發(fā)布(bù)時間:2025-01-06 10:03:03 人氣:0次
化學纖維的品質指(zhǐ)標可以分為(wéi)物理性(xìng)能指標、機(jī)械性能(néng)指標、穩定性能指標、加工和使用性能指標。本(běn)節(jiē)分享化學纖維的機械性能指標。
二、機械性能指標
1. 拉伸性能
(1) 斷裂強度:
a:應力-應變曲線:纖維拉伸過程受力(lì)與變形的關係曲線 ( 圖中t點對應的應力(lì)值σt )。
纖維典型應力-應變曲線
b:斷裂強力P (也稱絕對強力或(huò)斷裂負荷):是纖維抵抗拉伸力能力的量度,以(yǐ)試樣拉伸至斷裂時所能承受的最大負荷來表示(單位為N 或cN )。
斷裂(liè)強度的三種(zhǒng)表示(shì)方法:
① 相(xiàng)對強度(Pdt):單位線密度纖維或紗線的斷裂強力,單位N/tex 或者cN/dtex:
② 斷裂長度(Lp):以纖維自身重量使(shǐ)其斷裂時的纖維的長度,單位為Km;
③ 強度(dù)極限(xiàn)(σ):試樣單位麵(miàn)積上所能承(chéng)受的(de)最大強力,單位為N/mm2。
(2) 打結強度(結節強度):
將一根纖維(wéi)在中央打結後測得的斷裂強度。反應纖維耐彎曲、扭轉的(de)能力,用於特種製品,如漁網線的強(qiáng)度測試。
(3) 鉤結強度:
將兩根(gēn)纖維互套成環後測得的斷(duàn)裂(liè)強(qiáng)度。與纖維抗彎(wān)性能有關,鉤結強度(dù)高,加工成織物的耐(nài)折性和(hé)耐磨性(xìng)較好。
(4) 斷(duàn)裂伸長:
是指試樣在拉伸至斷裂時產生的伸(shēn)長。斷裂伸長有兩種表示(shì)方法:
① 絕對(duì)伸長:是指試樣在拉伸至斷裂時(shí)試樣的長度與原長度之差,單位mm。
② 相對伸長(即斷(duàn)裂伸長率):是絕對伸長與試(shì)樣長度之(zhī)比,以百分(fèn)率表示。
適用(yòng)於紡(fǎng)織用(yòng)的纖維(wéi)斷裂伸長率一般在10%-30%
(5) 模量:
纖維(wéi)的模(mó)量定義為應力(lì)與應變的比值。
初始模量:在彈性限度內,應力變(biàn)化與(yǔ)應(yīng)變變化(huà)的比值(zhí)。單位N/tex 或cN/dtex 。
纖維的初始模量是(shì)在小負荷下變(biàn)形的難易程度,反應了纖維的剛性。普通纖維的(de)初始模量一般通過測量其(qí)1%的負荷求出
屈服:纖(xiān)維受外力到一定(dìng)程度時,即(jí)使(shǐ)不增(zēng)加負荷(hé),仍繼續發生(shēng)明顯(xiǎn)的塑性形(xíng)變,這種現(xiàn)象稱為屈服。
轉折點 P稱為(wéi)屈服點,屈服點對應的應力和應變分別稱為屈服應力(屈服強度)σp 和屈服應變(屈服伸長) εp
斷裂功:纖維拉伸至斷裂時外力所做的功(gōng)。是負荷-伸長曲線下的麵積。
斷裂比功(gōng):單位纖度的斷裂功。是應(yīng)力-應變曲線下的麵積。
功係數:負(fù)荷-伸(shēn)長曲線下的麵積與(yǔ)斷裂強力和斷裂伸(shēn)長乘積之比稱為功(gōng)係數
斷裂功、斷(duàn)裂比(bǐ)功、功係數反映的(de)時纖維的韌性,其他條件不變,斷裂功、斷裂比功越(yuè)大(dà),纖維的韌性及其製品的(de)耐磨和耐衝擊性越好(hǎo)。
纖維典型應力-應變曲線分(fèn)析
纖維典型應(yīng)力應變曲線
1. 橫坐標是應變,縱坐(zuò)標是應力,a點稱為比例極(jí)限。
2. Oa 近乎一條直線,表示應力與應變的比值,直線的斜率即為纖維試樣的(de)彈性模(mó)量E(Modulus of elasticity)又稱楊(yáng)氏(shì)模量,它表示纖維材料伸長的難易程(chéng)度。
3. 直線越陡,斜率越大,則彈性模量越大,纖維越(yuè)硬越難伸長;
4. Y點稱為(wéi)屈服點(yielding point),與該點(diǎn)對應的應(yīng)力 σy 稱為屈服強度(yield strength)或屈服(fú)應力(yield stress);對(duì)應的(de)應變 εy 稱為屈服強度(yield elongation);
5. t點稱為斷裂(liè)點(Breaking point), σt 稱為拉伸強度(dù)(fracture strength)或斷裂應力(break strength), εt 稱為斷裂伸長(zhǎng)率(elongation rate at break)。
常用(yòng)描(miáo)述纖維力學性能(應力-應變曲線)的術語:
“軟(柔(róu))”和“硬(剛)”---形容(róng)模量的低或(huò)高。
“強”和“弱”---指強度的大小。
“脆”---無屈(qū)服現象(xiàng)而且斷裂伸長很小。
“韌”---斷裂伸長和斷裂應力都較高。
2. 彎曲(qǔ)性能
撓曲性:指纖維(wéi)具有在不(bú)損傷情(qíng)況下反複(fù)彎曲和回複的能力。撓曲(qǔ)性與纖維的剛性有關。
紡織纖維(wéi)在(zài)同等條件下越細,纖維的柔曲性越(yuè)好,因此對於高模量的纖(xiān)維(wéi)必須拉伸的足夠細,柔曲(qǔ)性才能滿足紡織的應用需求
抗彎剛度:Rf 較(jiào)大時,纖維受(shòu)到橫向力作用時產生的彎曲變形撓度較小。
相(xiàng)對(duì)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(zuò)相(xiàng)對抗彎剛度。
3. 扭(niǔ)轉和剪切性能
抗扭剛度:纖維受到扭矩作用時,會產生(shēng)扭變形(xíng)。Rt 越大(dà),越不易產生扭曲變形。
相對抗扭剛度:將抗扭剛度折(shé)合成線密度為1tex 時的抗扭剛(gāng)度,即為相對抗扭剛度。
隨著扭轉變形的(de)增大,纖維中剪切應力增大(dà),在(zài)傾斜螺(luó)旋麵上相互滑(huá)移剪切,在纖維中,它造(zào)成結晶(jīng)區破碎和非晶區大分(fèn)子鏈被拉斷,沿縱(zòng)向劈裂。在紗線中,它會造成纖維的相(xiàng)互滑動。(剪切強度比拉伸強度小的(de)多(duō))
4. 壓縮性能(néng)
壓縮性能:為了方(fāng)便運輸和存儲(chǔ),需要(yào)壓縮纖維集合體的體積(jī)。承受(shòu)外(wài)界壓力時,纖維集(jí)合體中的纖維彼此交叉排列,往往會發生彎曲和剪切(qiē)作用,但以壓縮變形(xíng)為主。
5. 回彈性
回彈性:纖維在外力作用下伸長和釋放外力後恢複到原始狀態的能力稱為(wéi)回彈性(xìng)。纖維回彈性的表示方法有兩種。
① 一次(cì)負(fù)荷(hé)回彈性質---回彈率和彈性功
② 多次循(xún)環負荷回(huí)彈性質
纖維在使用時不可能經過一次拉伸而斷裂,因(yīn)此循環負荷-伸長曲線更能比較真實(shí)的反應纖(xiān)維在實際應用過(guò)程中的回彈(dàn)性
經過多次循(xún)環負荷後,剩餘伸長值ORn 是回彈(dàn)性的量度
纖維的回彈性(xìng)與其製品的尺寸穩定性和褶皺(zhòu)性密切相關
回彈性高的纖維製成的(de)服裝不易起褶皺,具有挺括性好, 保(bǎo)形性好的特點
6. 摩擦性
摩擦性能:當一個物體(tǐ)在另一個物體表麵滑動時,會產生一個阻(zǔ)礙相對運動的力,稱之為摩擦力
7. 卷曲性
(1) 卷(juàn)曲數:纖維掛0.0018cN/dtex 輕負荷時,單(dān)位長度內的(de)卷曲的(de)個數被稱為卷曲數。
(2) 卷曲率:表示卷曲(qǔ)程度的指標。與卷曲數和卷曲深度(dù)有關。
注:輕負荷為0.0018 cN/dtex,重負荷,維、錦、丙、氯綸(lún)0.05cN/dtex,滌、腈綸0.075cN/dtex
(3) 卷曲回(huí)複率:表示纖維受力後卷曲回複的能力,時反應卷曲牢度的指標。
(4) 卷曲彈性率:
(5) 卷縮伸長率(lǜ):表示(shì)變形加彈絲彈性及卷縮程度指標,是(shì)變形絲加重負荷時的長度與(yǔ)加輕負荷時長度(dù)之差,與(yǔ)輕負荷時的長度之比。
(6) 卷縮彈性回(huí)複率:表示變形絲彈性及(jí)卷縮穩定性的(de)指標,是變形(xíng)絲加重負荷時的長度(dù)與(yǔ)去(qù)重負荷在加輕負荷下回複長度(dù)之差(chà),對重負荷時長度與輕負荷時初始長度之差的百(bǎi)分率。
(7) 卷縮特性:表示(shì)變形絲卷縮收(shōu)縮性能指標(biāo)。
變形絲的卷縮(suō)性能對纖維製品的(de)風格和使用性能有較大影響(xiǎng),與織物或針織物加工時的工藝設計有密切關係。如用於襪類和(hé)內衣類變形絲要求織物尺寸伸縮餘(yú)地大些,故卷曲率要高。