第三章化学纤维的检验---拉伸测试到摩擦系数测试PPT课件.pptx

第三章 化学纤维的检验,上节课回顾,纤维细度的表示方法？,纤维细度检验方法？,第三节 化学纤维的物理检验,一、长度检验,三、拉伸性能检验,二、细度检验,四、卷曲弹性检验,五、压缩弹性检验,七、静电特性检验,八、熔点检验,九、热收缩率检验,十、密度检验,十一、双折射检验,六、摩擦系数检验,三、拉伸性能检验,背景,化学纤维的力学性能决定了纺织材料的耐用性能和坚牢度的主要因素 外力对化学纤维的作用有拉伸、压缩和扭转三类，各自产生不同性质的变形，因此化学纤维有三种力学性质考虑到化学纤维是极柔曲的物体，无论纤维、纱线或者织物，受到的主要外力也是拉伸所以拉伸性能是衡量纤维性能的最主要指标之一 日常接触的的纤维弯曲，也是拉伸和压缩性能的复合作用，还有丁丕强力，撕裂强力也与纤维的拉伸有关，所以必须重视纤维的拉伸性能三、拉伸性能检验,3.1 拉伸性能指标,3.1.1 拉伸的常规指标包含了断裂强力、断裂强度、断裂伸长率断裂强力,拉伸试验中，纺织材料试样抵抗外力致断裂时最大的力断裂强度,断裂伸长率,纤维强度用纤维单位截面积上所能承受的最大负荷表示纤维和其他任何材料一样，力和形变总是同时存在同时发展的，在拉力作用下，拉到断裂时的伸长量.lL( mm) 称为断裂伸长。

纤维在无外加拉力时的原长，用L(mm)表示 断裂伸长对拉伸前长度的百分率叫断裂伸长率三、拉伸性能检验,3.1 拉伸性能指标,3.1.2 与拉伸曲线有关的指标 负荷伸长曲线与应力一应变曲线,断裂强度及断裂伸长率仅仅表达了断裂时的特征，并不能充分反映纤维在受力全过程中表现的特征而纤维在纺织加工中及纺织品使用中所经受的外力远比纤维的断裂强力与断裂伸长率小 因此要深人了解纤维的机械性能必须考虑纤维在拉伸全过程中的负荷和伸长的变化具有自动记录仪装置的纤维强力机可以作出纤维拉伸到断裂全过程中试样承受负荷和伸长变化的曲线，通常称为负荷一伸长曲线，如右图所示三、拉伸性能检验,3.1 拉伸性能指标, 负荷伸长曲线与应力一应变曲线,实际测试时负荷伸长曲线是随试样粗细，试样夹持长度的长短而变化为了便于对各种纤维的拉伸性质进行比较，通常根据负荷伸长曲线测得的结果，把负荷除以纤维细度(特克斯) .即断裂强度作为纵坐标，把伸长除 以试样的夹持长度，即伸长率作为横坐标，由此所得的曲线叫应力一应变曲线(如右图3) 采用应力一应变曲线，各种纤维在断裂强度与伸长率单位统一的基础上获得可比性各种不同纤维的应力一应变曲线三、拉伸性能检验,3.1 拉伸性能指标, 初始模量,定义：纤维的初始模量是纤维拉伸曲线起始一段直线部分的斜率(指除去纤维卷曲后) ，当拉伸曲线起始直线部分不明显，初始模量可取伸长率为1% 时的应力值与伸长率的比值。

表达意义：初始模量的大小表达了纤维在小负荷作用下形变的难易程度实际应用：初始模量是反映纤维在小负荷条件下，抵抗伸长形变的能力，它反映了纤维的刚性初始模量大，则纤维在小负荷作用下不易变形，刚性较好，其制品比较挺括但过高则织物不耐冲击，于感硬，易脆裂两种纤维同样粗，则其中初始模量低的一种其制品的于感比较柔软三、拉伸性能检验,3.1 拉伸性能指标, 10% 伸长时对应强力,定义：测定时把纤维拉伸至10% 伸长时，读得其负荷值，也可以在负荷伸长曲线上由10% 伸长处求得其相应负荷值实际应用： 棉花的断裂伸长一般为8% -10% ，断裂强力约4.5cN ，如化学纤维在109毛伸长的断裂强力低于4.5cN 时，在外力作用下，抗张能力主要由棉承受，因而纱线强力低，易断头，成纱品质指标低因此需要测定10% 伸长时的对应强力三、拉伸性能检验,3.1 拉伸性能指标, 屈服点,定义：纤维拉伸曲线起始一段呈近似直线状，具有较大的斜率，随着外力继续增加，拉伸曲线进入延伸性能突然变得较大的一个区域，在这两个线段之间有一个转折或过渡的区域，在此区域内有一个转折点 相应的强度与伸长，称屈服强度与屈服伸长率实际应用：纤维在屈服点以下产生的变形主要是可以恢复的弹性变形，在屈服点以上的变形中有一部分是不可恢复的塑性变形，这一部分的塑性变形随外力的增加或外力作用时间的延长，将相应地增加直至纤维最后断裂。

因此在其他指标一定的情况下，屈服点高的纤维不易产生塑性变形，特别是屈服点伸长率高的纤维拉伸弹性比较好，其织物的尺寸稳定性较好三、拉伸性能检验,3.1 拉伸性能指标,第二屈服点强伸余效,引入原理： 有些纤维如涤纶在拉伸过程中会出现第二个屈服点如图3 ，三种类型的涤纶，虽然细度相同，拉伸曲线完全不同，尤其是第二屈服点存在着显著差异为了考核这一指标引入了强伸余效的概念强伸余效为断裂强伸值与第二屈服点的强伸值之差对断裂强伸值的百分比实际应用：第二屈服点强伸余效与服用性能密切相关强伸余效越高，服用性越好进口涤纶低强高伸纤维强伸长余效最高，强力余效约149毛，伸长余效约40%; 高强低伸型次之，强力余效约12% ，伸长余效约30% ;国产涤纶中强中伸型最低，强力余效约7.4% ，伸长余效约21 % 三、拉伸性能检验,3.1 拉伸性能指标, 断裂功,定义：纤维受拉伸到断裂时所吸收的能量，也就是外力拉断纤维所做的功，单位常用N.cm ,gf.cm纤维负荷一伸长曲线下面所包含的面积代表纤维的断裂功，如右图实际应用：同样，不同粗细纤维的比较，常采用断裂比功，单位为cN/tex 三、拉伸性能检验,3.1 拉伸性能指标, 弹性,定义：纤维变形的恢复能力。

指标： 定伸长弹性恢复率：指纤维拉伸到一定伸长率(一般为3% 、5% 和10% 时)测定的纤维弹性恢复率 弹性恢复率：急弹性变形和一定时间内可恢复的缓弹性变形之和占总变形的百分率 弹性功恢复率： 纤维在定伸长或定负荷弹性恢复时所做的功一般可在电子强力仪曲线上算出 弹性性质：急弹性形变、缓弹性形变、塑性形变指标可由主弹性试验中计算出来三、拉伸性能检验,3.1 拉伸性能指标, 弹性,疲劳定义：纤维在纺织加工和使用中，会经常受到比断裂负荷小得多的反复拉伸作用，纤维承受多次加负荷一去负荷的循环作用会遭受破坏而断裂弹性定义：纤维变形的恢复能力两者关系：疲劳性能与纤维的弹性密切相关纤维弹性恢复高，耐疲劳性能好耐疲劳性好和弹性形变恢复能力强的纤维不易产生变形弹性的分类：织物的抗皱性能与纤维的拉伸变形后恢复能力有关，即与纤维的弹性有关，织物的折皱回复性与纤维在小变形下的拉伸回复能力呈线性关系，因此纤维的变形分急弹性形变、缓弹性形变与塑性形变三、拉伸性能检验,3.1 拉伸性能指标,三、拉伸性能检验,3.2 拉伸性能测试仪器,分类：从加负荷的形式上，测定强伸度的仪器可分三种类型:等速牵引( CRT) 、等加负荷( CRT) 、等速伸长(CRE) 。

等速牵引CRT,三、拉伸性能检验,3.2 拉伸性能测试仪器,分类：从加负荷的形式上，测定强伸度的仪器可分三种类型:等速牵引( CRT) 、等加负荷( CRT) 、等速伸长(CRE) 等速负荷CRT,三、拉伸性能检验,3.2 拉伸性能测试仪器,分类：从加负荷的形式上，测定强伸度的仪器可分三种类型:等速牵引( CRT) 、等加负荷( CRT) 、等速伸长(CRE) 等速伸长CRE,1. 国家新标准的出台，纱线强伸性由按缕纱强力改为按单纱断裂强度及其不匀率评定，符合纱线使用实际情况； 2. CRT仪均无成熟的自动操作、数据采集和分析功能，必将相应增加测试工作量，几乎达到了常规状态无法承受的程度采用CRE式强力仪代替CRT式强力仪在减轻劳动强度、节约工时、提高劳动效率等方面的贡献是显而易见的； 3. CRT式仪器限于机械惯性因素，拉伸速度不能太快，否则将造成严重失准正常情况下CRT仪测得的力值比实际值偏小10%以上； 4.仍墨守CRT仪，必然由于测试手段不一，测得结果失准而造成不必要的贸易纠纷和经济损失 5. 纺织品强伸性测试仪器由过去规定的CRT（等速牵引）、CRL（等加负荷）、CRE（等速伸长）三者任意选用，改为只规定CRE式一种。

综上所述，深入理解新标准，摒弃CRT仪而采用CRE式强力仪的重要意义不仅在于体现测试手段和方法的科学合理，也不仅在于与国际标准接轨的要求，而且对纺织生产企业挖潜增效、降耗节能有明显作用，值得决策者重视三、拉伸性能检验,等速牵引( CRT) 、等加负荷( CRT) 、等速伸长(CRE)三种设备的发展趋势,三、拉伸性能检验,3.3 断裂强度与伸长率的检验, 干断裂强度与伸长率, 湿断裂强度, 勾结强度, 打结强度, 比强度,纱线的拉伸强度测试,第三节 化学纤维的物理检验,一、长度检验,三、拉伸性能检验,二、细度检验,四、卷曲弹性检验,五、压缩弹性检验,七、静电特性检验,八、熔点检验,九、热收缩率检验,十、密度检验,十一、双折射检验,六、摩擦系数检验,四、卷曲弹性检验,背景,一般天然纤维都有自然的卷曲，使纤维之间具有一定的摩擦力和抱合力而化学纤维表面光滑，纤维的摩擦力小，抱合力差，造成纺织加工闲难所以，化学纤维在后加工时要用机械或化学的方法，使纤维具有一定的卷曲 化学纤维加卷曲的目的是为了满足纺织工艺的要求卷曲可以增加纤维间的抱合力，提高纤维的可纺性外还可以提高纤维的弹性，使手感柔软，突出织物的风格，同时对织物的抗皱性、保暖性以及表面光泽的改善有一定的作用。

四、卷曲弹性检验,4.1 卷曲弹性的指标及其测定与计算,4.1.1 卷曲弹性的指标, 卷取数,定义： 是指纤维单位长度(25mm) 内的卷曲数卷曲的个数不能过多，但也不宜过少卷曲的个数多，则增加纤维间的摩擦力，静电干扰增加，牵伸困难;卷曲的个数少，则纤维间的抱合力降低，影响成纱的品质指标两个相邻的波峰为一个卷曲，一般化学纤维的卷曲数为12 - 14个/25mm四、卷曲弹性检验,4.1 卷曲弹性的指标及其测定与计算,4.1.1 卷曲弹性的指标,卷曲率（卷曲度）,定义：即表示纤维卷曲程度的指标适当的卷曲率可以提高纤维的抱合力，提高纤维的可纺性能但卷曲率不宜过大，卷曲率过大，会使纤维的内应力过分集中在弯曲的顶点，使纤维的结构受到损伤，影响纤维的强力及断裂伸长率所以一般化学纤维的卷曲率在10% -15% 为宜四、卷曲弹性检验,4.1 卷曲弹性的指标及其测定与计算,4.1.1 卷曲弹性的指标,卷曲弹性回复率,定义：卷曲弹性回复率表示纤维受力后卷曲恢复的能力Jd为纤维的卷曲弹性率（%）L2 为纤维在重负荷下保持30秒后释放，经2分钟回复，再在轻负荷下测定的长度（mm）四、卷曲弹性检验,4.1 卷曲弹性的指标及其测定与计算,4.1.1 卷曲弹性的指标,卷曲回复率,Jw为纤维的卷曲回复率（%）；L2 为纤维在重负荷下保持30秒后释放，经2分钟回复，再在轻负荷下测定的长度（mm）。

定义：表示纤维的卷曲受力后的耐久程度四、卷曲弹性检验,4.1 卷曲弹性的指标及其测定与计算,4.1.1 卷曲弹性的指标, 卷曲幅度,定义：卷曲纤维相邻卷曲峰谷之间的垂直距离，即卷曲波形深浅程度四、卷曲弹性检验,4.2 卷曲弹性的检验方法,4.2.1 放大镜法,定义：是用放大镜直接观测纤维在不同的张力下长度变化的情况实验过程：取样粘贴校正轻负荷测量L0增加重负荷测量L1 松开重负荷2min，测量L2 重复测量30根纤维计算结果四、卷曲弹性检验,4.2 卷曲弹性的检验方法,4.2.2 YG363型化纤卷曲数仪法,是通过光电和透镜的放大系统，将纤维的影像投影在屏幕上能更清楚地观察纤维卷曲的情况，更精确地测量纤维受张力后的尺寸变化 YG363 型化纤卷曲数仪(如右图) 能方便地在投影屏上显示化纤卷曲形态，可由操作者点数，操纵打印计算器打印出结果扭力天平的平衡力对纤维加载轻负荷和重负荷，步进电机传动下夹持器升降，计数输入步进电机的脉冲数进行长度测量通过放大镜人工目光点数25mm中纤维的卷曲波。