第四章纤维吸湿性和拉伸指标
第四章 纤维的吸湿性
2. 吸湿滞后产生的原因 能量获得概率的差异 水分子进出的差异 纤维结构的差异 水分子分布的差异 热能作用的差异 此外还有纤维表面能的变化,反复吸湿的作用, 此外还有纤维表面能的变化,反复吸湿的作用, 其它杂质的带入等. 其它杂质的带入等.
五,影响纤维吸湿的因素
影响纤维回潮率的因素有内因和外因两个方面. 影响纤维回潮率的因素有内因和外因两个方面. 内在因素包括: 内在因素包括: 化学结构-纤维大分子亲水基团的数量和极性的强弱; 化学结构-纤维大分子亲水基团的数量和极性的强弱; 聚集态结构-纤维的结晶度,纤维内孔隙的大小和多少; 聚集态结构-纤维的结晶度,纤维内孔隙的大小和多少; 形态结构-纤维比表面积的大小,截面形状, 形态结构-纤维比表面积的大小,截面形状,粗细及表面粗糙 程度; 程度;纤维伴生物的性质和含量 . 外在条件包括:温湿度;气压;原来回潮率的大小. 外在条件包括:温湿度;气压;原来回潮率的大小.
图 4-6
相对湿度对回潮率的影响
四,吸湿滞后性 1. 吸湿滞后现象
吸湿滞后现象: 吸湿滞后现象:从放湿得到的平衡回潮率总是高于从吸湿 得到的平衡回潮率的现象. 得到的平衡回潮率的现象.纤维材料所具有的这种性质被称 为吸湿滞后性或吸湿保守性. 为吸湿滞后性或吸湿保守性.
vd1< va1 回潮率/% vd1 放湿 vd2 vd2> va2
2.常用纤维的吸湿等温 2.常用纤维的吸湿等温 线
特点:1.曲线都呈反 曲线都呈反S 特点:1.曲线都呈反S形,吸湿机理基本一致. 吸湿机理基本一致. 2.RH= 0%～15% 时,曲线的斜率比较大; 0%～ 曲线的斜率比较大; 15%～ 曲线的斜率比较小; RH= 15%～70% 时,曲线的斜率比较小; 曲线斜率又明显地增大. RH>70% 时,曲线斜率又明显地增大. 3.纤维种类不同,曲线的高低不同,吸湿能力 纤维种类不同,曲线的高低不同, 强的在上方,如羊毛,粘胶; 强的在上方,如羊毛,粘胶;吸湿能力差的 在下方,如腈纶,涤纶等. 在下方,如腈纶,涤纶等. 吸湿等温线与温度有密切的依赖性,所以一般都是在标 吸湿等温线与温度有密切的依赖性, 准温度下试验所得.如果温度过高过低,即使同一纤维, 准温度下试验所得.如果温度过高过低,即使同一纤维, 吸湿等温线的形状,也会有很大的不同. 吸湿等温线的形状,也会有很大的不同.
化学纤维主要性能指标.
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2.卷曲度：由于化学纤维的表面比较光滑，不象棉纤维那样有天然扭曲，也不象羊
毛那样表面有鳞片，因此纤维之间的抱合力比较小，不利于纺织加工，为了改善这 一性能，增加化学纤维与棉、毛混纺时的抱合力，改善纤维的柔软性，必须将纤维 进行卷曲加工。化学纤维卷曲性能检验在卷曲弹性仪上进行。 通常采用单位长度纤维上的卷曲数来表示卷曲度。一般供棉纺用的化学纤维要 求高卷曲度（4～5.5个/cm），供精梳毛纺的化学纤维及制膨体毛条的长纤维要求中 卷曲度（3.5～5个/cm），为了全面地表征化学纤维的卷曲度，可采用下列指标：
三、化学纤维主要性能指标
1
长度
高温和低温的稳定性
细度 比重 对光－大气的稳定性
物理性能指标
光泽
稳定性能指标
化学试剂的稳定性 微生物作用的稳定性 抱合性
吸湿性
热性能 电性能 断裂强度 断裂伸长
加工性能指标
起静电性 染色性 纤维长度
机械性能指标
（力学性能指标）
初始模量 回弹性 耐多次变 形性
短纤维的附加 品质指标
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1.断裂强度：断裂强度是表征纤维品质的主要指标，提高纤维的断裂强度可改善
制品的使用性质。纤维的断裂强度，通常有以下几种表示方法：
（1）断裂强力
亦称绝对强力或断裂负荷，简称强力。即纤维材料受外界直接拉伸到断裂 时所需的力，单位为牛顿（N），衍生单位有厘牛顿(cN)、毫牛顿(mN)、千牛顿 (kN)等。各种强力机上测得的读数都是强力。强力与纤维的粗细有关，所以对 不同粗细的纤维，强力没有可比性。
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（4）断裂长度：以自身重量拉断纤维所具有的长度，单位为千米（km）。
电子纤维强力机
纤维强力仪
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天然纤维的检测指标
天然纤维的检测指标随着人们对环保和健康的关注度不断提高，越来越多的消费者开始选择天然纤维制成的衣物和家居用品。
然而，如何确保这些产品的质量和安全性，就需要通过科学的检测手段来保障。
下面就来介绍一下天然纤维的检测指标。
一、棉纤维的检测指标棉纤维是一种常见的天然纤维，其检测指标主要包括纤维长度、度分值、单纤维强度、断裂伸长率、吸湿性、含油量、灰分含量等。
纤维长度是指棉纤维的长度，一般用毫米表示，越长的棉纤维质量越好。
度分值是指每克棉纤维的长度，同样反映了棉纤维的质量。
单纤维强度是指单位面积内纤维所承受的最大拉力，是棉纤维的重要指标之一。
断裂伸长率是指在单纤维强度下，棉纤维拉断前的伸长率，也是反映棉纤维的柔软性和韧性的重要指标。
吸湿性是指棉纤维吸收水分的能力，也是反映棉纤维舒适性的重要指标。
含油量和灰分含量则是反映了棉纤维的清洁程度和纯度。
二、麻纤维的检测指标麻纤维是一种具有很强的韧性和耐久性的天然纤维，其检测指标主要包括纤维长度、单纤维强度、断裂伸长率、含植物膜率、吸湿性、含油量、灰分含量等。
其中，含植物膜率是指麻纤维表面附着的未脱落的植物膜的含量，影响了纤维的柔软度和手感。
吸湿性、含油量和灰分含量则是反映了麻纤维的清洁程度和纯度。
三、丝绸的检测指标丝绸是一种高档的天然纤维，其检测指标主要包括纤维长度、单纤维强度、断裂伸长率、吸湿性、含油量、灰分含量等。
其中，纤维长度是影响丝绸质量的重要因素之一。
单纤维强度和断裂伸长率则是反映了丝绸的韧性和柔软度。
吸湿性、含油量和灰分含量则是反映了丝绸的清洁程度和纯度。
四、羊毛的检测指标羊毛是一种温暖舒适的天然纤维，其检测指标主要包括纤维长度、单纤维强度、断裂伸长率、吸湿性、灰分含量等。
其中，纤维长度和单纤维强度是影响羊毛质量的重要因素。
断裂伸长率则是反映了羊毛的柔软性和韧性。
吸湿性和灰分含量则是反映了羊毛的清洁程度和纯度。
五、竹纤维的检测指标竹纤维是一种环保的天然纤维，其检测指标主要包括纤维长度、单纤维强度、断裂伸长率、吸湿性、含油量、灰分含量等。
纤维指标常见名词问题详解
一、10个问题1、回潮率、吸水率、吸湿率的区别回潮率是纤维材料及其制品的含水重量与干燥重量的差数对其干燥重量的百分率；吸水率纤维材料及其制品浸入水中所吸引收水分的重量对其浸水前实测重量的百分比；吸湿率这个名词用于工作在潮湿环境的物品，如木材，食盐等还有专门吸收少量潮气的分子筛。
公式如下：回潮率＝（湿纤维重量－干纤维重量）/干纤维重量×100%吸湿率=（湿纤维重量－干纤维重量）/纤维干透重量×100%吸水率=（吸水后的纤维重量-吸水前的重量）/吸水前的纤维重量×100%2、断裂强力与断脱强力的区别断裂强力：在规定条件下进行的拉伸试验过程中，试样被拉断记录的最大力。
断脱强力：在规定条件下进行的拉伸试验过程中，试样断开前瞬间记录的最终的力。
3、pa、Kpa、Mpa、Gpa之间的换算关系1 Gpa=103 Mpa=106 Kpa=109 pa4、特(tex)、分特(dtex)、旦尼尔（D）之间的换算关系tex=g/L*1000 其中g为纱(或丝)的重量(克),L为纱(或丝)的长度(米)dtex=g/L*10000 其中g为纱(或丝)的重量(克),L为纱(或丝)的长度(米)Denier=g/L*9000 其中g为纱(或丝)的重量(克),L为纱(或丝)的长度(米)分特克斯(dtex)与特克斯(tex)的换算公式:1tex=10dtex=9D5、N（牛）、cN（厘牛）之间的换算关系1N=100 cN6、比重与密度比重：物体的重量和它的体积的比值叫物体的比重比重的数学表达式为：γ＝G/V密度：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度其数学表达式为ρ=m/V比重也称相对密度，如果没有严格要求，两者可以认为一致。
7、初始模量初始模量单位(gf/d), 表示纺织材料拉伸曲线起始段直线部分的斜率，用来描述纺织材料在较小外力作用下变形难易程度的指标。
8、空隙率与孔隙率空隙率：散状材料在堆积时颗粒之间的空隙所占的比例孔隙率：指散粒状材料堆积体积中,颗粒之间的空隙体积占总体积的比例9、软化温度与玻璃化温度高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度，指无定型聚合物（包括结晶型聚合物中的非结晶部分）由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度。
第四章纤维的吸湿性纺织材料学
（COOH）、氨基(-NH2)等； 合成纤维：亲水基团不多，吸湿性较差。
2．纤维的结晶度
水分子只能进入纤维的非晶区，无法进入结晶区。 纤维的结晶度越低，吸湿能力就越强。
如： 棉纤维和粘胶纤维； 丝光棉
第一相：与角朊分子侧链中的亲水基相结合的水； 第二相：被吸着在主链的各极性基团上，并取代分子链段间的
相互作用，由此对纤维的刚性有很大影响； 第三相：填充在纤维空隙间和分子间的汽、液态水，发生在高
湿度时。
图4-6 相对湿度对回潮率的影响
四、吸湿滞后性 1. 吸湿滞后现象
从放湿得到的平衡回潮率高于从吸湿得到的平衡回 潮率的现象。
• 调湿和预调湿 调湿：将被测纤维直接放在标准大气条件下进行 平衡。 预调湿：对纤维进行（45±2）℃的预烘，以消 除纤维吸湿的“记忆”，达到由吸湿平衡获得的 回潮率值。
2. 吸湿滞后产生的原因
能量获得概率的差异 水分子进出的差异 纤维结构的差异 水分子分布的差异 热能作用的差异 此外还有纤维表面能的变化、反复吸湿的作用、
三、对密度的影响 W增加，纤维密度增加；大多数纤维在
W=4%～6% 时密度最大。W再增加，纤维密 度逐渐变小，因为纤维体积显著膨胀，而 水的比重小于纤维。
几种纤维密度随回潮率变化图
四、对力学性质的影响
纤维吸湿后，随着回潮率增大，纤维强力、模量、 弹性和刚度下降，伸长增加。
对强力的影响： a.一般规律是纤维回潮率增加，其强力下降； b.吸湿能力差的纤维，W增加，强力变化不太显著 c.棉、麻纤维，吸湿后强力反而增加；
六、对电学性质的影响
干燥纤维的电阻很大（1011 ～ 1018数量级），是 优良的电绝缘体。
纺织材料学第四章_化学纤维(3)
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②高湿模量粘胶纤维
模量:衡量材料变形难易程度指标，值小材 料易变形。
截面近似圆形。我国商品名称为富强纤维 或莫代尔（modal），日本称虎木棉。
富强纤维
10Βιβλιοθήκη 莫代尔纤维是Lenzing（兰精公司）开发的高 湿模量的再生纤维素纤维。原料是产自欧洲的灌 木林，制成木质浆液后经过专门的纺丝工艺制作 而成，所以与棉一样同属纤维素纤维，具有生物 降解性，并且在纤维生产过程中不产生类似粘胶 纤维的严重污染环境问题，是21世纪的新型环保 纤维。
回潮率(%)
13
12.5
8
涤纶
1.7 40-52 40-52 44-45 44-45
0.5
Lyocell纤维
1.7 40-42 34-38 14-16 16-18 11.5
天丝纤维，拥有棉的“舒适性”、涤纶的
“强度”、毛织物的“豪华美感”和真丝的“独 特触感”及“柔软垂坠”，无论在干或湿的状态 下，均极具韧性。
粘胶纺丝液+凝固浴（硫酸、硫酸钠、硫酸锌)→ 纤维素再生形成纤维 根据纺丝工艺的不同，制得的粘胶纤维的性质不同。
4
3.粘胶纤维的结构特征 （1）化学组成
和棉的成分相同，主要成分为纤维素， 聚合度250-550（棉6000-15000）。 （2）形态结构
普通粘胶横向形态
不规则的锯齿形
普通粘胶纵向形态
1.概况 粘胶纤维是再生纤维素纤维的主要品种，
也是最早研制和生产的化学纤维，其化学 组成与棉纤维相同。因制成的液体很粘， 称为粘胶。
3
2.制造流程 （1）纺丝液的制备
木材、甘蔗渣→纯净的纤维素（纤维素浆粕）→ 稀碱处理→碱纤维素 +CS2 纤维素黄酸酯 +NaoH → 粘胶纺丝液 （2）纺丝成形（湿法纺丝）
纤维拉伸强度测试标准
纤维拉伸强度测试标准
纤维拉伸强度是指纤维在拉伸状态下的最大承受力，它是评价纤维材料抗拉性能的重要指标。
纤维拉伸强度测试标准是指对纤维材料进行拉伸强度测试时所需遵循的一系列规范和标准。
这些标准的制定和遵循对于保证纤维产品的质量和性能具有重要意义。
首先，纤维拉伸强度测试标准应当明确纤维材料的选择和准备。
在进行拉伸强度测试时，应选择代表性的纤维样品，并按照标准程序进行样品的准备和处理。
这包括样品的尺寸、形状、表面处理等方面的要求，以确保测试结果的准确性和可比性。
其次，测试设备和条件也是纤维拉伸强度测试标准中需要明确的内容。
测试设备的选择和校准对于测试结果的准确性至关重要。
同时，测试条件如温度、湿度等因素也需要在标准中进行规定，以保证测试的可重复性和可比性。
另外，测试方法和步骤也是纤维拉伸强度测试标准中必不可少的内容。
测试方法应当清晰明了，包括拉伸速度、加载方式、试样夹持方式等方面的规定，以确保测试的一致性和准确性。
测试步骤应当便于操作和控制，以保证测试的顺利进行。
此外，数据处理和结果分析也是纤维拉伸强度测试标准中需要考虑的内容。
测试数据的处理应当符合统计学原理，对测试结果进行合理的处理和分析，以得出准确的结论和评价。
最后，标准的制定和修订也是纤维拉伸强度测试标准中需要重视的内容。
随着科学技术的发展和纤维材料的不断更新换代，测试标准也需要不断修订和完善，以适应新材料的测试需求。
总之，纤维拉伸强度测试标准对于保证纤维产品质量和性能具有重要意义。
只有严格遵循标准要求，才能得到准确可靠的测试结果，为纤维材料的研发和生产提供可靠的数据支持。
纤维的断裂强度-拉伸强度-延伸率等参数的定义和计算
1）什么是纤维的断裂强度？纤维的断裂强度(Tenacity)也叫相对强度，它是指每特-tex（或者每旦Denier)纤维所能承受的最大拉力，单位为N/tex(或N/D)。
2）断裂强度计算公式：断裂强度（N/tex)＝纤维的强力／纤维的特数;断裂强度（N/D)=纤维的强力／纤维的旦数；1tex＝10tex，dtex是10000米纤维束的重量克数，d是旦，指9000米长的纤维束的克数。
tex是特，tex指1000米长的纤维束的克数。
因此1tex＝10dtex＝9d。
N是牛顿，G是克力（＝0.0098N），GPa是吉帕斯卡常见的单位还有cN/dtex（厘牛/分特），MPa（兆帕斯卡）等。
N/dtex和G/d的转换，从上面我给你的解释，你应该知道了吧。
上述两个单位和GPa的单位转换还需要知道材料的密度。
因为GPa是单位面积上的力，tex、dtex、d都是线密度，线密度要换算面积，需要知道材料的密度。
3）纤维拉伸强度相关的指标：A）与断裂点相关的指标1，断裂强力断裂强力就是纤维材料受外界拉伸到断裂时所需的力（纤维承受的最大外力），基础单位为牛顿（N），衍生单位有厘牛（cN）、毫牛（mN）、千牛（kN）等。
各种强力测试仪上测得的读数都是强力，如单纤维、束纤维强力分别为拉伸一个纤维、一束纤维至断裂时所需的力。
强力与纤维的粗细有关，所以对不同粗细的纤维，强力缺乏可比性。
2，强度拉断单位细度纤维所需要的强力称为强度，该指标用以比较不同粗细的纤维拉伸断裂性质。
纤维或纱线粗细不同时，其断裂强力也不相同，故对于不同粗细的纤维或纱线，断裂强力没有可比性。
为了便于比较，可将断裂强力折合成规定粗细时的力，即强度。
由于折合的标准粗细规定不同，纤维材料的强度有许多种，最常用的主要有一下三种：（1）. 断裂应力断裂应力是指纤维单位截面面积上能承受的最大拉力，单位为N/mm2（即兆帕，MPa）。
其计算公式如下：由于纺织纤维和纱线的截面形状很不规则，并且其中有不少空腔、空洞和缝隙，其真正的截面很难求测，因此在日常生产中，这个指标应用不多。
第四章 纤维(高分子材料)
四、纤维的加工（一）纤维的加工方法
生产工序
原料的制备
纺丝熔体或溶液的制备
纺丝
后加工
纺丝是纤维生产过程的核心工序，对纤维的结构及性能 有重要影响。 根据纺丝前原料的状态的不同，将纺丝分为熔体纺丝和 溶液纺丝。 溶液纺丝中，由于凝固机理不同，又分为湿法纺丝和干 法纺丝。[纺丝方法] 象聚乙烯、聚丙烯、聚己内酰胺和聚对苯二甲酸乙二醇 酯的熔点低于它们的热分解温度，可以进行熔体纺丝。 而聚丙烯腈、聚氯乙烯和聚乙烯醇的熔点与热分解温度 接近，甚至高于热分解温度，纤维素及其衍生物观察不到熔 点，只能采用溶液纺丝。
（二）合成纤维
1. 聚酰胺纤维（酰胺纤维、尼龙、锦纶）（Polyamide fiber ） （1）含义：由熔融的聚酰胺树脂抽丝而成。 （2）品种：按原料中C原子的不同有： ①聚己内酰胺纤维（尼龙-6、锦纶、卡普纶） ②聚庚酰胺纤维（尼龙-7）③聚壬酰胺纤维（尼龙-9） ④聚w-氨基十一酰纤维（绚丽尼龙-11） ⑤聚酰胺-66纤维⑥ 聚酰胺-1010纤维 ⑦聚酰胺-610纤维 （3）特性：具有强度、弹性高，耐摩擦、冲击、疲劳，电 绝缘性好。耐碱而不耐酸，耐热和耐光较差，保暖性差，易 皱折，对氧化剂、化学腐蚀性尚好。不发霉、不怕虫蛀。 （4）用途：织造袜子和衣料，也用于制造帘子线，渔网， 绳索，传送带，降落伞等。
一、纤维的分类
1.按长度分 2.按来源分 3.按材质分 连续纤维，如聚酯长丝、真丝、单丝。 一定长度的纤维：长纤维（如羊毛），短纤维（如棉花）。
二、纤维的主要性能指标
1、纤度 2、捻度 用来表示纤维粗细程度的概念。有定长制和定重制两种衡 3、断裂强度 量方法。 捻度是指单位长度（cm）纱线上纤维缠绕的圈数，用捻数 表示。 4、断裂伸长率ε（延伸度） 常用相对强度来表示化学纤维的断裂强度，即纤维在连续 定长制是指用一定长度的纤维所具有的重量来表示纤维 5、弹性模量（初始模量或杨氏模量） 增加负荷的作用下，直到断裂所能承受的最大负荷与纤维的纤 指纤维或试样在拉伸至断裂长度比原来增加的百分数。 的粗细，单位有特数tex和旦数denier两种。 度的比值，单位如N/tex、N/denier等。 6、回弹率 特数是指1000m长纤维或纱线在公定回潮率时所具有质 指纤维受拉伸到伸长率为原长的1%时所需的应力。它表 量的克数。 7、吸湿性 征了纤维对小形变的抵抗能力。弹性模量的大小取决于聚合物 将纤维拉伸至产生一定伸长后撤去负荷，经一定时间 旦数则指9000m长的纤维或纱线在公定回潮率时所具有 的化学结构以及分子间相互作用力的大小，也与纤维的取向度 （30~60s，视测试器而定），测定纤维弹性回缩后的剩余伸长， 指在标准温度和湿度（20±3℃、相对湿度65%+3%）条 质量的克数。 和结晶度有关。 可回复的弹性伸长与总伸长之比称为回弹率。 件下纤维的吸水率。一般用回潮率R或含湿率M表示。 旦数与特数之间的关系为:1den=9tex。 定重制用一定质量的纤维或纱线所具有的长度来衡量纤 吸湿性低的纤维容易产生静电，不但给加工带来困难， 旦数和特数越大，表示纤维越粗。 维粗细程度，单位为支数，支数越大，表示纤维越细。 而且使织物附尘和沾污。另外，吸湿性差的纤维制成织物， 支数分为公制和英制。公制是在公定回潮率时每克（毫 不易吸收人体排出的潮分，使人有闷热和潮湿的感觉。 克）纤维所具有的长度米（毫米）数。 公支数 = 纤维的长度m（mm）/纤维重量g（mg）
化学纤维的主要指标及计算方法
化学纤维的主要指标1、初始模量纤维初始模量即弹性模量是指纤维受拉伸而当伸长为原长的1%时所需的应力。
初始模量表征纤维对小形变的抵抗能力。
在衣着上则反映纤维对小的拉伸作用或弯曲作用所表现的硬挺度。
纤维的初始模量越大，越不易变形。
在合成纤维的主要品种中，涤纶的初始模量为最大，其次为腈纶，锦纶则较小。
因此涤纶织物挺括、不易起皱；锦纶易皱，保形性差。
2、吸湿性纤维的吸湿性是指在标准温湿度（20℃，65%相对湿度）条件下纤维的吸水率，一般采用两种指标来表示：回潮率= （试样中所含水分的重量/干燥试样的重量）*100%含湿率= （试样中所含水分的重量/未干燥试样重量）*100%各种纤维的吸湿性有很大的差异，同一种纤维的吸湿性也因环境温湿度的不同而有很大的变化。
为了计重和核价的需要，必须对各种纺织材料的回潮率作出统一规定，称公定回潮率，各种纤维在标准状态下的回潮率和我国所规定的公定回潮率如表所示。
表：纤维在20℃，RH为65%下的回潮率和我国所规定的公定回潮率吸湿性影响纤维的加工性能和使用性能。
吸湿性好的纤维摩擦和静电作用减小，穿着舒适；对于吸湿性差的合成纤维可以利用改性的方法来提高其吸湿性。
3、线密度（纤度）在法定计量单位中，表示纤维粗细程度的量的名称为“线密度”。
在0.2CN/dtex下测得。
线密度的单位名称为特，符号为tex，其1/10称分特，符号记为dtex。
1000m长纤维质量的克数即为该纤维的特数。
10000m长纤维质量的克数即为该纤维的分特数。
旦尼尔（Denien简称旦）和公制支数（简称公支）为非法定计量单位，以后不单独使用。
特数=1000/公制支数特数≈0.11*旦尼尔数分特数≈1.1*旦尼尔数4、断裂强度常用相对强度表示化学纤维的断裂强度。
即纤维在连续增加负荷的作用下，直至断裂所能承受的最大负荷与纤维的线密度之比。
单位为厘牛/分特（cN/dtex）。
断裂强度是反映纤维质量的一项重要指标，断裂强度高，纤维在加工过程中不易断头，纱线和织物的牢度高，但断裂强度太高，纤维刚性增加，手感变硬。