005-2纤维断裂因素解析

影响纺织纤维拉伸性能的主要因素:1内部结构聚合度取向度结晶度2、外因1）温湿度温度提高，纤维强度下降伸长增大；相对湿度的提高，一般纤维，强度下降而伸长增大；棉、麻纤维强度增大伸长增大。3试验条件:试样长度：试样长度长，测得的强度较低。试样根数：根数增加，测得的束纤维强度折算成单纤维强度会下降。拉伸速度：拉伸速度大，测得的强力较大而伸长较小1、内因大分子结构：柔曲性和聚合度超分子结构：结晶度和取向度形态结构：孔洞、缝隙和形态结构的不均一性•纤维的拉伸断裂机理及影响纤维强、伸度的因素•纤维拉伸断裂机理•纤维的断裂由于：大分子断裂和大分子相互滑脱引起•纤维的伸长由于：大分子伸直、伸长、分子间滑移引起。纤维受拉无定形区大分子伸直键长键角增大，大分子伸长部分分子拉断或抽拔出来大分子断裂，大分子相互滑移纤维断裂蠕变蠕变现象：应力不变，形变逐渐增加应力松弛现象：形变固定，应力逐渐降低影响蠕变的因素：纤维的结构：柔性链，分子间作用力小…外界条件湿度：湿度越大，蠕变越大温度：温度越高，蠕变越大应力：应力越大，蠕变越快粘胶纤维的蠕变：粘胶的Tg较小，聚合度小，结晶度小，易变形；湿热条件下，更易变形注：粘胶纤维湿热条件下加工时，应避免较大张力。蠕变实例织物的耐用性与纤维性能的关系织物的耐用性：织物在一定条件下抵抗损坏的性能损坏的类型包括：拉破，破损和其他如霉变、虫蛀等织物服用过程中最常受到的机械作用有：反复的拉伸、放松反复的弯曲反复的表面摩擦影响织物耐用性因素强度——足够高后，就不是主要因素延伸度——越高越好弹性——越大越好外力——越小越好松弛时间——越长越好各因素的影响作用高应力时：强度起决定作用体力劳动宜穿棉织物，不宜穿毛织物低应力时：弹性起决定作用办公室可穿着毛织物羊毛的物化性能表物理性质化学性质引张强力(g/D)干燥1.0～1.7酸的影响浓硝酸、热硫酸分解其他强弱酸抗性大。潮湿0.76～1.63干湿强力比（％）76～96碱的影响强碱分解。伸度（％）干燥25～35弱碱侵害。伸度（％）潮湿25～50其它化学药品的影响以过氧化物或次亚硫酸盐漂白。湿润氯气完全分解。伸长恢复率(％)（拉长3％）99(2％)63(20％)杨氏系数g/D11～25溶剂影响一般溶剂皆不溶。kg/m㎡130～300比重1.32染色性具高度亲染性。酸、铬、媒染、瓮Indigo染料可染。水分率(％)公定水分率15标准状态(20℃65％RH)16其他22(95％RH)热的影响130℃热分解205℃焦化300℃炭化虫霉影响潮湿时易发霉易受虫害。耐候性质（日光的影响）强力降低染色性劣化蚕丝物理性质化学性质引张强力(g/D)干燥3.4～4.0酸的影响热硫酸，浓无机酸分解其它酸抗性较羊毛小。湿润2.1～2.8干湿强力比（％）70碱的影响高温浓碱损害。稀碱可除丝胶。伸度（％）干燥15～25伸度（％）湿润27～33其它化学药品的影响以过氧化物或次亚硫酸气漂白。伸长恢复率(％)（拉长3％）54～55(8％)杨氏系数g/D50～100溶剂影响一般溶剂皆不溶。kg/m㎡650～1200比重1.33～1.45染色性亲染性高。盐基性、直接、酸、铬媒染瓮Indigo染料可染。水分率(％)公定水分率11.0标准状态(20℃65％RH)9其他36～39(100％RH)虫霉影响抗虫性比棉弱，易受虫害抗霉性大。耐候性质（日光的影响）劣日下60日强度减低55％140日强度减低65％耐旋光性弱热的影响235℃分解256～275℃燃烧330℃发火导电性电气不良导电影响纤维断裂的外在因素一、温、湿度二、试样长度试样愈长，强力愈低。因为沿纤维长度方向，强度是不均一的，纤维总是在最薄弱处断裂，试样愈长，出现最薄弱环节的概率越大，越容易发生断裂，强力下降）三、纤维根数束纤维中的纤维根数愈多，由束纤维强力计算得的平均单纤维强力愈低，而且比单根测量时的平均强力低。四、拉伸速度（弱环定律）一般随拉伸速度增加，断裂强力，初始模量，屈服应力(测试结果）均会提高，而断裂伸长无一定规律。五、拉伸形式（或仪器类型）（1）等速牵引（CRT）（2）等加负荷（CRL）（3）等速伸长（CRE），此方法现在为国际推广方法•（二）影响纱线强、伸度的因素•1、纤维性质•纤维长度较长、细度较细时，成纱强度较高；纤维长度整齐度较好、细度细而均匀时，成纱条干均匀，成纱强度高。•2、纱线结构•纱线结构对强伸度的影响主要反映在捻度。•3、混纺比•（1）当两种纤维断裂伸长率接近时，随着强度大的纤维的混纺比的增加，混纺纱的强度上升。•（2）当混纺的两种纤维断裂伸长率差异大时，受拉后有两个断裂阶段。第一阶段伸长能力小的纤维先断；第二阶段伸长能力大的纤维断裂。粘弹体力学特征一、粘弹性的概念：粘弹性质也叫流变性质。物体（包括液态）在力的作用下，会发生形状尺寸的变化——即形变（变形）常用应变来表示（变形量与原尺寸之比）。最单纯的形变形式：理想弹性变形（虎克变形）；纯粘性流动（牛顿变形）。这两种基本变形的应力应变关系如下：虎克变形：σ-应力，E-模量，ε-应变牛顿变形：—粘滞系数，t-时间以高分子为主要组成物质的纤维来讲，兼有弹性和粘性，粘性与弹性的组合即为粘弹性，具有粘弹性的物体即为粘弹体，“材料在外力作用下，应力～应变的关系随时间而变的性能”-----粘弹性。二、三种变形（一）急弹性变形.它是由于纤维大分子的键长、键角变化引起。（二）缓弹性变形:它是由于弯曲的大分子逐渐伸直，倾斜的大分子沿纤维轴向排列形成的变形。（三）塑性变形:它是由于纤维大分子间相互滑移造成的不可恢复的变形。•表示弹性大小的指标是弹性恢复率或回弹率。它指急弹性变形和一定时间的缓弹性变形占总变形的百分率。Rℇ=L1-L2L1-L0×100%Rℇ——弹性恢复率（％）L0——纤维或纱线加预加张力时的长度L1——纤维或纱线加负荷伸长后的长度L2——纤维或纱线去负荷后加预张力的长度三、蠕变与应力松驰蠕变：一定（固定）拉伸（负荷）条件下，纤维变形随时间逐渐增加。形成原因：随外力作用时间延长，大分子沿外力方向伸展排列或产生相对滑移而使伸长增加。应力松驰：当纤维被拉伸到一定变形值，保持恒定时，其内应力随时间逐渐减小的现象。•应力松弛形成原因：由于纤维发生变形时具有内应力，使大分子逐渐重新排列，逐渐达到新的平衡位置。四、纤维的弹性与疲劳（一）纤维的弹性：纤维承受负荷后产生变形，负荷取除后，具有恢复原来尺寸和形状的能力；它影响纺织材料的耐磨性，抗折皱性，手感，尺寸稳定性，耐冲击性，抗废劳性等许多性能。纤维的弹性包含变形能力与变形的恢复能力两方面。(二)、疲劳小应力长期作用下发生的破坏，就叫疲劳。影响疲劳的因素主要有：（1）纤维的结构与性能（分子链的变形能力及变形后的恢复能力大，则耐疲劳）（2）负荷大小（3）作用方式:作用时间，恢复时间，频率等（4）温湿度五、纤维的磨损（一）概念：互相接触并滑移的两物体，在接触面上所产生的破坏——磨损。广义概念：表面破坏称为磨损。（二）造成磨损的主要客观因素1.力：（1）犁耕（纵向划槽）；（2）刮削；（3）切割（横向划槽）；（4）咬啮剪切；（5）撕剥；（6）疲劳性脱落（疲劳龟裂，脱下局部颗粒）等2.热：表面热熔（从高温体擦过）而被揩拭落下。（局部过热）3.化学作用：化学试剂作用的同时，受力摩擦使表面局部被受损。磨损使纤维的尺寸、体积、重量、强度、刚性、外形（观）乃至结构发生改变（变化）。纺织纤维的弯曲、扭转和压缩一、纤维的弯曲（一）、概念指外力作用下的弯曲变形。（二）、影响因素：形状，粗细，模量（三）、破坏形式：弯断，实质是弯曲外缘的拉断或内缘的挤裂。（四）实用指标1．抗弯刚度2．打结强度（率）3．勾结强度（率）二、纤维的扭转（一）、概念纤维在剪切扭矩作用下，产生的扭转弯形。（二）、影响因素：形状，粗细，模量（三）、破坏形式：纵向劈裂（四）实用指标断裂捻角，常用圈数表示。三、纤维的压缩（一）、概念纤维一般在强压缩条件下才会产生破坏，大多可能产生压伤。单纤维的压缩研究很困难，结论很少，大多数是研究集合体的压缩特性（或弹性）END