1、画出典型的纺织纤维负荷-拉伸曲线图，据图给出你所知道的表征纤维拉伸性能的力学指标，并说明其物理意义，据此比较苎麻与涤纶力学性能的差异。

(1)强伸性能指标
强伸性能是指纤维断裂时的强力或相对强度和伸长(率)或应变。

①强力P b：又称绝对强力、断裂强力。

它是指纤维能承受的最大拉伸外力，或单根纤维受外力拉伸到断裂时所需要的力．单位为牛(N)。

纺织纤维的线密度较细，共强力单位通常用厘牛(cN)，1N＝100cN。

②断裂强度(相对强度) P b：它是考虑纤维粗细不同，表示纤维抵抗外力破坏能力的指标，可用于比较不同粗细纤维的拉伸断裂性质，简称比强度或比应力。

它是指每特(或每旦)纤维能承受的最大拉力，单位为N／tex(或N／旦)，常用cN／dex(或cN／旦)。

③断裂应力：为单位截面积上纤维能承受的最大拉力，标准单位为N／m2(即帕，Pa)，常用N／m m2(即兆帕，MPa)表示。

④断裂长度L b：以长度形式表示的相对强度指标，其物理意义是设想将纤维连续地悬挂起来,直到其因自重而断裂时的长度，即纤维重力等于其断裂强力时的纤维长度，单位为千米(km)。

⑤断裂伸长率(应变)：纤维拉伸至断裂时的伸长率(或应变)称为断裂伸长率(或断裂应变)。

(2)初始模量
初始模量是指纤维拉伸曲线的起始部分直线段的应力与应变的比值，即
曲线在起始段的斜率。

(3)屈服应力与屈服伸长率
在纤维的拉伸曲线上伸长变形突然变得较容易时的转折点称为屈服点Y。

对应屈服点处的应力和伸长率(或应变)就是屈服应力和屈服伸长率(或应变)。

(4)断裂功指标
①断裂功P：是指拉伸纤维至断裂时外力所作的功，是纤维材料抵抗外力破坏所具有的能量。

②断裂比功w：又称拉伸断裂比功。

它有两个不同的定义：一是拉断单位体积纤维所需作的功W v单位为N／mm2，即折合成同样截面积、同样试样长度时的断裂功。

另一定义为重量断裂比功W w,指拉断单位线密度与单位长度纤维材料所需做的功。

③功系数，又称“功充满系数”。

它是指纤维的断裂功与断裂强力(P b)和断裂伸长(△l b)的乘积之比.
2、试阐述纤维拉伸断裂机理，讨论纤维结构与拉伸条件对纤维强伸性能的影响，并讨论如何提高苎麻与涤纶的断裂伸长。

纺织纤维在整个拉伸变形过程中的具体情况是十分复杂的。

纤维开始受力时，其变形主要是纤维大分子链本身的拉伸．即键长、键角的变形。

拉伸曲线接近直线，基本符合虎克定律。

当外力进一步增加，无定形区中大分子链克服分子链间次价键力而进一步伸展和取向．这时一部分大分子链伸直，紧张的可能被拉断，也有可能从不规则的结晶部分中抽拔出来。

次价键的断裂使非结晶区中的大分子逐渐产生错位滑移，纤维变形比较显著，模量相应远渐减小，纤维进入屈服区G当错位滑移的纤维大分子链基本伸直平行时，大分子间距就靠近，分子键间可能形成新的次价键。

这时继续拉伸纤维，产生的变形主要又是分子链的键长、键角的改变和次价键的破坏，由此进入强化区，并表现为纤维模量再次提高．直至达到纤维大分子主链和大多次价键的断裂，致使纤维解体。

(1)纤维的内部结构
纤维内部结构是影响纤维拉伸性质的根本原因(或内因)。

其中主要是纤维大分子的聚合度，以及表示纤维大分子链集聚排列特征的取向度和结晶度。

纤维大分子的聚合度影响纤维的强度。

纤维强度随纤维大分子聚合度的增大而增加，但当聚合废n增加到一定值后．n再增加时，纤维强度增加减慢甚至不再增加。

随着聚合度增加．大分子链间的次价键数目增多，剪切阻力增大，大分子链间不易滑移，大部分分子链断裂，所以纤维断裂强度提高。

当聚合度足够大．分子链间滑动阻力已大大超过分子锭的断裂强时，再增加聚合度，其作用也就越来越不显著了。

对于化学纤维，聚合度太高，纺丝液粘度增加还会出现纺丝的困难。

但是生产高强度化纤时，提高聚合度是保证高强的首要条件。

纤维大分子的取向度决定有效承力分子数取向度高的纤维，有较多的大分子排列在平行于纤维的轴方向，且夹角越小，拉伸纤维时，分子链张力在纤维轴向的有效分力越大、纤维强度也越高。

天然纤维中，麻纤维内部大分子链与纤维轴向倾角小，其强度高，伸长率低。

棉纤维中大分子排列因原纤的螺旋倾角大，其强度比麻纤维要低，在化学纤维中，纤维分子取向度随纺丝过程中的牵伸倍数的增大而提高，使纤维断裂强度增加，断裂伸长率降低。

纤维的结晶度影响纤维的强度。

结晶度愈高，纤维中分子排列愈规整，缝隙孔洞较少且较小，分子间结合力愈强，纤维的断裂强度、屈服应力和初始模量表现得较高，但其伸长率低，脆性增强。

2)试验条件的影响
试验条件是外因，包括温度、湿度，试样长度、试样根数、拉伸速度以及拉仲试验机类型等方面。

①温度和相对湿度：在纤维回潮率一定的条件下，温度高时，纤维大分子热运动能高，大分子柔曲性提高，分子间结合力(次价键力)削弱。

因此纤维断裂强度下降，断裂伸长率增大，初始模量降低。

空气相对湿度或纤维回潮率越大，大分子之间结合力越弱，分子链间越松散，易滑移。

所以在一般情况下，纤维的回潮率高，则纤维的断裂强度降低．断裂伸长率增大．初始模量降低。

但是棉、麻等天然纤维系纤维例外，因为它们的聚合度高．分子链极长，当回潮率提高后，大分子链之间的氢键削弱．增强了基原纤或大分子链之间的滑移能力，调整了原来基原纤或大分子链间的张力不均匀性，大大降低或缓和了分子链间断裂的不同时性，使纤维强度提高。

②试样长度：纤维长度方向上各处截面的面积和结构不均匀，因而同一根纤维L的截面强度
不完全相同，断裂总是发生在纤维最弱处。

当试样长度长时，最弱的弱环被测到的机就多，则平均强力偏低。

这一权念称为“弱环定律”。

校弱环定律推导的结果可知，纤维试样越长，平均强度越低；被测试样的不均一性越大，试样长度对测得的强度影响也越大。

因为．试样越长，弱环出现的概率越大。

③试样很数：由束纤维试验所得的平均单纤维强力比单纤维试验时的平均强力为低，而且束纤维根数越多差异越大，这是由于束纤维中各根纤维的断裂伸长率不均匀，伸直状态也不相同，导致各根纤维不同时断裂的结果。

④拉伸速度：拉伸速度对纤维断裂强力与伸长率的影响较大。

拉伸速度v大，即拉伸至断裂经历的时间短，纤维强力偏高，初姑模量E0偏大．但断裂伸长率无一定规律。

对高强低伸型的纤维，断裂伸长率随拉伸速度增加而降低。

⑤拉伸试验机类型：如前所述、不同类型拉伸试验机，在拉伸过程中对试样施加负荷的方式不同．如等速伸长型、等加负荷型和等速牵引型。

同时，绝大多数纺织纤维一般不服从虎克定律，其拉伸曲线大多为凹向应变袖的非线性形式。

因此，不同类型的试验机所测得的纤维拉伸性能没有可比性。

3、试述包括机织、针织和非织造布等在内纤维集合体的孔隙特征，测量方法和表征参数有哪些，孔隙特征如何影响织物的透通性。

4、润湿性的概念，分析同细度的丙纶和麻芯吸高度差异的原因。

5、推导用于纤维蠕变的三元件模型及其本构方程的物理意义，并任选纱线或织物，推导三元件模型。

6、试述热湿舒适性和变形舒适性包含的主要内容，并任选春夏秋冬之一，说明。