纤维机械性质 课堂授课课件.ppt

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1、纤维的机械性质主讲：彭志远纺织纤维的机械性质（或力学性质）是纤维及其制品在使用过程中的重要性质之一。纤维材料的力学性质的好与坏（优与劣）是根据它在受外力作用时，所表现的耐破坏性能（不一定拉断）来评价的。纤维在外力作用下遭到破坏的形式很多，其中以拉伸断裂为最主要的破坏形式。知识要点单纤维的拉伸性质纤维的蠕变、松弛和疲劳纤维的弯曲、扭转与压缩特性纤维的摩擦性质单纤维的拉伸性质表示纤维拉伸性能的指标拉伸曲线的基本性质常用纺织纤维的拉伸曲线纤维拉伸断裂机理影响纤维拉伸性能的因素纤维拉伸性能的测试一、表示纤维拉伸性能的指标指标有：

2、断裂强力；断裂强度；断裂伸长率1.断裂强力（绝对强力）定义：纤维能够承受的最大拉伸外力。单位：牛顿（N）；厘牛（cN)；克力（gf)。对不同粗细的纤维，强力没有可比性。2.相对强度相对强度是用以比较不同粗细纤维的拉伸断裂性质的指标。根据采用线密度指标不同，相对强度指标有以下几种:（1）断裂强度（比强度）定义：每特（或每旦）纤维所能承受的最大拉力。单位：N/tex（cN/dtex）；N/den（cN/den)；gf/dtex。其计算式为：Ptex=P/NtexPden=P/Nden式中：Ptex——特数制断裂强度（N/te

3、x；cN/dtex；gf/dtex）Pden——旦数制断裂强度（N/d；cN/d；gf/d）P ——纤维的强力（N；cN；gf）Ntex——纤维的特数（tex;dtex)Nden——纤维的旦数(d)(2)断裂应力（强度极限）定义：指纤维单位截面上能承受的最大拉力。单位：N/m2（帕）；N/mm2（兆帕）；kgf/mm2。其计算式为：σ=P/S式中：σ——纤维的断裂应力（MPa）P——纤维的强力（N）S——纤维的截面积（mm2）（3）断裂长度（LR）定义：纤维的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

4、量可将自身拉断，该长度为断裂长度。其计算公式为：LR=（P/g）*Nm式中：LR——纤维的断裂长度（km）P——纤维的强力（N）g——重力加速度（等于9.8m/s2）Nm——纤维的公制支数。纤维强度三个指标之间的换算式为：σ=Υ*Ptex=9*Υ*PdenPtex=9*PdenLR=Ptex=9*Pden式中：σ——纤维的断裂应力（kgf/mm2）；Υ——纤维的密度（g/cm3）；Ptex——纤维的特数制断裂强度（gf/tex）；Pden——纤维的旦数制断裂强度（gf/d）；g——重力加速度（等于9.8m/s2）；LR—

5、—纤维的断裂长度（km）。可以看出，相同的断裂长度和断裂强度，其断裂应力随纤维的密度而异，只有当纤维密度相同时，断裂长度和断裂强度才具有可比性。3．断裂伸长率ε定义：纤维拉伸至断裂时的伸长率称为断裂伸长率。它表示纤维承受拉伸变形的能力。其计算公式为：ε=（L-Lo）/Lo式中：Lo——纤维加预张力伸直后的长度（mm）；L——纤维断裂时的长度（mm）；二、拉伸曲线的基本性质纺织纤维在拉伸外力作用下产生的应力应变关系称为拉伸性质。1、拉伸曲线定义负荷-伸长曲线：表示纤维在拉伸过程中的负荷和伸长的关系曲线。应力-应变曲线：表示

6、纤维在拉伸过程中的应力和应变的关系曲线。一般纤维负荷-伸长曲线图中：O’→O：表示拉伸初期未能伸直的纤维由卷曲逐渐伸直O→M（虎克区）：大分子链键长和键角的变化，外力去除变形可回复；类似弹簧；Q→S（屈服区）：大分子间产生相对滑移，在新的位置上重建连接键。变形显著且不易回复，模量相应也逐渐变小；S→A（增强区）：错位滑移的大分子基本伸直平行，互相靠拢，使大分子间的横向结合力有所增加，形成新的结合键。曲线斜率增大直至断裂。Q：屈服点；A：断裂点。2.拉伸曲线反映的指标负荷－伸长曲线       应力－应变曲线1——278d

7、tex（250旦）粘胶长丝2——33dtex（30旦）锦纶长丝上图所能反映的指标有：1.断裂强力（或断裂强度）2.断裂伸长（或断裂伸长率）3.初始模量E定义：纤维负荷-伸长曲线上起始一段直线部分的斜率，或伸长率为1%时对应的强力。其大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，它反映了纤维的刚性。E越大表示纤维在小负荷作用下不易变形，刚性较好，其制品比较挺括；E越小表示纤维在小负荷作用下容易变形，刚性较差，其制品比较软。天然纤维：麻>棉>丝>毛；再生纤维：富纤>粘胶>醋纤；（高性能粘胶纤维中，在湿态下弹性模量较高的纤维，称波

8、里诺西克纤维，也称高湿模量纤维，中国称富强纤维，简称富纤。富强纤维：是粘胶纤维的改良品种；纯纺可做细布、府绸等；与棉、涤等混纺，生产各种服装；耐碱性好，织成织物挺括，洗涤后不会收缩和变形，较为耐穿耐用。醋纤的全称为醋酸纤维，系纤维素分子中羟基用醋酸酯化后得到的一种化学改性的天然高聚物。其性能取决于乙酰化程度。醋酸纤维