纱线的拉伸性质.ppt

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1、第十一章 纱线的拉伸性质,1单根纱线强力试验机试验单根纱线的强力试验机可采用Y361型单纱强力试验机。他有三种型号：Y3611型，强力范围为101000g；Y3613型，强力范围为1203000g；Y36130型，强力范围为030103g，以适应不同单纱强力的需要。Y361型单纱强力试验机的结构如图：,1上导纱钩 2轧紧扳手 3上纱夹 4制动钩 5升降手柄6指针 7复位拉链 8下导纱钩 9下纱夹 10预加张力片,几种纱线一次拉伸断裂特性指标的典型数据:常见几种纱线一次拉伸断裂特性指标的典型数据。纱线和长丝的拉伸曲线：,影响纱线一次拉伸断裂特性指标的因素影响纱线强、伸度的因素主要是组成纱线的纤维

2、性质和纱线结构两个方面。对混纺纱来说，它的强、伸度还与混纺纤维的性质差异和混纺比密切相关。至于温、湿度和强力机测试条件等外因对纱线强、伸度的影响基本上与纤维相同。（1）纤维性质前已述及，当纤维长度、较长纤维较细时，成纱中纤维间的摩擦阻力较大，不易滑脱，所以成纱强度较高。当纤维长度整齐度较好，纤维细而均匀时，成纱条干均匀，弱环少而不显著，有利于成纱强力的提高。纤维的强、伸度大时，则成纱的强、伸度也大；纤维强、伸度不匀率小，则成纱强度高。纤维的表面性质对纤维间的摩擦阻力直接有影响，所以对成纱强度关系也很密切。,（2）纱线结构短纤维纱结构对其强、伸度的影响，主要反映在捻度上。纱线捻度对强、伸度的影响

3、已在加捻对纱线性质的影响一节中述及。传统纺纱纱线对断裂伸长率的影响如图所示：,1精梳毛纱 2棉纱 3粗疏毛纱 4亚麻纱,当纱线条干不匀、结构不匀时会使纱线的强度下降。有捻长丝纱的拉伸断裂特征，随所加捻度的多少而异。四种有捻长丝纱的拉伸曲线如图所示：,a粘纤330dtex/100f，捻系数：16.3 217.8 329.5 442.2 557.5 694.3b醋纤110dtex/28f，捻系数：115.6 221.2 327.6 441.3 569.1 6101.8 c锦纶924dtex/136f，捻系数：13.2 28.7 314.9 428.9 537.3 654.2 761.7d涤纶110

4、dtex/48f，捻系数：113.6 220.5 327.6 442.5 557.9 683.0 7113.9,低捻长丝纱和高捻长丝纱的断裂破坏过程有很大的差别。低捻长丝纱断裂时，各根单丝之间的关联很小，他们分别在各自到达自身的断裂伸长值时断裂。但各根单丝之间断裂伸长值的差别不是很大，所以长丝纱中单丝的断裂几乎是同时发生的。而高捻长丝纱却不是这样，长丝纱中各根单丝断裂不是同时发生的，整个断裂破坏过程是在一个较长的伸长区间完成的。它的断裂强力随捻度的增加而下降，它的断裂必早与低丝长丝纱，并在开始断裂以后，它的拉伸曲线出现一个较长的延伸部分，如图所示：,捻系数：18.9 231.6 343.3 4

5、66.8 594.9,混纺纱的拉伸性质混纺纱的强度和混纺比有很大关系，而且这个关系比较复杂。它与混纺纤维的性质差异，特别是伸长能力的差异密切相关。混纺纱的强度同混纺纱的强度不同，不完全取决于纤维本身的强度。当用两种纤维进行混纺时，由于两种纤维的强度和伸长率不同，从而影响了混纺纱织物的强度。因此，要生产一种特定强度要求的混纺纱和织物，就必须了解混用纤维的特性、混纺比与成纱强度的关系。为了简化问题的分析，假定只考虑纱的断裂是由于纤维断裂而引起的，混纺纱中纤维的混合是均匀的，并假设混纺在一起的纤维粗细相同。混纺纱的断裂强度按混纺纱所能承受的最大负荷来表示，在此假设下来分析两组分混纺纱的两种典型情况：

6、,（1）当混纺在一起的两种纤维断裂伸长率接近时，两种纤维的断裂不同时性不明显，基本上是同时断裂的。当两种纤维同时断裂时，混纺纱的断裂长度由下式计算：式中：L1由纤维1纯纺时的细纱断裂长度；L2由纤维2纯纺时的细纱断裂长度；X混纺纱中纤维1的含量（按重量%计算）。如果纤维1和纤维2，其断裂伸长率1=2，而断裂强度P1P2,（2）当混纺在一起的两种纤维断裂伸长率差异大时，受拉身后明显的有两个断裂阶段。第一阶段是伸长能力小的纤维先断；第二阶段是伸长能力大的纤维断裂。当两种纤维不同时断裂时，混纺纱的断裂长度则由另外公式计算。,因此，计算混纺纱的断裂长度就必须：在相同设备与参变数下，纺制同样支数的纯纺纱

7、，用标准是研方法求出每一种纯纺纱的断裂长度（即L1和L2）和断裂伸长率（即1和2）；求出由伸长较大的纤维纺成的细纱的负荷伸长曲线，以确定P1；按公式LBC=LAB的条件，求出临界混纺比XB；如果伸长率较小的纤维含量小于XB，则可按公式LBC计算混纺纱的断裂长度；如果伸长率较小的纤维含量大于XB，则可按公式LAB计算混纺纱的断裂长度。,有两种不同情况：当用伸长小的纤维纺成的细纱断裂负荷P1P1时，则随着其含量X在由100%到XB范围内的减少，混纺纱的强度下降，如图所示：,混纺纱的断裂长度与混纺比之间的关系：（P1P1）,棉纤维的强度较高，但其断裂伸长率远比涤纶及锦纶为低，当棉与这类合成纤维混纺时

8、，P1大于P1，故随着混纺纱中棉纤维含量的下降，混纺纱的强度也下降，只但其含量XXB是混纺纱的强度才逐渐增大。粘胶纤维与少量的涤纶或锦纶混纺时，混纺纱的强度也有类似的情况。,当用伸长小的纤维纺成的细纱断裂负荷P1P1时，则不论伸长率小的纤维的含量X是大于或是小于临界混纺比XB，混纺纱的断裂长度都是随着含量的减少而增加。换言之，在这种情况下随着混纺纱中伸长大的纤维含量的增加混纺纱的断裂长度增大，如图所示。,混纺纱的断裂长度与混纺比之间的关系：（P1P1）,这种情况在羊毛与任何化学纤维混纺时都会出现。这是因为羊毛的强力最低，而伸长率一般接近于化学纤维，有时略低于化学纤维之故。欲要提高棉与合成纤维混

9、纺纱的强力，其途径是采用强度较高而伸长率较小（10%20%）的高初始模量的合成纤维。由于维伦比较接近这个要求，所以用它与棉混纺时，混纺纱的强力随维纶含量的增加而稍有提高。,涤纶与棉混纺时，混纺纱的强、伸度与混纺比的关系如图所示。,用1.7dtex涤纶与棉以不同混纺比纺成的14.7dtex纱的强度伸长曲线如图所示。,有图中曲线可以看出，混纺纱的强力在涤纶混纺比为50%60%范围内时最低。当混入67%的1.7dtex38mm涤纶时混纺纱的强力几乎达到纯棉纱的强力。1.7dtex38mm涤纶纯纺纱的强力要高于纯棉纱，而3.3dtex38mm涤纶混纺纱的强力则低于纯棉纱。当涤纶含量在50%以内时，混纺

10、纱的断裂伸长率基本上无变化，只有当含量超过60%时，断裂伸长率有很大的增加。,涤纶与粘胶纤维混纺时，例如用3.3dtex70mm的涤纶与粘胶纤维以不同的混纺比在棉纺设备上纺制19.6tex纱，涤/粘混纺纱的干湿态强度与混纺比之间的关系，干湿态断裂伸长率与混纺比之间的关系，如图所示。,以不同的混纺比纺制28tex（36只）混纺纱，其干、湿态强伸度特性如图所示。,由图中曲线可知，涤纶与羊毛混纺纱的强度随着涤纶含量的增加而增加，当含量达到60%以上时，混纺纱的湿态强度与干态强度接近。干态时混纺纱的伸长率随涤纶含量的增加而增大，但其湿态下的伸长率，在不同混纺比下都几乎保持不变。,1.4纱线未破坏的一次

11、拉伸特性 纺织材料研究实践中，有时应用未破坏的一次拉伸特性指标。测定方法有两种：（1）将材料拉伸到某一规定深长，并记录所加的负荷，从而计算其应力；（2）测定在规定负荷及应力下试样的长度。工艺过程中利用这些指标，可以根据一个参数估算其他参数。例如，纱线在卷绕过程中承受的负荷可以根据伸长变形估算出来，而后者又与卷绕速度有关。这种估算有利于合理选用工艺参数。,几种纱线在恒定负荷作用下以及释负荷以后休息期间变形随时间而变化的特征如图所示。,125tex棉纱 272tex干纺亚麻纱 342tex精梳毛纱488tex普通粘胶长丝588tex强力粘胶长丝,为了全面评定纱线的品质，最好既要观察应力在规定条件下

12、的衰减，又要绘制应力随时间而变化的曲线。恒定负荷值可选择断裂负荷的10%、25%、50%或等于断裂负荷。超过断裂负荷的50%时，达到平衡需要的时间很长，由于试样截面不匀，经常会被拉断。分析恒定负荷（在断裂负荷的10%50%之间）下变化量的变化表明，随着负荷的增大，各种纱线完整变形的增长不尽相同，例如亚麻纱增长缓慢而粘胶长丝增长迅速。各种相对拉伸变形与负荷的关系是，快速可逆变形与负荷值得变化接近成正比；缓慢可复变形在大多数情况下变化缓慢；塑性变形与纤维和纱线的结构有关。随着负荷的增大，完整变形中急弹性变形的比例减小，剩余变形的比例增大。,介质作用和温度变化对纱线的完整变形（对夹持长度的百分比）和

13、各种变形组分影响很大。例如：,不同介质中纱线变形组分的变化（a）棉纱（b）毛纱（c）涤纶纱空气介质（20）水介质（20和700）,1.5纱线的多次拉伸循环特性在多次拉伸作用下，不同结构的纱线剩余变形的特点，如图所示。,1-结构良好的纱线 2结构不良的纱线,这种疲劳变形称作剩余循环变形。如果纱线结构不良或者结构良好但拉伸作用产生的变形较大，则可能不经历第二阶段，而立即出现第三阶段，如果作用力非常大则经过若干次拉伸后便被破坏，而不存在结构逐渐瓦解的衰竭过程。,多次拉伸循环的特性指标，可采用各种方法进行测试。根据纱线承受多次重复作用的方式和所用仪器不同，测试方法可以分类如下：选择测试方法时，不仅要考

14、虑与材料实际应用状态相似，还要兼顾一些其他条件：如仪器结构简单、工作准确可靠、整个试样始终保留在试验区域等。例如：有两种不同负荷限度下第一次和最后一次的负荷图,其中：（a）为负荷限度P=0.65Pb时的情况，第一次复核周期总周期伸长率为3.6%，弹性伸长率为3.1%，不可逆伸长率为0.5%，毛纱能承受的拉伸循环次数为38次，不可逆增长率增加到7.1%；（b）为负荷限度P=0.26Pb时的情况，第一次负荷周期总伸长率为1.8%，弹性伸长为1.6%，不可逆伸长率为0.2%，毛纱能承受的拉伸循环次数1111次，不可逆伸长率增加到8.6%。无论在0.65Pb获0.26Pb的负荷限度下，它们的总伸长率均为10.2%。,纱线被破坏时经历的拉伸循环次数成为纱线的耐久性np。几种纱线的耐久性与给定的最大循环变形量（%）的关系曲线，如图所示。,25tex棉纱 26tex粗疏毛纱,