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织物拉伸性能 第四组 2020 3 19 1 目录 2020 3 19 2 2 织物的拉伸指标 拉伸指标 2 1一次拉伸断裂的指标 2 2拉伸曲线及指标 1 断裂强力 2 相对强度 3 断裂伸长率 1 拉伸 负荷伸长曲线 2 应力 应变曲线 3 初始模量 4 断裂功 5 断裂比功 2020 3 19 3 2 1一次拉伸断裂的指标 1 断裂强力 纺织材料收到外界直接拉伸到断裂时所需的力 是表示拉伸力绝对值的一种指标 基础单位为N 牛顿 衍生单位有 cN 厘牛 mN 毫牛 kN 千牛 等 各种强力机上测得的数据都是强力值 例如单纤维 束纤维强力分别为拉伸一根纤维 一束纤维至断裂时所需的力 强力与纤维 纱线的粗细有关 所以对不同粗细的纤维和纱线 强力没有可比性 2 相对强度 指单位细度的纤维或纱线所能承受的最大拉力 包括断裂应力 断裂强度和断裂长度等 断裂应力 指单位面积的纤维或纱线所能承受的最大拉力 单位为 N m 牛顿 平方毫米 或 MPa 兆帕 其计算公式为 其中p为纤维或纱线的断裂强力 N S为纤维或纱线的截面积 m 断裂强度指每特 或每旦 纤维所能承受的最大拉力 单位为 N tex 或 N D 其公式为 2020 3 19 4 3 断裂伸长率 纤维 纱线或织物拉伸时产生的伸长占原来长度的百分率称为伸长率 拉伸至断裂时的伸长率称为断裂伸长率 它表示纺织材料承受拉伸变形的能力 2 1一次拉伸断裂的指标 2020 3 19 5 2 2拉伸曲线及指标 1 拉伸 负荷伸长曲线 表示纺织材料在拉伸过程中的负荷和伸长的关系曲线称为负荷 伸长曲线 M Q S A O F 伸长 mm 强力 N 2020 3 19 6 2 2拉伸曲线及指标 2 应力 应变曲线 负荷 伸长曲线对不同粗细和不同试样长度的纤维没有可比性 在应力 应变曲线图中 纵坐标表示相对强度 横坐标为伸长率 它可以比较不同细度和试样长度的材料拉伸性能 278dtex粘胶 33dtex锦纶 L mm p cN 负荷 伸长曲线 33dtex锦纶 278dtex粘胶 p cN tex 应力 应变曲线 2020 3 19 7 2 2拉伸曲线及指标 3 初始模量 是指纤维负荷 伸长曲线上起始段 纤维基本伸直后的拉伸段 较直部分的延长线上的应力与应变之比 在应力 应变曲线上 初始模量为曲线起始阶段的斜率 初始模量的大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度 反映了纤维的刚性 初始模量大 表示纤维在小负荷作用下不易变形 刚性较好 比较挺括 反之 初始模量小 表示纤维在小负荷作用下容易变形 刚性较差 其制品较柔软 2020 3 19 8 2 2拉伸曲线及指标 4 断裂功它是指拉断纤维所做的功 也就是纤维收拉伸到断裂时所吸收的能量 其计算公式为 w断裂功p拉伸负荷 cN 在p力作用下伸长dl所需的微元功dw pdl la为断裂点a的断裂伸长 mm 2020 3 19 9 2 2拉伸曲线及指标 5 断裂比功它是指拉断单位细度 即tex 单位长度 即1mm 纤维材料所需的能量 mj 单位常用 N tex 表示 其计算公式为 wr w Tt l w为纤维的断裂功 mj wr为断裂比功 N tex Tt为试样线密度 tex l为试样长度 mm 2020 3 19 10 断裂机理 纤维开始受力时 其变形主要是纤维大分子链本身的拉伸 即键长 键角的变形 拉伸曲线接近直线 基本符合虎克定律 当外力进一步增加 无定型区中大分子链克服分子链间次价键力而进一步伸展和取向 这时一部分大分子链伸直 紧张的可能被拉断 也有可能从不规则的结晶部分中抽拔出来 次价键的断裂使非结晶区中的大分子逐渐产生错位滑移 纤维变形比较显著 模量相应逐渐减小 纤维进入屈服区 错位滑移的纤维大分子链基本伸直平行时 大分子间距就靠近 分子链间可能形成新的次价键 这时继续拉伸纤维 产生的变形主要又是分子链的键长 键角的改变和次价键的破坏 进入强化区 表现为纤维模量再次提高 直至达到纤维大分子主链和大多次价键的断裂 致使纤维解体 2020 3 19 11 4 测试方法 1 扯边条样法 将6cm宽 30 33cm长的布条扯去边纱而形成净宽为5cm的布条并将其全部夹入强力机的上下夹钳内的一种测试方法 2 剪切条样法 对于部分针织物 缩绒织物 非织造布 涂层织物及不易拆边纱的织物 采用剪切条样法 将布样剪切规定宽度的布条 全部夹入强力机的上下夹头内进行测试 2020 3 19 12 3 抓样法 取一定规定尺寸的织物试样 仅使其一部分宽度被夹头握持进行测试的方法 很少采用 4 梯形 环形条样法 采用梯形或环形试样可以避免试样应力集中 横向收缩 4 测试方法 2020 3 19 13 5 测试仪器 用于测定纤维拉伸断裂性质的仪器称为强力仪 根据断裂强力仪结构特点的不同 主要可分为等速拉伸型 等加负荷型 等速伸长型三种 其中等速拉伸型 CRE 常见的是摆锤式强力仪 其他还有国产YG029 065 国外的USTER3型 摆锤式强力仪 2020 3 19 14 等加负荷型 CRL 常见的是斜面式强力仪 其他的还有瑞士的Tensumaite 斯特洛等 等速伸长型 CRT 如电子式强力仪 由于机械惯性因素 拉伸速度不能太快 否则 将造成失准 5 测试仪器 2020 3 19 15 6 影响因素 影响拉伸性能的因素 6 1影响纤维拉伸性能的因素 6 2影响纱线拉伸性能的因素 6 3影响织物拉伸性能的因素 1 纤维的内部结构 2 温湿度 3 纤维根数 4 试样长度 5 拉伸速度 6 测试仪器 1 纤维性质 2 纱线结构 1 纤维原料 2 纱线的影响 3 织物密度 4 织物组织 5 后整理 大分子结构 超分子结构 纤维形态结构 2020 3 19 16 6 1影响纤维拉伸性能的因素 1 纤维内部结构 大分子结构方面的因素 超分子结构方面的因素 纤维形态结构方面的因素 纤维中存在许多裂缝 孔洞 气泡等缺陷和形态结构不均一 纤维截面粗细不匀 皮芯结构不匀以及包括大分子结构和超分子结构的不匀 等弱点 这必将引起应力分布不匀 并产生应力集中 致使纤维强度下降 2020 3 19 17 2 温