纖維拉伸指標(biāo)
發(fā)布時間：2018-01-04 16:16
纖維材料在外力的作用下遭到破壞時，只要的和基本的方式是纖維材料被拉斷。表示纖維拉伸特征的指標(biāo)有許多。可以分為拉伸斷裂點相關(guān)的指標(biāo)和拉伸曲線相關(guān)的指標(biāo)兩大類。
與斷裂點相關(guān)指標(biāo)
1
斷裂強(qiáng)力
斷裂強(qiáng)力就是纖維材料受外界拉伸到斷裂時所需的力（纖維承受的最大外力），基礎(chǔ)單位為牛頓（N），衍生單位有厘牛（cN）、毫牛（mN）、千牛（kN）等。各種強(qiáng)力測試儀上測得的讀數(shù)都是強(qiáng)力，如單纖維、束纖維強(qiáng)力分別為拉伸一個纖維、一束纖維至斷裂時所需的力。強(qiáng)力與纖維的粗細(xì)有關(guān)，所以對不同粗細(xì)的纖維，強(qiáng)力缺乏可比性。
2
強(qiáng)度
拉斷單位細(xì)度纖維所需要的強(qiáng)力稱為強(qiáng)度，該指標(biāo)用以比較不同粗細(xì)的纖維拉伸斷裂性質(zhì)。纖維或紗線粗細(xì)不同時，其斷裂強(qiáng)力也不相同，故對于不同粗細(xì)的纖維或紗線，斷裂強(qiáng)力沒有可比性。為了便于比較，可將斷裂強(qiáng)力折合成規(guī)定粗細(xì)時的力，即強(qiáng)度。由于折合的標(biāo)準(zhǔn)粗細(xì)規(guī)定不同，纖維材料的強(qiáng)度有許多種，最常用的主要有一下三種：
1. 斷裂應(yīng)力 斷裂應(yīng)力是指纖維單位截面面積上能承受的最大拉力，單位為N/mm2（即兆帕，MPa）。其計算公式如下：
由于紡織纖維和紗線的截面形狀很不規(guī)則，并且其中有不少空腔、空洞和縫隙，其真正的截面很難求測，因此在日常生產(chǎn)中，這個指標(biāo)應(yīng)用不多。
2. 斷裂強(qiáng)度 強(qiáng)度指每特（或每旦）纖維所能承受的最大拉力（亦稱比強(qiáng)度、相對強(qiáng)度），單位為N/tex（或N/旦）。其計算公式如下：
3. 斷裂長度單根纖維或紗線延續(xù)很長，握持上端，當(dāng)握持點下懸掛總長內(nèi)纖維或紗線的自身重力把纖維或紗線自身沿握持點拉斷（即重力等于強(qiáng)力）時，這個長度就是斷裂長度。斷裂長度一般用L表示，單位為千米（km）。在生產(chǎn)實踐中，測定纖維或紗線的斷裂長度不使用懸掛法，而是用強(qiáng)力折算出來的。其公式如下：
纖維相對強(qiáng)度的三個指標(biāo)之間的換算關(guān)系如下：
3
斷裂伸長
纖維拉伸是產(chǎn)生的伸長占原來長度（隔距長度）的百分比稱為伸長率。纖維拉伸至斷裂時的伸長率稱為斷裂伸長率，表示纖維承受外力作用而拉伸變形的能力。其計算公式如下：
4
濕干強(qiáng)度比
纖維在完全潤濕時的強(qiáng)力站在干態(tài)（標(biāo)準(zhǔn)大氣下）時強(qiáng)力的百分率稱為濕干強(qiáng)度比。了解材料潤濕后強(qiáng)度的變化狀況，可以幫助我們把握在濕態(tài)工藝加工時或洗滌時材料的耐水濕能力。絕大多是纖維的濕干強(qiáng)度比小于100%，而棉麻等天然纖維素纖維則大于100%。
5
10%定伸長負(fù)荷
纖維拉伸伸長10%時所需要的負(fù)荷（力），專用于棉型化纖，為婚房是用于纖維性能匹配的指標(biāo)。
與拉伸曲線相關(guān)的指標(biāo)
1
纖維的拉伸曲線
纖維在拉伸外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系成為拉伸性質(zhì)。利用外力拉伸試樣，以某種規(guī)律不停地增大外力，結(jié)果在比較短的時間內(nèi)試樣內(nèi)應(yīng)力迅速增大，直到斷裂。便是纖維在拉伸過程中的負(fù)荷和伸長的關(guān)系曲線成為纖維的負(fù)荷—伸長曲線。各種纖維的負(fù)荷—伸長曲線形態(tài)不一。
△此圖所示為典型的負(fù)荷—伸長曲線
2
初始模量
初始模量是指纖維負(fù)荷—伸長曲線上起始一段（纖維基本伸直后拉伸的一段）交織部分伸直延長線上的應(yīng)力應(yīng)變之比。
初始模量的大小表示纖維在小負(fù)荷作用下變形的難易程度，它反映了纖維的剛性。初始模量大，表示纖維在小負(fù)荷作用下不易變形，剛性較好，其制品也比較挺括；初始模量小，表示纖維在小負(fù)荷作用下容易變形，剛性較差，其制品比較軟。
3
屈服應(yīng)力與屈服伸長率
在拉伸曲線上，圖線的坡度由較大轉(zhuǎn)向較小時，表示材料對于變形的抵抗能力逐漸減弱，這一轉(zhuǎn)折點稱為屈服點，屈服點初所對應(yīng)應(yīng)力和伸長率就是它的屈服應(yīng)力和屈服伸長率
屈服點是纖維開始明顯產(chǎn)生塑性變形的轉(zhuǎn)折點。一般而言，屈服點高即屈服應(yīng)力和屈服伸長率大的纖維，不易產(chǎn)生塑性變形，拉伸彈性較好，其制品的抗皺性、抗起拱變形等也較好。
4
斷裂功、斷裂比功和功系數(shù)
1. 斷裂功 斷裂功是指拉斷纖維是外力所做的功，也就是纖維受拉伸到斷裂時所吸收的能力。
2. 斷裂功比 斷裂功比是指拉斷單位線密度（1tex）、單位長度（1mm）材料所需的能量（mJ），單位常用N/tex來表示。
3. 功系數(shù)功系數(shù)是指實際功與假定功（即斷裂強(qiáng)力×斷裂伸長，相當(dāng)于從斷裂點作縱橫坐標(biāo)的平行線所圍成的矩形面積）之比。
4. 纖維柔順性系數(shù)在英、美國家經(jīng)常用到纖維柔順性系數(shù)C這個指標(biāo)。
剛性纖維和低延性纖維，如玻璃纖維、苧麻纖維等，C=0，說明曲線是直線性的，這時通常柔順性差，但還要結(jié)合初始模量方可正確判斷；對于某些纖維，如聚酰胺纖維，C＜0，說明曲線是下凹形的，柔順性好；若C＞0，說明曲線是上凹形的，柔順性差，但可塑性可能較好，且C值越高，可塑性越大。
幾種常見纖維的拉伸性質(zhì)指標(biāo)
