纺织纤维的力学性质
lrz2007
纤维和纱线在纺织和纺织品使用过程中都要受到各种外力的作用,会产生相应的变形和内应力,当应力和应变达到一定程度时,纤维和纱线就被破坏。纤维和纱线承受各种作用力所呈现的特性称为力学性质(机械性质)。
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。通过拉伸过程中的负荷—伸长曲线的基本形态,可以分析纤维的拉伸断裂特征
纤维的拉伸断裂机理:纤维在整个拉伸过程中,首先是纤维中各结晶区之间无定形区中长度最短的大分子链伸直并严纤维轴向排列,取向度提高;然后这些大分子受拉力作用,键长、键角增大,使大分子伸长;在拉伸过程中一部分伸直、紧张的大分子可能被拉断,也可能逐步从结晶区中抽出,此时结晶区产生相对位移,使结晶区沿轴向的距离相对增加,取向度逐步增大,由结晶区抽出来,大分子之间的张力差异减少,各大分子能够分担外力的作用;当外力达到一定程度时,分子间的结合力被破坏,产生滑移,从而使纤维断裂。
不同纤维的拉伸断裂的具体情况,因为内部结构不同而不同。棉、麻主要由于无定形区中的大分子断裂而使纤维断裂;合成纤维锦纶6是由于折叠链晶区缚结分子断裂引起的;合成纤维中的聚酯是缚结分子在拉伸外力下从结晶区中抽出,使结晶区逐渐变成无序而被破坏。
因此,纤维的断裂主要使由于无定形区中大分子的断裂的大分子间结合力的破坏引起的。纤维的伸长是由于大分子的伸直、伸长(键长、键角增大)、取向度的提高及克服大分子间的结合力后的滑移引起的。
纺织纤维的力学性质主要有以下指标:
断裂强力、断裂强度、钩接强力、钩接强度、断裂伸长率、定负荷伸长率、定伸长负荷、定伸长回弹率、初始模量、断裂功等。