纤维力学性质

（2）屈服点确定：
（3）功Work
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1.4典型拉伸曲线分析






O'→O：表示拉伸初期未能伸直的纤维由卷曲逐渐伸直； O→M：（虎克区）大分子链键长和键角的变化，外力去除变形可回复，类似弹簧； Q→S：（屈服区）大分子间产生相对滑移，在新的位置上重建连接键。变形显著且不易回复， 模量相应也逐渐变小； S→A：（增强区）错位滑移的大分子基本伸直平行，互相靠拢，使大分子间的横向结合力有 所增加，形成新的结合键，曲线斜率增大直至断裂。 Q：屈服点； A：断裂点。

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1.6常见纤维的有关拉伸性质指标
纤维品种
断裂强度（N/tex） 干态 湿态 0.53-0.62
钩接强度 （N/tex）
断裂伸长率 （%） 干态 18- 28 湿态 18- 28
初始模量 （N/tex）
定伸长 回弹率（%） （伸长3%）
涤纶
高强低 伸 型 普通型 锦纶6 腈纶 维纶 丙纶 氯纶 粘纤 富纤 醋纤 棉
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1.5常见纺织纤维拉伸曲线
拉伸曲线可分为三类： （1）强力高，伸长率很小的拉伸曲线（棉、麻等 纤维素纤维）——拉伸曲线近似直线，斜率较大 （主要是纤维的取向度、结晶度、聚合度都较高 的缘故）； （2）强力不高，伸长率很大的拉伸曲线（羊毛、醋 酯纤维等）——表现为模量较小，屈服点低和强 力不高； （3）初始模量介于1.2之间的拉伸曲线（涤纶、锦 纶、蚕丝等纤维）。
1.2标准测试条件举例 环境条件：Temperature: 20±3℃; Relative humidity (R.H.): 65±5%


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1.3指标体系
断裂强力；断裂强度；断裂伸长率 1.3.1断裂强力（绝对强力）P ——是纤维能够承受的最大拉伸外力。单
位：牛顿（N）；厘牛（cN）；克力（gf）。 对不同粗细的纤维，强力没有可比性。

0.53-0.62
0.35-0.44
6.17-7.94 97
0.42-0.52 0.38-0.62 0.25-0.40 0.44-0.51 0.40-0.62 0.22-0.35 0.18-0.26 0.31-0.40 0.11-0.14 0.18-0.31 0.09-0.15 0.26-0.35 0.49-0.57 0.04-0.09





第一节 单纤维拉伸性质 测试标准的重要性 标准测试条件举例 指标体系 典型拉伸曲线分析 常见纺织纤维拉伸曲线 常见纤维拉伸性质指标 纤维拉伸机理及影响拉伸性的因素 拉伸性能测试 纤维拉伸破坏形态
第五章 纤维力学性质




1.1测试标准的重要性 （1）材料力学性质取决于组成该材料的分子排列，在不 同纤维种类、同类纤维不同样本、或者同样本不同环境条 件都会引起被测力学性质指标的差异，必须标准化测试环 境； （2）不同横截面或不同长度纤维由于弱环 (或称为缺陷) 存在的几率不一样，对于纤维材料在横截面不能标准化前 提下，必须标准化纤维待测区段长度； （3）纺织纤维是高分子粘弹性材料，受力变形曲线不是 严格的一一对应单质函数曲线，取决于加载历史和加载方 式，必须标准化加载条件； （4）纤维间性质差异性，要取得统计意义上的平均值， 必须有足够的纤维根数。 Back

1.3.2强度 用以比较不同粗细纤维的拉伸断裂性质的指标。 根据采用线密度指标不同，强度指标有以下几种： （1）比强度（相对强度）(specific strength 或tenacity)— —是指每特（或每旦）纤维所能承受的最大拉力。 单位为：N/tex（cN/dtex）；N/d（cN/d）；gf/dtex。 其计算式为： Ptex P / N tex

纤维强度的三个指标之间的换算式为：
Ptex 9 Pden
Ptex 9 Pden L p Ptex / g 9 Pden g GPa g d 11.33 N tex

式中：γ——纤维的密度（g/cm3）； Ptex——纤维的特数制断裂强度（gf/tex）； Pden——纤维的旦数制断裂强度（gf/d）； g——重力加速度（等于9.8m/s2）； LR——纤维的断裂长度（km）。 可以看出，相同的断裂长度和断裂强度，其断裂应力随纤 维的密度而异，只有当纤维密度相同时，断裂长度和断裂 强度才具有可比性。
0.42-0.52 0.33-0.53 0.22-0.35 0.35-0.43 0.40-0.62 0.22-0.35 0.11-0.16 0.25-0.29 0.07-0.09 0.22-0.40 0.07-0.14 0.19-0.25 0.51-0.68 0.03-0.09

Pden P / N den 式中：Ptex——特数制断裂强度（N/tex；cN/dtex； gf/dtex）； Pden——旦数制断裂强度（N/d；cN/d；gf/d）； P——纤维的强力（N；cN；gf）； Ntex ——纤维的特数（tex，dtex）； Nden——纤维的旦数（d）。
（2）断裂应力（强度极限）——指纤维单位截面 上能承受的最大拉力。 单位为N/mm2（即MPa）。 其计算式为：

P S

式中：σ——纤维的断裂应力（MPa）； P——纤维的强力（N）； S——纤维的截面积（mm2）。




（3）断裂长度（Lp）——是指纤维的自身重量与其断裂 强力相等时所具有的长度。 即一定长度的纤维，其重量可将自身拉断，该长度即为断 裂长度。 其计算公式为： P Lp N m g 式中：Lp——纤维的断裂长度（km）； P——纤维的强力（N）； g——重力加速度（等于9.8m/s2）； Nm——纤维的公制支数。

1.3.3断裂伸长率ε
L L0 100% L0
1.3.4其他指标 （1）模量（刚度）：材料在低载荷时抵抗变形的能 力，载荷－伸长曲线(或应力－应变曲线)起始直 线段斜率。 量纲：cN/dtex，g/den，Pa(Mpa，GPa) P L E L N tex 式中：E——初始模量（N/tex）； P——M点的负荷（N）； △L——M点的伸长（mm）； L——试样拉伸测试区段（mm）； Ntex——试样线密度（tex）。