纖維的機(jī)械性能課件

纖維的基本特性纖維的基本特性1講評(píng)作業(yè)某棉紗30縷（每縷長(zhǎng)50m），在公定回潮率下測(cè)得其重量為38.0g，求其細(xì)度？（Tt、Td)講評(píng)作業(yè)某棉紗30縷（每縷長(zhǎng)50m），在公定回潮率下測(cè)得其重2講評(píng)作業(yè)某棉紗30絞（每絞長(zhǎng)100m），測(cè)得其公定回潮率為60g，求其細(xì)度？（公制支數(shù)）講評(píng)作業(yè)某棉紗30絞（每絞長(zhǎng)100m），測(cè)得其公定回潮率為63講評(píng)作業(yè)某粘膠100g，烘干后測(cè)得其干重為89.29g，求其實(shí)際回潮率與含水率。講評(píng)作業(yè)某粘膠100g，烘干后測(cè)得其干重為89.29g，求其4纖維的機(jī)械性能紡織纖維的力學(xué)性質(zhì)（或機(jī)械性質(zhì)）是纖維及其制品在使用過(guò)程中的重要性質(zhì)之一。纖維材料的力學(xué)性質(zhì)的好與壞（優(yōu)與劣）是根據(jù)它在受外力作用時(shí)，所表現(xiàn)的耐破壞性能（不一定拉斷）來(lái)評(píng)價(jià)的。纖維在外力作用下遭到破壞的形式很多，其中以拉伸斷裂為最主要的破壞形式。纖維的機(jī)械性能紡織纖維的力學(xué)性質(zhì)（或機(jī)械性質(zhì)）是5一、表示纖維拉伸斷裂的指標(biāo)★

指標(biāo)有：斷裂強(qiáng)力；斷裂強(qiáng)度；斷裂伸長(zhǎng)率一、表示纖維拉伸斷裂的指標(biāo)★61.斷裂強(qiáng)力（絕對(duì)強(qiáng)力）定義：纖維能夠承受的最大拉伸外力。單位：牛頓（N）；厘牛（cN)。

對(duì)不同粗細(xì)的纖維，強(qiáng)力沒有可比性。1.斷裂強(qiáng)力（絕對(duì)強(qiáng)力）定義：纖維能夠承受的最大拉伸外力。72.強(qiáng)度

拉伸強(qiáng)度是用以比較不同粗細(xì)纖維的拉伸斷裂性質(zhì)的指標(biāo)。根據(jù)采用細(xì)度指標(biāo)不同，拉伸強(qiáng)度指標(biāo)有以下幾種:2.強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度是用以比較不同粗細(xì)纖維的拉伸8(1)斷裂應(yīng)力定義：指纖維單位截面上能承受的最大拉力。單位：N/m2（帕）；N/mm2（兆帕）。其計(jì)算式為：

σ=P/S式中：σ——纖維的斷裂應(yīng)力（MPa）

P——纖維的強(qiáng)力（N）

S——纖維的截面積（mm2）大多數(shù)紡織纖維的橫截面是不規(guī)則的，加上有空隙、孔洞等，拉伸時(shí)還在不斷變化，使其截面很難求。(1)斷裂應(yīng)力定義：指纖維單位截面上能承受的最大拉力。大多數(shù)9（2）斷裂強(qiáng)度（比強(qiáng)度）定義：每特（或每旦）纖維所能承受的最大拉力。單位：N/tex（cN/dtex）；N/den（cN/den)。其計(jì)算式為：

Ptex=P/Ttex

Pden=P/Nden

（2）斷裂強(qiáng)度（比強(qiáng)度）定義：每特（或每旦）纖維所能承受的最10（3）斷裂長(zhǎng)度（LR）定義：纖維的自身重量與其斷裂強(qiáng)力相等時(shí)所具有的長(zhǎng)度。

即一定長(zhǎng)度的纖維，其重量可將自身拉斷，該長(zhǎng)度為斷裂長(zhǎng)度。其計(jì)算公式為：LP=（P/g）*Nm式中：LP——纖維的斷裂長(zhǎng)度（km）P——纖維的強(qiáng)力（N）

g——重力加速度（等于9.8m/s2）

Nm——纖維的公制支數(shù)。（3）斷裂長(zhǎng)度（LR）定義：纖維的自身重量與其斷裂強(qiáng)力相等時(shí)113.斷裂伸長(zhǎng)率ε定義：纖維拉伸至斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)率稱為斷裂伸長(zhǎng)率。

它表示纖維承受拉伸變形的能力。其計(jì)算公式為：

ε=（L-Lo）/Lo式中：

Lo——纖維加預(yù)張力伸直后的長(zhǎng)度（mm）；

L

——纖維斷裂時(shí)的長(zhǎng)度（mm）；3.斷裂伸長(zhǎng)率ε定義：纖維拉伸至斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)率稱為斷裂伸長(zhǎng)124.濕干強(qiáng)度比η

纖維在完全潤(rùn)濕時(shí)的強(qiáng)力占干態(tài)（標(biāo)準(zhǔn)大氣下）時(shí)強(qiáng)力的百分率。材料吸濕后強(qiáng)度的變化狀況，絕大多數(shù)纖維η＜100%，而棉麻等η＞100%。4.濕干強(qiáng)度比η纖維在完全潤(rùn)濕時(shí)的強(qiáng)力占干態(tài)（標(biāo)準(zhǔn)大氣下）13二、拉伸曲線及有關(guān)指標(biāo)▲

紡織纖維在拉伸外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系稱為拉伸性質(zhì)。

1、拉伸曲線定義

負(fù)荷-伸長(zhǎng)曲線：表示纖維在拉伸過(guò)程中的負(fù)荷和伸長(zhǎng)的關(guān)系曲線。

應(yīng)力-應(yīng)變曲線：表示纖維在拉伸過(guò)程中的應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系曲線。

兩個(gè)曲線所反映的纖維強(qiáng)伸關(guān)系規(guī)律是一致的，不同的只是坐標(biāo)的量綱。二、拉伸曲線及有關(guān)指標(biāo)▲紡織纖維在拉伸外力作用下產(chǎn)生的14一般纖維負(fù)荷-伸長(zhǎng)曲線★一般纖維負(fù)荷-伸長(zhǎng)曲線★151、初始模量E★定義：纖維負(fù)荷-伸長(zhǎng)曲線上起始一段直線部分（或伸長(zhǎng)率為1%時(shí)）的應(yīng)力和應(yīng)變比值。纖維應(yīng)力-應(yīng)變曲線上起始段的斜率。

其大小表示纖維在小負(fù)荷作用下變形的難易程度，它反映了纖維的剛性。

E越大表示纖維在小負(fù)荷作用下不易變形，剛性較好，其制品比較挺括；

E越小表示纖維在小負(fù)荷作用下容易變形，剛性較差，其制品比較軟。

天然纖維：麻>棉>絲>毛；

再生纖維：富纖>粘膠>醋纖；

合成纖維：滌綸>腈綸>維綸>錦綸1、初始模量E★16二、常用紡織纖維的拉伸曲線二、常用紡織纖維的拉伸曲線17四、纖維的拉伸變形與彈性1.纖維拉伸變形的組成★

纖維變形包括：可回復(fù)的彈性變形（急彈性+緩彈性）和不可復(fù)的塑性變形

急彈性變形：加（或去除）外力后能迅速變形（一般5～15s）

緩彈性變形：加（或去除）外力后需經(jīng)一定時(shí)間后才能逐漸產(chǎn)生（或消失）的變形。(一般2～5min)

塑性變形：纖維材料受力時(shí)產(chǎn)生變形，去除外力，不回復(fù)的變形。四、纖維的拉伸變形與彈性18五、纖維的摩擦性質(zhì)

*纖維的摩擦抱合性質(zhì)與可紡性、織物的手感、起毛起球、耐磨和抗皺等有關(guān)

與紡紗工藝的關(guān)系：摩擦現(xiàn)象貫穿于整個(gè)紡紗過(guò)程；與紗、布關(guān)系：有了摩擦力，紗、布才具有一定價(jià)值；與磨損的關(guān)系：纖維、機(jī)件被磨損，降低了使用價(jià)值；與發(fā)熱的關(guān)系：高速縫紉可能達(dá)300°C，使縫針彎曲，縫線熔融；與靜電的關(guān)系：摩擦起靜電，靜電聚集，干擾紡紗工藝正常進(jìn)行，特別是化纖。五、纖維的摩擦性質(zhì)*纖維的摩擦抱合性質(zhì)與可紡性、織物的手感19一．纖維的摩擦、抱合和切向阻力

1.摩擦力F2

★定義：纖維之間或纖維與機(jī)件之間，在一定正壓力作用下，作相對(duì)滑動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的阻力。一．纖維的摩擦、抱合和切向阻力1.摩擦力F2★202.抱合力F1★定義：纖維間在法向壓力為零時(shí)，做相對(duì)滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的切向阻力。（因?yàn)槔w維具有卷曲、轉(zhuǎn)曲、鱗片、表面粗糙凹凸不平，且細(xì)長(zhǎng)柔軟；纖維必須具有一定的抱合力，棉卷、棉條才具有一定強(qiáng)力，紡紗工藝才能順利進(jìn)行）

2.抱合力F1★21纖維的切向阻力：切向阻力F=抱合力F1+摩擦力F2μN(yùn)=F1+fN

切向阻抗系數(shù)μ=F1/N+f

纖維的切向阻力：22摩擦效應(yīng)摩擦效應(yīng)23影響切向阻抗系數(shù)的因素★

1.纖維表面的性質(zhì)*截面為非圓形的纖維的μ<圓形光滑合纖的μ如：棉、粘膠、羊毛、粘纖（實(shí)際接觸面積小）*易變形纖維的μ>不易變形纖維的μ影響切向阻抗系數(shù)的因素★1.纖維表面的性質(zhì)242.化纖油劑的影響化纖不上油，干摩擦?xí)r——切向阻抗系數(shù)μ大上油少——μ↓（油膜在纖維表面形成單分子層)上油多——μ↑（屬液體摩擦，與油的粘度有關(guān)）因?yàn)棣膛c上油量有關(guān)——在一定范圍內(nèi)，上油量↑，μ↓；超過(guò)一定量后，上油量↑，μ↑。油劑不僅可降低纖維比電阻，改善抗靜電性能，還能增進(jìn)纖維間抱合，增加平滑，降低纖維表面的μ。

2.化纖油劑的影響化纖不上油，干摩擦?xí)r——切向阻抗系數(shù)μ大253.法向壓力的影響

主體趨勢(shì)下降4.滑動(dòng)速度的影響由靜到動(dòng)，μ不穩(wěn)定，而后隨滑動(dòng)速度↑，μ↑，到一定的v時(shí)μ穩(wěn)定。合纖在低速時(shí)，存在粘滑現(xiàn)象，μ變化較大。一般測(cè)μ動(dòng)，希望μ>3m/min以上。3.法向壓力的影響265.溫濕度的影響

溫度：T變化引起油劑變化纖維性能變化

隨著T↑，μ↓；合纖到一定溫度數(shù)值時(shí)，隨著T↑，μ↑（油劑揮發(fā)）。濕度：RH%↑，則μ↑（∵v↑，E↓）

當(dāng)RH%=100%時(shí)，μ最大。（接觸面積↑）加工中RH%必須加以控制，太濕，μ↑，加工困難；太干，發(fā)脆5.溫濕度的影響

27作業(yè)1.何謂摩擦力、抱合力和切向阻抗系數(shù)，寫出其定義？2.影響切向阻抗系數(shù)的因素有哪些？作業(yè)1.何謂摩擦力、抱合力和切向阻抗系數(shù)，寫出其定義？28耐光性定義：纖維經(jīng)光照后，其力學(xué)性能保持不變的性能稱之為耐光性。纖維經(jīng)日照以后，纖維會(huì)產(chǎn)生氧化，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生分解，因此，纖維的強(qiáng)度就會(huì)下降同時(shí)色澤也會(huì)發(fā)生變化，影響植物的服用性能。耐光性定義：纖維經(jīng)光照后，其力學(xué)性能保持不變的性能稱之為耐光29耐光性在耐光性上，腈綸＞羊毛＞亞麻＞拈膠＞滌綸＞錦綸＞生絲生絲經(jīng)精練脫膠后，其耐光性更差合成纖維的耐光