颯卓科（kē）紡: 化學纖維的品質指標（二）——物理性能指標

化學纖維（wéi）的（de）品質指（zhǐ）標可以分為物理性能指標、機械性能指標、穩定性能指標、加工和使用性能指標。本節分享化學纖維（wéi）的（de）機（jī）械性能指標。

二、機械性能指標

1. 拉伸性能

(1) 斷裂強度：

a：應力-應（yīng）變曲線：纖維拉伸過程受力（lì）與變形（xíng）的關係（xì）曲線 ( 圖中t點對應的應力值σt  )。

纖維（wéi）典型應力-應變曲線

b：斷裂強力P (也（yě）稱絕對強（qiáng）力或斷裂負荷)：是纖維抵抗拉伸力（lì）能力（lì）的量度，以試樣拉（lā）伸（shēn）至斷裂時所能承受的最大負荷來表示(單位為（wéi）N 或cN )。

斷（duàn）裂強度的三種表示方法：

① 相對強度(Pdt)：單位線（xiàn）密度（dù）纖維或紗線（xiàn）的斷裂強力，單位N/tex 或者cN/dtex：

② 斷（duàn）裂長度(Lp)：以纖維自身重量使其（qí）斷裂時的（de）纖維的長度，單位為Km；

③ 強度極限(σ)：試樣單位麵積上所能承受的最大強力，單位為N/mm2。

(2) 打結強度（結（jié）節強度):

將（jiāng）一根纖維在中央打結後測得的斷裂強度。反應纖維耐彎曲、扭轉的能力，用於特種製品，如漁網線的強度測（cè）試。 

(3) 鉤結強度：

將兩根纖維（wéi）互套成環（huán）後（hòu）測得（dé）的斷裂強度。與纖維抗彎性（xìng）能有關，鉤結強度高，加工成織物的耐折性（xìng）和耐磨性較好。

(4) 斷裂伸長：

    是指試樣在拉伸至（zhì）斷裂時產生的伸長。斷裂伸長有兩種表示方（fāng）法：

    ① 絕對伸長：是（shì）指試樣在拉伸至斷裂（liè）時試（shì）樣的長度與原長度之差，單（dān）位mm。

    ② 相對伸長（zhǎng）（即斷裂伸長率)：是絕（jué）對伸長（zhǎng）與試（shì）樣長度之比，以百分率表示。

適用於紡織用的纖維斷裂伸長率一般在10%-30%

(5) 模量：

 纖維的模量定義為應力與應（yīng）變的比值。

• 初始模量：在彈（dàn）性限度內（nèi），應力變化與應變變化的比值。單位N/tex 或cN/dtex 。

    纖維的初始模量是在小負荷下變形的難易程度，反應了纖維的剛性。普通纖維的（de）初始模量一般通過測量其1%的負（fù）荷求出

• 屈服（fú）：纖維受外力到一（yī）定（dìng）程度時，即使不增加負荷，仍繼續發生明顯的塑性形變，這種現象（xiàng）稱為屈服。

  

    轉折點 P稱為屈服點，屈服點對應（yīng）的應力和應變分別（bié）稱為屈服應力（屈（qū）服強度)σp 和（hé）屈服應變(屈服伸長) εp

• 斷裂功：纖維拉伸至斷裂時外力所做的功。是負（fù）荷-伸長曲線下的麵積。

• 斷（duàn）裂（liè）比功：單位纖度的斷裂功。是（shì）應力-應變曲線下的麵積。

• 功係數：負荷-伸長曲線下的麵積與斷裂強力和斷裂伸長乘積之比稱為功係（xì）數

斷裂功、斷裂比（bǐ）功、功係數反映的時纖維的韌性（xìng），其他條（tiáo）件（jiàn）不變，斷裂功、斷裂比功越大，纖維的韌性及其製品的耐磨和（hé）耐衝擊性越好。

纖維典型應力-應變曲線分析

纖維典型（xíng）應力應（yīng）變曲線

    “軟（柔）”和“硬（剛）”---形容（róng）模（mó）量的低或高。

    “強”和“弱”---指（zhǐ）強度的大小。

    “脆”---無屈服現象而且斷裂伸長很小。

    “韌”---斷裂伸長和斷裂應力都較高。

2. 彎（wān）曲性能

• 撓曲性：指纖維具有在不損傷情況下反複彎曲和回複的能力。撓曲性與纖維的剛性有關。

紡織纖（xiān）維在同等（děng）條件（jiàn）下越細，纖維的柔（róu）曲性越好，因此對於高模量的纖（xiān）維必須拉伸的足夠細，柔曲性才能滿足紡織的應用需（xū）求（qiú）

• 抗彎（wān）剛度：Rf 較大時，纖維受到橫向力作用時產生的彎曲變形撓度較小。

• 相對抗彎剛度：把抗彎剛度折合成相同線密度（1tex ）時的抗（kàng）彎剛度（dù），叫做相對抗彎剛度。

3. 扭轉和剪切性（xìng）能

• 抗扭剛度：纖維受到扭矩（jǔ）作用時，會產生扭變形。Rt 越大，越不易產生扭曲變形。

• 相對抗扭剛度：將抗扭剛度折合成線密度為1tex 時的抗扭剛度，即為相（xiàng）對抗扭剛度。

隨著扭轉變（biàn）形的增大，纖維中剪切應力增（zēng）大，在傾斜螺旋麵上相互滑移剪切，在纖維中，它造成結晶區破碎和（hé）非（fēi）晶區大（dà）分（fèn）子（zǐ）鏈被拉斷，沿縱向（xiàng）劈裂。在紗線中（zhōng），它（tā）會（huì）造成纖維的相互滑動。(剪切強（qiáng）度比拉伸強度小的多)

4. 壓縮性能

• 壓（yā）縮性能：為了（le）方便運輸和存儲，需（xū）要壓縮纖維集合體的體積。承受外界壓力時，纖維集合體中的纖維彼此交叉排列，往往會發生彎曲（qǔ）和（hé）剪（jiǎn）切作用，但以壓縮變形為主。

5. 回彈性

• 回彈性：纖（xiān）維在外力作用下伸（shēn）長和釋放外力後恢複到原始狀（zhuàng）態的能（néng）力稱為回（huí）彈性。纖維回彈性的表示方法有兩種。

① 一次負荷回彈性質---回彈率和彈性功

② 多次循環負荷（hé）回彈性質

• 纖維在使用時不可能經過一次拉伸而斷裂，因此循環負荷-伸長曲線更能比較真實的反應纖維在實際應用過程中的回彈性（xìng）

• 經過多次循環負荷後（hòu），剩餘伸長值ORn 是回彈性的量度（dù）

• 纖維的回彈性與其製品的尺寸穩定性和褶皺（zhòu）性密切相關

• 回（huí）彈性高的纖維製成的（de）服裝（zhuāng）不易起褶皺,具有挺括性好, 保形性好的特點

6. 摩擦性

• 摩擦性能：當一個物體在另一個（gè）物體（tǐ）表麵（miàn）滑動時，會產（chǎn）生一（yī）個阻礙相對運（yùn）動的力，稱之（zhī）為摩（mó）擦力

7. 卷曲性

(1) 卷曲數：纖維掛0.0018cN/dtex 輕負荷時，單位長度內的（de）卷曲的個數（shù）被稱為卷曲數。

注：輕（qīng）負荷為0.0018 cN/dtex，重負荷，維、錦、丙、氯綸0.05cN/dtex，滌、腈綸0.075cN/dtex

(3) 卷曲回複率：表示纖維受力（lì）後卷曲回（huí）複的能力，時反應卷曲牢度的指標。

(4) 卷曲彈（dàn）性（xìng）率：

(5) 卷縮（suō）伸長率：表示變形加彈絲彈性及卷縮程度（dù）指標，是變形絲加重負荷時的長度與加輕負荷時長度之（zhī）差（chà），與輕負荷時的長度之比。

(6) 卷縮彈（dàn）性回複率：表示變形絲彈性及卷縮穩定性的指標，是變（biàn）形絲加重負荷時的長度與去重負荷（hé）在加輕負荷下回（huí）複長度（dù）之差，對（duì）重負荷時長度與（yǔ）輕（qīng）負荷時初始（shǐ）長度之差的（de）百分率。

(7) 卷縮特性（xìng）：表示（shì）變形絲卷（juàn）縮收縮性能指標。