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1、复习题一、名词解释1 .纺丝流变学：是研究纺丝流体的流动和变形的基本规律及造成流体流变的各因素之间关 系的一门学科2 .临界缠结分子量：是大分子链间发生相互缠结时的分子量。3 .粘流活化能：一个分子克服其他分子对他的作用而改变位置时所需的能量。4 .结构粘度指数联表征流体结构化的程度5 .拉伸粘度：作用在纤维丝条横截面的拉伸全应力分量与拉伸应变速率的比值6 .非牛顿指数：流体偏离牛顿流体的程度7 .零切粘度：剪切速率趋于零的粘度/低剪切速率时，缠结与解缠结处于一个动态平衡，表观粘度保持恒定，此时流体的粘度定义为零切粘度8 .表观粘度：流体的流动曲线上原点与曲线上任意一点连线的斜率9 .稳态纺丝
2、：纺丝过程是一个状态参数连续变化的非平衡态动力学过程。同一时间不同位置运动速度V、温度T、组分C、应力P等连续变化，但在每一个选定的位置上这 些参数不随时间而变化，他们在纺丝线上形成一种稳定的分布。10 .纺丝将成纤聚合物熔体或浓溶液，用纺丝泵（或称计量泵）连续、定量而均匀地从喷 丝头（或喷丝板）的毛细孔中挤出，而成为液态细流，再在空气、水或特定的凝固浴中 固化成为初生纤维的过程称“纺丝”。11 .冷却长度：喷丝板至丝条固化点的距离。12 .可纺性流体承受稳定的拉伸操作所具有的形变能力；或流体在拉伸作用下形成连续细长丝条的能力，称为可纺性。13 .内聚断裂所产生的内应力等于内聚力（丝条强度）在
3、粘弹性流体的拉伸流动中，当储存的弹性能时发生的断裂，称为内聚断裂。14 .毛细断裂：由表面张力引起的扰动 （波动）产生的毛细波发展到振幅8等于自由表面无 扰动的丝条半径 R时，细流解离成液滴而发生的断裂，称为毛细断裂。15 .纤维聚集态结构：纤维聚集态结构，是指纤维中成纤聚合物大分子链间的几何排列，又称三次结构，也称为超高分子结构。16 .取向大分子链、链段或微晶在外力作用下沿着外力方向有序的平行排列的现象，主要 为单轴取向17 .链段取向 通过单键的内旋转引起的链段运动来完成，这种取向在玻璃化温度以上就可进行18 .分子链取向 通过各链段的协同运动来完成，只有在粘流态下才能实现19 .晶粒取
4、向 通过晶区的破坏和重新排列来完成，一般需在外力作用下进行20 .三因次溶解度参数21 .凝固值对同一高聚物溶液来说，滴定所用凝固浴体积的立方厘米数称为此滴定液（即凝固浴）的凝固值Vb ,它表征该浴液的凝固强度。22 .双扩散 纺丝原液细流在凝固浴中的双扩散包括凝固浴中的凝固剂向原液细流内部的 扩散，也包括原液中溶剂向凝固浴扩散23 .自由挤出速度 在无拉伸作用下：从计量泵送出的纺丝原液被压入喷丝孔道（喷丝孔直 径为DD00 ,孔道长度为LL00 ）,然后从喷丝孔口挤出。 原液细流在孔口处出现胀大 （膨 化）。此时细流的速度是自由流出速度Vf ,24 .临界浓度：在一定温度下，当溶液中高聚物的
5、浓度为某一固定值时，不断改变体系中溶剂于凝固剂的比例， 在达某一临界值后，高聚物开始从溶液中析出，此时溶剂在溶剂一凝固剂体系中的浓度成为临界浓度。25 .凝固强度凝固值Vb ,它表征该浴液的凝固强度。Vb的数值越小，凝固浴的凝固强度越大。Vb的数值越小，体系越容易发生相分离。26 .传质通量比溶剂的通量（Js）和非溶剂（凝固剂）的通量（Jn）比值（Js/JN）,此值称为 传质通量比27冷拉伸是指拉伸时初生纤维处于空气包围之中，纤维与空气介质之间有热量传递一般适应于玻璃化温度在室温附近的初生纤维；PA628 .拉伸点是细颈发生阶段，在生产上通常所说的拉伸点”或拉伸区”，29 .增塑作用使大分子链
6、的柔性或高分子材料的可塑性增大的作用当初生纤维内包含水、溶剂单体等低分子物，使分子间作用力减弱增塑作用30 .熔体破裂发生在某临界挤出速度以上的不稳定流动，挤出物表面出现不规则现象甚至出现破裂 使其内部质量受到破坏31 .结晶速率常数在一定的温度下，结晶度达到最大可能结晶度的1/2所需时间的倒数（ti/2）-1称为结晶速率常数32 .动力学结晶能力K（T）曲线下的面积，其表示高聚物从熔点 Tm以单位冷却速率降温至玻璃 化转变温度Tg时所得到的相对结晶度。一.填空及作图题。1 .影响纺丝流体剪切粘性的因素有：聚合物分子结构特征、聚合物溶液浓度、温度、溶剂性质、混合、流体静压 。2 .影响拉伸粘度
7、的主要因素有：拉伸应变速率、温度、相对分子量及其分布、混合。3 .聚合物流体的弹性主要来自 构象嫡的贡献,在纺丝成形中的表现有：挤出胀大。4 .化学纤维成型过程中， 挤出细流的类型按照粘度增加排序为：液滴型、漫流型、胀大型、破裂型 四种。其转化条件为：”流体表面张力J、刀粘度T、一喷丝孔径T、 V3挤出速度T ,正常的挤出细流的类型是：胀大型。5 .决定最大丝条长度的断裂机理至少有二种，一种是内聚破坏，另一种是毛细破坏。熔体纺丝一般不发生 内聚破坏、湿法纺丝一般不发生 毛细破坏、缩聚型高聚物一般不 发生内聚破坏、加聚型高聚物一般不发生 毛细破坏。6 .在稳态纺丝中，熔体纺丝线上受到的力有：重力
8、Fg、表面张力Fs、惯性力Fi、隆擦阻力Ff、流变阻力Fr,接近卷绕点时最主要的力是：卷绕张力Fext（Fr（L）。7 .在熔体纺丝线上丝条冷却的控制因素是变化的。在纺纱窗的上段纺丝线， 冷却过程受冷却吹风速度 Vy控制;此时， 冷却吹风速度和温度变化 对纤维不匀率的影响较大。在纺丝窗的下段纺丝线，冷却过程决定于丝条速度Vx。对于高速纺丝：Vy/Vx=0.125的位置上及，冷却过程对纤维的影响 较上，所以高速纺丝条抗干扰性 好，质量稳定。8 .纺丝过程中的取向作用有两种取向机理，一种是熔体状态下的流动取向，包括剪切流动取向和拉伸流动取向，另一种是纤维固化区的 形变取向。9 .熔体纺丝高聚物动力
9、学结晶能力由高到低依次为：PA66、PP、PA6、PET常规纺丝线上能结晶的是：PA66、PP,不能结晶的是：PA6 PETo10 .根据拉伸应变速率的不同，可将熔体纺丝线分成 胀大区、形变（细化）区、固化 丝条运动区三个区,其中第二区是发生拉伸流动和形成纤维最初结构的主要区域, 因此 也是纺丝成型过程最重要的区域。11 .根据拉伸时所处的介质不同， 纤维拉伸的方式一般有 干拉伸、湿拉伸和蒸气浴拉伸 三种，其中，干拉伸又可分为室温拉伸和热拉伸。12 .纤维的拉伸形变包括： 普弹形变、高弹形变 和塑性形变。初生纤维的拉伸一定是在高弹形变的基础上进行的。而塑性形变 是拉伸形变中的有效部分,是拉伸过
10、程中应设法发展的。13 .根据热定型时纤维的收缩状态来区分，热定型有：控制张力热定型、定长热定型、部分收缩热定型、自由收缩热定型 。14 .纺丝流体是一个泛意上的概念，可以是高分子 的、,、等。Un 6 4-2 0 u ft mo.Euv承tf三、画图题1.画出各种高聚物流变体的流动曲线，并标出 n值。好2.常规熔体纺丝线上直径、速度、速度梯度和张力的分布图。EE ,uvu.朝riit=4000m/min“口工36 Mm.“=6000E，nlD=3am3.粘胶原液、干法纺丝原液、聚乙烯醇溶液的两相平衡图。IT lb LGST在溶剂的常规溶液相态卜，也即在溶剂的7-用小度IW范内，体系为混溶的均
11、相；温度腐于溶剂沸点73b以I.会出现互不相 Tf LCST Tb下临界混溶温度 LCST在辅度国范 内，*温度越低溶解度越高。，适用于粘胶纺丝溶液 工体系。LCSTTf Tf UCST 图1-矍大精的：力：=0/4 f ltliw M Rfi看*离为史必口-篁门构的：啸：=01日E分子UtSRDO卜修策冲击为工招白品/干纺成形时沿纺程温度和溶剂的浓度分布5 .在三元体系相平衡图上表示出浓缩凝固、稀释凝固、等浓凝固的路径 。6 .画出干纺成形时沿纺程温度和溶剂的浓度分布图。根据传质机理和纤维内溶剂含量和温度的变化，可以把整个成形过程分成三个区域1-纤维表面温度2-纤维中心温度3-纤维内溶剂的平
12、均浓 度I -起始蒸发区n -恒速蒸发区出-降速蒸发区CP-纤维周围的介质P纺丝溶液-纺程7.画出a、b、c、d型拉伸曲线并标出各转折点的意义及坐标轴上对应值的意义tsDR囱旺生8 .画出温度、刚性链高聚物浓度对粘度的影响示意图。图：聚对苯二甲酰对苯二胺的硫酸溶液的粘度与浓度的依赖美系9 .画出拉伸线上速度和速度梯度分布曲线。时间t连续热拉伸和塑化拉伸时速度（1）和速度梯度（2）的典型分布I 准备区（塑化区）n 变形区（拉伸区）出一松弛区10 .画出纤维在后加工过程中形变的示意图及坐标轴上对应值得意义。纤维在后加工过程中形变的示意图1-拉伸 2-低温回复5-松弛状态热收缩4-定长热定型 3-控
13、制张力热定型图中e 10 20 30分别表示拉伸过程中所发生的 普弹、高弹（粘弹）和粘性（塑性）形变； 力 表示剩余收缩11 .画出纤维热定型过程中分子间结合能的变化示意图。揩定型时间出:热定惧过程中分了间结合能的变化四、推导与计算1 .根据连续方程，在传质和密度变化可以忽略的情况下，推导自由挤出速度 Vf与自由流出细流的胀大比B0的关系式。书上有此处不再啰嗦2 .已知湿法纺丝原液的挤出速度 V0为10m/min,初生纤维在第一导辐上的卷取速度 Vl 为3m/min,自由流出细流的胀大比 B为1.2。计算：自由挤出速度 5；表观和真实的 喷丝头拉伸率a、f;表观和真实的喷丝头拉伸比 if、ia。参考答案 6.94-70% -56.6%0.300.4321 ,纺丝线在成型区内的拉伸状态的表征（1）喷丝头拉伸率 可（）二上三乂100%（2）喷丝头拉伸比 上$ + 1 % 10（3）平均轴向速度梯度 （菊小勺晨式中：埠为纺丝原液的挤出速度;V、为初生纤维在 第一y辐上的卷取速度，Xe为凝商长度、即凝固 点与喷丝头表面之间的距离。具体计算省去1）真实喷丝头拉伸率,（粉=与2乂顺C2）真实喷纥头拉伸比上自备MC3）真实平均轴向速度梯度（口/可以直
