紡絲工考試《紡絲工模擬卷題庫知識(shí)點(diǎn)》新版含答案一、基礎(chǔ)知識(shí)1.高聚物的基本概念定義：高聚物是由一種或幾種簡(jiǎn)單低分子化合物經(jīng)聚合反應(yīng)而提供的相對(duì)分子質(zhì)量很大的化合物。例如，聚乙烯是由乙烯單體聚合而成。分類：按來源可分為天然高聚物（如天然橡膠、纖維素）和合成高聚物（如聚酯、聚酰胺）；按主鏈結(jié)構(gòu)可分為碳鏈高聚物、雜鏈高聚物和元素有機(jī)高聚物。答案解析：理解高聚物的概念是掌握紡絲工藝的基礎(chǔ)，因?yàn)榧徑z所用的原料大多是高聚物。不同類型的高聚物具有不同的性質(zhì)，會(huì)影響紡絲過程和纖維的性能。2.紡絲原料的要求純度：紡絲原料應(yīng)具有較高的純度，雜質(zhì)會(huì)影響紡絲的連續(xù)性和纖維的質(zhì)量。例如，聚酯切片中的雜質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致噴絲孔堵塞。相對(duì)分子質(zhì)量及其分布：合適的相對(duì)分子質(zhì)量和較窄的分布有利于紡絲。相對(duì)分子質(zhì)量過低，纖維強(qiáng)度不足；分布過寬，會(huì)使紡絲性能變差。熱穩(wěn)定性：原料在紡絲過程中要能承受高溫而不發(fā)生分解或降解。如聚酰胺在紡絲時(shí)，熱穩(wěn)定性不好會(huì)導(dǎo)致纖維發(fā)黃、強(qiáng)度下降。答案解析：滿足這些要求能保證紡絲過程的順利進(jìn)行和纖維質(zhì)量的穩(wěn)定。純度高可減少故障，合適的相對(duì)分子質(zhì)量和分布有助于形成均勻的纖維結(jié)構(gòu)，良好的熱穩(wěn)定性可防止原料在高溫下變質(zhì)。二、紡絲工藝1.熔體紡絲原理：將高聚物加熱熔融成均勻的熔體，通過紡絲泵定量輸送至噴絲頭，從噴絲孔擠出形成細(xì)流，在空氣中冷卻固化成纖維。例如，聚酯纖維大多采用熔體紡絲法生產(chǎn)。工藝流程：切片干燥熔融擠出紡絲卷繞。切片干燥是為了去除水分，防止在熔融過程中發(fā)生水解；熔融擠出使切片變成均勻的熔體；紡絲是將熔體通過噴絲孔形成纖維；卷繞則是將纖維收集成一定的卷裝。工藝參數(shù)紡絲溫度：要根據(jù)高聚物的熔點(diǎn)和熱穩(wěn)定性來確定。溫度過高，熔體粘度降低，易出現(xiàn)斷頭；溫度過低，熔體流動(dòng)性差，噴絲困難。例如，聚酯熔體紡絲溫度一般在280300℃。紡絲速度：影響纖維的取向和結(jié)晶度。速度過快，纖維取向度高，但可能導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力增大；速度過慢，生產(chǎn)效率低。冷卻條件：包括冷卻風(fēng)的溫度、風(fēng)速和風(fēng)向。合適的冷卻條件能使纖維均勻冷卻，形成良好的結(jié)構(gòu)。答案解析：熔體紡絲是一種常用的紡絲方法，掌握其原理、流程和工藝參數(shù)對(duì)于生產(chǎn)高質(zhì)量的纖維至關(guān)重要。不同的工藝參數(shù)相互影響，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。2.溶液紡絲原理：將高聚物溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲兄瞥杉徑z溶液，通過噴絲頭擠出形成細(xì)流，在凝固浴中凝固成纖維。分為濕法紡絲和干法紡絲。濕法紡絲工藝流程：高聚物溶解過濾脫泡紡絲水洗干燥。高聚物在溶劑中溶解后，要經(jīng)過過濾去除雜質(zhì)，脫泡消除溶液中的氣泡，然后通過噴絲頭進(jìn)入凝固浴，纖維在凝固浴中形成，再經(jīng)過水洗去除溶劑，最后干燥得到成品纖維。特點(diǎn)：纖維成形速度較慢，但纖維結(jié)構(gòu)均勻，常用于生產(chǎn)粘膠纖維等。干法紡絲工藝流程：高聚物溶解過濾脫泡紡絲熱風(fēng)干燥。紡絲溶液從噴絲孔擠出后，在熱風(fēng)中溶劑揮發(fā)，纖維固化。特點(diǎn)：紡絲速度快，纖維質(zhì)量好，但溶劑回收困難，成本較高。常用于生產(chǎn)腈綸等纖維。工藝參數(shù)溶液濃度：影響紡絲溶液的粘度和纖維的性能。濃度過高，溶液粘度大，紡絲困難；濃度過低，纖維強(qiáng)度不足。凝固浴組成和溫度：對(duì)纖維的成形和結(jié)構(gòu)有重要影響。不同的高聚物需要不同的凝固浴組成和溫度。答案解析：溶液紡絲適用于一些不能用熔體紡絲的高聚物。濕法紡絲和干法紡絲各有特點(diǎn)，掌握它們的工藝流程和工藝參數(shù)能滿足不同纖維的生產(chǎn)需求。三、紡絲設(shè)備1.螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)：主要由螺桿、機(jī)筒、加料裝置、加熱冷卻系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)組成。螺桿在機(jī)筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)，將切片向前輸送并進(jìn)行熔融塑化。工作原理：切片從加料口進(jìn)入機(jī)筒，在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下，向前移動(dòng)并受到加熱和剪切力的作用，逐漸熔融成均勻的熔體。操作要點(diǎn)螺桿轉(zhuǎn)速：影響熔體的輸送量和塑化效果。轉(zhuǎn)速過高，可能導(dǎo)致熔體塑化不均勻；轉(zhuǎn)速過低，生產(chǎn)效率低。加熱溫度：要根據(jù)高聚物的特性進(jìn)行設(shè)置，保證切片充分熔融。答案解析：螺桿擠出機(jī)是熔體紡絲中重要的設(shè)備，其正常運(yùn)行和合理操作直接關(guān)系到熔體的質(zhì)量和紡絲的順利進(jìn)行。2.紡絲泵作用：精確計(jì)量和輸送熔體，保證每個(gè)噴絲孔的熔體流量均勻。類型：常見的有齒輪泵。齒輪泵通過齒輪的旋轉(zhuǎn)將熔體從進(jìn)口輸送到出口。維護(hù)要點(diǎn)：定期檢查齒輪的磨損情況，保證密封性能，防止熔體泄漏。答案解析：紡絲泵的精度和穩(wěn)定性對(duì)纖維的均勻性至關(guān)重要。如果熔體流量不均勻，會(huì)導(dǎo)致纖維粗細(xì)不均。3.噴絲頭結(jié)構(gòu)：由噴絲板和噴絲帽組成，噴絲板上有許多微小的噴絲孔。作用：將熔體或溶液通過噴絲孔擠出形成細(xì)流，決定了纖維的形狀和細(xì)度。清洗和維護(hù)：定期清洗噴絲頭，去除堵塞物和雜質(zhì)，保證噴絲孔的暢通。清洗方法有化學(xué)清洗和物理清洗等。答案解析：噴絲頭的狀態(tài)直接影響纖維的成形和質(zhì)量。噴絲孔堵塞會(huì)導(dǎo)致斷頭、纖維粗細(xì)不均等問題，因此要做好清洗和維護(hù)工作。四、纖維質(zhì)量控制1.纖維的物理性能指標(biāo)線密度：指纖維的粗細(xì)程度，常用特克斯（tex）或旦尼爾（D）表示。線密度的均勻性對(duì)纖維的加工和使用性能有重要影響。強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率：強(qiáng)度是指纖維抵抗外力破壞的能力，伸長(zhǎng)率是指纖維在拉伸過程中伸長(zhǎng)的能力。不同用途的纖維對(duì)強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率有不同的要求。取向度和結(jié)晶度：取向度反映纖維中大分子鏈沿纖維軸方向排列的程度，結(jié)晶度反映纖維中結(jié)晶區(qū)域的比例。它們影響纖維的強(qiáng)度、模量、熱收縮率等性能。答案解析：掌握這些物理性能指標(biāo)的含義和影響因素，有助于在生產(chǎn)過程中進(jìn)行質(zhì)量控制，生產(chǎn)出符合要求的纖維。2.質(zhì)量控制方法在線檢測(cè)：利用各種傳感器和檢測(cè)設(shè)備對(duì)纖維的線密度、強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。例如，通過電容式線密度儀在線檢測(cè)纖維的線密度。離線檢測(cè)：定期從生產(chǎn)線上取樣，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試。如采用電子萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試?yán)w維的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。工藝調(diào)整：根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整紡絲工藝參數(shù)，如溫度、速度、冷卻條件等，保證纖維質(zhì)量的穩(wěn)定。答案解析：在線檢測(cè)和離線檢測(cè)相結(jié)合能全面掌握纖維的質(zhì)量狀況，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行工藝調(diào)整是保證纖維質(zhì)量的關(guān)鍵。五、安全與環(huán)保1.安全操作規(guī)程設(shè)備操作安全：在操作螺桿擠出機(jī)、紡絲泵等設(shè)備時(shí)，要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，防止?fàn)C傷、觸電等事故。例如，在開啟設(shè)備前要檢查設(shè)備的接地情況。個(gè)人防護(hù)：操作人員要佩戴防護(hù)眼鏡、手套、工作服等防護(hù)用品，防止熔體飛濺、溶劑接觸等傷害。消防安全：紡絲車間要配備消防器材，定期檢查維護(hù)，防止火災(zāi)事故。答案解析：遵守安全操作規(guī)程能保障操作人員的生命安全和設(shè)備的正常運(yùn)行，減少事故的發(fā)生。2.環(huán)保要求溶劑回收：在溶液紡絲中，要對(duì)溶劑進(jìn)行回收利用，減少溶劑的排放，降低對(duì)環(huán)境的污染。廢氣處理：紡絲過程中產(chǎn)生的廢氣要經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后再排放，防止空氣污染。廢渣處理：對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣要進(jìn)行合理處理，避免對(duì)土壤和水源造成污染。答案解析：環(huán)保要求是現(xiàn)代紡絲生產(chǎn)的重要方面，做好溶劑回收、廢氣處理和廢渣處理能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。六、故障排除1.紡絲斷頭原因原料問題：原料中雜質(zhì)過多、相對(duì)分子質(zhì)量分布過寬等會(huì)導(dǎo)致紡絲斷頭。工藝參數(shù)問題：紡絲溫度過高或過低、紡絲速度過快等會(huì)使纖維強(qiáng)度不足，容易斷頭。設(shè)備問題：噴絲孔堵塞、紡絲泵故障等會(huì)影響熔體的正常擠出，導(dǎo)致斷頭。解決方法檢查原料質(zhì)量，更換合格的原料。調(diào)整工藝參數(shù)，使其處于合適的范圍。檢查和維修設(shè)備，保證設(shè)備正常運(yùn)行。答案解析：紡絲斷頭是紡絲過程中常見的故障，準(zhǔn)確找出原因并采取相應(yīng)的解決方法能提高生產(chǎn)效率和纖維質(zhì)量。2.纖維粗細(xì)不均原因紡絲泵流量不均：紡絲泵的磨損或故障會(huì)導(dǎo)致每個(gè)噴絲孔的熔體流量不一致，造成纖維粗細(xì)不均。冷卻不均：冷卻風(fēng)的溫度、風(fēng)速和風(fēng)