4电光学性能纱线力学性能ppt课件

1、第四章第四章 纤维和纱线的物理性能纤维和纱线的物理性能Chapter Four Physical Chapter Four Physical Properties of Fiber and YarnProperties of Fiber and Yarn纤维的吸湿性纤维的吸湿性 Moisture Absorption of Fiber 纤维的热学性能纤维的热学性能 Thermal Properties of Fiber 纤维的电学与光学性能纤维的电学与光学性能 Electrical and optical Properties of Fiber 纤维和纱线的力学性能纤维和纱线的力学性能Mech

2、anical Properties of Fiber and Yarn 上节回想：上节回想： 1. 1. 纤维的吸湿实际纤维的吸湿实际 2. 2. 吸湿平衡吸湿平衡 3. 3. 吸湿目的吸湿目的 4. 4. 吸湿对纤维性能的影响吸湿对纤维性能的影响纤维的吸湿性纤维的吸湿性 Moisture Absorption of Fiber 1. 1. 纤维制品保暖相关要素纤维制品保暖相关要素 2. 2. 纤维的热力学三态纤维的热力学三态 3. 3. 纤维的耐热性与热收缩纤维的耐热性与热收缩 4. 4. 热定型热定型 5. 5. 纤维的熄灭性与熔孔性纤维的熄灭性与熔孔性纤维的热学性能纤维的热学性能 The

3、rmal Properties of Fiber 教学目的教学目的ObjectiveObjective： 经过对纤维以及纱线的电学、光学、经过对纤维以及纱线的电学、光学、力学性能诸方面的分析引见，掌握和了力学性能诸方面的分析引见，掌握和了解纤维和纱线的物理性能，为服装资料解纤维和纱线的物理性能，为服装资料适用性的学习奠定根底。适用性的学习奠定根底。 教学重点教学重点Key pointsKey points： 纤维以及纱线的电学、光学、力学性纤维以及纱线的电学、光学、力学性能及其相关目的。能及其相关目的。 教学难点教学难点Difficult pointsDifficult points： 断裂机

4、理、蠕变和松弛等。断裂机理、蠕变和松弛等。第三节第三节 纤维电学性能与光学性能纤维电学性能与光学性能一一. 纤维的导电性纤维的导电性 二二. 纤维的静电纤维的静电 三三. 纤维的光泽与双折射性纤维的光泽与双折射性 四四. 纤维的耐光性纤维的耐光性 纤维和纱线的电学性能纤维和纱线的电学性能一、纤维的导电性一、纤维的导电性一纤维资料导电性的表示一纤维资料导电性的表示 1 1、介电系数、介电系数 2 2、比电阻、比电阻二影响纺织资料导电性的要素二影响纺织资料导电性的要素 1 1、吸湿回潮、吸湿回潮: :回潮越大，导电性越好回潮越大，导电性越好 2 2、温度：温度越高，导电性越好、温度：温度越高，导电

5、性越好 3 3、附着物：附着物越多蜡脂、油剂导、附着物：附着物越多蜡脂、油剂导电性能越好电性能越好 4 4、纤维内部构造：聚合度、极性、结晶度、纤维内部构造：聚合度、极性、结晶度等等二、纤维的静电二、纤维的静电一静电景象一静电景象二抗静电性能的评价二抗静电性能的评价三影响纤维静电的要素三影响纤维静电的要素 摩擦次数与速度摩擦次数与速度正比正比 纤维在静电电位序列表中的位置纤维在静电电位序列表中的位置 纤维吸湿量，纤维污染度纤维吸湿量，纤维污染度反比反比纤维和纱线的电学性能纤维和纱线的电学性能四改善静电景象的措施四改善静电景象的措施 外表处置：外表处置： 采用外表抗静电剂采用外表抗静电剂 耐久性

6、处置：耐久性处置： 纺丝时参与亲水聚合物或导电性高分子化纺丝时参与亲水聚合物或导电性高分子化合物合物 复合纺丝，混纺等方法。复合纺丝，混纺等方法。纤维和纱线的电学性能纤维和纱线的电学性能三、纤维的光泽与双折射三、纤维的光泽与双折射一光泽一光泽 影响光泽的主要要素：影响光泽的主要要素： 1 1、纤维的外表性能、纤维的外表性能 2 2、纤维的截面形状、纤维的截面形状纤维和纱线的光学性能纤维和纱线的光学性能 纤维的光泽取决于三类反射：纤维的光泽取决于三类反射： 镜面反射镜面反射mirro reflectionmirro reflection：平行光射向界面为平面：平行光射向界面为平面的物体，反射出来

7、的仍将是平行光，这种反射称为，的物体，反射出来的仍将是平行光，这种反射称为，表现出很强的光泽。表现出很强的光泽。 漫反射漫反射diffusion reflectiondiffusion reflection：假设平行光射向界面粗：假设平行光射向界面粗燥的物体，反射出来的光均匀地射向各个方向，这种燥的物体，反射出来的光均匀地射向各个方向，这种反射称为，表现出均匀而柔和的光泽。反射称为，表现出均匀而柔和的光泽。 散射光散射光scatteringscattering：因光子的多次碰撞从纤维表层散：因光子的多次碰撞从纤维表层散射出的光线，其与入射光的角度无关，与入射光能量射出的光线，其与入射光的角度无

8、关，与入射光能量和纤维表层构造与组成有关。和纤维表层构造与组成有关。 纤维纵向形状对光泽的影响纤维纵向形状对光泽的影响 如纤维纵向外表平滑一致，那么漫反射少，纤维表如纤维纵向外表平滑一致，那么漫反射少，纤维表现出较强的光泽。现出较强的光泽。 化学纤维：假设无卷曲，镜面反射较多化学纤维：假设无卷曲，镜面反射较多光泽较强。光泽较强。 丝光棉光泽较强丝光棉光泽较强纤维膨胀使天然转曲消逝，纵向纤维膨胀使天然转曲消逝，纵向外表变得较为平滑。外表变得较为平滑。 粗羊毛：鳞片较稀疏，紧贴于毛干上，外表较为平粗羊毛：鳞片较稀疏，紧贴于毛干上，外表较为平滑，光泽较强。滑，光泽较强。 细羊毛：鳞片稠密，在毛干上贴

9、紧程度较差，光泽细羊毛：鳞片稠密，在毛干上贴紧程度较差，光泽那么较柔和那么较柔和 假设鳞片受损伤，羊毛的光泽会变暗淡。假设鳞片受损伤，羊毛的光泽会变暗淡。 制造半无光或消光化纤的常用方法制造半无光或消光化纤的常用方法 纺丝液或纺丝熔体中参与二氧化钛纺丝液或纺丝熔体中参与二氧化钛(TiO2)(TiO2)消光剂消光剂 横向截面外形横向截面外形 圆形截面纤维：圆形截面纤维：纤维外观较亮堂。纤维外观较亮堂。平行光束照射时，圆截面纤维好像一凸透镜，透射光会平行光束照射时，圆截面纤维好像一凸透镜，透射光会聚焦，构成极光点或线，称为聚焦，构成极光点或线，称为“极光。极光。 三角形截面纤维：三角形截面纤维：照

10、射到纤维上的光线会产生剧烈的镜面反射效果。照射到纤维上的光线会产生剧烈的镜面反射效果。象棱柱晶体一样转动时或不同视角察看时，会产生光泽象棱柱晶体一样转动时或不同视角察看时，会产生光泽明暗相间的景象，称为明暗相间的景象，称为“闪光闪光 glitter effectglitter effect效应。效应。三角棱镜的色散作用，还会产生不同颜色效应。三角棱镜的色散作用，还会产生不同颜色效应。二双折射二双折射定义：光线投射到纺织资料上，在界面定义：光线投射到纺织资料上，在界面上除了反射光反射出来外，进入纤维的上除了反射光反射出来外，进入纤维的光线被分解成两束折射光，纺织资料的光线被分解成两束折射光，纺织

11、资料的这种光学性质叫双折射这种光学性质叫双折射 四、纤维的耐光性四、纤维的耐光性 羊毛腈纶麻棉粘胶涤纶锦纶蚕羊毛腈纶麻棉粘胶涤纶锦纶蚕丝丝 光照稳定性：光照稳定性： 指纤维受光照射后其不发生降解或光氧化、指纤维受光照射后其不发生降解或光氧化、不产生色泽变化的性能。不产生色泽变化的性能。 蚕丝酪氨酸蚕丝酪氨酸 、锦纶、锦纶纤维和纱线的光学性能纤维和纱线的光学性能第四节第四节 纤维和纱线的力学性能纤维和纱线的力学性能一一. 纤维和纱线的拉伸性能纤维和纱线的拉伸性能 二二. 纤维和纱线的变形与弹性纤维和纱线的变形与弹性 三三. 纤维和纱线的弯曲与改动纤维和纱线的弯曲与改动 一、纤维和纱线的拉伸性能一

12、、纤维和纱线的拉伸性能一一次拉伸断裂目的一一次拉伸断裂目的 纤维或纱线的一次拉伸断裂目的通常可纤维或纱线的一次拉伸断裂目的通常可用纤维或纱线的拉伸断裂强力或断裂强度、用纤维或纱线的拉伸断裂强力或断裂强度、断裂长度和断裂伸长率表示。断裂长度和断裂伸长率表示。1 1、强度、强度 拉伸断裂强力拉伸断裂强力Tensile Breaking ForceTensile Breaking Force： 纤维或纱线受拉伸至断裂所需的最大外纤维或纱线受拉伸至断裂所需的最大外力，其法定计量单位为力，其法定计量单位为N N或或cNcN。 纤维和纱线的力学性能纤维和纱线的力学性能 相对强度：单位线密度纤维所接受的最大

13、拉力。相对强度：单位线密度纤维所接受的最大拉力。 断裂应力断裂应力 Breaking Stress Breaking Stress =P/S S =P/S S 为纤维的截面积为纤维的截面积(mm2)(mm2)； 断裂强度断裂强度Breaking StrengthBreaking Strength Pt=P/Ntex Ntex Pt=P/Ntex Ntex 为纤维细度为纤维细度(tex) (tex) 断裂长度断裂长度Breaking LengthBreaking Length LR =LR =P/g).Nm Nm P/g).Nm Nm 为纤维的公制支数为纤维的公制支数(m/g);g(m/g);g

14、为为重力加速重力加速(9.8m/s2)(9.8m/s2) 换算关系：换算关系： =.pt =.pt ; LR = pt/g ; LR = pt/g 式中：式中：为纤维密度为纤维密度(g/cm3). (g/cm3). 纤维和纱线的力学性能纤维和纱线的力学性能 2 2、伸长、伸长 断裂伸长断裂伸长LL 纤维或纱线被拉伸至断裂时所产生的纤维或纱线被拉伸至断裂时所产生的伸长值。伸长值。 断裂伸长率断裂伸长率Elongation Ratio, Elongation Ratio, 断裂伸长与拉伸前纤维或纱线长度的断裂伸长与拉伸前纤维或纱线长度的百分比百分比, ,称为断裂伸长率。即：称为断裂伸长率。即： (

15、%)= (%)= L/LL/L* *100100 式中：式中：LL为断裂伸长为断裂伸长(mm);(mm); L L为纤维或纱线被拉伸前的原长为纤维或纱线被拉伸前的原长(mm).(mm).纤维和纱线的力学性能纤维和纱线的力学性能 3 3、弹性模量、弹性模量Modulus of ElasticityModulus of Elasticity，E E 负荷伸长曲线负荷伸长曲线 以纤维或纱线所受负荷为纵坐以纤维或纱线所受负荷为纵坐标，以伸长率为横坐标得到的拉伸过程标，以伸长率为横坐标得到的拉伸过程图称为负荷伸长曲线。图称为负荷伸长曲线。 应力应变曲线应力应变曲线 以纤维或纱线所受的相对强度以纤维或纱线

16、所受的相对强度为纵坐标，以伸长率为横坐标，得到的为纵坐标，以伸长率为横坐标，得到的拉伸过程图称为应力应变曲线。拉伸过程图称为应力应变曲线。 弹性模量弹性模量 定义：应力应变曲线上起始段直定义：应力应变曲线上起始段直线部分的应力应变比值，即应力线部分的应力应变比值，即应力应变曲线上起始段的斜率。应变曲线上起始段的斜率。 与纤维的关系：与纤维的关系： 弹性模量的大小反映着纤维在小弹性模量的大小反映着纤维在小负荷作用下变形的难易程度，它负荷作用下变形的难易程度，它表示纤维的刚性。表示纤维的刚性。 弹性模量大弹性模量大 挺括，不易变形挺括，不易变形 弹性模量小弹性模量小 柔软，易变形柔软，易变形纤维和

17、纱线的力学性能纤维和纱线的力学性能小负荷小负荷小负荷小负荷 二纤维和纱线的断裂机理二纤维和纱线的断裂机理 纤维的断裂机理纤维的断裂机理 纤维的断裂是大分子间的滑移和大纤维的断裂是大分子间的滑移和大分子被拉断。分子被拉断。 纱线的断裂机理纱线的断裂机理 纱线断裂是纱中纤维与纤维之间的纱线断裂是纱中纤维与纤维之间的滑脱、大分子与大分子之间的滑脱以及大滑脱、大分子与大分子之间的滑脱以及大分子的断裂。分子的断裂。纤维和纱线的力学性能纤维和纱线的力学性能 影响纺织纤维拉伸断裂的要素：影响纺织纤维拉伸断裂的要素： 内因：内因： 大分子的聚合度大分子的聚合度聚合度越高，强度越高聚合度越高，强度越高 分子的取

18、向度分子的取向度取向度越高，强度越高取向度越高，强度越高 结晶度结晶度结晶度越高，强度越高，纤维更脆结晶度越高，强度越高，纤维更脆 外因：外因： 温度温度 温度温度拉伸强度拉伸强度断裂伸长率断裂伸长率 湿度湿度 湿度湿度拉伸强度拉伸强度断裂伸长率断裂伸长率断裂伸长率断裂伸长率 影响纺织纱线拉伸断裂的要素：影响纺织纱线拉伸断裂的要素：纤维的性能：纤维长度纤维的性能：纤维长度短纤维含率越高，纱线强度短纤维含率越高，纱线强度越低越低 纤维强度纤维强度纤维的相对强度越高，纱线纤维的相对强度越高，纱线的强度越高的强度越高 纤维细度纤维细度纤维越细，抱合越紧，成纱纤维越细，抱合越紧，成纱强度越高强度越高纱线的构造：纱线捻度纱线的构造：纱线捻度随着捻度添加，强度上升，随着捻度添加，强度上升，后又下降，后又下降， 最大值处是临界捻度的强度最大值处是临界捻度的强度纤维和纱线的力学性能纤维和纱线的力学性能二、纤维和纱线的变形与弹性二、纤维和纱线的变形与弹性纤维和纱线的力学性能纤维和纱线的力学性能 一纤维和纱线的蠕变和松弛一纤维和纱线的蠕变和松弛 蠕变蠕变Creep DeformationCreep Deformation 纤维和纱线在不变外力作用下，变形随受力时间增纤维和纱线在不变外力作用下，变形随受力时间增长而逐渐添加的景象叫做蠕变。长而逐渐添加的景象叫做蠕变。 松弛松弛Relax