強力影響不明顯PP, PE. PS卷繞張力影晌明顯 所以高速紡時擠出脹大不明顯。合成纖維工藝學(xué)2013年復(fù)習(xí)范圍版權(quán)所有翻版必究彈性對紡絲成形的影響1 .具有一定的彈性是正常紡絲所必須的，擠出脹大使紡絲穩(wěn)定、均勻；另外是成品纖維性能 所必須的，也是高聚物流體本身的特性。2

22、.彈性過大，會給紡絲成形帶來不利的影響(1)彈性過大，擠出脹大過大，高聚物流體易粘噴絲板(2)彈性過大，異形纖維預(yù)期斷面達不到要求(3)彈性過大，使初生纖維纖度不勻(4)彈性過大，使熔體破裂形成毛絲、斷絲(5)彈性過大，使紡絲速度受到限制3 .以PET、PP為例說明紡絲線上？n的變化規(guī)律，并且分析影響初生纖維 取向的因素。以超高速紡PET為例：流動形變區(qū)：0-80cm, A鼓小(取向低，T高，邛小)n = k oxxm結(jié)晶取向區(qū)：80-130cm, A陡增(取向誘導(dǎo)結(jié)晶，晶核形成，導(dǎo)致微晶取向)塑性形變區(qū)：>130cm, A n略增后趨于飽和。(空氣阻力的存在使張應(yīng)力不斷增加；邛一8)P

23、P的例子沒找到紡絲條件對取向的影響(1)卷繞張力和速度的影響：紡程上無結(jié)晶時： VlT,使bxxT An T紡程上有結(jié)晶時：VlT,使b xx T導(dǎo)致微晶取向T, An很快達到飽和值；進一步使Vl T T , A n變化緩慢。(2)纖維細(xì)度的影響：dj An T(3)熔體泵供量的影響：W J AnJ(4)冷卻條件的影響：Ts J Vyf ” T- An T(5)熔體溫度的影響：To f ” J ° J An J(6)分子量：M T r e f t T-A n T4 .初生纖維理想結(jié)構(gòu)是怎樣的？如何實現(xiàn)理想結(jié)構(gòu)？5 .高聚物溶劑選擇的原則是什么？(一)高聚物和溶劑的極性相似相溶原則：極

24、性大的溶質(zhì)溶于極性大的溶劑，極性小的溶質(zhì)溶于極性小的溶劑，溶質(zhì)和溶劑的極性越接近，二者越容易互溶。(二)溶解度參數(shù)理論選擇溶劑常用的規(guī)則：盡可能找與聚合物C.E.D.或8相近的溶劑。上述的溶解度參數(shù)理論，只有在估計非極性溶劑和非極性高聚物的互溶性時才適用。對于極性較高的或易形成氫鍵的溶劑或高聚物，常會出現(xiàn)偏差情況。三)高分子-相互作用參數(shù)(Huggins parameter )X1X1反映了高分子與溶劑混合過程中相互作用能的變化。X1的數(shù)值可作為溶劑優(yōu)劣的半定量判據(jù)。如X1 > 0.5,高聚物一般不能溶解；如X1 < 0.5,高聚物能夠溶解。X1 J ,高分子-溶劑相互作用力T即溶

25、劑的溶解能力T6.影響擴散系數(shù)的因素有哪些？（一）凝固浴濃度及溫度的影響1、凝固浴溫度的下降，擴散系數(shù)減小。擴散系數(shù)隨凝固浴溫度的下降而減小。溫度升高，分子活動能力增加，擴散加劇。2、凝固浴濃度增加，擴散系數(shù)先減小后增加，擴散系數(shù)存在最低值（二）擴散系數(shù)與纖維半徑的關(guān)系隨著單纖維半徑的的不斷增大，擴散系數(shù)D也不斷的增大。一般有：RT, Di T（三）擴散系數(shù)沿紡程的變化擴散系數(shù)沿紡程擴散系數(shù)減小。（四）添加劑及紡速的影響1、加入變性劑后，擴散系數(shù)減小。2、紡速增大，擴散速度增大。（五）溶劑及凝固劑種類的影響1、溶劑不同，對成形纖維的結(jié)構(gòu)和擴散速率有很大的影響。2、凝固劑分子量大，則擴散系數(shù)變小

26、。（六）原液濃度的影響隨著原液濃度的提高， 溶劑或凝固劑的擴散系數(shù)都下降。因為原液的濃度提高， 體系的粘度也隨之提高，各種分子的擴散阻力增大，故擴散系數(shù)下降。7、試述濕紡初生纖維橫截面的形狀、皮芯結(jié)構(gòu)的特點和空洞和毛細(xì)孔的形成原因及影響因 素，并結(jié)合紡絲工藝條件加以討論。（1）濕紡初生纖維橫截面形狀和形成原因腎形、啞鈴形、扁平形、鋸齒形：濃縮凝固時，雙擴散的結(jié)果使纖維截面可能發(fā)生收縮?？焖倌虝r，皮層凝固程度高于芯層， 芯層收縮時，皮層相應(yīng)的收縮率較小， 導(dǎo)致背向浴流的側(cè)面凹進，使截面呈腎形。圓形：稀釋凝固，截面不收縮?；驖饪s凝固時，凝固緩慢，皮層柔軟易收縮變形，能隨同芯層一起均勻收縮，使呈圓

27、形或近似圓形。1）溶劑種類 無機溶劑的固化速率參數(shù) Sr一般小于有機溶劑，傳質(zhì)通量比通常Js / Jn <1,因此纖維的橫截面形狀為圓形。（2）凝固浴溫度當(dāng)結(jié)果使Js / Jnv1時，T許維截面更圓3）凝固浴濃度凝固浴濃度 Cb T固化表面層的硬度降低，因此濕紡纖維的截面會變得更圓 .（4）紡絲溶液中聚合物含量紡絲溶液中聚合物含量 Cp f js I jn J固化表面層的硬度J ,因此纖維的截面會變得更圓3）皮芯結(jié)構(gòu)的特點濕紡初生纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)的另一特點是沿徑向有結(jié)構(gòu)上的差異，這個差異繼續(xù)保留到成品纖維中。纖維（特別明顯的是粘膠纖維）外表有一層極薄的、密實的、較難滲透、難染的皮膜，該膜對傳

28、質(zhì)過程有決定性作用。皮膜內(nèi)部是纖維的皮層，皮層可占整個橫截面的0100%。皮層中一般含有較小的微晶并具有較高取向度。再向里是芯層。芯層結(jié)構(gòu)較松散，微晶較粗大。形成原因（1）在紡絲原液細(xì)流中，處于細(xì)流周邊和內(nèi)部的聚合物的凝固機理不同，以及凝固劑在纖維內(nèi)部分不勻，導(dǎo)致皮層和芯層的結(jié)構(gòu)不同；細(xì)流外邊的凝固主要由于溶劑向凝固浴擴散，使細(xì)流中溶劑濃度低于臨界濃度，于是聚合物析出；此時P-S-N體系中聚合物含量高，因此結(jié)構(gòu)致密。細(xì)流內(nèi)部的凝固溶劑向凝固浴擴散， 凝固浴中的沉淀劑向原液細(xì)流擴散，使溶劑濃度不斷下降， 當(dāng)中溶劑濃度低于臨界濃度，聚合物析出，但此時P-S-N體系中聚合物含量不高，內(nèi)部含有較多溶劑

29、和 沉淀劑，因此結(jié)構(gòu)較松散。(2)紡絲原液在噴絲孔口處的硼化效應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)流外表層的“拉伸效應(yīng)”，對皮層和芯層的形成也有一定的影響(3)在噴絲頭拉伸區(qū)中，皮層已經(jīng)凝固，而芯層尚處于液流態(tài)，使紡絲張力主要作用在紡絲線表面的凍膠層上，從而使沿纖維徑向分布的各層具有不同的取向度(三)空隙由于成形過程中發(fā)生溶劑和凝固劑雙擴散和紡絲溶液發(fā)生相分離，濕紡初生纖維的結(jié)構(gòu)為由空隙分隔、相互連接的聚合物凍膠網(wǎng)絡(luò)。尺寸達幾十微米的空隙，成為大空洞或毛細(xì)孔 尺寸在10納米左右的稱為微孔。 初生纖維經(jīng)拉伸后， 成為初級溶脹纖維， 此時微孔被拉長呈 梭子形，聚合物凍膠網(wǎng)絡(luò)取向而成為微纖結(jié)構(gòu)。1.形成原因紡絲線凝固較激烈時

30、，皮層很快形成，表面可能產(chǎn)生一些缺陷或裂縫，沉淀劑通過此 裂縫滲入而形成輻射狀空洞或毛細(xì)孔。皮層收縮率小，芯層收縮率大，在皮芯層之間會產(chǎn)生缺陷和空洞；纖維在凝固過程中所產(chǎn)生的收縮應(yīng)力集中，也促進了輻射狀空洞的發(fā)展。2、對纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響當(dāng)凝固劇烈時，濕紡初生纖維內(nèi)部可能產(chǎn)生大空洞或毛細(xì)孔，其尺寸可大致幾十微米，經(jīng)拉伸、干燥、熱處理后，這樣的空洞或毛細(xì)孔尺寸會有所減小或閉合，但難于根除，最終 影響成品纖維的機械性能。具有空洞或閉合空洞的成品纖維在服用過程中受摩擦發(fā)生縱向開裂原纖化7 .濕法紡絲線上的斷裂發(fā)生在什么地方？為什么？ 我相信你的能力自己總結(jié)8 .凝固浴的流動場對濕法紡絲的影響怎樣？

31、不用看9 .初生纖維結(jié)構(gòu)及拉伸工藝條件對拉伸性能的影響是什么？在滿足下列條件的情況下，初生纖維的應(yīng)力 -應(yīng)變曲線的形狀會發(fā)生如下的變化： b型一 c型 一a型或d型。而在c型形變范圍內(nèi)，則變化方向為屈服應(yīng)力和自然拉伸比N增大。這些條件是：(1)降低溫度；(2)增大拉伸速度(形變速率)；(3)初生纖維中大分子活動性減小(溶劑含量減小除去增塑作用的小分子物質(zhì))；(4)初生纖維的結(jié)晶度增大；(5)初生纖維的纖度減小。10 .拉伸對纖維結(jié)構(gòu)和物理機械性能的影響是什么？拉伸所引起的最重要的結(jié)構(gòu)變化是大分子、晶粒和其它結(jié)構(gòu)單元沿纖維軸取向。 這種取向?qū)е赂鞣N物理性質(zhì)的各向異性。除機械性質(zhì)外，拉伸導(dǎo)致光學(xué)性

32、質(zhì)(雙折射、 吸收光譜的二向 色性）的各向異性，以及熱傳導(dǎo)、溶脹和其它一些性質(zhì)的各向異性。纖維的拉伸取向主要是為了提高纖維的強度和降低其變形性。未取向纖維與取向纖維的強 度相差達515倍。伴隨著發(fā)生相變、結(jié)晶、晶體破壞和晶型轉(zhuǎn)化。在拉伸過程中，結(jié)晶 度可能增大，也可能減小，取決于未拉伸纖維的結(jié)構(gòu)和拉伸條件。與結(jié)晶度有關(guān)的物理性質(zhì)主要有密度、熔化熱、介電性和透氣（汽）性等。2、拉伸條件對纖維物理-機械性質(zhì)的影響（1）拉伸比（拉伸倍數(shù)） ：主要因素。強度隨拉伸倍數(shù)的增加而增大；拉伸模量和屈服應(yīng)力隨拉伸比而單調(diào)地增大；斷裂伸長和總變形功隨拉伸比而單調(diào)地減??；形變彈性功對拉伸比的關(guān)系曲線則有一個極大值

33、。（2）熱拉伸時間和拉伸溫度纖維熱拉伸的時間越長，拉伸溫度越高，松弛過程進行的就越完全，纖維的結(jié)構(gòu)均 勻性就越高。11 .熱定型對纖維的結(jié)構(gòu)以及性能的影響如何？與拉伸過程一樣，熱定型過程中纖維結(jié)構(gòu)的變化，主要是超分子結(jié)構(gòu)變化。 然而，熱定型時纖維結(jié)構(gòu)的變化比拉伸時的變化更為明顯。熱定型時纖維結(jié)構(gòu)的變化。很大程度上取決于分子鏈的柔性，而熱定型的條件，如溫度、介質(zhì)和所加張力對結(jié)構(gòu)變化的影響也十分明顯。前已指出。熱處理（有時同時有溶劑的作用）促進分子鏈段運動，使，內(nèi)應(yīng)力得到松弛，同時 使纖維結(jié)構(gòu)更趨于完善和穩(wěn)定。1 .結(jié)晶度的變化2 .微晶尺寸和晶格結(jié)構(gòu)的變化3 .取向度的變化4 .纖維的長周期和鏈折疊 纖維的長周期（所謂長周期是指拉伸纖維形成的微纖結(jié)構(gòu)中晶 區(qū)與非晶區(qū)平均尺寸之和）隨著熱定型溫度的升高而增大，晶體片厚度增加。?隨熱定型溫度的提高，滌綸中有規(guī)折疊鏈的數(shù)目有所增加，而以松弛熱定型增加最多， 定