發布時間:2025-01-06 10:03:03 人氣:0次(cì)
化(huà)學纖維的品質指(zhǐ)標可以分為物理性能指標、機械性能指標、穩定性能指標、加工和使用性能指標。本節分享化學纖維的機(jī)械性能指標。
二(èr)、機械性能指標
1. 拉伸性(xìng)能
(1) 斷裂強度:
a:應力-應變曲線:纖(xiān)維(wéi)拉伸過程受力與變形(xíng)的(de)關係曲線 ( 圖(tú)中t點對應的應(yīng)力值σt )。
纖(xiān)維典型應力-應變曲線
b:斷裂強力P (也稱絕對強力或斷裂負荷(hé)):是纖維抵抗拉伸力能力的量度,以試(shì)樣拉伸至斷裂時所能承受的最大負荷來(lái)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(mì)度纖維或紗(shā)線的斷裂強(qiáng)力,單位(wèi)N/tex 或者cN/dtex:
② 斷裂長度(Lp):以纖維自身重量(liàng)使(shǐ)其斷裂時的纖維的長度,單位為Km;
③ 強度極限(σ):試樣單位(wèi)麵積上所能承受的最大強力,單位為N/mm2。
(2) 打結強度(結節強度(dù)):
將一根(gēn)纖維(wéi)在中央打結後測得的斷裂強度。反(fǎn)應纖維(wéi)耐彎曲、扭轉的能力,用於(yú)特種製品,如漁網線的強度測試。
(3) 鉤結強度:
將兩根纖維(wéi)互套成環後測得的斷(duàn)裂強度。與纖維抗彎性能有關,鉤結強度高,加工(gōng)成織物的耐折性(xìng)和耐磨性較好。
(4) 斷裂伸長:
是指試樣在拉伸至斷裂(liè)時產(chǎn)生的伸長。斷裂伸長有兩種表示(shì)方法:
① 絕(jué)對伸長:是指試樣在拉伸至斷裂時試樣的長度與原長度之差,單位mm。
② 相對伸長(zhǎng)(即斷(duàn)裂伸長率):是絕對伸長(zhǎng)與試樣長度之比,以百分率表示。
適用於紡織用的纖(xiān)維斷裂伸長率一般在(zài)10%-30%
(5) 模量:
纖維的模量定(dìng)義為應力與應變(biàn)的比值。
初始(shǐ)模量:在彈(dàn)性限度內,應力變化與應(yīng)變(biàn)變化的比(bǐ)值。單位N/tex 或cN/dtex 。
纖維的初始模量(liàng)是在(zài)小負荷下變形的難易程度,反(fǎn)應了纖維的剛性。普(pǔ)通纖維的初始模量一般通過測量其1%的負荷求出
屈服:纖維受外力(lì)到一(yī)定程度時,即使不增加負荷,仍繼續發(fā)生明顯(xiǎn)的塑性形變(biàn),這種現象稱為屈服。
轉折點 P稱為屈服點,屈服點對應的應力和應變分(fèn)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(xiān)維拉伸至斷裂時外力所做的功。是負荷(hé)-伸長曲線下的麵積。
斷裂比(bǐ)功:單位纖度的斷裂功。是應力-應變曲線下的麵(miàn)積。
功係數:負荷-伸長曲線下的麵積與斷裂強力和斷裂(liè)伸長乘積之比稱為功係數
斷裂功、斷(duàn)裂比功、功係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,纖維的韌性及其製品的耐磨和耐衝擊性越好。
纖維典型應力-應變曲線分析
纖維典(diǎn)型(xíng)應力應(yīng)變曲線
1. 橫坐標是應變,縱坐標是應力,a點稱為比例極限。
2. Oa 近乎一條直線(xiàn),表示應力與應變的比值,直線的斜率即為纖維試樣的彈性模量E(Modulus of elasticity)又稱楊氏模量,它表示(shì)纖(xiān)維材料伸長的難易程度(dù)。
3. 直線越陡(dǒu),斜率越大(dà),則彈性模量越大,纖維越硬越難伸長;
4. Y點稱為屈服點(yielding point),與該(gāi)點對應的應力 σy 稱為屈服強度(yield strength)或屈服應力(yield stress);對應的應變 εy 稱為屈(qū)服強度(yield elongation);
5. t點稱為斷裂點(diǎn)(Breaking point), σt 稱為拉伸強度(fracture strength)或(huò)斷裂(liè)應力(break strength), εt 稱為斷裂伸長率(elongation rate at break)。
常用(yòng)描述纖(xiān)維力學性能(應力-應變曲線)的術語:
“軟(柔)”和“硬(剛)”---形容模量的(de)低或高。
“強”和“弱(ruò)”---指強度的大小。
“脆”---無屈服現象而且斷裂伸長很小(xiǎo)。
“韌”---斷裂伸(shēn)長和斷裂應力都較(jiào)高。
2. 彎曲性能
撓曲性(xìng):指纖維具有在不損傷情(qíng)況下反複彎曲和回複的能力。撓曲性與纖維的剛性(xìng)有關。
紡織纖維(wéi)在同等條件下越細,纖維的柔(róu)曲性越(yuè)好,因此對(duì)於高模量的纖維必須拉伸(shēn)的足夠細,柔曲性才能滿足(zú)紡織的應用需求
抗彎剛度:Rf 較大時,纖維受到橫(héng)向力(lì)作用時產生的彎曲變形撓度(dù)較小。
相對抗彎剛度:把(bǎ)抗彎剛度折合(hé)成(chéng)相同線密度(dù)(1tex )時(shí)的抗彎剛度,叫做相對抗彎(wān)剛度。
3. 扭(niǔ)轉和剪切性能
抗扭剛度:纖維受(shòu)到扭矩作(zuò)用時,會產生扭變形。Rt 越大(dà),越不易產生扭曲變形。
相對抗扭剛(gāng)度(dù):將抗扭剛度折合成線密度為1tex 時的抗扭剛度,即為(wéi)相對抗扭剛度。
隨(suí)著扭轉變形(xíng)的增大,纖維中剪(jiǎn)切應力增大,在傾斜螺旋麵上相互滑移剪切,在纖維(wéi)中,它造成結晶區破碎和非晶區大分子鏈被拉斷,沿縱向劈裂。在紗線中,它會造成纖維的(de)相互滑(huá)動。(剪切強度(dù)比拉伸強(qiáng)度小的多)
4. 壓縮性能(néng)
壓縮性能:為了方便運輸和存儲,需要壓縮纖維(wéi)集合體的體積。承受外界壓力時,纖維集合體中的纖維彼此(cǐ)交叉排列,往往會發生彎曲和剪切(qiē)作用,但(dàn)以(yǐ)壓縮變形為主。
5. 回彈性
回彈性(xìng):纖維在外力作用下伸長和釋(shì)放外力後恢複到原始狀態的能力稱為回彈性。纖維回彈性(xìng)的表示方法有兩種(zhǒng)。
① 一次負荷回彈性質---回彈率和彈性功
② 多次循(xún)環負荷(hé)回(huí)彈性質(zhì)
纖維(wéi)在使用時不(bú)可能經過一次拉伸而斷裂(liè),因此循環負荷-伸長曲(qǔ)線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(hé)後,剩餘伸長值ORn 是回彈性的量度
纖維的回彈(dàn)性與其製品的尺寸穩定性和褶皺性密切相關
回彈性高(gāo)的纖維製成的服裝(zhuāng)不易起褶皺,具(jù)有挺括性好, 保形性好的(de)特點(diǎn)
6. 摩擦性
摩擦性能:當一個物體在另一個物體表麵滑動時,會產生一個阻礙相對運動的力,稱之為摩擦力
7. 卷曲性
(1) 卷曲數:纖維掛0.0018cN/dtex 輕負荷時,單位(wèi)長度內(nèi)的卷曲的個(gè)數被稱為卷曲數。
(2) 卷曲率:表示卷曲程度的指標。與卷曲數和卷曲深度有關(guān)。
注:輕負荷為(wéi)0.0018 cN/dtex,重(chóng)負荷,維、錦、丙、氯綸0.05cN/dtex,滌、腈綸0.075cN/dtex
(3) 卷曲回複率:表示纖維受力後卷曲回複的能(néng)力,時反應卷曲牢度(dù)的指(zhǐ)標。
(4) 卷曲彈性率:
(5) 卷縮伸長率:表示變形加彈絲彈性(xìng)及卷縮程度指標,是變形絲(sī)加重負荷時的長度與加輕負荷時(shí)長(zhǎng)度之(zhī)差,與(yǔ)輕負荷時的長度之比(bǐ)。
(6) 卷縮彈性回複(fù)率:表示變形絲彈性及卷縮穩定性(xìng)的指標,是變形(xíng)絲加重負荷時的長度與去重負(fù)荷在加輕負荷下回複(fù)長度(dù)之差,對重負(fù)荷(hé)時長度與輕負荷時初始長(zhǎng)度之差的百分率。
(7) 卷縮特性:表(biǎo)示變形絲卷縮收縮性能指標。
變形絲的卷縮性能(néng)對(duì)纖維製品的風格和使用(yòng)性(xìng)能有較大影響,與織物或針織物加工時(shí)的工藝(yì)設計有密切關(guān)係。如用於襪類和內衣類(lèi)變形絲要求織(zhī)物尺寸伸縮餘地大些,故卷曲率要高。