《纖維材料學(xué)》課程教學(xué)大綱

《纖維材料學(xué)》課程教學(xué)大綱課程名稱（中文/英文）：纖維材料學(xué)/FiberMaterialsScience課程類別：專業(yè)課課程性質(zhì)：專業(yè)限選課 適用專業(yè)：高分子材料（化纖）學(xué)時(shí)數(shù)：48 其中：實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：2學(xué)分?jǐn)?shù)：3 考核方式：考查預(yù)修課程：高分子物理、高分子化學(xué)、分析化學(xué)、大學(xué)物理等教學(xué)參考書：李棟高主編.《纖維材料學(xué)》.中國(guó)紡織出版社.2006.5姚穆主編.《紡織材料學(xué)》.中國(guó)紡織出版社.2009.1于偉東主編.《紡織材料學(xué)》.中國(guó)紡織出版社.2006.1瞿才新、張榮華主編.《紡織材料基礎(chǔ)》.中國(guó)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(chǎn)基本知識(shí)》、《粘膠紡絲和后處理》、《粘膠短纖維生產(chǎn)》.紡織工業(yè)出版社.1981.8相關(guān)雜志各期開課單位：紡織與材料工程學(xué)院高分子材料與工程系課程簡(jiǎn)介：纖維材料學(xué)是高分子工程專業(yè)化纖方向的必修課程，是進(jìn)行化纖產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)所必備的一門學(xué)科。本課程教學(xué)的主要任務(wù)是使學(xué)生理解各類天然纖維和化學(xué)纖維的結(jié)構(gòu)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(cè)試方法及儀器設(shè)備的使用、織物基本知識(shí)，性能與測(cè)試方法。同時(shí)能在化纖、紡織企業(yè)生產(chǎn)、工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)綜合應(yīng)用這些知識(shí)。使學(xué)生能夠科學(xué)合理地使用原料、篩選紡織工藝參數(shù)，為控制和管理紡織工程的產(chǎn)品質(zhì)量提供嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)依據(jù)，并為纖維的應(yīng)用與開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)紡織材料的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用達(dá)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(xué)纖維的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和性能；掌握和理解織物的分類、結(jié)構(gòu)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(guān)性能的測(cè)試方法、儀器設(shè)備的使用；了解纖維、紗線、織物結(jié)構(gòu)因素在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的影響。本門課程對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)：使學(xué)生對(duì)纖維及其集合體的結(jié)構(gòu)、性能以及它們之間的本構(gòu)關(guān)系、利用方法和原理有深入的認(rèn)識(shí)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(zhì)及性能，掌握纖維及紡織品的檢驗(yàn)；使學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)有全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)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(shí)的積累，適應(yīng)企業(yè)需求。第一部分纖維材料學(xué)基礎(chǔ)（18學(xué)時(shí)）第一章緒論（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解紡織纖維的概念與分類，掌握纖維基本術(shù)語及檢驗(yàn)基本知識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)纖維材料學(xué)的研究?jī)?nèi)容和特點(diǎn)，纖維基本術(shù)語。教學(xué)內(nèi)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(xì)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(guān)紗線的基本概念：長(zhǎng)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(jié)構(gòu)的構(gòu)成方法可分為哪些種類。纖度（定長(zhǎng)、定重）、強(qiáng)度、回潮率、斷裂伸長(zhǎng)等等。纖維等紡織品檢驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，標(biāo)準(zhǔn)、條件、流程等。第二章纖維結(jié)構(gòu)基本知識(shí)（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解纖維各層次的結(jié)構(gòu)及影響其使用性能的結(jié)構(gòu)與加工的關(guān)系，掌握描述纖維的一些基本概念。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)纖維各層次的結(jié)構(gòu)及影響其使用性能的結(jié)構(gòu)與加工的關(guān)系教學(xué)內(nèi)容纖維的結(jié)構(gòu)分為哪些層次，各自研究的對(duì)象是什么；紡織纖維的近程結(jié)構(gòu)（一次結(jié)構(gòu)）有何特點(diǎn)；紡織纖維的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)大致可分為哪些微觀結(jié)構(gòu)層次，各級(jí)微觀結(jié)構(gòu)層次有何特點(diǎn)；基本概念：?jiǎn)位鶚?gòu)型構(gòu)象內(nèi)旋轉(zhuǎn)多重能量最小值聚合度 纖維聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的理論模型主要有哪幾種，什么是纓狀膠束結(jié)構(gòu)，纓狀原纖結(jié)構(gòu)模型與纓狀膠束結(jié)構(gòu)模型的主要異同點(diǎn)是什么；基本概念：晶胞晶格結(jié)晶度取向度。第三章纖維的改性及改型利用（2學(xué)時(shí)）教學(xué)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(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)纖維素纖維的改性利用及纖維的生物和醫(yī)學(xué)應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容蠶絲的基本結(jié)構(gòu)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(xué)性質(zhì)（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解纖維物理機(jī)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(xué)曲線。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)機(jī)械性能的常用物理量和纖維的力學(xué)曲線教學(xué)內(nèi)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(biāo)及各自的物理含義和拉伸曲線上這些指標(biāo)的獲??；影響纖維拉伸性質(zhì)的因素及原因；測(cè)試條件和纖維強(qiáng)伸性的關(guān)系；纖維的變形的組成及其形成機(jī)理。第五章 纖維的物理性能（8學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解紡織纖維的導(dǎo)熱、電性能、燃燒、定型、光澤及吸濕等物理性質(zhì)及其與纖維結(jié)構(gòu)的關(guān)系，掌握纖維鑒別方法及織物檢驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)纖維各種物理性能與纖維結(jié)構(gòu)的關(guān)系，纖維定型的機(jī)理，纖維鑒別機(jī)理及方法教學(xué)內(nèi)容何為導(dǎo)熱性（保暖性）及表征導(dǎo)熱性的指標(biāo)和各自的物理含義；影響導(dǎo)熱性能的因素。如何評(píng)價(jià)纖維材料的燃燒性能；分析合成纖維熱收縮的形成機(jī)理，如何表征熱收縮的程度；纖維的物理狀態(tài)和溫度的關(guān)系；熱塑性纖維的定型機(jī)理；纖維靜電產(chǎn)生的機(jī)理；纖維光澤的形成機(jī)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(jī)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(yàn)：紡織纖維種類鑒別、纖維長(zhǎng)度檢驗(yàn)、纖維細(xì)度檢驗(yàn)、纖維水分檢驗(yàn)、棉纖維成熟度和轉(zhuǎn)曲度檢驗(yàn)、纖維拉伸性能檢驗(yàn)、纖維色澤的檢驗(yàn)；織物檢驗(yàn)：織物幅寬和長(zhǎng)度檢驗(yàn)、織物厚度和密度檢驗(yàn)、織物耐磨性檢驗(yàn)、織物拉伸斷裂、撕裂、頂裂性能檢驗(yàn)、織物外觀保持性檢驗(yàn)、織物色澤檢驗(yàn)、織物舒適性檢測(cè)、織物安全衛(wèi)生性檢測(cè)、織物的風(fēng)格檢驗(yàn)等。第二部分纖維的結(jié)構(gòu)與性能（22學(xué)時(shí)）第六章 天然長(zhǎng)絲纖維（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解天然長(zhǎng)絲纖維（蠶絲）的特點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)蠶絲的形狀及特點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容蠶絲的幾何形態(tài)及物質(zhì)組成和化學(xué)組成，組成蠶絲的氨基酸特點(diǎn)；蠶絲成纖前后多肽長(zhǎng)鏈分子的構(gòu)象種類，各存在于成纖的哪個(gè)階段；蠶絲的主要性能有哪些，絲鳴產(chǎn)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(diǎn)；什么是柞蠶絲水跡及其產(chǎn)生原因和防范的措施。第七章 天然短纖維（2學(xué)時(shí)）教學(xué)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(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)棉、毛纖維的基本特征與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。教學(xué)內(nèi)容棉纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，棉纖維的成熟度及表示成熟度的指標(biāo)，成熟度與棉纖維的性能的關(guān)系，棉纖維的主要性能特點(diǎn)，棉纖維的天然卷曲對(duì)成紗質(zhì)量的影響；麻纖維的力學(xué)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)，毛纖維的鱗片層的作用及羊毛的雙側(cè)結(jié)構(gòu)；羊毛的縮絨性及其產(chǎn)生原因，利用縮絨性可對(duì)羊毛作的整理有哪些。第八章 再生纖維（10學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求系統(tǒng)地掌握植物纖維原料的成分、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，纖維素的溶解原理和溶劑類型，了解纖維素的酯、醚化反應(yīng)的基本規(guī)律和纖維素的酯類、醚類和纖維素的交聯(lián)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(diǎn)，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(zhì)，掌握纖維素纖維生產(chǎn)工藝過程及初生纖維的性質(zhì)、了解濕法紡絲的基本特點(diǎn)，粘膠纖維、強(qiáng)力纖維、富強(qiáng)纖維及l(fā)yocell纖維的制備方法，結(jié)構(gòu)與性能等，纖維素的新溶劑體系；了解再生蛋白質(zhì)纖維的種類、制造方法及用途。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)粘膠纖維生產(chǎn)過程，粘膠纖維、強(qiáng)力纖維、富強(qiáng)纖維及l(fā)yocell纖維等再生纖維素纖維制備方法教學(xué)內(nèi)容化學(xué)纖維按高聚物來源、內(nèi)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(xué)纖維時(shí)常用的紡絲方法及各自的特點(diǎn)；纖維素的溶劑，纖維素化學(xué)及纖維素的酯、醚化反應(yīng)，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(chǎn)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(diǎn)，普通粘膠纖維、強(qiáng)力粘膠纖維和富強(qiáng)纖維的結(jié)構(gòu)特征；Lyocell纖維的制造過程與性能特點(diǎn)，與粘膠纖維的比較，銅氨纖維的生產(chǎn)過程及性能特點(diǎn)；醋酯纖維的種類，表示酯化程度的指標(biāo)及其定義，二醋酯纖維和三醋酯纖維的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)。再生蛋白質(zhì)纖維（大豆纖維和牛奶纖維）第九章 有機(jī)合成纖維（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解常見的有機(jī)合成纖維種類及它們的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)纖維結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。教學(xué)內(nèi)容滌綸纖維分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響，滌綸纖維的主要性能特點(diǎn)；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(diǎn)，錦綸纖維的耐磨性，錦綸適合的些產(chǎn)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(jié)構(gòu)及主要性能特點(diǎn)；維尼綸生產(chǎn)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(jié)構(gòu)及丙綸纖維的主要性能。第十章 差別化纖維（4學(xué)時(shí)）教學(xué)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(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)纖維差別化方法及高性能纖維。教學(xué)內(nèi)容什么是差別化纖維及差別化纖維的常見類型；超細(xì)旦差別化纖維的制備方法；仿絲型差別化纖維，（主要對(duì)滌綸纖維的哪些方面進(jìn)行改良）；開發(fā)仿絲型差別化纖維在技術(shù)上可采取的措施；仿毛型差別化纖維，（對(duì)纖維的性能有何要求），開發(fā)仿毛型差別化纖維在技術(shù)上可采取的些措施。高性能纖維的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與性能（6學(xué)時(shí)）第十一章 紗線的成形與結(jié)構(gòu)（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解纖維下游企業(yè)做紗線時(shí)對(duì)纖維的加工方法，以了解纖維成型工藝如何適應(yīng)這些加工方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)紗線的加捻及捻度的表示方法。教學(xué)內(nèi)容什么是加捻及長(zhǎng)絲紗加捻的么作用；描述加捻程度的指標(biāo)及各定義的相互比較；理想加捻絲線的橫向結(jié)構(gòu)特征，實(shí)際與理論不符原因，名義捻度與實(shí)際捻度的差異；捻縮率、捻縮系數(shù)與捻角之間的關(guān)系。第十二章 織物的成形與結(jié)構(gòu)（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解纖維下游企業(yè)做織物時(shí)對(duì)纖維的加工方法，以了解纖維成型工藝如何適應(yīng)這些加工方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)機(jī)織加工和針織加工對(duì)纖維的要求。教學(xué)內(nèi)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(jīng)密、緯密、經(jīng)向蓋覆緊度、緯向蓋覆緊度、蓋覆緊度、結(jié)構(gòu)相、支持面等機(jī)織物的原組織（三種）及各自的特點(diǎn)。第十三章 織物的服用性能（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解織物的服用性能和產(chǎn)業(yè)