(完整版)第9章纺织材料的基本力学性质
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一般纱线断裂的原因既有纤维的断裂，又有纤维的滑 脱，断口是不整齐的。当捻度较大时，纤维滑脱的可能 性很小，纤维由外向内逐层扩展断裂，此时纱线断口比 较整齐。
2.影响纱线一次拉伸断裂的因素 （1）纤维的性能
① 纤维的长度较长，细度较细时，纤维较柔软，在纱 中互相抱合就较紧贴，滑脱长度缩短，纱截面中纤维根数 可以较多，使纤维在纱内外层转移的机会增加，各根纤维 受力比较均匀，因而成纱强度较高。
伸长↑
②相对湿度和纤维回潮率：
相对湿度↑---纤维回潮率↑---分子间结合力越弱，结 晶区松散---强度↓伸长↑初始模量↓。
棉、麻由于聚合度、结晶度都较高，水分子进入后大 分子间的结合力减弱不显著，同时可将一些大分子链 上的缠结点拆开，分子链舒展和受力分子链的增加， 平均地承担纤维上所受的力，所以吸湿后棉、麻纤维 强力增加。
3、拉伸断裂功
如图所示，曲 线oa下的面积 即为材料抵抗 外力破坏所具 有的能量即拉 伸断裂功。
二、纺织材料断裂机理及主要影响因素 （一）纺织纤维断裂机理及主要影响因素
1. 纺织纤维的断裂机理
纤维受力开始时，首先是纤维中各结晶区之间的非晶区 内长度最短的大分子链伸直，成为接近于与纤维轴线平行 而且弯曲最小的大分子，其后这些大分子受力拉伸，使化 学价键长度拉长、键角拉大，之后一部分最伸直、最紧张 的大分子链或基原纤逐步地被从结晶区中抽拔出来，这时 个别的大分子主链破拉断，各结晶区逐步产生相对位移， 使结晶区之间沿纤维轴向的距离拉大。大分子或基原纤在 结晶区被抽拔移动越来越多,被拉断的大分子也逐步增多， 结晶区中大分子之间或基原纤之间的结合力抵抗不住拉伸 力的作用，从而产生明显滑移，大批分子被抽拔，伸长变 形迅速断开，达到拉伸曲线的断裂点。
③纤维的结 晶度：
结晶度↑--大 分子排列规整， 缝隙孔洞较少， 而且纤维的强 度高、伸长小、 屈服应力和初 始模量较高， 但脆性可能也 增加。
④纤维形态结构:
纤维的裂缝孔洞等缺陷和形态结构的不均一 会使纤维的强度下降。
（2）温湿度
①温度：
在回潮率一定时， 温度↑---大分子热运动 能高，大分子柔曲性 提高，分子间结合力 削弱---强度↓
②纤维长度整齐高好，纤维细而均匀，成纱条干好，成 纱强力高。
③纤维强度大，成纱强度大。
（2）纱线结构 ①捻度：
单纱强度随着捻度的增加，开始上升，后来又下 降，极大值处于临界捻度。
的方式是被拉断。表达纺织材料抵抗拉伸能力 的指标很多，主要有以下指标。
（一）拉伸断裂强力和拉伸断裂比强度 （第二章第六节） 1、拉伸断裂强力：指纺织材料能够承受的最大 拉伸外力。单位：牛顿(牛顿是使1kg质量的物体 得到1m/s2加速度所需的力)，强力与纤维的粗细 有关，所以对不同粗细的纤维、纱线没有可比性。 2、断裂比强度：为了便于比较不同粗细的纤维、 纱线的拉伸断裂性质的指标，将强力折合成规定 粗细时的力。
曲线上的b点为屈服点，这一点对应的拉伸 应力为屈服应力（σb），对应的伸长率就是屈 服应变（εb）。 屈服点所代表的物理概念是什么呢？
对于纺织材料来说，在屈服点以下时，变形绝大部 分是弹性变形（完全可恢复)，而屈服点以上部分所 产生的主要是塑性变形（不可恢复）。
屈服点高的纤维，其织物的保形性就好，不易起皱。
2. 影响纺织纤维拉伸断裂强度的主要因素 （1）纤维的内部结构
①大分子的聚合度：聚合度愈大，分子结合力愈 大，纤维强度愈高。 n小---纤维的强度较低而伸长率较大 n大---纤维的强度较高而伸长率较小
②纤维的取向度： 取向度↑---大
分子较挺直， 分子间结合力 大，承担断裂 应力的大分子 较多---纤维的 强度高、伸长小。
1. 纱线拉伸断机理
当纱线开始受到拉伸时，纤维本身的皱曲减少，伸 直度提高，表现出初始阶段的伸长变形。这时纱线截面 开始收缩，增加了纱中外层纤维对内层纤维的压力，继 续拉伸的过程中，纱中外层纤维、短的部分滑脱被抽拔， 纤维受到最紧张的拉伸到一定程度后，即纤维受力达到 拉断强度时，外层纤维逐步断裂，承受外力的纤维根数 减少了，由外层向内层逐渐断裂或滑脱。
第九章 纺织材料的基本力学性质
纺织材料的基本力学性质是指纤维、纱线、织物等在外力 作用时的性质，总体包括了拉伸、压缩、弯曲、扭转、摩擦、 磨损、疲劳等各方面的作用。
如对纺织材料施加拉伸作用时，它们将出现伸长、断裂等 现象。
第一节 纤维和纱线的拉伸性质
一、纺织材料拉伸断裂性质的基本指标 纺织材料在外力作用下破坏时，主要和基本
(3)试验条件
试样长度较长时，测得的强度较低、试样越长，可能出现 的最薄弱环节的机会多，测得的强度就较低。
试样根数多，由于断裂的伸长率不均匀，纤维断裂不同时， 故测得的平均强度越小，(根数↑--差异越大↑--强度↓)
拉伸速度越大，拉伸至断裂的时间越短，测得的强力较大 而伸长较小。
（二）纱线拉伸断机理及主要影响因素
◆常用纺织纤维的拉伸曲线
◆高强低伸型曲线： 棉、麻等拉伸曲线近似于直线，斜率很大，该类
纤维的聚合度、结晶度、取向度都比较高，大分子 链属刚性分子链之故。 ◆低强高伸型曲线：
如羊毛、醋酯纤维，主要原因这些纤维大分子聚 合度虽不低，但分子链柔曲性高，结晶度、取向度 较低，分子间不能形成良好的排列，且分子间易产 生滑脱。 ◆高强高伸型曲线：
电Baidu Nhomakorabea纤维强力仪
束纤维强力仪
（二）拉伸变形曲线及有关指标
纺织材料在拉伸过程中，应力和变形同时发展，发展过 程的曲线图叫“拉伸图”。横坐标为伸长率ε(％)，纵坐标为 拉伸应力σ，拉伸曲线为应力—应变曲线 （一）应力—应变曲线（负荷—伸长曲线，拉伸图） 纤维的种类很多，实际得到的应力—应变曲线具有各种 各样的形状。基本上分为三类：
如涤纶、锦纶。
▪ 拉伸变形曲线有关指标： 1、初始模量：ob段斜率较大，斜率即拉伸 模量E。在曲线ob段接近0点附近，模量较高， 即为初始模量，它代表纺织纤维、纱线和织 物在受拉伸力很小时抵抗变形的能力。
▪ 单位为cN／tex或cN／dtex.其大小与纤维 材料的分子结构及聚集状态有关。
2、屈服应力、应变
2.影响纱线一次拉伸断裂的因素 （1）纤维的性能
① 纤维的长度较长，细度较细时，纤维较柔软，在纱 中互相抱合就较紧贴，滑脱长度缩短，纱截面中纤维根数 可以较多，使纤维在纱内外层转移的机会增加，各根纤维 受力比较均匀，因而成纱强度较高。
伸长↑
②相对湿度和纤维回潮率：
相对湿度↑---纤维回潮率↑---分子间结合力越弱，结 晶区松散---强度↓伸长↑初始模量↓。
棉、麻由于聚合度、结晶度都较高，水分子进入后大 分子间的结合力减弱不显著，同时可将一些大分子链 上的缠结点拆开，分子链舒展和受力分子链的增加， 平均地承担纤维上所受的力，所以吸湿后棉、麻纤维 强力增加。
3、拉伸断裂功
如图所示，曲 线oa下的面积 即为材料抵抗 外力破坏所具 有的能量即拉 伸断裂功。
二、纺织材料断裂机理及主要影响因素 （一）纺织纤维断裂机理及主要影响因素
1. 纺织纤维的断裂机理
纤维受力开始时，首先是纤维中各结晶区之间的非晶区 内长度最短的大分子链伸直，成为接近于与纤维轴线平行 而且弯曲最小的大分子，其后这些大分子受力拉伸，使化 学价键长度拉长、键角拉大，之后一部分最伸直、最紧张 的大分子链或基原纤逐步地被从结晶区中抽拔出来，这时 个别的大分子主链破拉断，各结晶区逐步产生相对位移， 使结晶区之间沿纤维轴向的距离拉大。大分子或基原纤在 结晶区被抽拔移动越来越多,被拉断的大分子也逐步增多， 结晶区中大分子之间或基原纤之间的结合力抵抗不住拉伸 力的作用，从而产生明显滑移，大批分子被抽拔，伸长变 形迅速断开，达到拉伸曲线的断裂点。
③纤维的结 晶度：
结晶度↑--大 分子排列规整， 缝隙孔洞较少， 而且纤维的强 度高、伸长小、 屈服应力和初 始模量较高， 但脆性可能也 增加。
④纤维形态结构:
纤维的裂缝孔洞等缺陷和形态结构的不均一 会使纤维的强度下降。
（2）温湿度
①温度：
在回潮率一定时， 温度↑---大分子热运动 能高，大分子柔曲性 提高，分子间结合力 削弱---强度↓
②纤维长度整齐高好，纤维细而均匀，成纱条干好，成 纱强力高。
③纤维强度大，成纱强度大。
（2）纱线结构 ①捻度：
单纱强度随着捻度的增加，开始上升，后来又下 降，极大值处于临界捻度。
的方式是被拉断。表达纺织材料抵抗拉伸能力 的指标很多，主要有以下指标。
（一）拉伸断裂强力和拉伸断裂比强度 （第二章第六节） 1、拉伸断裂强力：指纺织材料能够承受的最大 拉伸外力。单位：牛顿(牛顿是使1kg质量的物体 得到1m/s2加速度所需的力)，强力与纤维的粗细 有关，所以对不同粗细的纤维、纱线没有可比性。 2、断裂比强度：为了便于比较不同粗细的纤维、 纱线的拉伸断裂性质的指标，将强力折合成规定 粗细时的力。
曲线上的b点为屈服点，这一点对应的拉伸 应力为屈服应力（σb），对应的伸长率就是屈 服应变（εb）。 屈服点所代表的物理概念是什么呢？
对于纺织材料来说，在屈服点以下时，变形绝大部 分是弹性变形（完全可恢复)，而屈服点以上部分所 产生的主要是塑性变形（不可恢复）。
屈服点高的纤维，其织物的保形性就好，不易起皱。
2. 影响纺织纤维拉伸断裂强度的主要因素 （1）纤维的内部结构
①大分子的聚合度：聚合度愈大，分子结合力愈 大，纤维强度愈高。 n小---纤维的强度较低而伸长率较大 n大---纤维的强度较高而伸长率较小
②纤维的取向度： 取向度↑---大
分子较挺直， 分子间结合力 大，承担断裂 应力的大分子 较多---纤维的 强度高、伸长小。
1. 纱线拉伸断机理
当纱线开始受到拉伸时，纤维本身的皱曲减少，伸 直度提高，表现出初始阶段的伸长变形。这时纱线截面 开始收缩，增加了纱中外层纤维对内层纤维的压力，继 续拉伸的过程中，纱中外层纤维、短的部分滑脱被抽拔， 纤维受到最紧张的拉伸到一定程度后，即纤维受力达到 拉断强度时，外层纤维逐步断裂，承受外力的纤维根数 减少了，由外层向内层逐渐断裂或滑脱。
第九章 纺织材料的基本力学性质
纺织材料的基本力学性质是指纤维、纱线、织物等在外力 作用时的性质，总体包括了拉伸、压缩、弯曲、扭转、摩擦、 磨损、疲劳等各方面的作用。
如对纺织材料施加拉伸作用时，它们将出现伸长、断裂等 现象。
第一节 纤维和纱线的拉伸性质
一、纺织材料拉伸断裂性质的基本指标 纺织材料在外力作用下破坏时，主要和基本
(3)试验条件
试样长度较长时，测得的强度较低、试样越长，可能出现 的最薄弱环节的机会多，测得的强度就较低。
试样根数多，由于断裂的伸长率不均匀，纤维断裂不同时， 故测得的平均强度越小，(根数↑--差异越大↑--强度↓)
拉伸速度越大，拉伸至断裂的时间越短，测得的强力较大 而伸长较小。
（二）纱线拉伸断机理及主要影响因素
◆常用纺织纤维的拉伸曲线
◆高强低伸型曲线： 棉、麻等拉伸曲线近似于直线，斜率很大，该类
纤维的聚合度、结晶度、取向度都比较高，大分子 链属刚性分子链之故。 ◆低强高伸型曲线：
如羊毛、醋酯纤维，主要原因这些纤维大分子聚 合度虽不低，但分子链柔曲性高，结晶度、取向度 较低，分子间不能形成良好的排列，且分子间易产 生滑脱。 ◆高强高伸型曲线：
电Baidu Nhomakorabea纤维强力仪
束纤维强力仪
（二）拉伸变形曲线及有关指标
纺织材料在拉伸过程中，应力和变形同时发展，发展过 程的曲线图叫“拉伸图”。横坐标为伸长率ε(％)，纵坐标为 拉伸应力σ，拉伸曲线为应力—应变曲线 （一）应力—应变曲线（负荷—伸长曲线，拉伸图） 纤维的种类很多，实际得到的应力—应变曲线具有各种 各样的形状。基本上分为三类：
如涤纶、锦纶。
▪ 拉伸变形曲线有关指标： 1、初始模量：ob段斜率较大，斜率即拉伸 模量E。在曲线ob段接近0点附近，模量较高， 即为初始模量，它代表纺织纤维、纱线和织 物在受拉伸力很小时抵抗变形的能力。
▪ 单位为cN／tex或cN／dtex.其大小与纤维 材料的分子结构及聚集状态有关。
2、屈服应力、应变