《化学纤维成型工艺学》常熟理工学院-试题库-部分删减版

《化学纤维成型工艺学》试题库（2021年05月）

第0章绪论（10分）

一、名词解释分

1.纤维：

2,再生纤维：

3.合成纤维：

4.长丝：

5.单丝：

6.复丝：

7.捻丝：

8.复捻丝：

9.帘线丝：

10.变形丝：

11.短纤维：

12.熔体纺丝：

13.干法纺丝：

14.湿纺纺丝：

15.初生纤维:

二、简答题

1.请列举四种常见的再生纤维：

答：

2,再生纤维的特点是什么？

答：

3.请列举至少六种常见的合成纤维。

答：

4.成纤聚合物的一般要求:

答：

5.什么是干湿法纺丝（干喷湿纺）？其优点是什么？

答：

6,对纤维拉伸后处理的意义？

答：

7.对纤维热定型后处理的意义？

答：

8.对纤维加捻后处理的意义？

答：

9.试比较回潮率和含湿率两者之间的区别。

答：回潮率：纤维所含水分的质量与干燥纤维质量的百分比；吸湿率：纤维所含水量与

纤维实际质量的百分比。

试样所含水分的质量

回潮率xlOO%

干燥试样的质量

试样所含水分的质量

含湿率=xlOO%

未干燥试样的质量

第1章聚酯纤维（25分）

一、名词解释

1.PET：聚酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯

2.PBT：聚对苯二甲酸丁二醇酯

3.PTT：聚对苯二甲酸丙二醇酯

4.DMT：对苯二甲酸二甲酯

5.EG：乙二醇

6.DMT：对苯二甲酸二甲酯

7.BHET：对苯二甲酸乙二醇酯

8.E0：环氧乙烷

9.TPA：对苯二甲酸

10.液泛：在逆流接触的气-液反应器或传质分离设备中，气体从下往上流动。当气体的流速

增大至某一数值，液体被气体阻拦不能向下流动，愈积愈多，最后从塔顶溢出，称为液

泛。

11.UDY：未拉伸丝(undrawyarn)

12.MOY：中取向丝(mediumorentedyarn)

13.POY：预取向丝(pre-orientedyarn)

14.FOY：全取向丝(fullyorientedyarn)

15.空气变形丝：是以POY或FOY为原丝，通过一个特殊的喷嘴，在空气喷射作用下单丝弯

曲形成圈状结构，环圈和绒圈缠结在一起，形成具有高度蓬松性的环圈丝。

二、简答题

1.聚酯纤维的优缺点？

答：优点：⑴断裂强度和弹性模量高，回弹性适中，热定型效果优异，耐热和耐光性好；

⑵熔点约255℃,玻璃化温度约70℃,形状稳定，织物具有洗可穿性；⑶具有优秀的阻

抗性(诸如，抗有机溶剂、肥皂、洗涤剂、漂白液、氧化剂)以及较好的耐腐蚀性，对

弱酸、碱等稳定；⑷原料丰富、廉价、生产过程简单。

缺点：(1)染色性差、吸湿性低、已积累静电、易起球；(2)用作帘子线时与橡胶的粘

结性差。

2.在DMT与EG合成BHET的反应中，如何增加BHET的产率？

答：上述反应本质上相似于酯化反应或皂解反应，是一个可逆平衡反应。为使正反应程

度尽量完全，生产上通常采用增加反应物浓度和减少生成物浓度两种方法。因此，在酯

交换反应的配比中加入过量的乙二醇；或者把所生成的甲醇从体系中排除，从而抑制逆

反应。生产中为了增加BHET的收率，通常将以上两种方法同时采用。

3.对苯二甲酸二甲酯与乙二醇合成对苯二甲酸乙二醇酯的反应中，会出现哪些副产物？

答：①生成低聚物，它们可能是二聚、三聚或四聚体，利用熔点不同，可将这些低聚体

分离；②生成对苯二甲酸甲乙酯，这是缩聚反应的链转移剂，会使BHET的缩聚反应终

止，致使PET的聚合度下降；③生成环状低聚物，这些环状低聚物会影响BHET的缩聚

反应，使PET的相对分子质量下降，熔点波动；④生成二甘醇，使PET熔点下降，颜色

发黄，树脂质量下降，纺丝困难；⑤生成乙醛，它是BHET缩聚过程的链终止剂，使PET

相对分子质量降低，此外醛类又是发色基团，会使切片变黄。

4.直接酯化法制备BHET的反应是几级反应？为什么酯化反应速度与TPA的浓度无关？

答：酯化反应为零级反应。直接酯化体系为固相TPA与液相EG共存的多相体系，酯化

反应只发生在已溶解于EG中的TPA和EG之间，溶液中反应消耗的TPA,由随后溶解的

TPA补充。由于TPA在EG中的溶解度不大，所以在TPA全部溶解前，体系中的液相为

TPA的饱和溶液，故酯化反应速度与TPA浓度无关，平衡向生成BHET方向进行。

5.是分析为什么PET可作为原料制备纤维？

答：⑴具有对称性芳环结构的线型大分子；⑵没有大的支链；⑶分子线型好，易于沿着

纤维拉伸方向取向而平行排列；⑷分子链中的具有刚性较大的基团；

6.请画出PET的顺式和反式构像的结构式：

答：（1）除去切片中的水分；聚酯切片的含水率一般为0.4%,为防止纺丝时发生水解（另

外少量的水还会生成气泡）、干燥后要求含水率在0.01%以下。（2）提高切片的软化点和

结晶度，干燥后的切片由于产生结晶，切片也变得坚硬，且熔程狭窄，熔体质量均匀，

软化点得到提高，可以防止切片进入螺杆挤压机后会很快软化粘合，造成环结阻料。

8.为什么在PET切片干燥时的温度要控制在一定的范围？

答：温度高则干燥速度加快，干燥时间缩短，干燥后湿切片的平衡含水率降低。但温度

太高，则切片易粘结，大分子降解，色泽变黄。在180℃以上易引起固相缩聚反应，影

响熔体均匀性。因此，通常预结晶温度控制在170℃以下，干燥温度控制在180℃以下。

9,熔融纺丝机的基本组成包括哪些结构？

答：⑴高聚物熔融装置：螺杆挤出机；⑵熔体输送、分配、纺丝及保温装置：包括弯管、

熔体分配管、计量泵、纺丝头组件及纺丝箱体部件；⑶丝条冷却装置：包括纺丝窗及冷

却套筒；⑷丝条收集装置：卷绕机或受丝机构；⑸上油装置：包括上油部件及油浴分配

循环机构。

10.PET纤维熔融纺丝后，上油给湿的目的是什么？

答：上油给湿的目的是为了增加丝束的集束性、抗静电和平滑性，以满足纺丝、拉伸和

后加工的要求。

11.纺丝油剂的主要组成是什么？

答：纺丝油剂是由多种组分复配而成，其主要成分有润滑剂、抗静电剂、集束剂、乳化

剂和调整剂等。

三、写出反应式

1.写出高温氧化法制备对苯二甲酸的反应：以醋酸为溶剂，醋酸钻或醋酸镒为催化剂，澳

化物为促进剂，在高温下以对二甲苯为原料，经空气液相氧化将对二甲苯一步氧化为对

苯二甲酸

CO(CH3COO)2

KBrMn(CH3coe))2

+2HO

160-230℃2

1.5~3.0MPa

2,写出环氧乙烷水解法制备乙二醇的反应:

3.氯乙醇水解法制备乙二醇的反应:

《n*-er*DnzA

EIMIr>crICC才

4.写出对苯二甲酸二甲酯与乙二醇合成对苯二甲酸乙二醇酯的反应：

CH3OOC-^)H-COOCH3+2HoeH2cH20H-

HOCH2CH2OOC^^)>—COOCH2CH2OH+2CH3OH

5.写出直接酯化法合成BHET的反应式:

COOH

HOOC—^2^~+2HoeH2cH20H

HOCHCHOOC—COOCHCHOH+2H,0

22VV-22

6.写出直接加成法制备BHET的反应式：

HOOC—COOH+2H2c------CH2--

O

HOCH2CH2OOC——COOCH2cH20H

第2章聚酰胺纤维(15分)

一、名词解释

1.PA66：聚己二酰己二胺纤维

2.PA6：聚己内酰胺纤维

3.尼龙1010：聚癸二酰癸二胺纤维

4.尼龙610：聚己二酰癸二胺纤维

二、简答题

1.请描述在聚己内酰胺的聚合反应中，开环剂水的用量对反应的影响：

答：因为水解开环存在诱导期，随水量增加，诱导期减小，反应速率提高，达到平衡的时间

减少，分子量降低；因此，在反应后期应除去水。

2.请分别描述聚己内酰胺和聚己二酰己二胺的链节结构

答：聚己内酰胺的链节结构为-NH(CH2)5CO-,聚己二酰己二胺的链节结构为-

OC(CH2)4CONH(CH2)6NH-o

3.请画出聚己二酰己二胺的晶态结构

答:

答:

1.为什么在尼龙纺丝中要对纤维进行给湿处理?

答:

三、完成反应式

1.聚酰胺66盐合成尼龙66：

2,己内酰胺的开环反应:

3.己内酰胺的引发和加成反应:

NH

H2N(CH2)5COOH+n(H2C)5'\

CO

4.聚己内酰胺的链增长反应：

H-ENH(CH2)5COi,OH+HENH(CH2)5CO

i

OH^=H-ENH(CH;)5CO^,+mOH+H2O

第3章聚丙烯纤维（10分）

一、名词解释

1.丙纶：是以丙烯聚合得到的等规聚丙烯为原料纺制而成的合成纤维，在我国聚丙烯纤维

的商品名为丙纶。

2,淤浆聚合：

3.本体聚合：是指单体在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光、热、辐射作

用下木体自身进行聚合引发的聚合反应。

4.溶液聚合：将单体和引发剂溶于适当溶剂中，在溶液状态下进行的聚合反应。

5.气相聚合：单体以气态方式加料进行的聚合反应。

6.等规聚丙烯：重复单元以相同构形有规则地排列，侧基（一CH3）在主链平面的同一侧。

7.间规聚丙烯：重复单元是以相反构型交替有规则地排列，侧基在主链平面上、下有次序

地交替布置。

8.无规聚丙烯：聚丙烯分子链上，侧基完全无规的立体配置。

9.膜裂纤维：膜裂纤维也称薄膜纤维，是高聚物薄膜经纵向拉伸、切割、撕裂或原纤化制

成的化学纤维。

二、简答题

1.合成等规聚丙烯最常用的两种催化剂是什么？

答：Ziegler-Natta催化剂和茂金属催化剂

2.合成聚丙烯的方法有哪些？

答：溶液聚合法、淤浆聚合法、本体聚合法、气象聚合法、本体法-气相法组合工艺

3.分别画出等规聚丙烯、间规聚丙烯及无规聚丙烯的结构式:

答:

4.试比较等规、间规和无规聚丙烯的结晶性

答:

5.为什么聚丙烯的耐光性和耐候性较差？

答：

6.根据形成方法不同，膜裂纤维有哪两种类型？

答：根据薄膜裂纤的方法不同，膜裂纤维可分为割裂纤维和撕裂纤维两大类。

7.试比较生产纺粘法和熔喷法非织布的主要区别

答：纺粘法是在聚合物熔体喷丝后才和拉伸的空气相接触，而熔喷法则是在聚合物熔体

喷丝的同时利用热空气以超音速和熔体细流接触，使熔体喷出并被拉成极细的无规则短

纤维。

第4章聚丙烯懵及碳纤维（10分）

一、名词解释

1.碳纤维：是有机纤维在惰性气氛中经高温碳化而成的纤维状碳化合物。

二、简答题

1.请解释聚丙烯月青生产工艺中一步法和二步法

答：

2.聚丙烯靖中的第二单体和第三弹体的作用分别是什么？

答：在聚丙烯睛的聚合过程中，提高引发剂浓度，对自由基活性、活化中心数量、聚合

反应速度、反应转换率、聚合物分子量以及分子结构规整性有何影响？

引发剂自由基1活化中心T一一修合反应速度t-反应转化率T

一碰撞1一大分子链重合、歧化、转移终止T一聚合物分子量1

一大分子端基的引发剂残剩基T-分子结构规律性I

答：I一偶氮引发剂一聚合物色泽加深一纤维白度1

3.在聚丙烯睛的聚合过程中，提高单体浓度，对聚合反应速度以及聚合物平均分子量有何

影响？

答.总单体浓度j聚合反应速度卜聚翎平均分子量T

4.请画出聚丙烯月青湿法纺丝成型中凝固浴的示意图

统或浴

新的釐困制

5.根据原丝类型，列举出至少三种碳纤维

答：（1）聚丙烯月青基碳纤维；（2）粘胶基碳纤维；（3）沥青基碳纤维；（4）木质素纤维基碳

纤维,（5）其他有机纤维基（各种天然纤维,再生纤维缩合多环芳香族等合成纤维）碳纤维。

6.根据功能类型，请列举出至少三种碳纤维:

答:

7.请画出聚丙烯月青在加热形成梯型结构时的结构变化

8.请画出聚丙烯月青在加热形成氧键结构时的结构变化

CN

CN

三、完成反应式

1,采用丙烯制备丙烯靖：

CH=CH-CH+NH+3/2O-------——>CH=CH-CN+3HO

2232460~480℃22

第5章聚乙烯醇纤维（10分）

一、名词解释

1.完全醇解PVA：醇解度98mo1%以上的PVA

2.

二、简答题

1.为什么维纶染色性能较差，上染率速度慢、染料吸收量低和色泽不鲜艳等问题?

答：

2.为什么没有游离的乙烯醇的单体存在？

答：游离态的乙烯醇是不能单独存在的，它会自发的进行重排转变为乙醛。

3.请画出部分醇解PVA的分子式：

（）H（XCCH3

答：

4.商品牌号PVAL17-99F是什么含义：

答：17：平均聚合度1700。工艺：L一低碱醇解。醇解度：99%；主要用途：F—纤维用

5.PVA纺丝原液制备中，水洗和脱水的目的是什么？

答：⑴降低PVA中NaAc含量，使之＜0.2%,减少热处理时的碱性着色；（2）除去低分子量

PVA,改善分子量分布；⑶使PVA适度膨润，以利于溶解。

6.在PVA干法纺丝中，为什么比其他种类合成纤维耗能大？

答：水的蒸发潜热较大，纺丝时所需热量较之其它干法纺丝的合成纤维多。

7.维纶纤维热处理的目的是什么？

答：

答：缩醛化就是用醛处理纤维，使聚乙烯醇大分子上的部分羟基被封闭，从而进一步提高纤

维的耐热水性。

9.如何提高PVA的水溶性：

答：

三、完成反应式

1.采用乙快为原料制备醋酸乙烯：

HC2CH+CH3COOHtH2C=CH

I

答：OCOCH3

2.采用乙烯为原料制备醋酸乙烯：

CHfCH2+CH3COOH+io2―"CHfCH+H2O

答：OCOCH3

3.醋酸乙烯聚合反应中的两个主要副反应:

CH^CH+CHpH-CH3COOCH3+CH3CHO

OCOCH3

CH2=CH+H20--CH3COOH+CH3CHO

答：一OCOCH3