简述纺丝成网工艺中熔融纺丝牵伸基本原理。
题目
简述纺丝成网工艺中熔融纺丝牵伸基本原理。
相似考题
参考答案和解析
正确答案:
（1）机械牵伸-由拉伸辊的速度差进行拉伸。合成纤维生产中常使用。易于对纤维控制，拉伸程度也易于保证，但需防止丝条粘连。
（2）气流牵伸-利用高速气流对丝条的摩擦进行牵伸。影响因素多，对拉伸效果的控制复杂、困难。纺粘法生产中多采用这种方法。
（2）气流牵伸-利用高速气流对丝条的摩擦进行牵伸。影响因素多，对拉伸效果的控制复杂、困难。纺粘法生产中多采用这种方法。
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第1题：
将高聚物制成浓溶液即纺丝原液，经过滤、脱泡、计量后，进入凝固浴中的喷丝头，由此挤出的原液细流与凝固浴之间进行质量交换，使原液细流凝固成型的纺丝方法是属于（）。
- A、溶液纺丝中的干法纺丝
- B、熔融纺丝中的直接纺丝
- C、溶液纺丝中的湿法纺丝
- D、熔融纺丝中的切片纺丝
正确答案:C -
第2题：
简述纺丝成网非织造材料的应用。
正确答案: 一、纺丝成网法非织造材料的结构与性能：
1、与干法短纤维非织造材料相比，纺丝成网法非织造材料为长丝纤网结构，具有良好的力学性能。但手感较硬，均匀性均要差一些。
2、薄型纺丝成网法非织造材料与熔喷法非织造材料相比，均匀性较差，孔隙尺寸较大，抗渗透性较差。两者复合形成的SMS材料，可取长补短，既有较好的力学性能，又有良好的屏蔽性能。
二、影响纺丝成网法非织造材料性能的主要因素
1、纺丝牵伸工艺影响单丝细度和强力：相关实验表明，在相同挤出量条件下，长丝细度下降，其强力增加，断裂伸长减小。随着纺丝速度的加快，纺丝线上丝束的张力增大，致使成网长丝分子取向度随之增高
2、喷丝孔吐出量Q对纤网的影响：纺丝成网工艺中纺丝速度相同时，若喷丝孔的吐丝量下降，则丝条在纺程上所受压力相对增加，这有利于长丝的取向、结晶和长丝细化。
3、喷丝孔的孔数和孔径：理论上讲纺丝成网喷丝板的孔径在0.2～0.80mm范围内均可纺丝。实际工程上选择孔径的依据是控制聚合物熔体出喷丝孔的剪切速率范围。喷丝孔的排列和孔数对熔体细流的均匀冷却，良好凝固成形有很大关系。圈形分布时喷丝板外圈的丝条能均匀冷却，但当孔数较多时，内圈的丝条往往不容易充分冷却。矩形分布，其优点是可以改进内层丝条的冷却，但缺点是侧吹风迎风侧和背风侧丝条的冷却条件不一致。 -
第3题：
纺丝成网工艺按纺丝原理可分为（）
- A、熔喷法
- B、熔融纺
- C、溶剂纺
- D、湿纺
正确答案:B,C,D -
第4题：
试列出纺丝成网工艺主要的牵伸方法，并比较它们的特点。
正确答案: 主要方式有罗拉机械牵伸和气流牵伸，纺丝成网工艺多数采用气流牵伸。
1）罗拉机械牵伸是通过一定的机械速度比来实现牵伸的，
2）气流牵伸是利用高速气流对丝条的摩擦进行牵伸，分正压牵伸和负压牵伸。主要取决于气流的速度与压力。 -
第5题：
为什么腈纶用湿法纺丝，而涤纶用熔融纺丝？
正确答案:由于聚丙烯腈的熔点很高（Tm=318℃），分解温度（Td=220℃）低于熔点，所以不能用熔融纺丝，而只能在适当的溶剂（如二甲基酰胺）中形成溶液后用湿法纺丝。由于聚对苯二甲酸乙二酯的熔点为260-270℃，低于分解温度（约350℃），可用熔融纺丝。 -
第6题：
阐述纺粘法工艺中熔融纺丝流变过程。
正确答案: 聚合物熔体从喷丝孔挤出，经历入流、微孔流动、出流、变形和稳定的流变过程。
（1）入口区：聚合物熔体从直径较大的空间挤入较小的微孔，流动速度急剧增大，动能增加。
（2）微孔区：流动特点：流速不同，靠近孔壁速度小，孔中心速度大，存在径向速度梯度。
（3）出口区：聚合物熔体从微孔挤出后即产生“膨化胀大”现象，其原因是高弹形变的迅速恢复。膨胀严重时将出现熔体破裂现象，此时丝条表面不光滑，出现波纹、竹节或螺旋等外观。
（4）变形区：聚合物熔体离开出口区时，温度仍然很高，流动性也较好，在张力的作用下能迅速拉伸变形。同时，由于空气的冷却作用，熔体细流的温度越来越低，而粘度越来越高，因此，粘流态的熔体细流逐渐变成稳定的固态纤维。
（5）无变形区：如果不再创造新的拉伸条件，纤维直径将稳定不变，但刚成形的初生纤维的性能是很低的。 -
第7题：
问答题阐述纺粘法工艺中熔融纺丝流变过程。正确答案： 聚合物熔体从喷丝孔挤出，经历入流、微孔流动、出流、变形和稳定的流变过程。
（1）入口区：聚合物熔体从直径较大的空间挤入较小的微孔，流动速度急剧增大，动能增加。
（2）微孔区：流动特点：流速不同，靠近孔壁速度小，孔中心速度大，存在径向速度梯度。
（3）出口区：聚合物熔体从微孔挤出后即产生“膨化胀大”现象，其原因是高弹形变的迅速恢复。膨胀严重时将出现熔体破裂现象，此时丝条表面不光滑，出现波纹、竹节或螺旋等外观。
（4）变形区：聚合物熔体离开出口区时，温度仍然很高，流动性也较好，在张力的作用下能迅速拉伸变形。同时，由于空气的冷却作用，熔体细流的温度越来越低，而粘度越来越高，因此，粘流态的熔体细流逐渐变成稳定的固态纤维。
（5）无变形区：如果不再创造新的拉伸条件，纤维直径将稳定不变，但刚成形的初生纤维的性能是很低的。解析： 暂无解析 -
第8题：
问答题阐述纺丝成网方法基本原理及其分类特征。正确答案： 利用化学纤维纺丝成型原理，采用高聚物的熔体进行熔融纺丝成网，或浓溶液进行纺丝和成网，纤网经机械、化学、热粘合加固后制成非织造材料。
1）熔融纺丝法：卷取速度高（或纺丝速度高），喷丝孔孔数少或中，无须回收工序
2）干法纺丝：卷取速度中（或纺丝速度中），喷丝孔孔数少或中，要回收、再生工序
3）湿法纺丝：卷取速度小（或纺丝速度低），喷丝孔孔数少或多，要回收、再生工序解析： 暂无解析 -
第9题：
问答题分析比较纺丝成网和熔喷工艺与产品的差别。正确答案： 1）纺丝成网法产品纵向强力低，横向强力高；
2）熔喷法产品的纤维细度较小，通常小于10μm，大多数纤维的细度在1～4μm；
3）薄型纺丝成网法非织造材料与熔喷法非织造材料相比，均匀性较差，孔隙尺寸较大，抗渗透性较差解析： 暂无解析 -
第10题：
问答题简述纺丝成网工艺中熔融纺丝牵伸基本原理。正确答案： （1）机械牵伸-由拉伸辊的速度差进行拉伸。合成纤维生产中常使用。易于对纤维控制，拉伸程度也易于保证，但需防止丝条粘连。
（2）气流牵伸-利用高速气流对丝条的摩擦进行牵伸。影响因素多，对拉伸效果的控制复杂、困难。纺粘法生产中多采用这种方法。解析： 暂无解析 -
第11题：
填空题熔融纺丝成网中的纺丝组件包括（）、（）、（）、（）、（）、（）和（）正确答案： 扩散板,密封圈,过滤层,分配板,耐压板,喷丝板,组件座解析： 暂无解析 -
第12题：
问答题分析比较纺丝成网和熔喷工艺与产品的差别，讨论SMS材料特点。正确答案： SMS复合材料：为了克服熔喷法非织造布强力低的缺点，开发了熔喷非织造布与纺丝成网非织造布叠层材料
熔喷工艺是一个非稳态的纺丝过程，从熔喷模头喷丝孔到接收装置的整条纺丝线上，各种作用力不能保持动平衡。由于这种区别于传统纺丝工艺条件的非稳态纺丝过程，造成了熔喷纤维粗细长短的不一致。纺丝成网法非织造布纤网中纤维直径的均匀度明显好于熔喷纤维，纺粘工艺中，纺丝工艺条件是稳态的，牵伸和冷却条件变化波动较小，纺丝线上各点每一瞬时所流经的聚合物质量相等，纺丝线上某点的聚合物的密度、丝条横截面面积和运动速度的乘积为常数，即服从流动连续性方程所描述的规律，纺粘工艺形成的纤维是连续不断的长丝。解析： 暂无解析 -
第13题：
简述纺丝成网法常用原料性能。
正确答案: 1）聚合物分子量和分布（MWD）：
聚合物原料的分子量体现其聚合度的高低，分子量及分子量分布对加工性能和成纤后的性能等具有明显的影响。分子量过高过低，均不利于丝束强力的提高，因此纺丝成网工艺要求聚合物原料的分子量适中，这样可得到粘度适当的熔体。一般说，纤维强度随高聚物的平均相对分子量的提高而提高。
2）高分子链结构对成纤高聚物性质影响
主链结构：
当聚合物主链结构引入双键时，由于诱导效应或共轭效应，而改变链中原子间的相互作用。引入与主链原子不同价的原子、双键或环结构，则会改变链的柔性。高聚物链的结构变化，均会改变分子间相互作用力的大小，和改变链的构型和晶格，以及分子间距离。大分子链中侧基的性质：改变大分子链中侧基的性质，使分子中的电子云密度重新分布，改变键的长度、能量和极性。由于未结合原子和基团相互作用而引起大分子链的柔性发生改变，同时对大分子链的平衡构型、分子间的相互作用力和晶格产生显著影响。
3）成纤高聚物分子间的作用力
分子间的作用力包括范德华力（静电力、诱导力和色散力）和氢键。静电力是极性分子之间的引力，极性分子都具有永久偶极，永久偶极之间的静电相互作用的大小与分子偶极的大小和定向程度有关。
诱导力是极性分子的永久偶极与它在其他分子上引起的诱导偶极之间的相互作用力。
大分子间的相互作用以氢键为最强。氢键可以在分子间形成，如极性的液体水、醇、氢氟酸和有机酸等都有分子间的氢键，在极性的高聚物如聚酰胺、纤维素、蛋白质等中，也都有分子间的氢键。
4）高分子结构与结晶能力
高聚物应具有一定规律性的化学结构和空间结构，使可能形成最佳超分子结构的纤维。为制得具有最佳综合性能的纤维，成纤高聚物应有形成半结晶结构的能力。高聚物中无定型区的存在，决定了纤网中纤维的柔软性、染色性、吸收性等。成纤高聚物的结晶能力非常重要，结晶度在很大程度上影响纺丝成网纤维的物理机械性能，通过结晶作用，纤维中的大分子与其聚集体沿着纤维轴向排列的取向状态才能固定下来。
5）成纤高聚物的热性质
高聚物制造纺丝成网非织造材料的可能性和纤维的性质与高聚物的热性质关系密切，高聚物的热性质取决于分子链结构。高聚物在受热过程中将产生两类变化。
物理变化：软化、熔融。
化学变化：环化、交联、降解、分解、氧化、水解等。
表征这些变化的温度参数是：玻璃化温度（Tg）、熔点温度（Tm）和热分解温度（Td）。从非织造材料应用的角度来看，聚合物耐高温的要求不仅是能耐多高温度的问题，还必须同时给出耐温的时间，使用环境以及性能变化的允许范围。 -
第14题：
分析比较纺丝成网和熔喷工艺与产品的差别，讨论SMS材料特点。
正确答案: SMS复合材料：为了克服熔喷法非织造布强力低的缺点，开发了熔喷非织造布与纺丝成网非织造布叠层材料
熔喷工艺是一个非稳态的纺丝过程，从熔喷模头喷丝孔到接收装置的整条纺丝线上，各种作用力不能保持动平衡。由于这种区别于传统纺丝工艺条件的非稳态纺丝过程，造成了熔喷纤维粗细长短的不一致。纺丝成网法非织造布纤网中纤维直径的均匀度明显好于熔喷纤维，纺粘工艺中，纺丝工艺条件是稳态的，牵伸和冷却条件变化波动较小，纺丝线上各点每一瞬时所流经的聚合物质量相等，纺丝线上某点的聚合物的密度、丝条横截面面积和运动速度的乘积为常数，即服从流动连续性方程所描述的规律，纺粘工艺形成的纤维是连续不断的长丝。 -
第15题：
分析比较纺丝成网和熔喷工艺与产品的差别。
正确答案: 1）纺丝成网法产品纵向强力低，横向强力高；
2）熔喷法产品的纤维细度较小，通常小于10μm，大多数纤维的细度在1～4μm；
3）薄型纺丝成网法非织造材料与熔喷法非织造材料相比，均匀性较差，孔隙尺寸较大，抗渗透性较差 -
第16题：
阐述纺丝成网方法基本原理及其分类特征。
正确答案: 利用化学纤维纺丝成型原理，采用高聚物的熔体进行熔融纺丝成网，或浓溶液进行纺丝和成网，纤网经机械、化学、热粘合加固后制成非织造材料。
1）熔融纺丝法：卷取速度高（或纺丝速度高），喷丝孔孔数少或中，无须回收工序
2）干法纺丝：卷取速度中（或纺丝速度中），喷丝孔孔数少或中，要回收、再生工序
3）湿法纺丝：卷取速度小（或纺丝速度低），喷丝孔孔数少或多，要回收、再生工序 -
第17题：
熔融纺丝成网中的纺丝组件包括（）、（）、（）、（）、（）、（）和（）
正确答案:扩散板；密封圈；过滤层；分配板；耐压板；喷丝板；组件座 -
第18题：
问答题简述纺丝成网非织造材料的应用。正确答案： 一、纺丝成网法非织造材料的结构与性能：
1、与干法短纤维非织造材料相比，纺丝成网法非织造材料为长丝纤网结构，具有良好的力学性能。但手感较硬，均匀性均要差一些。
2、薄型纺丝成网法非织造材料与熔喷法非织造材料相比，均匀性较差，孔隙尺寸较大，抗渗透性较差。两者复合形成的SMS材料，可取长补短，既有较好的力学性能，又有良好的屏蔽性能。
二、影响纺丝成网法非织造材料性能的主要因素
1、纺丝牵伸工艺影响单丝细度和强力：相关实验表明，在相同挤出量条件下，长丝细度下降，其强力增加，断裂伸长减小。随着纺丝速度的加快，纺丝线上丝束的张力增大，致使成网长丝分子取向度随之增高
2、喷丝孔吐出量Q对纤网的影响：纺丝成网工艺中纺丝速度相同时，若喷丝孔的吐丝量下降，则丝条在纺程上所受压力相对增加，这有利于长丝的取向、结晶和长丝细化。
3、喷丝孔的孔数和孔径：理论上讲纺丝成网喷丝板的孔径在0.2～0.80mm范围内均可纺丝。实际工程上选择孔径的依据是控制聚合物熔体出喷丝孔的剪切速率范围。喷丝孔的排列和孔数对熔体细流的均匀冷却，良好凝固成形有很大关系。圈形分布时喷丝板外圈的丝条能均匀冷却，但当孔数较多时，内圈的丝条往往不容易充分冷却。矩形分布，其优点是可以改进内层丝条的冷却，但缺点是侧吹风迎风侧和背风侧丝条的冷却条件不一致。解析： 暂无解析 -
第19题：
多选题纺丝成网工艺按纺丝原理可分为（）A熔喷法
B熔融纺
C溶剂纺
D湿纺
正确答案： D,C解析： 暂无解析 -
第20题：
问答题阐述纺丝成网工艺中熔融纺丝牵伸基本原理。正确答案： 刚成形的初生纤维强力低，伸长大，结构极不稳定。牵伸的目的是让构成纤维的分子长链以及结晶性高聚物的片晶沿纤维轴向取向，从而提高纤维的拉伸性能、耐磨性，同时得到所需的纤维细度。大多数纺丝成网法非织造布采用气流拉伸，少数采用机械拉伸或机械和气流的组合拉伸，气流拉伸是利用高速高压空气对丝条的粘性摩擦作用和气流对丝条的推动达到拉伸目的，拉伸的同时对纤维进行冷却防止粘连。纺丝液从喷丝孔刚出来时，温度仍很高，流动性很好，在高速空气的拉伸张力作用下，迅速被拉细，随着纤维变细，从喷丝孔刚出来时分解取向被克服，液晶区再度取向，同时变细的长丝逐渐凝固，从而保持高度结晶高度取向的纤维结构。解析： 暂无解析 -
第21题：
问答题为什么腈纶用湿法纺丝，而涤纶用熔融纺丝？正确答案： 由于聚丙烯腈的熔点很高（Tm=318℃），分解温度（Td=220℃）低于熔点，所以不能用熔融纺丝，而只能在适当的溶剂（如二甲基酰胺）中形成溶液后用湿法纺丝。由于聚对苯二甲酸乙二酯的熔点为260-270℃，低于分解温度（约350℃），可用熔融纺丝。解析： 暂无解析 -
第22题：
问答题试列出纺丝成网工艺主要的牵伸方法，并比较它们的特点。正确答案： 主要方式有罗拉机械牵伸和气流牵伸，纺丝成网工艺多数采用气流牵伸。
1）罗拉机械牵伸是通过一定的机械速度比来实现牵伸的，
2）气流牵伸是利用高速气流对丝条的摩擦进行牵伸，分正压牵伸和负压牵伸。主要取决于气流的速度与压力。解析： 暂无解析 -
第23题：
问答题简述纺丝成网法常用原料性能。正确答案： 1）聚合物分子量和分布（MWD）：
聚合物原料的分子量体现其聚合度的高低，分子量及分子量分布对加工性能和成纤后的性能等具有明显的影响。分子量过高过低，均不利于丝束强力的提高，因此纺丝成网工艺要求聚合物原料的分子量适中，这样可得到粘度适当的熔体。一般说，纤维强度随高聚物的平均相对分子量的提高而提高。
2）高分子链结构对成纤高聚物性质影响
主链结构：
当聚合物主链结构引入双键时，由于诱导效应或共轭效应，而改变链中原子间的相互作用。引入与主链原子不同价的原子、双键或环结构，则会改变链的柔性。高聚物链的结构变化，均会改变分子间相互作用力的大小，和改变链的构型和晶格，以及分子间距离。大分子链中侧基的性质：改变大分子链中侧基的性质，使分子中的电子云密度重新分布，改变键的长度、能量和极性。由于未结合原子和基团相互作用而引起大分子链的柔性发生改变，同时对大分子链的平衡构型、分子间的相互作用力和晶格产生显著影响。
3）成纤高聚物分子间的作用力
分子间的作用力包括范德华力（静电力、诱导力和色散力）和氢键。静电力是极性分子之间的引力，极性分子都具有永久偶极，永久偶极之间的静电相互作用的大小与分子偶极的大小和定向程度有关。
诱导力是极性分子的永久偶极与它在其他分子上引起的诱导偶极之间的相互作用力。
大分子间的相互作用以氢键为最强。氢键可以在分子间形成，如极性的液体水、醇、氢氟酸和有机酸等都有分子间的氢键，在极性的高聚物如聚酰胺、纤维素、蛋白质等中，也都有分子间的氢键。
4）高分子结构与结晶能力
高聚物应具有一定规律性的化学结构和空间结构，使可能形成最佳超分子结构的纤维。为制得具有最佳综合性能的纤维，成纤高聚物应有形成半结晶结构的能力。高聚物中无定型区的存在，决定了纤网中纤维的柔软性、染色性、吸收性等。成纤高聚物的结晶能力非常重要，结晶度在很大程度上影响纺丝成网纤维的物理机械性能，通过结晶作用，纤维中的大分子与其聚集体沿着纤维轴向排列的取向状态才能固定下来。
5）成纤高聚物的热性质
高聚物制造纺丝成网非织造材料的可能性和纤维的性质与高聚物的热性质关系密切，高聚物的热性质取决于分子链结构。高聚物在受热过程中将产生两类变化。
物理变化：软化、熔融。
化学变化：环化、交联、降解、分解、氧化、水解等。
表征这些变化的温度参数是：玻璃化温度（Tg）、熔点温度（Tm）和热分解温度（Td）。从非织造材料应用的角度来看，聚合物耐高温的要求不仅是能耐多高温度的问题，还必须同时给出耐温的时间，使用环境以及性能变化的允许范围。解析： 暂无解析