紡織材料之織物篇(八):織物的基本力學(xué)性質(zhì)
一、面料的拉伸性能
1.布料的拉伸性能指標(biāo)
斷裂強(qiáng)度:面料斷裂強(qiáng)力指標(biāo)單位常用N/5cm,即5cm寬度的面料的斷裂強(qiáng)力。
斷裂功:布料在外力作用下拉伸至斷裂時(shí),外力對布料所做的功。
還有斷裂伸長率、斷裂比功等。
2.影響布料拉伸性能的因素
?。?)纖維性質(zhì):纖維品種不同,布料的拉伸斷裂性能也不相同。即使是相同品種的纖維,當(dāng)它的性狀上稍有差異時(shí),布料的拉伸斷裂性能亦會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變幻。
?。?)紡紗線的線密度與結(jié)構(gòu)
在布料組織與密度相同條件下,用線密度較大的紡紗線織造的布料,其強(qiáng)度比線密度小的為高。
?。?)經(jīng)緯密度與布料結(jié)構(gòu)
若經(jīng)密不變僅緯密增添,則面料緯向強(qiáng)度增添,而經(jīng)向強(qiáng)度有下降的趨勢;若緯密不變僅經(jīng)密增添,則不僅布料經(jīng)向強(qiáng)度增添,緯向強(qiáng)度也有增添的趨勢。面料組織的種類很多,就機(jī)布料的三原組織而言,在其他條件相同時(shí),平紋布料的斷裂伸長率大于斜紋,而斜紋又大于緞紋。
?。?)上機(jī)張力
面料在織造過程中的上機(jī)張力會(huì)影響到紡紗線的強(qiáng)度與面料的結(jié)構(gòu),從而影響布料的強(qiáng)力。上機(jī)張力大,也就是紡紗線負(fù)荷較大,在負(fù)荷大的情況下進(jìn)行多次開口,經(jīng)紗強(qiáng)度受到的損失就大,因而使布料強(qiáng)度降低。
?。?)測試條件
二、布料的撕裂性能
面料邊緣在一集中負(fù)荷作用下被撕開的現(xiàn)象稱為撕裂,亦稱撕破。
1.影響布料撕裂強(qiáng)力的因素
?。?)影響布料撕裂強(qiáng)力的內(nèi)在因素
紡紗線性質(zhì):面料撕裂強(qiáng)力和受力三角區(qū)的大小與紡紗線強(qiáng)度關(guān)系緊密。布料的撕裂強(qiáng)力和紡紗線強(qiáng)力成近似正比的關(guān)系。紡紗線的斷裂伸長率越大、摩擦系數(shù)越小,受力三角區(qū)越大,同時(shí)受力的紡紗線根數(shù)越多,因此撕裂強(qiáng)力也就越大。
布料組織:布料組織不同,經(jīng)緯紗的交錯(cuò)點(diǎn)數(shù)不同,紡紗線能做相對挪移的程度也不同。普通平紋組織面料的撕裂強(qiáng)力小,方平組織布料的撕裂強(qiáng)力大,緞紋組織與斜紋組織介于兩者之間,且緞紋組織的撕裂強(qiáng)力大于斜紋組織。
布料織縮:布料織縮對布料撕裂強(qiáng)力的影響有兩個(gè)方面:一方面,織縮增大時(shí),布料伸長增添,受力三角形增大,受力紡紗線的根數(shù)增多,使撕裂強(qiáng)力增添;另一方面,織縮增大時(shí),紡紗線彎曲程度增添,使紡紗線間的相互擠壓與摩擦增大,受力三角形變小又會(huì)使單縫法撕裂強(qiáng)度降低。但前者是主導(dǎo)因素。
布料的經(jīng)緯密:在紡紗線直徑相同的條件下,經(jīng)緯密均低的面料,撕破強(qiáng)力較大。經(jīng)緯密都較大的布料,由于受力三角形變小,受力紡紗線根數(shù)少而撕裂強(qiáng)力降低。
布料的整理:布料經(jīng)樹脂后整理后,布料的普通服用性能可以得到改善,但面料的撕裂強(qiáng)力會(huì)降低。
?。?)試驗(yàn)條件對面料撕裂強(qiáng)力的影響
試樣尺寸的影響:在梯形法撕裂試驗(yàn)中,受力三角形和切口處根斷裂紡紗線的長度有關(guān),其長度越長,受力三角區(qū)越大,受力紡紗線根數(shù)越多,撕裂強(qiáng)力也越大。
撕裂速度的影響:通常梯形撕裂強(qiáng)力隨撕裂速度增添而提高(因?yàn)槭抢欤?;單縫撕裂強(qiáng)力隨撕裂速度增添而降低(因?yàn)槭羌羟腥菂^(qū))。
溫濕度條件:溫濕度不同會(huì)影響紡紗線本身的斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長率,并且嚴(yán)峻影響到紡紗線的表面摩擦性能,從而影響布料的撕裂強(qiáng)力。
2.面料的紕裂
布料紕裂是指布料在使用過程中受外力作用后產(chǎn)生的紡紗線橫向滑移的結(jié)構(gòu)損壞現(xiàn)象。
產(chǎn)生紕裂的緣故是多方面的:纖維本身摩擦系數(shù)小,伸直度高,硬度與抗彎曲剛度大;布料的經(jīng)緯密小、布料結(jié)構(gòu)松、交錯(cuò)點(diǎn)少;經(jīng)緯紗結(jié)構(gòu)緊、表面光滑、捻度大等,以及織造過程中的上機(jī)張力等。
三、布料的頂破性能
面料在一垂直于其平面的負(fù)荷作用下,頂起或鼓起擴(kuò)張而破裂的現(xiàn)象稱為頂破。
影響布料頂破性能的因素:
面料拉伸斷裂強(qiáng)力對頂破強(qiáng)力有直接影響。通常,隨著面料經(jīng)緯向拉伸強(qiáng)力的增添,頂破強(qiáng)力明顯提高。
機(jī)布料經(jīng)緯向的結(jié)構(gòu)與紡紗線性質(zhì)差異程度,對布料頂破或脹破強(qiáng)力有很大的影響。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)經(jīng)、緯紗的斷裂伸長率、織縮率與經(jīng)密、緯密相近時(shí),經(jīng)、緯兩系統(tǒng)同時(shí)發(fā)揮分擔(dān)負(fù)荷的大作用,故頂破強(qiáng)力較大;反之,差異大的,首先在伸長能力差的系統(tǒng)斷裂,頂破強(qiáng)力就較小。
針織物物正是具有高伸長率的特點(diǎn)與各向同性的調(diào)整,頂破強(qiáng)度較高。
非織造布的纖維強(qiáng)度,纖維間固著點(diǎn)的強(qiáng)度是影響頂破的關(guān)鍵因素。其次,纖維摩擦、卷曲與糾纏作用亦影響頂破性能。
四、面料的彎曲性能
布料反抗彎曲變形的能力,稱為彎曲或抗彎剛度。
影響布料剛?cè)嵝缘囊蛩兀?br />
1.纖維性狀
纖維初始模量是布料剛?cè)嵝缘臎Q策性因素。纖維的初始模量大,布料剛性也大。
異形截面和圓形截面的纖維相比,異形截面的纖維剛性較大。其它,中空纖維的彎曲剛度隨著中空度的增添而加大,其布料的硬挺度也增大。纖維的彎曲與摩擦系數(shù)也對布料彎曲剛度產(chǎn)生影響,其值越大,面料剛性越大。
2.紡紗線性狀
紡紗線直徑較粗、捻度較大時(shí),紡紗線的彎曲剛度較大,面料較硬挺;反之,布料較柔軟。
3.布料幾何結(jié)構(gòu)
機(jī)布料中交錯(cuò)點(diǎn)越多,浮長越短,經(jīng)緯紗間切向滑動(dòng)阻力就越大,面料中經(jīng)緯紗間作相對挪移的可能性越小,布料就越剛硬。
針織物物中線圈長度越長,紡紗線之間接觸點(diǎn)越少,紡紗線間切向滑動(dòng)阻力就越小,面料就越柔軟。
非織造布中,纖維間的粘結(jié)點(diǎn)越多,粘結(jié)點(diǎn)越大,非布料的剛性越大。
不管何種面料,其厚度增添時(shí),布料彎曲剛度也顯著提高。
4.整理
合成纖維布料,在燒毛、上色、熱定形時(shí),因處于高溫作用下,若溫度處理不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致布料發(fā)硬、變脆。
面料的剛?cè)嵝钥捎脵C(jī)械與化學(xué)的辦法加以改變。當(dāng)棉麻布料用液氨處理,可改善布料的柔軟性,效果顯著。要提高布料的硬挺度,可進(jìn)行硬挺后整理。要改善布料的柔軟性,可以采納柔軟后整理。
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