《纖維材料學》課程教學大綱

《纖維材料學》課程教學大綱課程名稱（中文/英文）：纖維材料學/FiberMaterialsScience課程類別：專業(yè)課課程性質：專業(yè)限選課 適用專業(yè)：高分子材料（化纖）學時數：48 其中：實驗/實踐學時：2學分數：3 考核方式：考查預修課程：高分子物理、高分子化學、分析化學、大學物理等教學參考書：李棟高主編.《纖維材料學》.中國紡織出版社.2006.5姚穆主編.《紡織材料學》.中國紡織出版社.2009.1于偉東主編.《紡織材料學》.中國紡織出版社.2006.1瞿才新、張榮華主編.《紡織材料基礎》.中國紡織出版社.2004.6楊之禮等編.《纖維素與粘膠纖維》、《粘膠纖維生產基本知識》、《粘膠紡絲和后處理》、《粘膠短纖維生產》.紡織工業(yè)出版社.1981.8相關雜志各期開課單位：紡織與材料工程學院高分子材料與工程系課程簡介：纖維材料學是高分子工程專業(yè)化纖方向的必修課程，是進行化纖產品設計課程學習所必備的一門學科。本課程教學的主要任務是使學生理解各類天然纖維和化學纖維的結構及其鑒別方法，掌握各類紡織材料的基本性能，了解各種性能的影響因素、測試方法及儀器設備的使用、織物基本知識，性能與測試方法。同時能在化纖、紡織企業(yè)生產、工藝設計、產品設計時綜合應用這些知識。使學生能夠科學合理地使用原料、篩選紡織工藝參數，為控制和管理紡織工程的產品質量提供嚴謹的科學依據，并為纖維的應用與開發(fā)打下堅實的基礎。通過本課程的學習，使學生對紡織材料的認識和應用達到以下基本要求:掌握自然界存在的天然纖維和人工制造的紡織纖維的分類及其特征；理解各類天然纖維和化學纖維的結構及其鑒別；掌握各種紡織纖維的性能以及它們的區(qū)別；掌握紗線的結構和性能；掌握和理解織物的分類、結構和性能；了解織物的各種性能及其影響因素；了解纖維、紗線、織物有關性能的測試方法、儀器設備的使用；了解纖維、紗線、織物結構因素在產品設計中的影響。本門課程對學生知識、能力和素質的培養(yǎng)目標：使學生對纖維及其集合體的結構、性能以及它們之間的本構關系、利用方法和原理有深入的認識和理解；掌握天然纖維、合成纖維以及高性能纖維和差別化纖維等材料的品質及性能，掌握纖維及紡織品的檢驗；使學生對專業(yè)知識有全面的認識，對纖維上游的化工行業(yè)及下游的紡織行業(yè)有一定的了解和知識的積累，適應企業(yè)需求。第一部分纖維材料學基礎（18學時）第一章緒論（2學時）教學目的和要求了解紡織纖維的概念與分類，掌握纖維基本術語及檢驗基本知識。教學重點和難點纖維材料學的研究內容和特點，纖維基本術語。教學內容纖維和紡織纖維；紡織纖維分類，再生纖維和合成纖維所使用的原料；新型服用纖維：異形纖維、超細纖維、高吸濕纖維、生物纖維及其他新型合成纖維、納米纖維等有關紗線的基本概念：長絲紗短纖紗股線混紡紗混纖絲變形紗花式紗；由各種紗線制成的織物，按其基本結構的構成方法可分為哪些種類。纖度（定長、定重）、強度、回潮率、斷裂伸長等等。纖維等紡織品檢驗基礎知識，標準、條件、流程等。第二章纖維結構基本知識（2學時）教學目的和要求了解纖維各層次的結構及影響其使用性能的結構與加工的關系，掌握描述纖維的一些基本概念。教學重點和難點纖維各層次的結構及影響其使用性能的結構與加工的關系教學內容纖維的結構分為哪些層次，各自研究的對象是什么；紡織纖維的近程結構（一次結構）有何特點；紡織纖維的聚集態(tài)結構大致可分為哪些微觀結構層次，各級微觀結構層次有何特點；基本概念：單基構型構象內旋轉多重能量最小值聚合度 纖維聚集態(tài)結構的理論模型主要有哪幾種，什么是纓狀膠束結構，纓狀原纖結構模型與纓狀膠束結構模型的主要異同點是什么；基本概念：晶胞晶格結晶度取向度。第三章纖維的改性及改型利用（2學時）教學目的和要求了解天然纖維如蠶絲、纖維素等的改性及改型利用及纖維的生物利用。教學重點和難點纖維素纖維的改性利用及纖維的生物和醫(yī)學應用教學內容蠶絲的基本結構及其粉體材料和膜體材料；纖維素纖維的醚、酯、接枝改性；生物醫(yī)用纖維材料。第四章纖維的力學性質（4學時）教學目的和要求了解纖維物理機械性能的常用物理量及其意義和表征方法，熟記纖維的力學曲線。教學重點和難點機械性能的常用物理量和纖維的力學曲線教學內容分析纖維的拉伸斷裂過程，說明拉伸曲線的特征；纖維的拉伸曲線分類及各自的特征和形成原因；表征拉伸性能的指標及各自的物理含義和拉伸曲線上這些指標的獲??；影響纖維拉伸性質的因素及原因；測試條件和纖維強伸性的關系；纖維的變形的組成及其形成機理。第五章 纖維的物理性能（8學時）教學目的和要求了解紡織纖維的導熱、電性能、燃燒、定型、光澤及吸濕等物理性質及其與纖維結構的關系，掌握纖維鑒別方法及織物檢驗教學重點和難點纖維各種物理性能與纖維結構的關系，纖維定型的機理，纖維鑒別機理及方法教學內容何為導熱性（保暖性）及表征導熱性的指標和各自的物理含義；影響導熱性能的因素。如何評價纖維材料的燃燒性能；分析合成纖維熱收縮的形成機理，如何表征熱收縮的程度；纖維的物理狀態(tài)和溫度的關系；熱塑性纖維的定型機理；纖維靜電產生的機理；纖維光澤的形成機理及光澤的組成，影響纖維光澤的因素；吸濕等溫線的特征及形成機理，纖維吸著水分的種類及各有的特征，平衡回潮率的引入原因及意義，吸濕保濕的含義及形成原因等； 紡織纖維的檢驗：紡織纖維種類鑒別、纖維長度檢驗、纖維細度檢驗、纖維水分檢驗、棉纖維成熟度和轉曲度檢驗、纖維拉伸性能檢驗、纖維色澤的檢驗；織物檢驗：織物幅寬和長度檢驗、織物厚度和密度檢驗、織物耐磨性檢驗、織物拉伸斷裂、撕裂、頂裂性能檢驗、織物外觀保持性檢驗、織物色澤檢驗、織物舒適性檢測、織物安全衛(wèi)生性檢測、織物的風格檢驗等。第二部分纖維的結構與性能（22學時）第六章 天然長絲纖維（2學時）教學目的和要求了解天然長絲纖維（蠶絲）的特點教學重點和難點蠶絲的形狀及特點教學內容蠶絲的幾何形態(tài)及物質組成和化學組成，組成蠶絲的氨基酸特點；蠶絲成纖前后多肽長鏈分子的構象種類，各存在于成纖的哪個階段；蠶絲的主要性能有哪些，絲鳴產生的原因；與桑蠶絲相比，柞蠶絲的主要性狀和氨基酸組成的特點；什么是柞蠶絲水跡及其產生原因和防范的措施。第七章 天然短纖維（2學時）教學目的和要求了解天然短纖維的種類，棉、麻、毛纖維的基本特征。教學重點和難點棉、毛纖維的基本特征與結構的關系。教學內容棉纖維的形態(tài)結構特點，棉纖維的成熟度及表示成熟度的指標，成熟度與棉纖維的性能的關系，棉纖維的主要性能特點，棉纖維的天然卷曲對成紗質量的影響；麻纖維的力學性能特征，麻纖維作為夏季衣料的服用性能；毛纖維的形態(tài)結構特點，毛纖維的鱗片層的作用及羊毛的雙側結構；羊毛的縮絨性及其產生原因，利用縮絨性可對羊毛作的整理有哪些。第八章 再生纖維（10學時）教學目的和要求系統地掌握植物纖維原料的成分、結構、性質，纖維素的溶解原理和溶劑類型，了解纖維素的酯、醚化反應的基本規(guī)律和纖維素的酯類、醚類和纖維素的交聯與接枝共聚，了解再生纖維的概念與分類，再生纖維素纖維的類別及特點，掌握纖維素與堿溶液的作用及堿纖維素的老成、黃化和熟成，了解粘膠的粘彈性質，掌握纖維素纖維生產工藝過程及初生纖維的性質、了解濕法紡絲的基本特點，粘膠纖維、強力纖維、富強纖維及l(fā)yocell纖維的制備方法，結構與性能等，纖維素的新溶劑體系；了解再生蛋白質纖維的種類、制造方法及用途。教學重點和難點粘膠纖維生產過程，粘膠纖維、強力纖維、富強纖維及l(fā)yocell纖維等再生纖維素纖維制備方法教學內容化學纖維按高聚物來源、內部組成和幾何形狀分別可分成種類，異形纖維主要的種類，異形的目的；制造化學纖維時常用的紡絲方法及各自的特點；纖維素的溶劑，纖維素化學及纖維素的酯、醚化反應，纖維素紡絲液制備工藝原理，粘膠纖維成型工藝原理，粘膠纖維的生產工藝及粘膠纖維后處理工藝原理；粘膠纖維的主要性能，粘膠纖維的特點，普通粘膠纖維、強力粘膠纖維和富強纖維的結構特征；Lyocell纖維的制造過程與性能特點，與粘膠纖維的比較，銅氨纖維的生產過程及性能特點；醋酯纖維的種類，表示酯化程度的指標及其定義，二醋酯纖維和三醋酯纖維的結構和性能特點。再生蛋白質纖維（大豆纖維和牛奶纖維）第九章 有機合成纖維（4學時）教學目的和要求了解常見的有機合成纖維種類及它們的結構和結構與性能的關系。教學重點和難點纖維結構與性能的關系。教學內容滌綸纖維分子結構特點及其結構對性能的影響，滌綸纖維的主要性能特點；錦綸纖維的主要品種，不同品種的錦綸纖維的命名，錦綸纖維的性能特點，錦綸纖維的耐磨性，錦綸適合的些產品；腈綸纖維的第一、第二、第三單體，加入第二和第三單體的目的，腈綸纖維的形態(tài)結構及主要性能特點；維尼綸生產中聚乙烯醇的縮甲醛處理，維綸纖維的主要性能；丙綸分子鏈的結構及丙綸纖維的主要性能。第十章 差別化纖維（4學時）教學目的和要求了解纖維差別化的意義和差別化方法，常見的差別化纖維品種。教學重點和難點纖維差別化方法及高性能纖維。教學內容什么是差別化纖維及差別化纖維的常見類型；超細旦差別化纖維的制備方法；仿絲型差別化纖維，（主要對滌綸纖維的哪些方面進行改良）；開發(fā)仿絲型差別化纖維在技術上可采取的措施；仿毛型差別化纖維，（對纖維的性能有何要求），開發(fā)仿毛型差別化纖維在技術上可采取的些措施。高性能纖維的結構與性能，制備方法。第三部分一維纖維集合體（紗線）和二維纖維集合體（織物）的結構與性能（6學時）第十一章 紗線的成形與結構（2學時）教學目的和要求了解纖維下游企業(yè)做紗線時對纖維的加工方法，以了解纖維成型工藝如何適應這些加工方法。教學重點和難點紗線的加捻及捻度的表示方法。教學內容什么是加捻及長絲紗加捻的么作用；描述加捻程度的指標及各定義的相互比較；理想加捻絲線的橫向結構特征，實際與理論不符原因，名義捻度與實際捻度的差異；捻縮率、捻縮系數與捻角之間的關系。第十二章 織物的成形與結構（2學時）教學目的和要求了解纖維下游企業(yè)做織物時對纖維的加工方法，以了解纖維成型工藝如何適應這些加工方法。教學重點和難點機織加工和針織加工對纖維的要求。教學內容織物按制造方法的分類及每類中包含的類別；平方米克重、經密、緯密、經向蓋覆緊度、緯向蓋覆緊度、蓋覆緊度、結構相、支持面等機織物的原組織（三種）及各自的特點。第十三章 織物的服用性能（2學時）教學目的和要求了解織物的服用性能和產業(yè)