發布時間:2025-01-06 10:03:03 人氣(qì):0次
化學纖維的品質指標可以分為物(wù)理性能指標、機械性能(néng)指標、穩定性能(néng)指標、加工和使(shǐ)用性(xìng)能指(zhǐ)標。本節分享(xiǎng)化學纖維的機械性能指(zhǐ)標。
二(èr)、機械性能指標
1. 拉伸性能
(1) 斷裂強(qiáng)度:
a:應力(lì)-應變曲線(xiàn):纖(xiān)維拉伸過程受(shòu)力(lì)與變形的關係曲線 ( 圖中t點(diǎn)對應的應力值σt )。
纖維典型應(yīng)力-應(yīng)變曲線
b:斷裂強力P (也稱絕對強力或斷裂負荷):是(shì)纖維抵抗拉伸力能力的量度,以試樣拉伸(shēn)至斷裂(liè)時所能承受的最大負荷來表示(單位為N 或cN )。
斷裂強度的三種表示方法:
① 相對強度(Pdt):單位線密度纖維或(huò)紗線的斷裂強力,單位N/tex 或者cN/dtex:
② 斷裂長度(Lp):以纖維自身重量使其斷裂時的纖維(wéi)的長度,單位為Km;
③ 強度極限(σ):試樣單位麵積上(shàng)所能承受(shòu)的最大(dà)強力,單位為N/mm2。
(2) 打結強度(結節強度):
將一(yī)根纖維在中央打結後測得的斷裂(liè)強(qiáng)度。反應纖維耐彎曲、扭轉的能力,用(yòng)於特種製品,如漁網線的強度測(cè)試。
(3) 鉤結強度(dù):
將兩根纖維互套成環後測得的斷裂強度。與(yǔ)纖維抗彎(wān)性能(néng)有關,鉤結強(qiáng)度高,加工成織物的耐折性和耐磨性較好。
(4) 斷裂伸長:
是指試樣在拉伸至斷裂時產生的伸長。斷裂伸長有(yǒu)兩種表示方法:
① 絕(jué)對伸(shēn)長:是指試樣在(zài)拉伸至(zhì)斷裂時(shí)試樣的長度與原長度之差,單位mm。
② 相對伸長(即斷裂伸(shēn)長率):是絕對伸長與(yǔ)試樣長度之比,以百分率表示。
適用於紡織(zhī)用的纖維斷裂伸長率一般在10%-30%
(5) 模量:
纖(xiān)維的(de)模量定義(yì)為應(yīng)力與應(yīng)變的比值(zhí)。
初始模量:在彈性限度內,應(yīng)力變化與應變變化的比(bǐ)值(zhí)。單位N/tex 或cN/dtex 。
纖維的初始模量(liàng)是(shì)在小負荷下變形的難易(yì)程度,反應(yīng)了纖維的剛性。普通纖維的初始模量一般通過測量其1%的負荷(hé)求出
屈服:纖維受外力到一定程度時(shí),即使不增加負荷,仍繼續(xù)發生明顯的塑性形變,這種現象稱為(wéi)屈服(fú)。
轉折點 P稱為屈服點,屈服點對應的應力和應變分別稱(chēng)為屈(qū)服應力(屈服強度)σp 和屈服應變(屈服(fú)伸長) εp
斷裂功:纖維拉伸至斷(duàn)裂時外力所做的功。是負荷-伸長曲線下的麵積。
斷裂比功:單位纖度的斷裂功。是(shì)應力-應(yīng)變曲線下(xià)的麵積。
功係數:負荷-伸長曲(qǔ)線下的麵積與斷裂強力和斷裂伸長乘積之比稱為功係數(shù)
斷(duàn)裂功、斷裂比功、功係(xì)數反映的時纖維的韌性,其他條件不變,斷裂功、斷裂比功越大,纖維的韌(rèn)性及其製(zhì)品的耐(nài)磨和耐衝擊(jī)性越好(hǎo)。
纖維典型應力-應變曲線分析
纖維典型應(yīng)力應變曲線
1. 橫坐(zuò)標是應變,縱坐標是應力,a點稱為比例極限。
2. Oa 近乎一條直線,表示應力與應變的比值,直線的斜(xié)率即為纖維試(shì)樣的彈性模量E(Modulus of elasticity)又稱(chēng)楊氏模量,它表示(shì)纖維材料伸長的難(nán)易程度。
3. 直線(xiàn)越陡,斜率越大,則彈(dàn)性模量越(yuè)大,纖(xiān)維(wéi)越(yuè)硬越難伸長;
4. Y點(diǎn)稱為屈(qū)服點(yielding point),與該點對應的應力 σy 稱為屈服強(qiáng)度(dù)(yield strength)或(huò)屈服應力(yield stress);對應的應變 εy 稱為(wéi)屈服強度(yield elongation);
5. t點稱為斷裂點(Breaking point), σt 稱為拉伸(shēn)強度(fracture strength)或(huò)斷裂應力(break strength), εt 稱為斷裂伸長率(elongation rate at break)。
常用描述纖維力學性能(néng)(應力-應(yīng)變曲線(xiàn))的術(shù)語:
“軟(柔)”和“硬(剛)”---形容模量的低或高。
“強”和“弱”---指強度的大小。
“脆”---無屈服現象而(ér)且斷裂伸長很小(xiǎo)。
“韌”---斷裂伸長和斷裂應力都較高。
2. 彎曲性能
撓曲性:指纖維具有在不損傷情況下反複彎(wān)曲和回複(fù)的能力。撓(náo)曲(qǔ)性(xìng)與纖維的剛性有關。
紡織纖維在同等條件下越細,纖維的柔曲性越好,因此對於高模量的(de)纖維必須拉伸的足(zú)夠(gòu)細,柔曲性(xìng)才能滿足紡織的應用需求
抗彎剛度:Rf 較大時,纖維(wéi)受到橫向力作用時產生的彎曲變形撓度較(jiào)小。
相對抗彎剛度:把抗彎剛度折合成相同線密度(1tex )時的抗彎剛度,叫做相對抗彎剛度。
3. 扭轉和剪切性能
抗扭剛度:纖維受到扭矩作用時,會產生扭變形。Rt 越大,越不易產生扭曲變形(xíng)。
相對抗扭剛度:將抗扭剛度折合(hé)成線密度為(wéi)1tex 時的抗扭剛度,即為相對抗扭剛度。
隨(suí)著扭轉變形的增大,纖維中剪切應力增大,在傾斜螺旋麵上相互滑移剪切,在纖維中,它造成結晶區破碎和非晶區大分子鏈被拉斷(duàn),沿縱向劈裂。在紗線中,它會造成纖維的相互滑動。(剪切(qiē)強度比拉伸強度小(xiǎo)的多)
4. 壓縮(suō)性能
壓縮性能:為了方便運輸和存儲,需要壓縮纖維集合體的體積。承受外界壓(yā)力時,纖維集合體中的(de)纖維彼此交叉排(pái)列,往往會發生彎曲和(hé)剪切作用,但以壓縮變形為主(zhǔ)。
5. 回彈(dàn)性(xìng)
回彈性:纖維在外力作用下伸長(zhǎng)和釋放外力後恢複到原始狀態的能力(lì)稱為回彈性。纖維回彈性的表示方法(fǎ)有兩種。
① 一次負(fù)荷回(huí)彈性質---回彈率和彈性功
② 多次循環負荷回彈性質
纖維在使用時不可能經過(guò)一次拉伸而斷裂,因此循環負荷-伸長曲線(xiàn)更能比較真實的反應纖維在實際應用過程中的回彈性
經過多次循環負荷後,剩(shèng)餘伸(shēn)長值ORn 是回彈性的量度
纖維的回彈(dàn)性與其(qí)製品的尺寸穩定性(xìng)和(hé)褶皺性(xìng)密切相(xiàng)關
回彈性高的纖維製成的服裝不易起褶皺,具有(yǒu)挺括性(xìng)好(hǎo), 保形性好的特(tè)點(diǎn)
6. 摩擦性
摩擦性能:當一個物體在另一個物(wù)體表麵滑動時,會產生一個阻礙相(xiàng)對運動的力(lì),稱之為摩擦力
7. 卷曲(qǔ)性
(1) 卷曲(qǔ)數:纖維掛0.0018cN/dtex 輕負荷時,單位(wèi)長(zhǎng)度內的卷曲的個(gè)數被稱為卷曲數。
(2) 卷曲率(lǜ):表(biǎo)示卷曲程度的指標。與卷曲數和卷曲(qǔ)深度有關。
注:輕負荷為0.0018 cN/dtex,重負荷,維、錦、丙、氯(lǜ)綸0.05cN/dtex,滌、腈綸0.075cN/dtex
(3) 卷曲回複率(lǜ):表示纖維受力後卷(juàn)曲回複的能力,時反應卷曲牢度的指(zhǐ)標。
(4) 卷曲彈性率:
(5) 卷縮(suō)伸長率:表示變(biàn)形加彈絲彈性及卷縮程度指標,是變(biàn)形絲加重負荷時的長度與加輕負荷時長度之差(chà),與輕負荷時的長度之比。
(6) 卷縮彈性回複率(lǜ):表示變形(xíng)絲彈性及卷縮穩定性的指標,是變形絲(sī)加重負荷時的長度(dù)與去(qù)重負荷在加輕負荷下回複長(zhǎng)度之差,對重(chóng)負荷時長度與輕負荷時初始長度之差的百分率(lǜ)。
(7) 卷縮(suō)特性:表示變(biàn)形絲卷縮收縮性能指標。
變形絲的卷縮性能對纖維製品的風格和使(shǐ)用性能有較大影(yǐng)響,與織物或針(zhēn)織物加工時的工藝設(shè)計有密切關係。如用於襪類和內衣類變形絲要求織物尺寸伸縮餘地大些,故卷曲率要高。