纤维初始模量
化学纤维主要性能指标.
29
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
12
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。
13
（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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第三章 纤维的力学性质
第三章纤维的力学性质第一节纤维的拉伸与疲劳性能一、拉伸曲线的基本特征表示纤维在拉伸过程中强力和伸长的关系曲线称为拉伸曲线(强力-伸长曲线、应力-应变曲线)。
纤维在拉伸过程中的行为表现和它的结构在拉伸过程中所发生的变化和破坏是有联系的，这样的本构关系可以通过对拉伸曲线的分析加以表述。
拉伸从O′点开始：（1）自O′至O——如果拉伸前纤维未完全伸直，纤维将通过O′O逐渐伸直。
（2）自O至M——曲线基本上是直线段，表示纤维发生的是导致强力与伸长间呈直线相关的虎克变形，纤维中主要是发生了分子内或分子间键角键长的变形。
（3）自M至Q——强力与伸长间关系进入非直线相关阶段，表明纤维中非晶区内大分子链开始发生构象的变化，链与链之间的关系改变。
（4）自Q至S——Q点可称为屈服点，但大多数纤维都没有明晰的屈服点，因为屈服点是结晶物质的特征点，而纤维只有部份结晶态（区）、甚至没有结晶态只有有序区。
自Q点开始，原存在于分子内或分子间的氢键等次价力联系开始破坏，首先是非晶区中大分子的错位滑移，所以，这一阶段，伸长增长快于强力。
（5）自S至A——随拉伸的进行，错位滑移的分子基本伸直平行，并可能在伸直的分子链间创造形成新次价力的机会，同时，纤维的结晶区也开始被破坏。
拉断结晶区与非晶区中分子间联系，需要较大的外力，所以这一阶段强力上升很快，到A点，纤维断裂。
纤维的应力-应变曲线和强力-伸长曲线的特征相似。
表3-1 常见纤维的拉伸性质指标二、表征纤维拉伸断裂特征的指标1．强力强力是指纤维能够承受的最大拉伸力，又名绝对强力、断裂强力。
2．相对强度相对强度是应力指标，简称为强度，用纤维被拉断时单位横截面上承受的拉伸力来表示。
根据采用的表征纤维截面积的指标不同，强度指标有以下几种：（1）断裂应力σ又名强度极限，它是指纤维单位截面积上所能承受的最大拉伸力，单位为N ／mm 2（即兆帕）。
（2）比强度tex P指每特纤维所能承受的最大拉伸力，又称断裂强度，单位为N ／tex 或cN/dtex 。
化学纤维的主要品质指标及其检测方法
日晒气候试验仪
4 加工性能指标
染色性
染色性三要素：
色亲和力、染色速度、纤维—着色剂的性质。
染料与纤维的结合力：
离子键、氢键、偶极、共价键。
染色速度：
取决于染浴中的染料向纤维表面扩散、染料被纤维表面吸附以及 染料从纤维表面向纤维内部扩散。
高温和低温的稳定性 对光－大气的稳定性
化学试剂的稳定性 微生物作用的稳定性 抱合性 起静电性 染色性 纤维长度 卷曲度 纤维疵点
1 物理性能指标
细度
1. 定义：纤维粗细程度
2. 表示法：
公制支数Nm：1克重的纤维所具有的长度米数；Nm↑→纤维越细；
旦 Dn：9000米长的纤维所具有的重量克数；Dn↑→纤维越粗； 特 Tex：1000米长的纤维所具有的重量克数； Tex ↑→纤维越粗；
麻、锦纶、丙纶＞涤纶＞维纶＞腈纶、棉、蚕丝＞黏胶纤维＞羊毛、氨纶
湿强度：
润湿下的强度；回潮率↑→湿强＜干强影响：断裂强度↑→断头↓→绕辊↓
拉伸性能
2. 断裂伸长%：
定义： 拉伸至断裂时试样产生的伸长。
表示法： 绝对伸长、相对伸长（绝对伸长/
试样长度）。 影响：
断裂伸长↑→→手感柔软↑、毛丝↓、 断头↓→→织物变形↑
含油率↑↑→粘缠↑
索氏抽提器
全自动索氏萃取器
高效玻璃索氏萃取器
5 短纤维的附加品质指标
切断长度
规格：
棉型化纤：30～40mm，毛型化纤：70～150mm，中长型化纤：51～65mm。
表示：
长度指标：平均长度、长度偏差、超长纤维率、短纤维率、倍长纤维含量。 平均长度：纤维长度的平均值（重量加权的平均长度）。 长度偏差：实测纤维平均长度和纤维名义长度的差异百分率。 超长纤维率：超长纤维重量占纤维总重量的百分率。 短纤维率：短纤维重量占纤维总重量的百分率。 倍长纤维含量：以100 g纤维所含倍长纤维重量的毫克数表示。 超长纤维：长度超过一定界限的短纤维。 倍长纤维：长度超过名义长度2倍及以上。
(98-05)东华大学纺织材料学历年真题及答案
中国纺织大学1998年硕士研究生招生考试试题招生专业：针织工程考试科目：纺织材料学一、名词解释（每题3分）1. 差别化纤维：非常规生产得到的具有特殊性能的化学纤维的总称。
如异形纤维，高吸湿纤维，抗起毛起球纤维以及仿天然纤维，易染色纤维等。
它是近年来迅速发展起来的新型化学纤维，能改善常规化纤的纺织、印染与使用性能。
2. 捻系数：结合纱线细度表示加捻程度的相对指标，无单位。
特数制捻系数为纱线公制捻度与纱线特数平方根的乘积。
3. 羊毛缩绒性：羊毛在湿热及化学试剂作用下，经机械外力反复挤压，纤维集合体逐渐收缩紧密，并相互穿插纠缠，交编毡化。
这一性能称为羊毛缩绒性。
4. 交织物：用两种不同纺织纤维的纱线或长丝交织而成的织物。
5. 极限氧指数：纤维点燃后，在氧氮大气里维持燃烧所需要的最低含氧量体积百分数。
6. 织物紧度：织物中经纬纱线所覆盖的面积与织物总面积之比，用百分数表示。
7. 复合纤维：由两种或两种以上聚合物，或具有不同性质的同一聚合物，经复合纺丝纺制成的化学纤维，分并列型、皮芯型和海岛型。
8. 网络丝：将高速气流垂直间歇地射向喂入的长丝，使单丝之间互相纠缠和缠绕从而增加丝束抱合性，这种具有周期性网络结构的丝成为网络丝。
9. 花式纱：由芯线、饰线和包线捻合而成。
10. 纤维的蠕变与松弛：一定温度下，拉伸变形保持一事实上纺织材料内的应力随时间的延续而逐渐减少的现象叫松弛；在一定温度下，纺织材料在一定外力作用下其变形随时间而变化的现象叫蠕变。
二、问答与计算题1. 何谓纤维的初始模量？其物理意义是什么？如何测量？（10分）答：纤维的初始模量E是纤维负荷—伸长曲线上起始一段直线部分的斜率或伸长率为1%时对应的强力。
其大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，它反映了纤维的刚性。
E越大表示纤维在小负荷作用下不易变形，刚性较好，其制品比较挺括；E越小表示纤维在小负荷作用下容易变形，刚性较差，其制品比较软。
2. 试述棉与低强高伸涤纶混纺时，随着涤纶含量的增加，其混纺纱强力、吸湿性、耐磨性、耐污性、抗熔性有什么变化？为什么？（15分）（注：棉与低强高伸涤纶的拉伸曲线如下：）答：棉的断裂强力低，断裂伸长小，初始模量大，断裂功小。
化学纤维相关指标
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
吸湿性
热性能 电性能
断裂强度 断裂伸长
抱合性
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
加工性能指标
起静电性 染色性
2
一、线密度(纤度）
• 分特 符号：dtex 定义：10000m长纤维重量的克数。 如78dtex/24F 表示每万米的克重为78克
• 染色均匀性反映纤维结构的均匀性，它与纤维生产的工艺条件密切相 关。染色均匀性是化学纤维长丝的重要质量指标之一。
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八、卷曲度
• 卷曲的目的：普通合成纤维的表面比较挺直光滑、纤维之 间的抱合力较小，不利于纺织加工。对纤维进行化学、物 理或机械卷曲变形加工、赋予纤维一定的卷曲，可以有效 地改善纤维的抱合性，同时增加纤维的蓬松性和弹性，使 其织物具有良好的外观和保暖性。 • 变形丝的生产是通过变形技术，将表面平滑、伸直的长丝 赋予永久的卷曲，使丝束呈卷曲状态，具有一定的膨松性 和弹性。 变形丝的卷曲特性通常是通过卷曲收缩率的测定进行评定 的，以明确每一机台的卷曲加工特性和评定变形丝对各种 用途的适合程度。卷曲性能发生差异，说明工艺条件变动 或原料使用发生变化。
1、卷曲收缩率 变形丝经过卷缩显现后，在规定负荷下测得拉直长度 与拉直后又恢复卷曲状态时的长度之差与拉直后的长度 的比值。它反映的是变形丝被拉直后其卷曲立体结构重 新恢复所产生的收缩率。 2、卷曲模量 变形丝经过卷缩显现后，在规定负荷下测得拉直长度 与在弹性范围内的弹性长度之差与拉直长度的比值。它 反映的是变形丝的卷曲在弹性伸缩范围内的伸缩性能。
（一）表示方法
1．特（tex）或分特（dtex）
特或分特是国际单位制（法定计量单位）。1000米长的纤维的重量克数称为 特；其十分之一为分特。由于纤维细度较细，用特数表示细度时数值较小，故通 常以分特表示纤维的细度。 对同一种纤维来讲（即纤维的比重一定时），特数越小，单纤维越细，手感 越柔软，光泽柔和且易变形加工。
常见的纤维指标
常见的纤维指标1.线密度（纤度）：线密度为表示纤维粗细程度的指标。
线密度—指一定长度纤维所具有的重量，其单位名称为“tex”—特（克斯），1/10称为分特（克斯），单位符号dt ex 。
1000m长纤维重量的克数称为“特”。
D表示纤维的纤度（D）——又称“旦数”或（旦尼尔：denier），是指在公定回潮率下，9000米纱线或纤维所具有重量的克数，它同样是定长制单位，克重越大纱线或纤维越粗，常用来表示化纤长丝、真丝等。
是旦数的简称。
70D表示在公定回潮率下，9000米纱线或纤维所具有重量为90克支数—单位重量的纤维所具有的长度。
对于同一种纤维，支数越高，纤维越细。
2. 断裂强度及断裂伸长率：断裂强度—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。
断裂强度高，纤维在加工过程中不易断头、绕辊，纱线和织物牢度高；断裂强度太高，纤维刚性增加，手感变硬。
断裂伸长率(断裂延伸率)—纤维在伸长至断裂时的长度比原来长度增加的百分数。
断裂伸长率大，纤维的手感柔软，在纺织加工时，毛丝、断头少；断裂伸长率过大，织物易变形。
3.初始模量（弹性模量）模量—抵抗外力作用下形变能力的量度。
纤维的初始模量为纤维受拉伸而当伸长为原长的1％时所需的应力。
它表征纤维对小形变的抵抗能力。
纤维的初始模量越大，越不易变形，在合成纤维中，涤纶的初始模量最大，腈纶次之，锦纶较小，故涤纶织物挺括，不易起皱，锦纶织物易起皱，保形性差。
4．比重：物质的密度与取作标准的某一物质(例如在其最大密度的温度4°C时的纯水)密度之比(两者的密度都是在空气中称重而取得的)。
5．极限氧指数（LOI)：极限氧指数是指在规定的条件下，材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度。
服装材料学复习资料
服装材料学复习资料1、服装材料用纤维按来源可分为天然纤维和化学纤维两大类。
2、化学纤维根据高聚物的来源分为再生纤维和合成纤维3、棉麻纤维主要成分是纤维素，羊毛蚕丝纤维主要成分是蛋白质纤维4、纤维断面形态包括转曲或横节结构，鳞片状结构，沟槽结构，平滑结构，表面多孔结构。
5、棉纤维分类：长绒棉、细绒棉和粗绒棉。
（1）长绒棉又称海岛棉，纤维细、强力好，纤维长度60-70mm（2）细绒棉又称陆地棉，纤维较细，长度25-31mm（3）粗绒棉又称亚洲棉和非洲棉，纤维短粗，手感硬，产量低。
6、毛纤维表面有鳞片，是缩绒性的原因。
7、各纤维性能之最：（1）最耐磨—锦纶（2）最耐日光—腈纶（3）最轻—丙纶（4）弹性最好—氨纶（5）吸湿性最好—羊毛（6）电阻最大—氯纶（7）最易染—棉、粘胶、羊毛、蚕丝、锦纶（8）最难染—丙纶、氯纶、涤纶（9）天然纤维中强度最大—麻8、常见化纤特性：（1）粘胶—吸湿易染（2）涤纶—挺括不皱（3）锦纶—结实耐磨（4）腈纶—蓬松耐晒（5）维纶—廉价耐用（6）丙纶—质轻保暖（7）氨纶—弹性纤维9、导热性是纤维传导热量的水平。
（锦纶导热性较好）10、吸湿性式纤维在空气中吸收或放出气态水的水平。
11、回潮率（W）是指纤维材料水分重量占纤维材料干重的百分比。
W=(G-GO)/G0*100% G—纤维湿重 G0—纤维干重12、公定回潮率（W）：在相对湿度65%±2%、温度20℃±2℃条件下的回潮率W=(P1W2+P2W2+…+PnWn)/100*100%P1,P2,P3….Pn第一种、第二种…,第n种纤维的干燥重量百分比W1，W2，W2….Wn第一种，第二种…,第n种纤维的公定回潮率天然纤维羊毛的公定回潮率较高（吸湿性最好）化纤粘胶纤维的公定回潮率较高13、体积质量（密度）：g/cm3或mg/mm3 丙纶0.91 最轻14、涤纶耐热性最好15、极限氧指数：纤维点燃后在空气中维持燃烧所需的最低含氧量的体积百分数。
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。
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纤维初始模量
纤维的初始模量即弹性模量（或杨氏模量）是指纤维受拉伸而伸长为原长的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变形的硬挺度。
纤维的初始模量越大，越不易变形，亦即在纤维制品的使用过程中形状的改变越小。
例如，在主要的合成纤维品种中，以涤纶的初始模量为最大，其次为腈纶，锦纶则较小，因而涤纶织物挺括，不易起皱，而锦纶织物则易起皱，保形性差。
纤维的初始模量是什么？
纤维的初始模量是指纤维在负荷－伸长曲线上起始一段直线部分的应力应变值(Stress and Strain relationship illustration)．在曲线起始部分的斜率．其大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，反映了纤维的刚性．初始模量大，表示纤维在小负荷作用下不容易变形，刚性比较好，其制品就比较挺括；反之，初始模量小，那么刚性比较差，制品就比较软．涤纶纤维的初始模量比较高，干态和湿态时几乎相同，所以涤纶产品挺括，免烫性能好．锦纶纤维的初始模量低，所以其织物比较软，没有身骨．羊毛的初始模量也比较低，所以手感柔软．
棉的初始模量也比较高，麻纤维的更高，所以手感刚硬．
强力，强度和断裂伸长率等指标，只能反映纤维一次拉伸到断裂时的性质．然而，在纺织加工和纺织品使用过程中，大量遇到的确实远较强力和断裂伸长率为小的负荷和伸长，因此还必须研究他们在拉伸全过程中的应力，应变情况，这就有必要引出一些和拉伸曲线有关的其他指标：初始模量，屈服应力和屈服伸长率，断裂功，断裂比功和功系数等。