發布時間:2025-01-06 10:03:03 人氣:0次
化學纖維的品質指標可以分為物理性能(néng)指標、機械性(xìng)能(néng)指標、穩(wěn)定性能指標(biāo)、加(jiā)工和使用性能指標。本節分享化學(xué)纖維的機械性能指(zhǐ)標。
二、機(jī)械性能指標
1. 拉伸性能(néng)
(1) 斷裂強度:
a:應力-應變曲線:纖維拉伸過程受力與變形的關係曲線 ( 圖中t點對應的應力值σt )。
纖維典型應力-應變曲線
b:斷裂強力P (也稱絕對強力或斷裂負荷):是(shì)纖(xiān)維(wéi)抵抗拉伸力能力的量(liàng)度,以試樣拉伸(shēn)至斷(duàn)裂時所能承受的最大負荷來表示(單位為N 或(huò)cN )。
斷裂強度的三種表示方法:
① 相對強度(Pdt):單位線密度纖維或紗線的斷裂強力,單位N/tex 或者cN/dtex:
② 斷裂長度(Lp):以纖維(wéi)自身重量使其斷裂時的纖維的(de)長(zhǎng)度,單位為Km;
③ 強度極限(σ):試(shì)樣單(dān)位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):
將一根纖維在中央打結後測得的斷裂強度。反應纖維耐彎(wān)曲、扭轉的能力(lì),用(yòng)於特種製品,如漁網線的(de)強度測試。
(3) 鉤結強(qiáng)度:
將兩根纖維互套成環後測得的斷裂(liè)強度。與纖維抗彎性能有(yǒu)關,鉤結強度高,加工(gōng)成織物的(de)耐(nài)折性(xìng)和耐磨性較好。
(4) 斷裂伸(shēn)長:
是指試樣在拉伸至斷裂時產生的伸長。斷裂伸長有兩種(zhǒng)表示方法:
① 絕對伸長: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(即斷裂伸長率):是絕(jué)對伸長與試樣長度之比,以百分(fèn)率表示。
適用於紡織用的纖維斷裂伸長率一般在10%-30%
(5) 模量(liàng):
纖維的模量定義(yì)為應力與(yǔ)應變的比(bǐ)值。
初始模量:在彈性限度內,應力變化與(yǔ)應變變化的比值。單位(wèi)N/tex 或cN/dtex 。
纖維(wéi)的初始模量是在小負荷下變形的難易程度,反應了纖維的剛性。普通纖維的初始模量(liàng)一般通過測量其(qí)1%的負荷求出
屈服:纖維受外力到一定程度時,即使不增加負荷,仍繼續發生明顯的(de)塑性形變,這種現象稱為屈(qū)服。
轉折點 P稱為(wéi)屈服點,屈服(fú)點對應的應力和應(yīng)變分別稱為屈服應力(屈服強度)σp 和屈服應變(屈服伸長(zhǎng)) εp
斷裂(liè)功:纖維拉伸至斷裂時外力所做的功。是負荷-伸長曲線下的麵積。
斷裂比功:單位纖度的斷裂功。是應力-應變曲線下的麵積。
功係數:負荷-伸長(zhǎng)曲線下(xià)的(de)麵積與斷裂強力和斷裂伸長乘積之比稱為功(gōng)係數
斷裂功、斷裂(liè)比功(gōng)、功係數反映的時纖維(wéi)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(nài)磨和耐衝(chōng)擊性越好。
纖維典型應力-應變曲線分(fèn)析
纖維典型應力應變曲線
1. 橫坐標是應變,縱坐標是(shì)應力,a點稱為比例(lì)極限。
2. Oa 近乎一條(tiáo)直線(xiàn),表示(shì)應力(lì)與應變的比值,直線的斜率即為纖維(wéi)試樣的彈性模量E(Modulus of elasticity)又稱楊氏模量(liàng),它(tā)表示纖維材料伸長(zhǎng)的難易程度(dù)。
3. 直線越陡,斜率越大,則彈性模量越大,纖維越硬越(yuè)難伸長;
4. Y點稱為屈服點(diǎn)(yielding point),與該點對應的應力 σy 稱為屈服強度(dù)(yield strength)或屈服應力(yield stress);對應的應變 εy 稱為屈服強度(yield elongation);
5. t點稱為斷裂點(Breaking point), σt 稱(chēng)為拉伸強度(dù)(fracture strength)或斷裂應力(break strength), εt 稱為斷裂伸長率(elongation rate at break)。
常用描(miáo)述纖維力學性能(應力-應變曲線)的術(shù)語:
“軟(柔)”和“硬(剛)”---形容模量的低(dī)或高。
“強”和“弱(ruò)”---指強度的大(dà)小。
“脆”---無屈服現象而且斷裂伸(shēn)長很小(xiǎo)。
“韌”---斷裂伸長和斷裂應力都較高。
2. 彎曲性能(néng)
撓曲性:指纖維具有在不損傷情況下反(fǎn)複彎曲和回複的能力。撓曲性與纖維的(de)剛性有關(guān)。
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(liàng)的纖維必須(xū)拉伸的足夠細,柔曲性(xìng)才能滿足紡織的(de)應用需求
抗彎剛(gāng)度:Rf 較(jiào)大(dà)時,纖維受到橫向力作用時產生的彎曲變形撓度較小。
相對抗彎剛(gāng)度:把抗彎剛度折合(hé)成相同線密度(1tex )時(shí)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(yì)產生扭(niǔ)曲變形(xíng)。
相對抗扭剛度:將抗扭剛(gāng)度折合成線密度為1tex 時的抗扭剛度,即為相對抗扭剛度。
隨著(zhe)扭(niǔ)轉變形的增大,纖維中剪(jiǎn)切應力增大(dà),在傾斜螺旋麵上相互滑移剪切,在纖(xiān)維中,它造成結晶區破碎和非晶區(qū)大分子(zǐ)鏈被拉斷,沿縱向劈裂。在紗線中,它會造成纖維的相互滑動。(剪切強度比拉伸強(qiáng)度小的多)
4. 壓縮性(xìng)能
壓縮性能:為了方便運輸和存儲,需(xū)要壓縮纖(xiān)維集合體的體積。承受外界壓力時,纖維集合體中(zhōng)的纖維彼此交叉排列,往往會發生彎曲和(hé)剪切作用,但以壓(yā)縮變形為主。
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(dào)原始狀態(tài)的能力稱(chēng)為回彈性。纖維回彈性的表示方法有兩種。
① 一次負荷回彈性(xìng)質(zhì)---回彈率和彈性功(gōng)
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(cǐ)循環負荷-伸長曲線更能比(bǐ)較真實的反應纖維在實際(jì)應用過程中的回彈性
經過多次循環負荷後,剩餘(yú)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
回彈性高的纖維(wéi)製成的服裝不易起褶皺,具有挺括性好, 保形性好的特點
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(duì)運動的力,稱之為摩擦力
7. 卷(juàn)曲性
(1) 卷(juàn)曲數:纖維掛0.0018cN/dtex 輕負荷時,單位長度內的卷曲(qǔ)的個數(shù)被稱為卷曲數。
(2) 卷曲率:表(biǎo)示卷曲程度的指標。與卷曲數和卷曲(qǔ)深度有關(guān)。
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(fù)率:表示纖維受力後卷曲回複的能力,時(shí)反應卷曲(qǔ)牢度的指標(biāo)。
(4) 卷(juàn)曲彈性(xìng)率:
(5) 卷縮伸長(zhǎng)率:表示變形加彈絲彈性及卷縮程(chéng)度指標(biāo),是變形絲加重負荷時的長度與加輕負荷時長度之差,與輕負荷時的長(zhǎng)度之比。
(6) 卷縮彈性回複率:表示變形絲彈性(xìng)及卷縮穩定性的指標,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長度(dù)之差,對重負荷時(shí)長(zhǎng)度與輕負荷時初始長度之差的百分率。
(7) 卷縮特性:表示變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用性能有較大影響,與織物或針織物加工時(shí)的工藝設計有密切關係。如用於(yú)襪類和內衣類變形絲要求織(zhī)物尺寸伸縮餘地大些,故卷曲率要高。