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纺织材料学.doc

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上传者: 你说的爱皒呢 2017-11-11 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《纺织材料学doc》,可适用于工程科技领域,主题内容包含纺织材料学第一章绪论特点研究内容纺织纤维的分类(普通纤维)纱线的分类织物分类纺织材料的发展内容提要:本课程的地位、性质、特点、基本内容纺织材料的概念符等。

纺织材料学第一章绪论特点研究内容纺织纤维的分类(普通纤维)纱线的分类织物分类纺织材料的发展内容提要:本课程的地位、性质、特点、基本内容纺织材料的概念及简要分类。重点难点:纺织工业的历史地位和发展趋势学习方法内容特点解决方法:采用举例、发散式教学法努力提高学生的学习热情和对纺织业的正确认识。内容提要:本课程的地位、性质、特点、基本内容纺织材料的概念及简要分类。重点难点:纺织工业的历史地位和发展趋势学习方法内容特点解决方法:采用举例、发散式教学法努力提高学生的学习热情和对纺织业的正确认识。说到纺织我们在座的应感到自豪因为纺织品的出现标志着人类从原始时代而进入文明社会但纺织业的飞速发展也只是近半个世纪的事这当然也和其他科学的发展是分不开的(举例说明)。除了吃饭穿衣则是最重要事情衣服除完成蔽体御寒之外还起到美化人民生活、促进社会文化发展的作用。今天的纺织品不光是用于衣着它还应用于工业、农业、军事、航天、航海、交通、医疗卫生等诸多方面(举例说明并结合当前的现状介绍在国民经济中的地。纺织材料是纺织原料及由其制得的半成品制品的统称。一、特点(一)第一门纺织专业课实用技术课也是专业基础课。因我们的生活离不开纺织但对它又知之甚少所以感到既熟悉又陌生学起来挺有趣。无论在生产中还是在生活中都很实用的课程实践性很强。涉及面广体系庞大。(二)因果关系的多对应性。(举例说明)(三)定性描述多于定量描述。应当注意防止形而上学坚持实践是检验真理的唯一标准。(举例说明)(四)主观评价与客观评价并存。结论的相对性、条件性。(举例说明)二、研究内容(一)结构与性能的关系(通过石墨与金刚石的关系比较来说明大原则)结构:纤维的结构:形成的特点组织物质内部大分排列形态外观形态纱线的结构:纤维在纱中的配置和空间形态织物的结构:纱线在织物中的排列关系及本身的屈曲性能:性能是结构的产物结构决定性能工艺性能长度、细度、卷曲……物理性能热、光、电、吸湿……化学性能耐腐蚀(酸碱……)机械性能拉、弯、磨、压……服用性能起毛起球、折皱、缩水……(二)性能与工艺的关系原料性能是我们制定工艺参数的依据达到合理使用原料之目的工艺是产生结构的手段根据人们的需要生产不同结构的产品使之具有不同的性能。如果我们再仔细想一下就会发现这种关系是互逆的我们可根据原料的性能采用不同的工艺去开发它的新用途也可根据用途的要求涉及不同的产品去选取不同松性伸缩弹性光泽抗污等增强特性或功能。三、化学纤维的制造大体分为:纺丝液的制备纺丝成形后加工三个过程。(一)纺丝液的制备要将成纤高聚加工成纤维则必须首先把它制成一种粘稠的液体纺丝液但不是所有的高聚物都可加工成纤维。成纤高聚物要满足三个条件:线性分子结构适当的分子量凝固后的纤维中大分子间应该具有足够的结合能。纺丝液的制备方法:目前最主要的有熔体法和溶液法两种。为了使纺丝液具有均匀和良好的纺丝性能纺丝液还必须进行混合过滤脱泡等工序然后送去纺丝。在纺丝液中加入不同量的消光剂(二氧化钛)可生产不同光泽的纤维:有光半光无光。加入颜料可生产色牢度很好的有色纤维。下面的照片是不同光泽度的纤维清晰可见消光剂。(二)纺丝成形:按纺丝液制备方法不同分熔体纺丝法和深液纺丝法。、熔体纺丝:(画示意图)、溶液纺丝:()湿法纺丝()干法纺丝除了上述三种最常用最基本的方法以外还有一些新的纺丝方法。如:热压法:(加热温度低于熔点使软化用高压使其从孔中喷出冷却成形用于熔化即分解而暂行找不到适当溶剂的那些高分子物)。裂膜成纤法:高分子物熔融挤压为薄膜用切刀或针刺使之破裂成条如丙纶扁丝。喷射纺丝:纺丝液从喷丝孔压出后受周围高速气流喷吹并进行高倍拉伸使纤维直径小于μm成超细纤维。复合纺丝:由两种或两种以上纺丝液按一定比例复合喷丝形成多组分复合纤维。异形纺丝:改变喷丝孔形状得各种异性纤维。高速纺丝:POY丝(三)后加工经过纺丝工序高聚物已初具纤维形态称它“初生丝”。它必须经过一系列后处理加工(后加工)才能得结构稳定性能优良可以进行纺织加工的纤维。以短纤维后加工路线为例来说明。集束拉伸(关键工序产生不同力学类型纤维)上油(介绍目的作用)卷曲(解释为什么要加卷曲)干燥热定形(这是第一次接触„热定型一词注意解释:热定形是为了消除纤维在拉伸时所产生的内应力确保结构在后期使用中的稳定性以提高纤维的尺寸稳定性保持卷曲效果改善机械性能和其它物理性能。)切断、打包(按成品要求切成不同的长度规格(解释三种类型注意内容更新)打包入库准备售出)。第二节化纤性能检验一、长度:化纤的长度是可以人为控制的分两大类:等长纤维和异长纤维、等长纤维(棉型化纤)的长度测定由于加工机械不良可能使其中含有超长、倍长纤维(解释概念)用它们的含有率来表示是疵点所以含有率越高说明质量越不好。()中段切断称重法:(异长纤维不能用此法)式中:Ln平均长度(mm)W纤维总重(mg)Wc中段重(mg)Lc中段长度(mm)。()手扯法:用手扯法将纤维整理成两端平齐的纤维束在用钢尺量取其长度。、异长纤维(毛型化纤)的长度测定实际产品表明具有一定长短差异的纤维纺出的纱线品质比等长纤维纱好。()梳片式长度仪:方法与毛纤维的类似。()单根测量:测得根数加权平均长度Ln。Lg=Ln(CVn)()电子自动化仪器测量二、细度:在棉纤维细度一节中我们讲过:Nm、Tex、D、M、d对于化纤除M不用外剩下的全都可用。(单丝、复丝的表示方法有区别)。(振动测量法:有关细度测量方法已在棉纤维、毛纤维一章中详细介绍均适用于化纤。这里只介绍一种对化纤较适用的细度测量方法。纤维两端夹持由仪器在纤维上施加一横向振动使纤维产生共振此时可用下面的公式计算:式中:N纤维的线密度(gcm)P张力(cN)L纤维的长度(cm)f共振频率(Hz)。对于异形纤维也可用TexD来表示细度但在同样D数情况下与园形截面的纤维相比粗细感不同。(周长一定时园的面积最大反过来同样面积的情况下园的周长最小)此外纤维的光泽抗起球抗活膨松性保暖性也有很大改变。异形程度的大小对上述性能起决定性作用异形度的微小变化光泽产生显著差异抗弯耐磨等物理机械性能也会发生变化在化纤生产时必须严格控制异形度的大小和均一性对异形纤维异形度是主要指标之一。同样中空纤维也有类似情况。除教材第~页的、、三个公式外再增加两个指标:异形度()=()中空度():=实际生产和检验中主要测这两个指标三、密度:密度是化纤物理性能的重要参数之一利用它可研究纤维内部大分子的排列状况结果程度化纤制造工艺是否正常及对纤维结构的影响对纺织工艺也有一定的影响。各种纤维的密度见教材第页表(注意“干燥”两字)根据纤维的密度可计算出纤维的结晶度:(教材第页的公式)测量密度的方法很多常用的是密度梯度法(简述原理)四、卷曲:提高纤维间的抱合力提高可纺性同时也增加纤维的弹性及对织物的风格也有一定影响表征卷曲性能的指标有以下几个:、卷曲数=个厘米(表示卷曲的密度)、卷曲率=()(表示卷曲波的深度)、剩余卷曲率或卷曲回复率=()(表示卷曲的耐久牢度)、卷曲弹性率=()(表示卷曲的恢复能力)五、其它性能检验:含油回潮强伸度(拉伸湿态钩接、打结强度)疵点等。第三节常见化纤特性简述(普通纤维)一、粘胶(吸湿易染):是人造纤维素纤维由溶液法纺丝制得由于纤维芯层与外层的凝固速率不一致形成皮芯结构横截面切片可明显看出。粘胶是普通化纤中吸湿最强的染色性很好穿着舒适感好粘胶弹性差湿态下的强度耐磨性很差所以粘胶不耐水洗尺寸稳定性差。比重大织物重耐碱不耐酸。用途广泛几乎所有类型的纺织品都会用到它如长丝作衬里、美丽绸、旗帜、飘带、轮胎帘子线等短纤维作仿棉、仿毛、混纺、交织等二、涤纶(挺括不皱):强度高、耐冲击性好耐热耐腐耐蛀耐酸不耐碱耐光性很好(仅次于腈纶)曝晒小时强力保持吸湿性很差染色困难织物易洗快干保形性好。“洗可穿”用途也较广:长丝常作为低弹丝制作各种纺织品短纤:棉、毛、麻等均可混纺工业上:轮胎帘子线渔网、绳索滤布缘绝材料等。是目前化纤中用量最大的。三、锦纶(结实耐磨):最大特点是结实耐磨是最优的一种。密度小织物轻弹性好耐疲劳破坏化学稳定性也很好耐碱不耐酸最大缺点是耐日光性不好织物久晒就会变黄强度下降吸湿也不好但比腈纶涤纶好。用途:长丝多用于针织和丝绸工业短纤大都与羊毛或毛型化纤混纺作华达呢凡尼丁等。工业:帘子线和渔网也可作地毯绳索传送带筛网等。四、腈纶(膨松耐晒):腈纶的性能很象羊毛所以叫“合成羊毛”。腈纶在内部大分结构上很独特呈不规则的螺旋形构象且没有严格的结晶晶区但有高序排列与低序排列之分。由于这种结构使腈纶具有很好的热弹性(可加工膨体纱)腈纶密度小比羊毛还小织物保暖性好。腈纶:耐日光性与耐气候性很好(居第一位)吸湿差染色难。纯粹的丙烯腈纤维由于内部结构紧密服用性能差所以通过加入第二第三单体改善其性能第二单体改善:弹性和手感第三单体改善染色性。用途:主要作民用可纯纺也可混纺制成多种毛料、毛线、毛毯、运动服也可:人造毛皮、长毛绒膨体纱水龙带阳伞布等。五、维纶(价廉耐用):最大特点是吸湿性大合成纤维中最好的号称“合成棉花”。强度比锦、涤差化学稳定性好不耐强酸耐碱。耐日光性与耐气候性也很好但它耐干热而不耐湿热(收缩)弹性最差织物易起皱染色较差色泽不鲜艳。用途:多和棉花混纺:细布府绸灯芯绒内衣帆布防水布包装材料劳动服等。六、丙纶(质轻保暖):最轻的纤维。它几乎不吸湿但具有良好的芯吸能力强度高织物尺寸稳定耐磨弹性也不错化学稳定性好。但:热稳定性差不耐日晒易于老化脆损。用途:可以织袜蚊帐布被絮保暖填料、尿布湿等。工业上:地毯、渔网帆布水龙带医学上带代替棉纱布做卫生用品。七、氨纶(弹性纤维):弹性最好强度最差吸湿差有较好的耐光、耐酸、耐碱、耐磨性。常用纤维的性能详见教材第~页课后大家多看看。第四节纺织纤维的鉴别纺织纤维有共性也各有特性进行纤维鉴别则是利用纤维各自的特性或个性加从区别(利用各种纤维在某些性能或外观形态上的差异将它们区别开来。)鉴别纤维的方法很多有的粗略些有的详尽些。一、手感目测法:前面我们已经做过的“纤维认识实验”中有一项目就是“手感目测法”这种方法相当实用除感知材料的性能外还可用来鉴别纺织材料。这种方法可有效地鉴别天然纤维棉、毛、丝、麻对化学纤维则显得无能为力(除普通粘胶外)特别是改性纤维的大量出现只能告知我们某原料是天然还化学纤维。二、燃烧法根据各种纤维在烧烧中所表现出来的燃烧状态加以区别对燃烧性状接近者不能加以区别(举例)。三、显微镜观察法见教材第~页图通过纤维纵向与横截面在外形上的特征加以区别四、着色法同一化学试剂不同纤维可能显出不同的颜色(未染色纤维)五、溶解法:P表利用各种纤维在不同的化学溶剂中的溶解性能来鉴别纤维(利用各种物质具有不同溶解性的原理我们前面作过什么实验呢,(含油含植))。见教材第页表用这种方法鉴别纤维比前面的方法准确可靠。用这种方法应注意控制好“溶液浓度溶解时间和温度”。六、熔点法:化学纤维中大部分具有可熔融性但它们的熔融温度不在一点可加以区别。七、红外光谱法:不同的化合物对同一波长的红外线具有不同的吸收率(或衰减率)同一化合物对不同波长的红外线具有不同的吸收率所以对一个物质来讲测出它对不同小波长的吸收率并作图得红外吸收光谱某一光谱时应某一物质该光谱具有“指纹性”。这样一来我们可根据未知纤维的谱图与已知的标准谱图对照便可查知是什么纤维。八、其它方法:荧光(颜色)法双折射法密度法强度法等进行纤维鉴别应注意多种方法同时验证。作业:(常用化纤的性能特点是怎样的,化纤纺丝方法常见的有哪几种,各有何特点,(化纤为何要上油,化纤油剂起什么作用,为什么要使化纤具有卷曲,(习题集中第页计算题。(习题集中第,页的判断题。第五章纺织材料的吸湿性内容提要:吸湿指标及计算吸湿性随内外因变化的一般规律吸湿性对纤维性能的一般影响规律烘箱法与电阻法测纤维回潮率的一般原理及优缺点。重点难点:吸湿机理和测试方法难点是吸湿滞后性、吸湿平衡的概念和应用。解决方法:采用分层、独立因素分析法在掌握概念的基础上引导学生应用。第一节吸湿指标与吸湿机理一、吸湿指标及常用术语(一)回潮率、含水率及其换算关系(通过前面章节引入进一步强化定义)(二)标准回潮率(注意它是范围值并解释标准大气见教材第~页表)(三)公定回潮率(为什么要制定公定回潮率,)(四)实际回潮率(实测回潮率)(五)调湿与预调湿(六)标准重量(公定重量)二、吸湿机理(内在因素)(一)亲水基团及其作用:纤维大分子上是否存在亲水性基团是决定纤维吸湿性能的决定性因素。极性基团的多少、极性的强弱、结构状态等综合影响吸湿性适当举例说明。(二)结晶度(结晶区与非结晶区的比例)实验证明:纤维的吸湿作用主要发生在非结晶区这是肯定的水分能否进入结晶区目前尚有争议但水分进入结晶区的量是很少的。除结晶度影响纤维的吸湿性以外在相同的结晶度条件下晶型和晶粒的大小对吸湿也有影响一般来说晶粒小吸湿性大。(简单说明取向度、聚合度对吸湿性的影响)(三)比表面积:单位体积的纤维所具有的表面积。比表面积越大吸湿能力愈强。(简单解释原理举例)(四)伴生物的性质和含量:第二节影响吸湿性的外界因素一、吸湿平衡与平衡回潮率(时间):(吸湿平衡是动态的其稳定性很差而且是自动进行的外界条件一变平衡就立即遭到破坏而且要达到新的平衡需一定的时间。举例说明纤维集合体状态、外界风速对平衡时间的影响使同学有一个数量的概念)二、吸湿等温线(温度):在大气压力和温度一定且不变的条件下材料的吸湿平衡回潮率随相对湿度变化的曲线。具体各纤维的吸湿等温线见教材第页图。由图我们首先可以看出:讲顺序并讨论各种纤维的平衡回潮率在相同的湿度条件下是不同的这是材料本身的差异造成的。不同的纤维具有不同的吸湿等温线但我们可以看到它们的曲线形状都呈反S形反S形的明显程度是有一些差异但它们的吸湿机理应当说在本质上基本一致的。解释这一规律可用前面讲过的吸湿过程来说明。在开始阶段自由的极性基团较多以化学吸附为主随着相对湿度的提高化学吸着水迅速增加而后趋于稳定。毛细吸收水在开始阶段增加的缓慢当相对湿度较大时毛细水迅速增加这主要是水分子进入较大的孔隙加上纤维的膨化水气分压的增加表面吸附能力的增加使得毛细水和表面凝结水大量增加曲线快速上升。对于化学纤维由于它的大分子亲水基团少结构紧密使化学吸着水(直接吸数)和毛细吸数水量都少使反S形不明显。吸湿等温线与温度有密切的关系温度不同吸湿等温线的形状位置就会发生变化这一点希望大家能够注意要比较材料的平衡回潮率必须在相同的条件下去做。三、吸湿滞后性(湿历史):在同一空气条件下纺织材料吸湿平衡回潮率比放湿平衡回潮率小的现象叫吸湿滞后性(或叫吸湿保守性吸湿滞后现象)。(简单解释其原因用作图法解释滞后规律)四、吸湿等湿线(温度的影响):相对湿度一定时平衡回潮率随温度变化的曲线。当纤维周围空气的温度较高时水分子逸出纤维的动能增加容易离开纤维纤维的平衡回潮率较小一般是温度越高回潮率越小但在高温高湿时由于纤维的热膨胀等原因随温度的增高纤维回潮率会略有增加。第三节吸湿性对纺织材料性能的影响一、对重量的影响强调一下公定重量及回潮率对工艺设计、成本核算、贸易等的影响。二、对几何尺寸的影响纺织纤维是由大分子组成的一个各向异性体吸湿后膨胀明显表现乃各向异性具体讲就是:长度方向和直径方向上的膨胀增加率不一样。纤维膨胀和内部结构的关系是很密切的。结构影响膨胀而膨胀反映结构状况。纤维的湿膨胀使得由它织造的织物同样要发生一些变化如织物、变厚、变硬、变短织物洗涤以后尺寸变短就是我们常见的缩水这一点大家都有经验。三、对密度和体积的影响对密度的影响大家看教材第页图纤维的密度是随回潮率的增加先上升然后下降。对含水纤维来讲总质量是干纤维与水的质量和随水的进入是线性增加的。而体积由三部分组成:干纤维本身的体积内部空隙的体积再加上进入的水的体积。(简单解释对于密度小于的纤维又怎样呢,)四、对机械性质的影响只讲一下总体的大致规律。五、对热学性质的影响保暖性、耐热性和吸湿放热通过吸湿放热进一步说明吸湿机理。介绍两个指标:吸湿积分热和吸湿微分热参见教材第图和图六、对电学性质的影响绝缘与静电。七、对光学性质的影响对折射率耐光性光泽颜色等的影响。第四节吸湿性的测试方式测量方法很多可分为直接法与间接法一、直接法:所谓直接法就是根据吸湿指标的定义直接测量出公式中的各个参数:G干G湿直接法的关键在于:烘干和称重。发展到现在使纤维干燥的方式方法已有很多如:吸干、抽取、烘燥、红外、高频、微波等效率各不相同。下面我们以烘箱法为例测试的基本原理。(一)烘箱法:干燥:对于烘箱它叫烘干由烘箱内的热空气提供能量使水分子获得得足够的汽化能从而脱离纤维所以从温度上来讲应当高于水的沸点。在此同时降低箱内相对湿度以提高烘干效率。由于我们无法将相对湿度降到即一点水分都没有是办不到所以材料只是在很低的相对湿度条件下达到湿平衡。那么平常所说的干重并不是绝对干重是一个相对干重是一个条件值。称重:对于上述烘得的相对干重能否称准呢,对于试样来讲烘前是冷而湿的烘后是热而干的在此条件下是在烘箱内称重还是在烘箱外称重结果是不一样的。在烘箱内由于是热空气所以其密度小对试样浮力小所以称的重量偏重。在箱外称首先是冷空气密度大浮力大此时的试样干而热在箱外热冷空气对流也要产生浮力而且浮力在不停的变。试样很干在空气中一暴露就马上进行强吸湿所以在称量时很不稳定。如果把试样放冷以后再称可消除一部分不稳定因素但你能保证试样在冷却过程中一点也不吸湿吗,即便可以达到忽略不计的程度试验时间无疑又被加长了。所以一般要采用箱内热称。又是一个条件值。由以上介绍可看出:无论是干燥还是称重都是在一定条件下进行的条件一旦改变结果也马上改变从而最终结果是一个条件值尽管该试验方法有这样或那样的不足但试验结果还是稳定的能满足贸易、工业加工中的要求并作为一种基础测试方法。二、间接测定法:所谓间接法是利用某引起物理量如电阻介电系数外来辐射的吸收等和材料回潮率间的关系间接测得回潮率。它以不必赶出材料中的水分为其特征。以快速为其特点。下面以电阻式测湿仪为例简介其原理。、电阻式测湿仪:顾名思义:利纤维的电阻与回潮率的关系测知纤维的电阻间接知晓回潮率是多少当然事先应对一定种类的纤维的回潮率和电阻值作好标定其数值可直接从纤维回潮率的形式表示出来。电阻测湿仪是接触式的。影响因素:()试样的回潮率分布是否均匀。因为电阻将以阻值最小处作为对外表现。即使只有一个湿润点处在电极间也将明显影响测量结果。()测量范围:即量程的读数范围一般应在满量程的范围内读数尽量避免在起始端和满刻度端使用因为在这两处测量结果不稳定可靠性下降。()温度影响:温度对纤维的电阻有很大的影响所以结果要进行温度修正。()其它导电物的影响除水以外棉上的棉蜡毛上的油脂蚕丝上的丝胶化纤上的油剂等这些都会使电阻降低。()纤维集合体的结构状态在仪器使用中只要控制好上述影响因素就能得到满足可靠的结果。这种仪器使用方便测量快速目前已在一般性的试验中大量使用。作业:(为什么平衡回潮率的值是一个范围值,(影响纤维吸湿的内外因各有哪些,一般的影响规律如何,(纤维吸湿后其常见性能的一般变化规律如何,(习题集第页计算题、。第六章纤维材料的机械性质内容提要:描述纤维拉伸性质的指标影响纤维断裂强伸度的测试条件粘弹体的基本力学特征纤维的表面力学性质纤维弯曲、扭转、压缩破坏的形式及基本指标。重点难点:影响拉伸、摩擦的因素粘弹体的基本力学特征。难点是影响因素的分析和蠕变、应力松弛、疲劳解决方法:注意深入浅出、启发式教学。多举例。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。第一节拉伸性质各种材料都有自己所独有的拉伸性质要表征这一客观变化规律我们要借助于各种指标这些指标可告诉我们这些变化规律的变化状况及特征从而帮助我们了解拉伸断裂的本质、拉伸断裂的机理。一、拉伸断裂指标:(对于各类指标大家应从以下几个方面理解和记忆:()定义()公式()单位()表示纺织材料的什么特征等)(一)绝对强力P纤维材料受拉伸至断裂时所能承受的最大负荷。单位:牛顿厘牛顿。(二)相对强力指标:、断裂应力:ζ材料单位面积上承受的拉断力。单位:牛顿毫米厘牛毫米。(在前面章节的学习中大家一定知道了我们的纺织纤维绝大多数其横截面是不规则的加上有的还有空隙、孔洞等拉伸时还在不断变化使得其面积很难求测所以该指标在日常应用中多用于理论研究。实际生产中很少使用。)、强度(比强度):P单位细度的材料断裂时所能承受的最大负荷。单位:牛顿特克斯厘牛分特克斯、断裂长度:LR纤维由自身重力将本身拉断时所具有的长度。单位:千米。、湿干强度比:η湿强度占干强度(标准大气下)的百分率。η=湿强干强了解材料吸湿后强度的变化状况绝大多数纤维是η,而棉麻等天然纤维素纤维则,希望大家能够解释。、定伸长负荷专用于棉型化纤为混纺时性能匹配时应用的指标。(三)断裂伸长率:ε纤维材料拉伸至断裂时的伸长量占拉伸前原长的百分率。二、拉伸变形曲线及有关指标以上指标只反映在断裂时的力学状况。材料在日常使用中耐破坏的能力与拉伸破坏的过程是密切相关的。(一)应力应变曲线(负荷伸长曲线拉伸图)纤维的种类是非常多的实际得到的应力应变曲线具有各种各样的形状。其典型形式如下。(二)拉伸图上的有关指标:、断裂点的指标(前面已经介绍)、初始模量:纤维材料拉伸曲线的起始较直部分伸直延长线上的应力与应变之比。(画线作图并定义公式单位)、屈服点f的应力、应变拉伸曲线由伸长较小部分转向伸长较大部分的转折点(产生明显塑性变形的最小应力点)屈服点所代表的物理概念是什么呢,从材料力学方面对于金属材料屈服点的概念是相当明确的应变在屈服点以下是完全可恢复的而屈服点以上就要产生塑性变形(不可恢复的变形)是有一个点的界限的。但对于我们的纺织材料则不然屈服转变是一个区间而不是一个点在屈服点以下变形绝大部分是弹性变形有很少部分的变形是塑性而屈服点以上部分所产生的塑性变形较多但仍有弹性变形的存在。尽管纺织材料的屈服发生在一个区间上但我们仍希望用一个点来表示这样便于分析和解决问题。屈服点高的纤维其织造的织物的保形性就好不易起拱起皱抗永久(塑性)变形的能力强。(介绍求取屈服点的作图方法)、断裂功()断裂功W()体积比功Wav拉断单位体积纤维所需要的功。()质量比功Wam拉断单位质量纤维所需要的功。()比功Wa拉断单位细度单位长度纤维所需要的功。()功系数η曲线下面积(PL)所包的矩形面积。(上面个指标定义式单位及关系不规则面积的求法)第二节影响纤维断裂的外在因素一、温、湿度(再次强化、总结一次)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弱环定理(举例说明之)三、纤维根数(再次强调)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。(断裂的不同时性亦举例说明)四、拉伸速度(弱环定律)一般情况下随拉伸速度增加断裂强力初始模量屈服应力均会提高而断裂伸长无一定规律。五、拉伸形式(或仪器类型)()等速牵引(CRT)()等加负荷(CRL)()等速伸长(CRE)此方法现在为国际推广方法。第三节粘弹体力学特征一、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)。最单纯的形变形式有两种: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:ζ应力E模量ε应变牛顿变形:粘滞系数t时间对以高分子为主要组成物质的纤维来讲它不仅具有弹性而且也具有粘性这种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从应力应变的变化特性方面看可以将“材料在外力作用下应力,应变的关系随时间而变的性能”叫做粘弹性。二、三种变形(一)、急弹性变形(二)、缓弹性变形(三)、塑性变形虽然我们把纤维的变形分为三类逐一来说明但实际上他们之间是互相联系互相制约的使总变形是时间的条件值在材料受外力时它们同时出现只是在不同时间不同负荷或不同拉伸阶段时它们间的比例不同而己。三、蠕变与应力松驰蠕变:在一定(固定)的拉伸(负荷)条件下纤维的变形随时间逐渐增加的现象。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。蠕变和应力松弛实质上是一个问题的两个方面:都是反映大分子链不断作构象改变的运动情况。(举一二个例子再说明之)四、纤维的弹性与疲劳(一)、纤维的弹性:纤维的弹性是指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到纺织材料的: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。通常只讲变形的恢复能力。常用两类指标来表示:弹性恢复率=(根据恢复时间可分为急缓两种弹性恢复根据作用形式又可分为:定负荷弹性恢复和定伸长弹性恢复)(通过拉伸曲线获得这一指标与织物的抗折皱性耐疲劳破坏关系密切。)(二)、疲劳小应力长期作用下发生的破坏就叫疲劳。这是一种最普遍的破坏形式。影响疲劳的因素主要有:()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)()负荷大小()作用方式(引出:疲劳耐久限):作用时间恢复时间频率等()温湿度第四节纤维的表面力学性质一、基本指标:(一)、摩擦力cN(二)、摩擦系数f(三)、抱合力F抱(四)、切向阻抗系数(五)、抱合系数h(六)、抱合长度Ln二、影响摩擦的因素:(一)法向压力(或张力)切向阻力的增加率不随正压力上升成等比例增加但切向阻力是增加的。切向阻抗系数随法向压力的增加而下降逐渐趋于一定值。见教材第页图、。(二)温、湿度在通常情况下切向阻抗系数随温度的上升而降低但在以上的高温情况下切向阻抗系数却上升。切向阻抗系数随相对湿度的增加而增加出现液态水时有一个下跳。见教材第页图、第页图。(三)表面润滑剂状况:纤维表而后润滑情况对摩擦力影响很大为了减少摩擦纤维表面常涂一些润滑剂(毛有和毛油化纤有化纤油剂棉有天然棉腊等)。润滑剂的粘滞系数和滑动速度构成对摩擦力的影响(举例画图)。(四)表面粗糙度物理表面的粗糙程度对摩擦性状影响很大因为摩擦力是由于两物体间接触产生的所以摩擦力的大小与接触表面的情况有关。规律:见教材第页图。(四)滑动速度:滑动速度对切向阻力的影响规律如教材第页图。在低速区切向阻力是一个在一定范围内波动的变值我们把这种现象叫“粘滑现象”粘滑现象发生在滑动速度很小的区域。“粘滑现象”还有下列现象:切向阻力值的波动范围随速度增加而缩小即粘滑现象变小纤维受的张力(正压力)越大粘滑现象越严重。纤维动、静摩擦系数差异越大粘滑现象越大。三、摩擦抱合的测定方法具体的测量方法很多大致可分为三类。(一)测量无粘纤维条拉断时所需的力。可测量纤维的抱合力。若在纤维束侧向加一压力则可测纤维的切向阻力。(二)测量单纤维在纤维或其他物体(如金属的陶瓷的橡胶)上产生相对运动(刚开始运动时即静摩擦或保持恒定速度运动时即动摩擦)所需的力。这类方法中最常用的是绞盘法用欧拉公式可计算出摩擦系数。(三)测量两个纤维片发生对滑动时所需的力这一类方法中常用的有斜面法牵伸法。这也是传统方法。四、纤维的磨损(这部分内容为可选部分)(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:在非表面接触的其它作用下引起的表面破坏也称为磨损。(二)造成磨损的主要客观因素力学作用:()犁耕(纵向划槽)()刮削()切割(横向划槽)()咬啮剪切()撕剥()疲劳性脱落(疲劳龟裂脱下局部颗粒)等热学作用:表面热熔(从高温体擦过)而被揩拭落下。(局部过热)化学作用:在化学试剂等作用的同时受力摩擦使表面局部被揩掉。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)。(三)描述(衡量)磨损程度的指标因磨损某些性能的绝对损失量。如直径或线密度重量强伸性能光泽等因磨损某些性能的损失率。(或变化率)实验室测试与实际耐磨程度的关系:要模拟实际或正确反映实际的耐磨程度有一定的困难因为实验它只能单因素或几个因素测试各因素的综合比例很难确定。磨损终点的判断实验室是按磨断来判定而实际环境中是按使用价值判定。纤维耐磨规律的不一致性或复杂性给正确评价带来困难<如:轻、重负荷时不同的下降率实际使用是轻(或很轻)的负荷长时间而实验室是重负荷短时间。第五节纺织纤维的弯曲、扭转和压缩一、纤维的弯曲(一)、概念纤维是极易变直为弯的有的本身就是卷曲的。我们这里所说的弯曲则是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(抗弯刚度(打结强度(率)(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)作业:(影响纤维断裂强伸度的测试条件有哪些,一般规律如何,(纤维拉伸后产生哪三种变形,如何区别它们,(什么是纤维的疲劳破坏,影响材料疲劳的原因有哪些,什么是疲劳耐久限,(抱合力的概念是什么,常用什么指标表示纤维的抱合现象,影响摩擦系数的因素有哪些,其一般的变化规律如何,第七章纤维材料的热血、光学、电学性质内容提要:常用热学指标纤维的热力学性质、热定形及抗热破坏性质(耐热性、热稳定性、燃烧性、熔孔性、热收缩等)纤维的色泽、双折射、耐光性、紫外荧光纤维的电阻、静电。重点难点:保暖性热力学三态与热定形热破坏温度燃烧性双折射、耐光性电阻、静电序位及测试。难点在纤维这些性质的综合表现。解决方法:理清概念的层次关系结合实际产品的分析建立概念体系和思维方法。第一节热学性质一、热学指标(一)比热C质量为一克的纺织材料温度变化所吸收或放出的热量。单位:焦尔克度。纤维的比热值是随环境条件的变化而变化的不是一个定值。同时又是纤维材料、空气、水分的混合体的综合值。比热值的大小反映了材料释放、贮存热量的能力。或者温度的缓冲能力。(二)导热系数λ材料在一定的温度梯度场条件下热能通过物质本身扩散的速度。单位:焦米度时纤维本身的导热系数由于纤维结构的原因也呈现各向异性。对于纤维集合体也是纤维、空气、水分三者的综合值。导热系数与集合体的体积重量的关系呈对号规律(画图说明)(三)绝热率T它反映的是材料的隔热能力保暖性此值越大说明该材料越保暖。二、热力学性质热力学性质也叫热机械性质是指在温度的变化过程中纺织材料的机械性质亦随之变化的特性。用不同的温度点来表征力学特性。绝大多数纤维材料的内部结构呈两相结构即有结晶区与非结晶区而这两个区域对热的反映是不一样的对结晶区来说在热的作用过程中它的热力学状态有两个:一个是在热的作用下结晶体解体形成熔融态要么结晶不被破坏的呈结晶态。对无定形区来讲热力学状态大致有三个:玻动态、高弹态和粘流态这些状态可用以下的热力学指标来表征和区分。(一)熔点Tm熔点是纤维的重要热性质之一也是一个结构参数。我们知道低分子结晶体的熔化是一个相的转变过程由结晶态(晶相)变成熔融态(液相)而且相的转变在很窄的温度范围内进行所以叫熔点。对纤维材料结晶是由高聚物形成的它的熔化过程有一个较宽的温度区间熔程由于该熔程比较宽通常把开始熔化的温度叫起熔点把晶区完全熔化时的温度叫溶点Tm。若材料的结晶度高晶体比较完整则熔程变窄熔点也随之而提高同样结晶度条件下晶粒大Tm升高。(二)玻璃化温度Tg对于无定形区来说在热的作用下基本上有三种热力学状态:玻璃态、高弹态和粘流态通过变形能力来区分。在玻璃态时强力高变形小且外力取除后变形很快消失表现出类似玻璃的力学性质。而高弹态时受到外力可产生较大的变形当外力消除变形较易回复类似于橡胶的力学特征。粘流态时变形不但很容易而且是不可逆的呈现一种具有粘滞性可流动的液体状态。我们把高弹态向玻璃态的转变称做玻璃化转变其转变温度为玻璃化温度。对纺织材料来说这个转变是很重要的。(热定形许多使用性能的基础)(三)粘流温度Tf高弹态到粘流态之间的转变温度。三、热定形(一)概念:定形是指使纤维(包括纱、织物)达到一定的(所需的)宏观形态(状)尽可能切断分子间的联结使分子松弛然后在新的平衡位置上重新建立尽可能多的分子之间的联结点。热定形则是指在热的作用下(以热手段进行分子之间联系的切断或重建)进行的定形。可以看出热定形的主要目的就是为了消除材料在加工过程中所产生的内应力使之在以后的使用过程中具有良好的尺寸稳定性形态保持性弹性手感等。(二)热定形的效果暂时定形与永久定形(简单解释)。(三)热定形的条件()湿度(或定形液):降低Tg()热:加热到Tg以上Tf以下方可定形()力:施加外力达到我们所需的外观形态()时间:大分子间的联结只能逐步拆开达到比较完全的应力松弛需要时间。重建分子间的联结也需要时间四、耐热性和热稳定性(一)耐热性。指在热的作用下抗破坏的能力。可用破坏温度来表示或受热时性能的恶化来评价。详见教材第页表。(二)热稳定性。指在某温度持续作用下多长时间会破坏的性能。详见教材第页表。五、热收缩合成纤维因受热的作用而产生的收缩。产生收缩的原因:、定形效果不好有残余内应力存在、分子链比较伸展各键节、键段的无规运动使大分向内卷缩。用收缩率表示。(如化纤的气蒸收缩率试验)六、熔孔性(一)概念织物接触到热体而形成孔洞的性能熔孔性。影响熔孔性的因素主要有:()热体的温度()热体的作用时间()热体的热量()纤维的性能(可熔性导热性比热吸湿性等)。(二)测量方法(落球法:一定温度、重量大小的钢(或玻璃)球在布上形成孔洞所需时间。(烫法:用热体(金属棒、玻璃棒、纸烟等)接触试样一定时单间观察熔融状态。七、阻燃性(一)定性表达根据纤维在火焰中离开火焰后的燃烧状况分为:、易燃:遇火就燃离火仍燃且燃烧迅速可造成火灾。、可燃:遇火能燃离火后仍曼延但度慢。、难燃:在火焰中可燃离开火则自熄。、不燃:与火接触亦不燃烧。(二)定量表达、点燃温度、火焰最高温度、燃烧速度、极限氧指数第二节光学性质纤维同其它物体一样当光照时到它也会发生反射、透射、折射、散射和吸收。光学性质也和内部结构有着比较密切的关系。一、色泽:色泽颜色与光泽不可分的统一体。(一)颜色:材料对光的选择性吸收和反射的结果。天然纤维的白度反映其质量。(二)光泽:反射可见光的能力。影响光泽的因素主要有:纤维的表面状况(粗毛比细毛光泽强)纤维的截面形状不同的形状会产生不同的光泽效果。如表面平滑平行反射(镜面反射)光最强表面粗糙漫射光柔和(反射光强一致)或产生闪光效应(有峰值漫射)纤维结构与含杂:层状结构(蚕丝)相当于多个反射层反射折射的多次反复形成了蚕丝的特殊光泽。水分使光泽下降颜色浓度上升表面上的油、蜡等其它成分也会使光泽发生变化所以化纤可通过渗杂(二氧化钛)获得有光、半光、无光纤维。纤维彼此排列的平顺程度。二、折射与双折射构成纤维的大分子都是很长的若不形成取向排列则它们只会有折射但大多数纤维都是有取向的当一束光射到纤维上时(非光轴入射)会形成两条折射率不同的光线发生双折。三、耐光性耐光性是纤维抵抗日光破坏的能力。它是耐气候性的一个方面。日光中的紫外线对纤维损伤厉害而红外线起辅助破坏作用。四、紫外荧光纤维在受到紫外线的照射时会发出在可见光范围内的光称之为紫外荧光。各种纺织纤维具有不同颜色的荧光可用来鉴别纤维产品开发。第三节电学性质一、电阻(一)定义(体积比电阻:(欧姆厘米)(质量比电阻:(欧姆克平方厘米)(表面比电阻:(欧姆)(二)影响因素:、回潮率:在温度~的变化范围内比电阻变化可达倍。可用经验公式来表示。、温度:温度升高导电性能增加电阻下降。、电压与频率:电压过高材料击穿失去绝缘性频率影响介电系数频率变高介电系数变小介电系数与质量比电阻的关系如下式:、含杂与伴生物。、纤维在电场中的排列方向三、静电(一)静电的产生与积累任何两种物质互相接触或摩擦时只要表面电荷载体的能量分布不同就可能发生表面间的电荷再分配(电荷转移)。当它们分离后表面会出现带电体。若表面为导体这些带电体上的电荷将迅速消失宏观上不会觉察有电的现象。若表面为绝缘体电荷将存在于其上宏观上会有电的现象。纺织纤维大多是绝缘体在其加工和使用中则不断发生着接触分开及摩擦电荷不断产生并积累起来当然也会不断发生逸散。(有兴趣的同等可借“静电手册”看看)。(二)静电电位序列两绝缘体接触、摩擦再分开时一个带正电一个带负电。经过大量实验人们排出了一个静电序值表:见教材第页表。此表说明两纤维摩擦而带电处于上面的带正电荷下面的带负电荷表中距离越远的两种纤维摩擦带电现象越明显。(三)静电的测量、测量静电荷逸散的半衰期、测静电压、测比电阻、测单位面积上的电荷量作业:(纤维集合体的传热能力和体积重量有什么关系,为了提高衣着的保暖性你认为应该怎样设计衣着的结构,(测试化纤的热收缩有什么实际意义,(为什么要进行热定形,其实质是什么,(纺织材料按燃烧难易程度可分为哪四类,燃烧性能的定量表达指标及其定义是什么,第八章纱线结构与性能内容提要:纱线的细度指标及其计算纱线的条干不匀率及其产生的原因、测试方法、分析纱线的加捻程度和结构特征纱线的强伸度。重点难点:产生条干不匀的原因及测试分析内外转移与径向分布影响纱线强度的因素。难点是变异长度曲线、波谱图、滑脱长度。解决方法:循序渐进充分利用基础知识。第一节纱线的分类一、依结构和外形分:(一)、单丝(二)复丝(复合丝、复合捻丝)(三)单纱(四)股线(五)花式线(六)变形纱二、依纤维长度分(一)短纤维纱()棉型纱()中长纤维纱()毛型纱(二)长丝纱(三)短纤维与长丝组合纱三、依纤维种类分:(一)纯纺纱(二)混纺纱。四、依纺纱方式分(一)传统纱(环锭纱)()粗梳纱()精梳纱()废纺纱(二)新型纱()自由端纺纱:气流纱、静电纱、尘笼纱、涡流纱等。()非自由端纺纱:自捻纱、包缠纱、无捻纱等。五、依用途分:(一)机织用纱(二)针织用纱(三)起绒用纱(四)特种纱第二节纱线的细度及其检测一、细度指标公称细度(名义细度)设计细度实际细度。(一)特克斯Nt股线细度的表示:单纱公称细度乘以股数来表示。如:。若合股线中单纱细度不同则用公称号数相加表示如()。(二)公制支数股线的公制支数:以组成股线的单纱公制支数除以股数表示如。(注意不同细度纱的合股)(三)旦尼尔(四)英制支数NeL长度(码码=米)GK公定重量(磅磅=克)K系数(纱线类型不同其值不同棉纱:K=精梳毛纱:K=粗梳毛纱:K=麻纱:K=)。(五)直径(mm)δ纱线的体积重量(gcm)(注意混纺纱的体积重量计算)(六)细度偏差率ηη=(实际细度名义细度)名义细度二、细度测量(一)测长称重法(二)显微镜投影法第三节纱线的细度均匀度一、概念纱线的细度不匀指的是沿纱线长度方向粗细的变化程度。纺织品的质量有很大程度上取决于纱线细度均匀度用不均匀的细纱织成布时织物上会呈现各种疵点影响织物质量和外观。在织造工艺过程中会导致断头率增加生产效率下降。二、表示不匀率的指标讨论纱条不匀率实质上是讨论纱条中各截面的面积、截面纤维根数或单位片段长度重量的离散性问题所以不匀率的指标是用数理统计中度量离散性的特征指标来描述它有三种:、平均差d平均差不匀率H(或平均差系数)、均方差ζ均方差系数CV、极差R极差系数m。三、产生不匀的主要原因(一)极限不匀纤维在纱中随机分布产生的不匀这是纤维在目前的生产技术条件下所能达到的最理想状况。其数值可以用下面的公式来估算。(假设纤维是均匀的)(二)附加不匀(介绍概念和表现形式)(纤维集结及工艺设备不甚完善引起的不匀(机械随机不匀)(牵伸波(纺纱的牵伸机构所造成附加不匀)(周期性不匀(机件状态不良所造成的一粗一细周期性不匀)(偶然事件引起的不匀(三)纱条细度均匀度的测量方法、测长称重法该方法简单正确性高所以我国和世界许多国家一直沿用至今。、目光检验法(黑板条干)该方法简便、迅速、直观与布面疵点关系密切但受主观因素影响。、机械式纱条均匀度试验仪(萨氏条干仪)、电容式均匀度试验仪这是目前技术含量最高也是最贵的条干测试仪。指标多信息全面是进行质量分析与质量预测的有力工具。四、纱条不匀的分析(重点与难点之处注意概念、逻辑、表达速度放慢)、不匀指数(强调:I值不会小于应用)实际不匀率与极限不匀率的比值。反映设备的纺纱能力。、变异长度曲线(用数据举例法了解实际算法)()纱条片段内不匀VC(L)()纱条片段外不匀CB(L)总不匀=内不匀外不匀精确的变异长度曲线反映了纱条不匀率的水平和纱条不匀的结构是进行质量分析、质量预测和织物合理设计的依据。、波谱图(突出概念弱化数学算法)它是一种以振幅对波长作图得到的图形具体些就是:横坐标是波长的对数纵坐标是各种波动成份的振幅的相对大小。它除了研究分析纱线不匀结构即周期性不匀的波长与振幅的关系外还可用来分析不匀产生的工艺因素。()理想纱条的波谱图(画图)()实际纱条的波谱图(画图并说明与理想波谱图不同的原因)()质量异常纱条的波谱图(画图讲特征)牵伸波在波谱的表现:凸出一小山包。周期波在波谱上的表现凸了一柱(烟囱)状。不同不匀成分在波谱图、布面上的表现:()波谱图的应用评价纱条均匀度分析不匀结构纱条疵病诊断解决机械工艺故障预测布面质量设计织物结构隐蔽条干疵点与不匀率结合对设备进行综合评定第四节纱线的加捻程度及结构特征一、表征纱线加捻程度的指标(一)捻度:T单位长度纱线上的捻回数。常用单位有:捻厘米捻米捻吋。分别以:Tt,Tm,Te表示捻向可分为S捻(右手捻)和Z捻(左手捻)两种。(画图说明)(二)捻回角:纱表面纤维对纱轴的倾斜角称捻回角。(三)捻系数α结合细度表示纱线加捻程度的相对指标。特数制捻系数:公制支数制捻系数:英制支数制捻系数:(四)捻缩纱线因加捻而引起的长度的缩短叫捻缩。通常用捻缩率表示:二、加捻指标的测定:使用捻度测量仪测量各项指标。有两种方法:(解捻法:直接退捻至无捻所转的圈数即为加捻的回数。(退捻加捻法:(简介其原理)三、加捻对纱线性质的影响(一)加捻对纱线强伸度的影响、对强度的影响对于无捻的须条它的强力是很低的随着加捻的程度不断提高纤维间的摩擦力增大滑移的纤维根数减少且加捻使强度不匀得到改善所以随着捻系数的增加强度不断增加。但是随着加捻系数的提高纤维因倾斜扭转所承受的预负荷增加轴向分力在减小所以前一种有利因素与后一种不利因素综合作用的结果使纱线在某一捻系数时达到强力最高值继续加捻纱线强力将下降。此时的捻系数叫临界捻系数。、对断裂伸长的影响纱线的断裂伸长由三部分组成:()滑移伸长(纤维间)()纤维本身受力伸长()纱线捻回角和直径变小而产生的伸长。在正常捻系数范围内总的趋势是随捻系数的增加断裂伸长值增大。(二)对纱线体积重量和直径的影响(简述规律)(三)对纱线耐磨性的影响(四)纱线其它性质的影响()光泽()手感()条干均匀度等。四、纱线的结构特征(只简介环锭纱)(一)、内外转移环锭纱是由扁平状的纤维须条逐渐变成圆柱形的细纱。而须条因加捻作用宽度逐渐收缩而形成的三角形过渡区我们叫它„加捻三角区。处于加捻三角区中的纤维因受纺纱张力和加捻的影响使处于须条中不同部位的纤维产生不同的向心压力最外层纤维向心压力最大最内层最小甚至为零。所以外层纤维将克服纤维间的阻力向内部挤去即内转移而被挤出纤维的向外运动称为外转移。同时被挤出的纤维又会因产生了大的向心压力又挤向内部以此反复进行。在加捻三角区有剧烈的内外转移现象一根纤维不但可能反复发生多次转移而且一根纤维的不同部位转移的剧烈程度也是不同的。纤维的两端露出纱身成为毛羽尤其是尾端。影响内外转移的因素:、纺纱张力内外转移的必要条件、加捻程度程度高时转移较剧烈、成纱前须条中纤维位置的影响左面(Z捻)的纤维趋于表面、纤维的性能。必须强调的一点是只有在纤维通过加捻三角区这一瞬间才有可能发生转移。(二)、混纺纱中纤维的径向分布:由于纤维的内外转移对于由两种不同性能的纤维纺成的混纺纱在它的横截面上会产生不同的分布径向分布。有两种极限情况:均匀分布皮芯分布。影响径向分布的因素:影响因素大致可分为两个方面:、纤维性质方面:()长度:长的优先向内转移短的优先向外转移。()细度:细的向内粗的向外。()模量:大的优先向内小的向外。()高收缩纤维膨化后向内转移。()截面形状()摩擦系数、工艺条件方面:()纺纱方式方式不同转移程度不同如:环锭、气流()并合次数及并合加捻前纤维的排列位置()对纤维分离度。纤维在纱中内外转移所造成的径向分布是一个很复杂的问题即使在同一根纱线上不同截面间转移指数也可能有很大差异所以必须用统计的方法来找其变化规律。径向分布规律的应用:充分发挥混纺纱中各组分的特点获得预期性能的纱线。如:)为提高纱强力应将强力高的纤维分布在纱中心)为获得毛感应将粗而富有弹性的纤维分布在纱表面)为改善静电效应易起静电的纤维分布在中心)为提高磨损牢度应将耐磨纤维分布在纱表面。总之掌握径向分布规律控制纱线性能。(三)、纱线毛羽(概念短纤维纱线上有毛羽这是一个客观存在所谓毛羽一般来讲指的是伸出纱线主体的纤维端或圈。毛羽的情况错综复杂千变万化伸出纱线的毛羽有端有圈有团如下图:而且具有方向性和很强的可动性。(毛羽对后道工序及产品质量的影响这里就不讲了影响纱线毛羽的因素很多主要求:原料(纤维)的特性纱线的结构、捻度纺纱方式以及包括工艺、机械和空调等方面的纺纱条件。所以通过测试纱线毛羽的变化反过来间接反映纤维性能工艺条件等方面的情况进而纱线的毛羽可用来评定纱线的质量并做为一项重要参考项目。(指标毛羽指数:在单位纱线长度的单边上超过某一定投影长度(垂直距离)的毛羽累计根数。(该指标数值的大小受测试长度、和投影长度的影响)(毛羽变化的一些现象()、毛羽指数随着毛羽投影长度的减少而呈指数曲线上升(解释为什么出现捌点引出基本表面概念)。()、毛羽似乎亦随周期性渡动。()、终简后毛羽剧增。()、烧毛后不同毛羽长度毛羽降低量不同有时会恶化短毛羽。()、纱线结构对毛羽亦有影响。如:纱线粗细的影响粗产生较多毛羽。静电、气流纺纱的毛羽相对环锭纱的毛羽不论毛羽长短多少都要小得多。讲到这里我们应当清楚毛羽概念的内涵应包括:()频数(毛羽指数)()毛羽长度:是指纤维突出基本表面的情况注意区别伸出长度与伸出投影长度的不同目前都以投影长度作测量对象()毛羽形态:区分端、圈、团。一般以端为测试对象和基础。第五节纱线的力学性质在纤维机械性能一章中我们学过许多力学指标如:断裂点的应力应变屈服点的应力应变初始模量断裂长度断裂功湿干强比等等可以说纤维的力学性能指标都可应用或推广到纱线中去。本节只介绍与纱线有关且较特殊的地方。象纤维一样纱线也有单强和缕强(相当于束强)对于缕强它可以得到一个品质指标它与断裂长度意义相同只是它是由缕纱强力换算的是纱线强力和细度的综合指标。目前纱线强伸度的评价采用单纱测量。一、纤维在纱中的强力利用系数K(反映结构合理性)二、纱线强力的构成纱线强力=滑脱纤维贡献的力断裂纤维贡献的力当纤维上受到的(抱合力摩擦力)纤维强力时该纤维就会发生断裂。纤维此时所具有的长度就是一个分界线即比该长度长的纤维发生断裂比该长度短的纤维发生滑移。该长度就称之为:滑脱长度。(滑动阻力等于断裂强力时纤维所具有的长度用表示)。不同结构状态的纱滑脱长度不一样如捻度大滑脱长度就短。(简单分析短纤含量对纱线强度的影响前面的讨论是在纤维一端被握持时的情况在纱中该怎样看呢,)三、混纺比对纱线强度的影响见教材第页图。注意:(强的弱的)可能得到更弱的只有合理搭配才能得到满意的中等纱。(解释怎样才能实现合理搭配)四、合股的影响并合使均匀度提高且结构改善所以强力提高即股线强力,各单纱强力之和。但同向并捻与反向并捻是有差别的。作业:(试述检测纱条不匀程度的常用方法有哪几种,各有何有缺点,(简述纱线不匀率与片段间长度的关系。(简述波谱图的含义、主峰位置与纤维长度的关系、常见不匀成分在波谱图上的表现形式。(试述内外转移、径向分布、毛羽对纺织加工和纺织品性能有何影响,(结合纯纺纱、混纺纱的断裂机理探讨提高纱线强度的主要途径
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