纺织材料测试技术第1-2讲正式.ppt

纺织材料测试技术MeasuringTechniquesforTextileMaterials,主要内容,第二讲纱线测试技术,第三讲织物测试技术,第一讲纤维材料测试技术,简单介绍纺织材料测试的国家标准、行业标准与国际标准的相关知识以及纺织材料试验用标准大气环境；重点介绍鉴别纺织纤维的方法、纤维形态的检测技术以及纤维物理机械等性能的测试方法。,主要介绍纱线细度及细度不匀率、纱线捻度和毛羽以及纱线力学性能的测定技术等。,重点介绍织物结构的综合分析技术、织物力学性质的测试技术和织物色牢度与生态纺织品的测试方法；简单介绍高新技术在纺织材料测试中的应用、纺织专业实验室的基本功能及布局等。,第一讲纤维材料测试技术,第一节纺织材料的测试标准与测试环境第二节纺织纤维材料的认识与鉴别第三节纺织纤维几何形态与尺寸的测定第四节纺织纤维材料的力学性能测试第五节纺织纤维材料的其他性能测试,第三节纺织纤维几何形态与尺寸的测定,纤维的几何形态与尺寸主要是指纤维的长度、细度、卷曲或转曲等，它们与纤维的可纺性、成纱质量、手感、保暖性等关系密切，是纤维的常规检验项目。,纺织纤维的长度测量纺织纤维的细度测量纺织纤维的卷曲特征测定,纺织纤维的长度测量,罗拉式长度分析仪法：用于棉纤维长度的测定梳片式长度分析仪法：用于羊毛、苎麻、绢丝或不等长化纤长度的测定中段切断称重法：用于等长化纤长度的测定排图法：用于羊毛、棉、苎麻、绢丝或不等长化纤等长度分布的测定电容法：用于毛条或棉麻条中纤维长度的测定,纺织纤维长度的测量方法,纺织纤维的长度测量,罗拉式长度分析仪法的测量原理,罗拉式纤维长度分析仪是用来分选纤维长度的仪器。它先将纤维整理成一端平齐，使从罗拉钳口送出，平齐的一端在前，结果较短的纤维先脱离罗拉钳口的控制，以后用钳夹将脱离控制的纤维分别加以收集和称重，最后按公式计算纤维长度的各种指标。,纺织纤维的长度测量,罗拉式与梳片式纤维长度分析仪法的测量原理,纺织纤维的长度测量,梳片式长度分析仪法的测量原理,罗拉式纤维长度分析仪是用来分选纤维长度的另一种仪器。它将上梳片自工作区移开，把整理平直的纤维束放置在梳片上的一端，用压叉将纤维束压入梳针内，从露出的一端逐次抽出部分纤维，然后叠放到梳片的另一端，并做成一端平齐的纤维束。压上梳片，转过仪器，在纤维不平齐的一端使部分下梳片落下，以露出适量的纤维，将纤维逐根抽出后加以收集和称重，最后按公式计算纤维长度的各种指标。,纺织纤维的长度测量,梳片式长度分析仪法的测量原理,纺织纤维的长度测量,中段切断称重法的测量原理,在求取化学纤维长度时，采用切断称重法。先将纤维排成长纤维在下，短纤维在上，一端平齐，宽约25mm的纤维束。用夹子夹住纤维束整齐的一端，先用稀梳，再用密梳，从纤维束尖端开始，逐步靠向夹子根部梳理多次，梳去浮游纤维，再用夹子将不整齐的一端夹住，整齐端露出夹子处20mm或30mm，梳去短纤维。用切断器切取已梳过的纤维束的中段，切断长度为Lc，称得重量为Wc，然后称取两端纤维束重量Wt。,（1）定长制：公定回潮率下，单位长度的质量特克斯(tex)：旦尼尔(D)：（2）定重制：公定回潮率下，单位质量的长度公制支数(公支)：英制支数(s)：,纺织纤维的细度测量,纺织纤维细度的表示方法,直接法：如直径、投影宽度、截面积、周长或比表面积间接法：用纤维长度与质量比值表示，有定长制与定重制两种指标,纺织纤维的细度测量,中段切断称重法：用于棉纤维细度测定气流仪法：用于间接测量棉纤维、同质羊毛及化纤细度马克隆气流仪法：用于间接测量棉纤维细度及成熟度振动法：用于测量单根化纤的线密度,纺织纤维细度的测量方法,显微投影测量法：用于羊毛纤维细度测定激光细度仪法：用于快速测量羊毛及化纤细度微机图像法：用于测量棉、毛、丝、麻及化纤的细度,直接法,间接法,将纤维切成短片段，制片后经500倍的显微放大，用目镜测微尺（或楔形尺）来测量纤维直径，采用计数法，计算纤维的平均直径和直径变异系数。,纺织纤维的细度测量,显微投影测量法,纺织纤维的细度测量,激光细度仪法,将毛条或纤维束试样切成约2mm短片段，并放入机内合适的混合液体中搅拌待用。测量时，纤维液体自动流经位于激光光束及其检测器之间的测量槽，纤维逐根掠过并遮断激光光束，从而使光通量产生变化，用光电检测器检测出与单根纤维直径大小相应的电信号，并将其通过鉴别电路和模数转换电路，输入计算机进行数据处理，即可显示、打印纤维平均直径和直径变异系数等指标。,纺织纤维的细度测量,微机图像法,该法是利用计算机图像处理技术，将纤维纵向或横向截面的光学图像转化为数字图像来自动测量和分析纤维的细度及其分布。它不仅可自动测量纤维的纵向投影直径，还可测量纤维的横截面积及截面异形度或形状因子。,纺织纤维的细度测量,中段切断称重法,将纤维排成一端平齐、平行伸直的纤维束然后用纤维切断器在纤维中段切取10mm长的纤维束，再在天平上称重，并计数这一束中段纤维的根数。根据纤维切断长度、根数和重量，计算出纤维的公制支数等指标。,这里，Lc为中段纤维重量；Gf为中段纤维重量；n为中段纤维根数。,纺织纤维的细度测量,中段切断称重法,纺织纤维的细度测量,中段切断称重法,将纤维排成一端平齐、平行伸直的纤维束然后用纤维切断器在纤维中段切取10mm长的纤维束，再在天平上称重，并计数这一束中段纤维的根数。根据纤维切断长度、根数和重量，计算出纤维的公制支数等指标。,这里，Lc为中段纤维重量；Gf为中段纤维重量；n为中段纤维根数。,纺织纤维的细度测量,气流仪法,气流仪的测定原理是在一定压力差下，通过测量纤维集合体的空气流量与纤维的比表面积成一定关系来间接测量纤维的细度。,这里，K为常数；S0为纤维比表面积；A、L分别为样筒内截面积与样筒高度；P为样筒两端压力差；空气粘滞系数（与环境温湿度有关）；为样筒内纤维空隙率。,纺织纤维的细度测量,气流仪法,纺织纤维的细度测量,马克隆气流仪法,马克隆气流仪本来是一种用气流方法测定机械轴或孔的直径的仪器，后来被用于纤维细度的测量，但随着对纤维气流仪理论的深入研究，人们发现气流仪读数并不单纯反映纤维细度，而是细度的成熟度的综合反映。从物理意义上讲，气流仪读数反映了纤维的透气性，是纤维比表面积的函数。为了回避气流仪在定义上的分歧意见，美国以Micronaire这种仪器的商业名称作为量的名称和单位名称，用它们取代细度(g/in)。,纺织纤维的细度测量,马克隆气流仪法,纺织纤维的细度测量,马克隆气流仪法,马克隆气流仪本来是一种用气流方法测定机械轴或孔的直径的仪器，后来被用于纤维细度的测量，但随着对纤维气流仪理论的深入研究，人们发现气流仪读数并不单纯反映纤维细度，而是细度的成熟度的综合反映。从物理意义上讲，气流仪读数反映了纤维的透气性，是纤维比表面积的函数。为了回避气流仪在定义上的分歧意见，美国以Micronaire这种仪器的商业名称作为量的名称和单位名称，用它们取代细度(g/in)。,振动法测量纤维细度是采用弦振动原理。纤维的上端被夹持器夹持，另一端经上刀口和下刀口后，在其上施加一定的张力，使纤维伸直。由仪器在纤维上施加一横向振动，使纤维产生共振，根据弦振理论，纤维弦振动的固有振动频率可用下面的公式计算：式中：l为纤维的振弦长度(cm)；Tt为纤维线密度(g/cm)；T为已知的施加张力。,纺织纤维的细度测量,振动法,纺织纤维的卷曲特征测定,纺织纤维卷曲特征的定义,纺织上通常把沿纤维纵向形成的规则或不规则的弯曲称为卷曲。,纺织纤维卷曲特征与卷曲指标的内涵,卷曲数：指纤维单位自然长度内的卷曲数卷曲率：指纤维单位伸直长度内，卷曲伸直的长度所占的百分率卷曲弹性回复率：指纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度对卷曲伸直长度的百分率卷曲回复率：指纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度对伸直长度的百分率,纺织纤维的卷曲特征测定,纺织纤维卷曲特征的测试原理,用纤维卷曲弹性仪对纤维施加规定的负荷，在规定的时间内，测定纤维在一定长度内的卷曲数以及卷曲回复的长度，然后计算出有关的卷曲指标。,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维在纺织品加工和使用过程中都会受到各种外力作用而产生变形，甚至被破坏，纤维承受各种外力所呈现的特性称为力学性能。纤维的力学性能是纤维品质检验的重要内容，它与纤维的纺织加工性能和纺织品的服用性能关系非常密切。纤维力学性质测试的主要项目有拉伸性能，包括一次拉伸断裂、拉伸弹性（定伸长弹性或定负荷弹性）、蠕变与应力松弛、拉伸疲劳（多次拉伸循环后的塑性变形）、压缩性能以及表面摩擦性能等。,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维的一次拉伸性能测试,纤维一次拉伸断裂试验的表征指标断裂强力：纤维能够承受的最大拉伸力，单位N，cN相对强力（强度）：断裂强力与纤维细度指标的比值断裂强度（比强度）：N/tex，N/Den，cN/dtex，cN/Den断裂长度：指纤维自身重量与其断裂强力相等时所具有的长度。即一定长度的纤维，其重量可将自身拉断，该长度即为断裂长度。断裂应力：纤维单位面积上能承受的最大拉伸力，MPa断裂伸长率：纤维拉伸至断裂时产生的伸长占原始长度的百分率。,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维的一次拉伸性能测试,纤维拉伸曲线及其表征指标纤维拉伸至断裂过程中，其负荷（或应力）与伸长（应变）的关系曲线。断裂强力（Pa）：断裂伸长（L）：初始模量（E）：断裂功（W）：,Pa,L,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维的蠕变和松弛性能试验,蠕变：指纤维在恒定拉伸作用下，其变形随作用时间的延续而增加的过程；应力松弛：指纤维在恒定应变条件下，其内应力随着时间的延长而减少的过程。,纤维在外力作用下产生的应力随时间而变化的性质称为流变性质，它包括纤维的蠕变与应力松弛两种类型。,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维的蠕变和松弛性能试验,纤维蠕变试验：将纤维拉伸到设定的负荷值，记录其对应的初始伸长值及纤维在一定时间内因蠕变而产生的伸长值。为保持纤维的内应力为设定值，需使下夹头做间断下降，直至达到设定的时间。,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维的蠕变和松弛性能试验,纤维应力松弛：将纤维拉伸到设定的伸长率值，下夹头停止拉伸，记录此时对应的负荷值。以后每隔一定时间记录或打印纤维松弛过程中的负荷变化情况，直至达到设定的时间，下夹头复位，结束试验。,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维的耐疲劳性能试验,选择一定大小的恒定负荷作用于纤维，直至纤维破坏，测其所需要的时间；纤维在某一恒定负荷反复拉伸作用下直至破坏，测其所需要的拉伸循环次数；纤维经定负荷或递增负荷反复拉伸作用后，测其累积的塑性变形值。,纤维的耐疲劳性通常是指在反复负荷作用下，或在静负荷的长时间作用下引起的损伤或破坏，其测试的方法有以下几种：,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维的压缩性能测试,纤维的压缩性能的测试方法有两种：恒定压缩法和连续压缩法，其中恒定压缩法又可分为恒定压力法和恒定变形法。,纺织纤维对压缩性能的要求按产品用途而异，对于絮类材料不仅要求蓬松柔软，而且要有良好的压缩性能。服装材料的压缩性能是影响其风格的重要参数之一。,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维的压缩性能测试,恒定压力法：对试样分别施加恒定的轻重压力，保持一定时间后测其两种压力下的厚度值，然后卸除压力，待试样恢复一定时间后，再次测其轻压下的厚度。由测试结果计算压缩性能指标和蓬松度。,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维的压缩性能测试,恒定变形法：压脚以一定速度压缩试样，至规定压缩变形时停止压缩，记录其压力。保持该变形至一定时间后，记录其松弛压力，即可算出应力松弛率。若分别测得恒定压缩变形前后的轻压厚度，还可算出厚度损失率。,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维的压缩性能测试,连续压缩法：压脚以一定速度连续压缩基准板上的试样，当压力增加至最大压力时，压脚以相同速度返回。仪器将给出上述过程中的压力-变形曲线，通过该曲线，可计算出试样的定压厚度、压缩功及回复功等压缩性能指标。,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维的摩擦性能测试,纤维的摩擦性能通常用摩擦阻力和摩擦系数表示，摩擦阻力是两个相互接触的物体在法向压力作用下，沿着切向相互移动的阻力。当法向压力为零时，摩擦力也为零。摩擦力分静摩擦力和动摩擦力，摩擦力与法向压力的比值，称为摩擦系数。摩擦系数也分静摩擦系数和动摩擦系数。,第四节纺织纤维材料的力学性能测试,纤维的摩擦性能测试,测量短纤维的摩擦系数一般用绞盘法。将纤维以一定的角度包围在绞盘上（辊轴的材料可以是钢、陶瓷或包覆纤维），纤维的两端分别挂上相同重量f0的张力夹，其中一端的张力夹挂在扭力天平钩子上，另一端垂下。当辊轴顺时针做等速回转时，由于纤维与绞盘表面存在着摩擦力，使纤维两端的张力不等，f1f2，此时扭力天平指针偏向一边。为了测量扭力天平秤钩上受力大小，可扳动手柄，使天平指针回复到零位，此时其天平的读数为m，则f2=f0，而f1=f0m，根据欧拉公式有：f2=f1e，即可求得纤维的摩擦系数。,第五节纺织纤维材料的其它性能测试,纺织纤维其它性能主要包括回潮率、羊毛油脂或化纤油剂含量、静电性能以及合成纤维的热收缩率等。本节主要介绍纤维材料回潮率的测定。,第五节纺织纤维材料的其它性能测试,纤维材料的回潮率测试,纺织纤维的吸湿或放湿不仅会引起材料本身的质量变化，而且会引起一系列的性质变化，对商品贸易、质量控制、性质测定以及生产加工等都会产生影响。对服用织物，吸湿、放湿性能还是影响其舒适性的重要因素。纺织纤维材料吸湿性能通常用回潮率表示。回潮率即试样的湿重与干重的差值对干重的百分率。,第五节纺织纤维材料的其它性能测试,纤维材料的回潮率测试方法,直接测定法：该法是分别测出纺织材料的湿重和干重，经计算直接获得纤维材料的回潮率。如烘箱干燥法、红外线干燥法、真空干燥法、微波干燥法、吸湿剂干燥法等；间接测定法：该法是利用纺织材料中含湿量与某些性质相关的原理，通过测试这些性质来推测纺织纤维材料的回潮率。如电阻测湿法、电容测湿法、微波吸收法等。,第五节纺织纤维材料的其它性能测试,烘箱干燥法测试纤维回潮率的原理,烘箱干燥法是利用电阻丝加热，当箱内温度升至规定值时，把试样放入烘箱内，使纤维材料内的水分蒸发于空气中，并利用换气装置将湿空气排除箱外。由于纺织纤维材料内部水分不断蒸发和散失，质量不断减少。当质量烘至恒量时，即为纺织材料干重（烘燥过程中的全部质量损失都作为水分计算），最后经计算得出回潮率指标。国家标准规定供给烘箱的大气应为标准大气，如为非标准大气，则测得的烘