
纤维的取向度表示的是大分子与纤维轴的取向程度,它与诸多性质有关,取向度高的纤维具有的性质为()。 A、吸湿性好 B、沿纤维轴向的导热性好 C、拉伸强度高 D、双折射率低
答案:B、沿纤维轴向的导热性好;C、拉伸强度高
纤维取向度高意味着大分子链沿纤维轴方向规则排列,这一结构特征直接影响材料的物理性能,具体表现为轴向导热性提升和拉伸强度增大。
取向度高时,更多大分子链沿受力方向排列,能更有效地传递外力。例如,聚乙烯醇(PVA)纤维经高倍拉伸后,大分子链形成伸直链结晶,“承受外力的分子数量显著增加”,导致拉伸强度和模量大幅提高。钢纤维混凝土研究也证实,当纤维沿拉伸方向取向时,材料抗拉强度显著提升。反之,若取向度低(如随机取向纤维),分子链受力分散,强度则较低。
取向结构使热传导路径更连续。环氧树脂/玻纤复合材料中,“沿纤维方向的热导率大于垂直方向”,因取向大分子链减少声子散射,加速热量传递。蛋白质纤维因取向度低、结构松散,导热系数较小且轴向与径向差异不显著,从反面印证了取向度对导热方向性的影响。
A项吸湿性好:取向度高使纤维结构更致密(如聚醚砜中空纤维纺丝速度提高时,取向度上升导致水通量下降),水分子难以渗透,吸湿性降低。
D项双折射率低:双折射率与总取向度正相关,拉伸倍数增大时,超高相对分子质量聚乙烯纤维的双折射率从0.0123增至0.0171,证明取向度高则双折射率高,故D错误。
取向度通过改变分子排列方式影响性能:
强度:分子链平行排列减少“应力集中点”,如PVA纤维晶区取向达0.98以上时,力学性能显著提升;
导热:有序结构降低热阻,如同金属中原子规则排列导热性优于非金属,纤维轴向因分子链连续而导热更高效。
答案:B、C
从碳纤维的高强度到导热纤维的定向传热,取向度调控始终是材料设计的核心——让分子“列队前行”,材料才能展现出最优异的性能。这一微观结构的有序性,正是宏观性能突破的密码。