纖維細(xì)度、強(qiáng)度的測(cè)定.ppt

高分子化學(xué)與物理實(shí)驗(yàn),纖維細(xì)度、強(qiáng)度的測(cè)定,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解XD-1型振動(dòng)式細(xì)度儀與XQ-1型纖維強(qiáng)伸度儀的工作原理。2.掌握XD-1型振動(dòng)式細(xì)度儀與XQ-1型纖維強(qiáng)伸度儀使用操作方法以及測(cè)定結(jié)果的數(shù)據(jù)處理。,二、實(shí)驗(yàn)原理,XD-1型振動(dòng)式細(xì)度儀，是利用弦振動(dòng)原理測(cè)定纖維線密度的儀器，可直接顯示線密度單值、平均值和變異系數(shù)，外接打印機(jī)可打印測(cè)試結(jié)果。本儀器與XQ-1型強(qiáng)伸度儀聯(lián)機(jī)，可測(cè)定單根纖維的比強(qiáng)度、初始模量和斷裂比功。本儀器由微處理器控制，采用自激震蕩原理，測(cè)試精度高，操作簡(jiǎn)便，可減小人為試驗(yàn)誤差。,XQ-1型纖維強(qiáng)伸度儀（量程100cN或200cN或300cN），是測(cè)定纖維拉伸性能的試驗(yàn)儀器，可在纖維干態(tài)或濕態(tài)下進(jìn)行一次拉伸試驗(yàn)，顯示強(qiáng)力、伸長(zhǎng)率及定伸長(zhǎng)負(fù)荷的單值、平均值和變異系數(shù)。并可在外接的打印機(jī)或繪圖儀上打印各次數(shù)據(jù)，繪出拉伸曲線。XQ-1型纖維強(qiáng)伸度儀與XD-1型細(xì)度儀聯(lián)機(jī)使用，可測(cè)定單根纖維的比強(qiáng)度，并打中出各根纖維的初始模量和斷裂比功。,XD-1型振動(dòng)式細(xì)度儀原理：,纖維線密度：纖維的線密度是指纖維的粗細(xì)程度。纖維和紗線的線密度有多種表示形式，一般采用與紗線截面積成比例的間接指標(biāo)來(lái)表示。常用的指標(biāo)有特克斯（號(hào)數(shù)）、公制支數(shù)、英制支數(shù)、旦數(shù)。分定長(zhǎng)制和定重制兩類。a.支數(shù)單位質(zhì)量（以g計(jì)）的纖維所具有的長(zhǎng)度稱支數(shù)，一般用每克纖維所具有的支數(shù)來(lái)表示。如1g重的纖維長(zhǎng)100m，稱100支。不同纖維因密度不同不能用支數(shù)比較。b.細(xì)度一定長(zhǎng)度的纖維所具有的質(zhì)量。細(xì)度的單位是特克斯（tex），簡(jiǎn)稱特。是指1000m長(zhǎng)纖維所具有質(zhì)量的克數(shù)。纖維越細(xì)，細(xì)度越細(xì)，細(xì)度越小。如1000m長(zhǎng)的纖維重5g，即為5tex。c.旦（denier）符號(hào)位D或d，是指9000m長(zhǎng)的纖維所具有質(zhì)量的克數(shù)稱為“旦”；如9000m長(zhǎng)的纖維重3g，即為3d。,根據(jù)振動(dòng)理論，纖維弦振動(dòng)的固有振動(dòng)頻率為：,單位g/cm，l單位cm，T單位gcm/s2，f單位HZ。線密度單位轉(zhuǎn)換為dtex(分特)，張力T單位轉(zhuǎn)換成cN(厘牛頓)，上式改寫為：=2.5108T/l2f2。當(dāng)儀器振弦長(zhǎng)度l固定為20mm時(shí)，纖維線密度為=6.25107T/f2。,或,式中：l為纖維的振弦長(zhǎng)度；為纖維的線密度；d為纖維直徑；為纖維所受張力；E為纖維楊氏模量。當(dāng)纖維直徑d與長(zhǎng)度l之比小得多時(shí)，纖維固有振動(dòng)頻率可表示為,XD-1型振動(dòng)式細(xì)度儀結(jié)構(gòu)圖,XQ-1型纖維強(qiáng)伸度儀原理：,纖維強(qiáng)力：絕對(duì)強(qiáng)力，纖維材料受拉伸至斷裂時(shí)，所能承受的最大負(fù)荷。單位：牛頓，厘牛頓(1牛頓=102厘牛頓)。伸長(zhǎng)率：斷裂伸長(zhǎng)率，纖維材料拉伸至斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)量占拉伸前原長(zhǎng)的百分率。定伸長(zhǎng)負(fù)荷：在規(guī)定條件下，使纖維材料及其制品達(dá)到一定伸長(zhǎng)時(shí)所需的力。以牛頓表示。,細(xì)度儀與強(qiáng)伸度儀配合使用：,1、比強(qiáng)度：按單位質(zhì)量計(jì)算的強(qiáng)度稱為比強(qiáng)度。比強(qiáng)度單位用gf/tex或cN/tex表示。2、初始模量：初始模量是指紗線在受到的外力等于預(yù)張力處的模量，是指纖維拉伸曲線的起始部分直線段的應(yīng)力與應(yīng)變的比值。初始模量的大小表示纖維在小負(fù)荷作用下變形的難易程度，即纖維的剛性。纖維的初始模量是決定其彎曲性能的重要因素，一般初始模量越低，則纖維越柔軟，其織物越適宜貼身穿。3、斷裂比功：一是拉斷單位體積纖維所需作的功。重量斷裂比功Ww，是指拉斷單位線密度與單位長(zhǎng)度纖維材料所需做的功。變異系數(shù)，衡量各觀測(cè)值變異程度一個(gè)統(tǒng)計(jì)量。當(dāng)進(jìn)行兩個(gè)或多個(gè)資料變異程度的比較時(shí)，如果度量單位與平均數(shù)相同，可以直接利用標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)比較。如果單位和（或）平均數(shù)不同時(shí)，比較其變異程度就不能采用標(biāo)準(zhǔn)差，而需采用標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)的比值（相對(duì)值）來(lái)比較。標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)的比值稱為變異系數(shù)。,XQ-1型纖維強(qiáng)伸度儀結(jié)構(gòu)圖,XQ-1型纖維強(qiáng)伸度儀的下夾持器每升降0.01mm，步進(jìn)電機(jī)相應(yīng)送入2個(gè)脈沖數(shù)。,四、實(shí)驗(yàn)步驟,1纖維細(xì)度儀的校準(zhǔn)2纖維的細(xì)度測(cè)定3纖維的強(qiáng)度測(cè)定4纖維的比強(qiáng)度測(cè)定,五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和處理,六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)