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影響纖維強伸度的因素

2019-09-05

   影響纖維強伸度的因素:

  1.內因
  纖維的斷裂是由于大分子的相對滑移和分子鏈的斷裂兩方面造成的。:當大分子的平均聚合度較小時,大分子間的結合力較小,容易產生滑移,因此纖維的強度就較低而伸長較大;反之,則相反。當大分子較柔曲時,在拉伸外力作用下、大分子的伸直、伸長較大,纖維的伸長也較大。
  纖維的結晶度高,纖維中分子排列規整性好。縫隙孔洞較小較少。分子間結合力強,纖維的斷裂強度、屈服應力和初始模量較高,而伸度較小。但結晶度太大會使纖維變脆,結晶區是纖維的強區,無定形區是纖維的弱區,纖維的斷裂主要發生在纖維的弱區,因此無定形區的結構情況對纖維強伸度的影晌較大。
  取向度好的纖維有較多的大分子排列在平行纖維的方向上,且大分子較挺直,分子間結合力大,有較多的大分子來承擔較大的斷裂應力。所以纖維強度較大而伸直度較小。
  纖維中的裂縫、孔洞等缺陷和形態結構的不均一(纖維截面粗細不勻,皮芯結構不勻及大分子結構和超分子結構不勻),都會使纖維強度下降。
  2.外因
  空氣的溫濕度影響纖維的吸濕和回潮率,從而影啊到纖維的強伸度。在纖維回潮率一定的條件下,溫度高,纖維大分子熱動能高,大分子柔曲性提高,分子間的結合力削弱,因此,纖維強度降低,斷裂伸長率增大,拉伸初始模量下降。多數纖維隨相對濕度的提高,纖維中所含水分增多,分子間結合力變弱,結晶區變松散,因此纖維的強度降低,伸長增大、初始模量下降。相對濕度對纖維強度與伸度的影響,視各自吸濕性能的強弱而不同,吸濕能力大的,影響較顯著,吸濕能力小的,影響不大。
  當試樣長度長時,測得的強度較低。這是因為纖維在長度方向上各處的強力是不同的,其中必存在著弱環。斷裂總是發生在弱環處,測試所得強度實際上是試樣弱一點的強度。試樣愈長,可能出現薄弱環節的機會愈多,測得的強度就愈低。而且試樣的不勻性愈大,試樣長度對測試結果的影響將愈大。
  當進行束纖維強力測試時,隨著纖維根數的增加,測得的束纖維強度換算成單纖維強度會下降。這是由于束纖維中各根纖維的強度,特別是伸長能力不一致,而且伸直狀態也不一樣。在外力作用下,伸長能力小的、強度差的、較伸直的首先斷裂,以后外力為其他纖維所承受,較前一部分纖維斷裂前增大,以致后一部分纖維提前斷裂。由于束纖維中單纖維斷裂的不同時性,測得束纖維的強力必然小于單根纖維強力之和。當束纖維中纖維根數越多時,斷裂不同時越明顯,測得的強力就越偏小。
  在纖維強力儀上測試時,試樣的拉伸速度對纖維強力與變形的影響也較大。拉伸速度大,即拉伸至斷裂經歷的時間短,測得的強力較大而伸長較小。測試時對試樣加負荷的方式、強力儀的量程、夾持器對試樣的夾持情況、預加張力的大小等,對測試結果也都有一定的影響。

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孫建陽
 

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