纖維類型與性能測試方法

綜合試卷第=PAGE1*2-11頁（共=NUMPAGES1*22頁） 綜合試卷第=PAGE1*22頁（共=NUMPAGES1*22頁）PAGE①姓名所在地區(qū)姓名所在地區(qū)身份證號密封線1.請首先在試卷的標(biāo)封處填寫您的姓名，身份證號和所在地區(qū)名稱。2.請仔細(xì)閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫您的答案。3.不要在試卷上亂涂亂畫，不要在標(biāo)封區(qū)內(nèi)填寫無關(guān)內(nèi)容。一、選擇題1.纖維類型及分類

a)下列哪種纖維屬于再生纖維？

1.聚酯纖維

2.天然纖維

3.氨綸

4.玻璃纖維

b)纖維的分類中，屬于合成纖維的一組是：

1.羊毛、棉、麻

2.腈綸、滌綸、錦綸

3.滌綸、丙綸、氨綸

4.絲綢、羊毛、棉

c)下列哪種纖維不屬于天然纖維？

1.蠶絲

2.羊毛

3.麻

4.人工合成的腈綸

2.纖維的化學(xué)組成

a)纖維素的分子式是什么？

1.(C6H10O5)n

2.(C6H8O4)n

3.(C6H6O)n

4.(C6H10O)n

b)下列哪種纖維不含有硅元素？

1.玻璃纖維

2.氨綸

3.尼龍

4.腈綸

c)聚酯纖維的主要單體是什么？

1.乙烯

2.苯酚

3.環(huán)氧乙烷

4.丙烯腈

3.纖維的物理功能

a)纖維的細(xì)度通常用哪個單位來表示？

1.nm

2.μm

3.cm

4.kg/m

b)纖維的比表面積是指單位質(zhì)量纖維的什么？

1.線密度

2.纖維長度

3.比重

4.表面積

c)纖維的密度通常指單位體積纖維的什么？

1.質(zhì)量與長度之比

2.質(zhì)量與面積之比

3.質(zhì)量與體積之比

4.長度與面積之比

4.纖維的力學(xué)功能

a)纖維的拉伸強(qiáng)度通常用哪個單位來表示？

1.MPa

2.N/m

3.N

4.kg

b)下列哪種纖維的彈性模量最大？

1.氨綸

2.錦綸

3.滌綸

4.腈綸

c)纖維的斷裂伸長率是指纖維在拉伸到斷裂時延伸的百分比，以下哪個值表示斷裂伸長率？

1.0.1%

2.10%

3.100%

4.1000%

5.纖維的染色功能

a)下列哪種纖維最不易染色？

1.棉

2.萊卡

3.絲綢

4.聚酯纖維

b)染色效率通常用什么來表示？

1.染色度

2.染色率

3.染色深度

4.染色溫度

c)下列哪種染料主要用于纖維素纖維的染色？

1.直接染料

2.酸性染料

3.活性染料

4.分散染料

6.纖維的熱功能

a)纖維的熔點(diǎn)是指纖維在加熱到多少度時開始軟化？

1.100°C

2.200°C

3.300°C

4.400°C

b)下列哪種纖維的熱穩(wěn)定性最好？

1.氨綸

2.滌綸

3.錦綸

4.絲綢

c)纖維的耐熱性通常用什么來衡量？

1.熱延伸率

2.熔點(diǎn)

3.耐熱時間

4.耐熱強(qiáng)度

7.纖維的耐化學(xué)功能

a)纖維的耐酸功能通常用什么來表示？

1.酸度值

2.耐酸性

3.酸堿度

4.堿度

b)下列哪種纖維耐堿性較差？

1.滌綸

2.腈綸

3.錦綸

4.玻璃纖維

c)纖維的耐化學(xué)品功能通常包括哪些方面？

1.耐酸、耐堿、耐溶劑

2.耐氧化、耐還原、耐熱

3.耐光、耐水、耐摩擦

4.耐熱、耐光、耐磨損

8.纖維的耐光功能

a)纖維的耐光性通常用什么來表示？

1.透光率

2.吸光度

3.光澤度

4.亮度

b)下列哪種纖維耐光性較好？

1.絲綢

2.滌綸

3.錦綸

4.棉

c)纖維的耐光功能測試通常包括哪些項(xiàng)目？

1.耐光、耐熱、耐化學(xué)品

2.耐光、耐水、耐摩擦

3.耐酸、耐堿、耐溶劑

4.耐光、耐熱、耐化學(xué)品

答案及解題思路：

1.纖維類型及分類

a)2.天然纖維

b)2.腈綸、滌綸、錦綸

c)4.人工合成的腈綸

2.纖維的化學(xué)組成

a)1.(C6H10O5)n

b)4.丙烯腈

c)1.乙烯

3.纖維的物理功能

a)2.μm

b)4.表面積

c)3.質(zhì)量與體積之比

4.纖維的力學(xué)功能

a)1.MPa

b)4.滌綸

c)2.100%

5.纖維的染色功能

a)4.聚酯纖維

b)2.染色率

c)3.活性染料

6.纖維的熱功能

a)3.300°C

b)2.滌綸

c)2.熔點(diǎn)

7.纖維的耐化學(xué)功能

a)1.酸度值

b)4.玻璃纖維

c)1.耐酸、耐堿、耐溶劑

8.纖維的耐光功能

a)1.透光率

b)2.滌綸

c)1.耐光、耐熱、耐化學(xué)品

解題思路：本題主要考察纖維的基本知識，包括纖維的分類、化學(xué)組成、物理功能、力學(xué)功能、染色功能、熱功能、耐化學(xué)功能和耐光功能等方面的知識點(diǎn)。根據(jù)纖維的特點(diǎn)和分類，選擇正確的答案。二、填空題1.按照化學(xué)組成，纖維可以分為天然纖維、化學(xué)纖維和合成纖維三類。

2.纖維的強(qiáng)度主要取決于纖維的分子結(jié)構(gòu)、纖維的形態(tài)和纖維的密度三個因素。

3.纖維的熱穩(wěn)定性是指纖維對高溫、氧化和熱分解的抵抗能力。

4.纖維的耐化學(xué)功能主要包括耐酸、耐堿、耐溶劑和耐氧化等。

5.纖維的耐光功能主要表現(xiàn)在耐紫外線、耐光氧化和耐光老化等方面。

答案及解題思路：

答案：

1.天然纖維、化學(xué)纖維、合成纖維

2.纖維的分子結(jié)構(gòu)、纖維的形態(tài)、纖維的密度

3.高溫、氧化、熱分解

4.耐酸、耐堿、耐溶劑、耐氧化

5.耐紫外線、耐光氧化、耐光老化

解題思路：

1.纖維的化學(xué)組成決定了其分類，天然纖維來源于自然界的植物、動物等，化學(xué)纖維是通過化學(xué)方法合成的，合成纖維則是通過化學(xué)合成得到的。

2.纖維的強(qiáng)度受多種因素影響，包括其分子結(jié)構(gòu)、形態(tài)和密度等，這些因素共同決定了纖維的物理功能。

3.纖維的熱穩(wěn)定性是指其在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性，包括對高溫、氧化和熱分解的抵抗能力。

4.纖維的耐化學(xué)功能是指其抵抗化學(xué)試劑的能力，包括耐酸、耐堿、耐溶劑和耐氧化等。

5.纖維的耐光功能是指其在光照條件下的穩(wěn)定性，包括耐紫外線、耐光氧化和耐光老化等方面。這些功能的測試方法通常包括加速老化試驗(yàn)、耐光指數(shù)測試等。三、判斷題1.天然纖維主要是指動植物體內(nèi)天然的纖維。

2.人工合成纖維具有比天然纖維更好的功能。

3.纖維的拉伸功能越好，其斷裂強(qiáng)度就越高。

4.纖維的耐磨功能與其纖維直徑有關(guān)。

5.纖維的耐光功能越好，其耐化學(xué)功能就越差。

答案及解題思路：

1.答案：正確

解題思路：天然纖維包括植物纖維（如棉、麻）、動物纖維（如羊毛、蠶絲）和礦物纖維（如石棉），它們都是自然界中動植物體內(nèi)自然的纖維。

2.答案：錯誤

解題思路：人工合成纖維雖然具有某些特定功能的優(yōu)勢，但并不一定在所有功能上都優(yōu)于天然纖維。例如天然纖維如棉、麻在吸濕性和透氣性方面通常優(yōu)于許多合成纖維。

3.答案：正確

解題思路：纖維的拉伸功能越好，意味著纖維在受到拉伸力時能承受更大的應(yīng)變而不破裂。通常，這種功能好的纖維在斷裂前能承受更大的力，因此斷裂強(qiáng)度較高。

4.答案：正確

解題思路：纖維的耐磨功能確實(shí)與其直徑有關(guān)。一般來說，纖維直徑越小，耐磨功能越好，因?yàn)檩^小的纖維結(jié)構(gòu)更加緊密，不易被磨損。

5.答案：錯誤

解題思路：纖維的耐光功能和耐化學(xué)功能通常是獨(dú)立的功能指標(biāo)。耐光功能好的纖維不一定在耐化學(xué)功能上較差。實(shí)際上，許多耐光功能好的纖維也具備良好的耐化學(xué)功能。四、簡答題1.簡述纖維的分類及各自的代表性纖維。

纖維的分類主要分為天然纖維和合成纖維兩大類。天然纖維包括植物纖維（如棉、麻）、動物纖維（如羊毛、蠶絲）和礦物纖維（如石棉）。代表性纖維有：棉纖維、羊毛、蠶絲、腈綸、錦綸等。

2.簡述纖維強(qiáng)度、斷裂伸長率、彈性等物理功能的測試方法。

纖維強(qiáng)度測試方法：采用單纖維強(qiáng)力儀，將纖維固定在儀器上，以一定速度拉伸至斷裂，記錄斷裂時的最大負(fù)荷值。

斷裂伸長率測試方法：將纖維固定在強(qiáng)力儀上，以一定速度拉伸至斷裂，記錄斷裂時的長度與原長度的比值。

彈性測試方法：采用回復(fù)率測試儀，將纖維拉伸至一定長度，保持一段時間后釋放，記錄纖維恢復(fù)至原長度的百分比。

3.簡述纖維的染色功能與測試方法。

染色功能測試方法：將纖維在特定條件下進(jìn)行染色，觀察染色均勻性、染色深度和染色牢度等指標(biāo)。

4.簡述纖維的熱功能與測試方法。

熱功能測試方法：采用熱重分析儀（TGA）和差示掃描量熱法（DSC）等，測定纖維的熱穩(wěn)定性、熱分解溫度和熱導(dǎo)率等指標(biāo)。

5.簡述纖維的耐化學(xué)功能與測試方法。

耐化學(xué)功能測試方法：將纖維在特定化學(xué)試劑中浸泡一定時間，觀察纖維的強(qiáng)度、斷裂伸長率等功能變化。

6.簡述纖維的耐光功能與測試方法。

耐光功能測試方法：將纖維在特定光源下照射一定時間，觀察纖維的強(qiáng)度、斷裂伸長率等功能變化。

7.簡述纖維的綜合功能與測試方法。

綜合功能測試方法：綜合考慮纖維的強(qiáng)度、斷裂伸長率、彈性、染色功能、熱功能、耐化學(xué)功能和耐光功能等指標(biāo)，對纖維進(jìn)行全面評價(jià)。

答案及解題思路：

1.答案：纖維分為天然纖維和合成纖維兩大類，代表性纖維有棉纖維、羊毛、蠶絲、腈綸、錦綸等。

解題思路：根據(jù)纖維的分類和代表性纖維，進(jìn)行歸納總結(jié)。

2.答案：纖維強(qiáng)度測試采用單纖維強(qiáng)力儀，斷裂伸長率測試采用強(qiáng)力儀，彈性測試采用回復(fù)率測試儀。

解題思路：分別介紹纖維強(qiáng)度、斷裂伸長率和彈性測試方法，并舉例說明。

3.答案：纖維的染色功能測試方法包括觀察染色均勻性、染色深度和染色牢度等指標(biāo)。

解題思路：介紹纖維染色功能測試方法，并說明測試指標(biāo)。

4.答案：纖維的熱功能測試方法包括熱重分析儀（TGA）和差示掃描量熱法（DSC）等。

解題思路：介紹纖維熱功能測試方法，并舉例說明。

5.答案：纖維的耐化學(xué)功能測試方法包括將纖維在特定化學(xué)試劑中浸泡一定時間，觀察功能變化。

解題思路：介紹纖維耐化學(xué)功能測試方法，并說明測試過程。

6.答案：纖維的耐光功能測試方法包括將纖維在特定光源下照射一定時間，觀察功能變化。

解題思路：介紹纖維耐光功能測試方法，并說明測試過程。

7.答案：纖維的綜合功能測試方法包括綜合考慮纖維的多種功能指標(biāo)。

解題思路：介紹纖維綜合功能測試方法，并強(qiáng)調(diào)綜合考慮多種功能指標(biāo)的重要性。五、計(jì)算題1.已知某纖維的斷裂強(qiáng)度為5cN/dtex，試求其在2cN/dtex時的斷裂伸長率。

解題步驟：

斷裂伸長率=（最終伸長長度初始長度）/初始長度

斷裂伸長率通常用百分比表示。

由于題目中只提供了斷裂強(qiáng)度，而沒有提供具體纖維的長度和伸長情況，因此無法直接計(jì)算斷裂伸長率。需要更多具體數(shù)據(jù)才能完成計(jì)算。

2.若某纖維的耐光等級為4級，求其在陽光下放置100小時后的白度變化量。

解題步驟：

白度變化量=最終白度初始白度

耐光等級表示纖維抵抗光降解的能力，通常有耐光等級和相應(yīng)的白度變化量數(shù)據(jù)表。

沒有具體纖維的白度數(shù)據(jù)，因此無法計(jì)算白度變化量。

3.某纖維在100℃下經(jīng)過30分鐘，長度減少了10%，求其熱收縮率。

解題步驟：

熱收縮率=（收縮長度/初始長度）100%

這里，收縮長度為初始長度的10%。

計(jì)算公式為：

熱收縮率=（10%/100%）100%=10%

4.某纖維的密度為1.25g/cm3，求其在水中上升速度為多少mm/s。

解題步驟：

纖維在水中的上升速度可以用阿基米德原理計(jì)算，公式為：v=(ρ_fiberρ_water)gd3/18μ

其中，ρ_fiber為纖維密度，ρ_water為水的密度（1g/cm3），g為重力加速度（9.81m/s2），d為纖維直徑，μ為水的動力粘度（約為1cP=1mPa·s）。

假設(shè)纖維直徑d和水的動力粘度μ已知，我們可以代入計(jì)算：

v=(1.251)9.81d3/(181)mm/s

沒有纖維直徑d的具體數(shù)據(jù)，因此無法計(jì)算上升速度。

5.某纖維在0.1N/m的拉力下，其彈性模量為100N/m2，求其在100N/m的拉力下的彈性模量。

解題步驟：

彈性模量是材料的力學(xué)性質(zhì)，定義為應(yīng)力與應(yīng)變的比值。

彈性模量與應(yīng)力成比例，所以在不同的應(yīng)力下，彈性模量應(yīng)當(dāng)是恒定的，除非纖維的材質(zhì)性質(zhì)發(fā)生變化。

根據(jù)題意，假設(shè)纖維的性質(zhì)不隨應(yīng)力變化，則：

在100N/m的拉力下的彈性模量仍然是100N/m2。

答案及解題思路：

1.由于缺乏初始伸長數(shù)據(jù)，無法計(jì)算斷裂伸長率。

2.由于缺乏白度數(shù)據(jù)，無法計(jì)算白度變化量。

3.熱收縮率為10%。計(jì)算方法：熱收縮率=（收縮長度/初始長度）100%=10%

4.由于缺乏纖維直徑和水的動力粘度數(shù)據(jù)，無法計(jì)算上升速度。

5.在100N/m的拉力下的彈性模量仍然是100N/m2。解題思路：彈性模量是材料本身的屬性，與應(yīng)力成比例，假設(shè)材料性質(zhì)不變化，則彈性模量保持恒定。六、論述題1.論述纖維的物理功能與其應(yīng)用之間的關(guān)系。

（1）引言

纖維的物理功能包括硬度、彈性、強(qiáng)度、伸長率、密度、熱穩(wěn)定性等。

纖維的物理功能對其應(yīng)用領(lǐng)域有著直接的影響。

（2）具體論述

硬度與耐磨性：硬度高的纖維如碳纖維，適用于制造高功能復(fù)合材料。

彈性與恢復(fù)力：彈性好的纖維如天然橡膠，適合制作彈性制品。

強(qiáng)度與耐久性：高強(qiáng)度纖維如鋼鐵纖維，適用于建筑加固。

密度與輕量化：低密度纖維如玻璃纖維，用于航空航天材料。

（3）案例分析

碳纖維在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

聚氨酯纖維在運(yùn)動鞋鞋底中的應(yīng)用。

2.論述纖維的化學(xué)功能對其加工功能的影響。

（1）引言

纖維的化學(xué)功能包括可塑性、耐化學(xué)性、熱穩(wěn)定性等。

化學(xué)功能直接影響纖維的加工過程和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

（2）具體論述

可塑性：可塑性好的纖維如聚乙烯，易于拉伸加工。

耐化學(xué)性：耐化學(xué)性強(qiáng)的纖維如聚四氟乙烯，適用于化學(xué)腐蝕環(huán)境。

熱穩(wěn)定性：熱穩(wěn)定性高的纖維如聚酰亞胺，適用于高溫環(huán)境。

（3）案例分析

聚酰亞胺纖維在航空航天領(lǐng)域的加工應(yīng)用。

聚乙烯纖維在塑料包裝材料中的加工應(yīng)用。

3.論述纖維的綜合功能與材料科學(xué)之間的關(guān)系。

（1）引言

纖維的綜合功能是指其在物理、化學(xué)、力學(xué)等各方面的功能總和。

材料科學(xué)的發(fā)展與纖維綜合功能的研究密切相關(guān)。

（2）具體論述

綜合功能與材料設(shè)計(jì)：通過優(yōu)化纖維綜合功能，設(shè)計(jì)出具有特定功能的材料。

綜合功能與材料改性：通過改性手段提高纖維的綜合功能。

綜合功能與材料測試：通過測試手段評估纖維的綜合功能。

（3）案例分析

納米纖維在復(fù)合材料中的應(yīng)用。

納米纖維在電子器件中的應(yīng)用。

答案及解題思路：

答案：

1.纖維的物理功能與其應(yīng)用之間的關(guān)系體現(xiàn)在不同功能的纖維適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。例如碳纖維因其高強(qiáng)度和輕量化特性，被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域；而聚氨酯纖維因其彈性，被用于制作運(yùn)動鞋鞋底。

2.纖維的化學(xué)功能對其加工功能的影響顯著。例如聚酰亞胺纖維因其耐高溫和耐化學(xué)性，適用于航空航天領(lǐng)域的加工；聚乙烯纖維因其可塑性，易于拉伸加工，適用于塑料包裝材料。

3.纖維的綜合功能與材料科學(xué)之間的關(guān)系體現(xiàn)在通過材料科學(xué)的研究，可以優(yōu)化纖維的綜合功能，設(shè)計(jì)出具有特定功能的材料。例如納米纖維的應(yīng)用得益于材料科學(xué)的發(fā)展，其在復(fù)合材料和電子器件中的應(yīng)用展示了材料科學(xué)的進(jìn)步。

解題思路：

解題時，首先明確纖維的物理功能、化學(xué)功能和綜合功能的定義和重要性。結(jié)合具體案