纺织物理考试答案 .pdfVIP

1.什么是纤维的结晶度和取向度？请论述结晶度和取向度的测定方法，并举例

说明结晶度、取向度对纤维性质的影响。①②③④

①大部分分子呈规律性整齐有序排列，形成结晶结构，称为结晶区，又称晶区。结晶区部分

占整根纤维的百分比称为结晶度。结晶度可分为重量结晶度和体积结晶度两种，重量结晶度

是由重量百分比表示的，体积结晶度则用体积百分比表示。天然纤维或化学纤维内部，大分

子的排列与纤维轴向相符合的程度称为取向度。

②纤维结晶度的测试可用密度法、x射线衍射法、红热光谱法和量热分析法。

取向度可用各个大分子与纤维轴向平角的平均数来量度。通过下式可以计算取向度f

2



f(3cos1)/2

为大分子链节排列方向与纤维几何轴线的夹角，cos2为平均取向因子。当大分子的排列

与纤维轴平行时，00，f1，表示完全取向。

红外光谱法具体如下:（纤维测试技术P88）

高聚物的红外光谱图中，各谱带对高聚物结构变化的反映不同。随着结晶度的增加，有些谱

带的强度增加，有些谱带的强度减弱，也有些不变，显示各谱带与结晶状态的关系。若将随

结晶情况变化而不变的谱带作为参考谱带，将随着结晶度的加而强度增加的作为结晶谱带，

将随着结晶度的增加而强度减弱的作为非晶谱带，则可以根据各谱带的情况可判定高聚物的

结晶结构及变化。在红外光谱仪的测量光路中加入一偏振器，可得到纤维的偏振红外光谱，

利用偏振红外光谱图可以分析纤维的取向度。

③粘胶纤维和棉纤维都是纤维素纤维，分子构成基本相同，但粘胶纤维的结晶度比棉低，导

致吸湿性要比棉好；麻和棉都是天然纤维素纤维，但麻纤维的取向度高于棉纤维，其强度也

较高；羊毛纤维的大分子为螺旋形构象，导致其取向度低，其强度在天然纤维中为很低；化

纤纤维的制造过程中，可以通过拉伸工艺来提高初生丝的取向度，从而提高其强度，改善了

它的后加工性能。

2什么是纤维的玻璃化温度、熔点？请论述玻璃化温度和熔点的测定方法，并说

明玻璃化温度和熔点在纤维加工和使用中的作用

①玻璃化温度：指高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度，指无定型聚合物（包括结晶型聚合

物中的非结晶部分）由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度，是无定型聚合物大分

子链段自由运动的最低温度，通常用Tg表示。没有很固定的数值，往往随着测定的方法和

条件而改变。高聚物的一种重要的工艺指标。在此温度以上，高聚物表现出弹性；在此温度

以下，高聚物表现出脆性。熔点是固体将其物态由固态转变（熔化）为液态的温度

②1．膨胀计法在膨胀计内装入适量的受测聚合物，通过抽真空的方法在负压下将对受测

聚合物没有溶解作用的惰性液体充入膨胀计内，然后在油浴中以一定的升温速率对膨胀计加

热，记录惰性液体柱高度随温度的变化。由于高分子聚合物在玻璃化温度前后体积的突变，

因此惰性液体柱高度-温度曲线上对应有折点。折点对应的温度即为受测聚合物的玻璃化温

度。

2．折光率法利用高分子聚合物在玻璃化转变温度前后折光率的变化，找出导致这种变化

的玻璃化转变温度。

3．热机械法（温度-变形法）在加热炉或环境箱内对高分子聚合物的试样施加恒定载荷；

记录不同温度下的温度-变形曲线。类似于膨胀计法，找出曲线上的折点所对应的温度，即

为：玻璃化转变温度。

取供试品适量，缓缓搅拌并加热至温度达90～92℃时，放入一平底耐热容器中，使供

试品厚度达到12mm±1mm,放冷至较规定的熔点上限高8～10℃；取刻度为0.2℃、水

银球长18～28mm、直径5～6mm的温度计(其上部预先套上软木塞,在塞子边缘开一小槽),

使冷至5℃后,擦干并小心地将温度计汞球部垂直插入上述熔融的供试品中，直至碰到容

器的底部（浸没12mm）,随即取出，直立悬置，俟黏附在温度计球部的供试品表面浑浊,将

温度计浸入16℃以下的水中5分钟，取出，再将温度计插入一外径约25mm、长150mm的

试管中，塞紧，使温度计悬于其中，并使温度计球部的底端距试管底部约为15mm；将试管

浸入约16℃的水浴中，调节试管的高度使温度计上分浸线同水面相平；加热使水浴温度以

每分钟2℃的速率升至38℃，再以每分钟1℃的速率升温至供试品的第一滴脱离温度计为止；

检读温度计上显示的温度，即可作为供试品的近似熔点。再取供试品，照前法反复测定数次；

如前后3次测得的熔点相差不超过1℃,可取3次的平均值作为供试品的熔点；如3次测得的

熔点相差超过1℃时，可再测定2次，并取5次的平均值作为供试品的熔点