第八章 纺织材料的基本力学性质
1. 拉伸变形曲线
(1)负荷—伸长曲线(P —△l ): (2)应力-应变曲线( - ) 负荷为纵坐标,伸长为横坐标。 相对负荷(应力、比强度等)为纵坐标,伸长率为 对不同粗细和不同试样长度的材料没有可比横坐标。
性。
(2)断裂应力σa :断裂点a对应的拉伸应力。 断裂伸长率εa:断裂时的伸长率。
不同的材料拉伸曲线形状不同,分三类: ① 高强低伸型:如麻、棉
② ②高强高伸型:如锦纶、涤纶 ③低强高伸型:如羊毛 比应力
亚 麻 苎麻 高强度锦纶 涤纶 棉 普通锦纶 蚕丝
腈纶
粘胶 醋酯 醋酯 羊毛
应变 (%) 常见纤维的拉伸曲线 (1)初始模量
纺织材料应力-应变曲线上初始一段直线部分的应力应变比值。(简便求法:应变1%处应力的100倍) 物理意义:表示材料在小负荷下变形的难易程度,即材料的刚性。小,柔软,如羊毛、粘胶等;涤纶的E高,故织物挺括;E的大小与分子结构及聚集状态有关。 b.功系数(充满系数):断裂功/(强力×断裂伸长)。 2. 影响纤维拉伸断裂强度的因素 1)纤维的内部结构
聚合度n:聚合度越大,强度越高 (不易滑移、抽拔) 。 取向度:取向度增大,强度增加,断裂伸长减小。 结晶度:结晶度愈高(缝隙孔洞少,分子结合力大),断裂强度、屈服应力和初始模量较高,伸长小,脆性大。
(2)温湿度 ① 温度高
强力减小,伸长率增加。温度升高,大分子热运动能高,柔曲性提高,分子间结合力削弱,强力减小。 ② 纤维回潮率
大,分子间结合力弱,纤维强力小,伸长增大。棉、麻例外,因其聚合度高,分子链长,回潮率提高后,分子间的氢键减弱,分子间的滑移提高了张力均匀性,故纤维强力增加。 (3)试验条件
①试样长度------试样长度长,测得的强度较低(弱环定理)。
弱环定理:沿纤维长度方向,强度是不均一的,纤维总是在最薄弱处断裂,试样愈长,出现最薄弱环节的概率越大,越容易发生断裂,则平均强力下降。
②试样根数---------试样根数增加,束纤维强度折算成单纤维强度下降。(断裂的不同时性) ③拉伸速度
拉伸速度大,测得强力较大而伸长小。 拉伸速度快时,大分子还未来得及滑脱,承受拉力的根数多,所以强力高。
2. 影响纱线拉伸断裂的因素 (1)纤维的性能
纤维长度:其它条件相同时,纤维长度越长,成纱强力越大; 纤维强度:其它条件相同时,纤维强力越大,成纱强力越大; 纤维细度:其它条件相同时,纤维越细,成纱强力越大。
2) 纱线的结构(特种纱线的拉伸性已述)
① 环锭纱:影响因素有纱中纤维排列状态、内外转移次数、捻度等。捻度影响最大,随捻度↑,强度先↑后↓。
③ 股线:同向加捻,和单纱加捻对强力的影响相似;反向加捻 .蠕变:保持拉伸力不变,材料的变形随时间而变化的现象。
松弛:保持拉伸变形不变,材料的内应力随时间而逐渐下降的现象。
布机长期停车要处于综平状态;各卷装贮藏太久会松烂。提高温湿度可促使蠕变和应力松持加速完成,如生产中的蒸纱定捻。 1. 抱合力指标
F1h抱合系数h(cN/mm) : 单位长度纤维上的抱合力
l式中: F1 -抱合力(cN) l-纤维长度(mm
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