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1、2 0 0 0 年4 月 L y o c e l l 纤维混纺纱强度与混纺比关系的研究 费培兴 ( 东华大学) 张建春 ( 总后军需装备研究所) 【摘要】本文在混纺纱拉伸强度简化模型的基础上预测L y o c e l l P E T 、L y o c e l l 棉、L y o c e l l 毛、 L y o c e l l 绢丝混纺纱强度与混纺比的关系曲线，并对L y o c e l l P E T 、L y o c e l l 棉混纺纱进行了实测检验， 证明预测结果与实测结果有良好的一致性。 关键词：L y o c e U 纤维混纺纱纱线强度混纺比研究 中图分类号：T S1 0 4 本文
2、作者通过对混纺纱的混纺比与拉伸强 度间的关系研究，结合L y o c e l l 纤维、涤纶纤维 ( P E T ) 、羊毛纤维、棉纤维、绢丝纤维的应力应 变曲线。分析L y o c e l l P E T ，L y o e e l l 羊毛，L y o c e l l 棉，L y o c e l l 绢丝混纺纱随混纺比的变化 其纱线强度的变化趋势。 一、混纺纱线拉伸性能的简化模型 混纺纱线的力学性能，已被许多学者研究， 其中大多数学者关注对生产具有实际指导意义 的断裂强力的预测o ，还有学者研究混纺比对 纱线性能的影响“。 当一混纺纱被施加一拉伸载荷时，延伸性 较小的纤维首先变形至断裂点，为
3、了简化问题， 暂且认为纤维在这一点同时断裂，当然在实际 中同一纤维其断裂伸长是一个分布，所以断裂 也是非同时的。这里我们忽略了这种统计因素。 另外三个假设是：( 1 ) 混纺纱线中的纤维是混和 均匀的。( 2 ) 当纱线的捻度达到相当大时，纱线 被拉伸时，纤维之间没有滑移，即纱线断裂是由 纤维断裂引起的。( 3 ) 纤维断裂后不再承受外 力。 混纺纱线是由a 、b 两种纤维组成，a 、b 两 种纤维的拉伸性能如图1 所示，根据H a m b u r g e r 研究得出的结论“ ，假设混纺纱的特数 为T ，B a 是纤维a 所占的重量百分比，B s 是纤 维B 所占的重量百分比。 故L B 。
4、丁，7 I B 。丁， 其中：T 。，T - 分别为a 、b 两种纤维成分的特数。 当纱线拉伸时，纱线中的纤维的应变达到 X 。时，所有a 纤维处于断裂临界点，此时混纺 纱所承受总载荷( P ，) 是两组分承受的载荷P 。 ( a 纤维所承受的载荷) 和P 1 。( b 纤维所承受的 载荷) 之和。即P 一P 。+ P 仆；而P 。一B a T ， S a ，P 。- 一B “T ，S ：；纤维拉伸至x 。时纱线的 强度： S ，一P ，L 一鼠S 。+ B a S ；( 1 ) 而B 。+ B 。一1 ( 2 ) ( 1 ) 、( 2 ) 两式联立得： S 。= B 。S 。+ ( 1 一B
5、 。) S ； 一B 。( S 。一S ；) + S ；( 3 ) 从( 3 ) 式可以看到纱线强度s 。与a 纤维所占混 纺纱的混纺比B 。成线性关系，其斜率为( s 。一 s ：) ，截距为s ；。 根据假设，当纱线载荷略超过s ，。T ，时，a 纤维全部断裂，随着纱线所承受的载荷增加，纱 线中的纤维被拉伸至x s 时，纱线承受的载荷 为： P 2 一P 2 6 一B 6 T ，S 6 故此时纱线的强度为： S p P 。T ，一S a ( 4 ) 根据( 3 ) 、( 4 ) 式可得到图2 。实际上混纺纱的强 度随a 、b 两种成分混纺比变化，不是依照 S 。M S “折线变化，而随虚线
6、所示较光滑地变化。 这是由于a 、b 两种纤维各自有自己的断裂伸长 分布，并非集中一点同时断裂。而且K e m p 和 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织学报第二十一卷第二期 O w e n 指出由于捻度将纤维束缚在一起，纤维 之间相互摩擦，单根纤维断裂后，还能承受一些 负荷，并非将断裂前承受的力完全转移给其他 未断裂的纤维，在某种条件下，一根纤维可以不 止一次断裂。 萄 圈1a 、b 纤维的应力一应变性能 器= = = = ：= 二= = =
7、= 器- 围2 纱线强度与混纺比的关系 二、L y o c e l l P E T 混纺纱的拉伸性能 图3 是L y o c e l l 、P E T 纤维应力应变曲线， 根据上述分析，可以得到L y o c e l l P E T 混纺纱 的强度随混纺比变化的趋势( 图4 ) ，从图4 可 以看出，由于P E T 、L y o c e l l 纤维拉伸性能比较 接近，L y o c e l I P E T 混纺纱随混纺比变化，其纱 线强度的变化较小。 图5 为P E T L y o c e l l 混纺比为l o o o ，8 7 5 1 2 5 ，7 5 2 5 ，6 2 5 3 7 5
8、，5 0 5 0 ，3 7 5 6 2 5 ， 2 5 7 5 ，1 2 5 8 7 5 ，O l O O 的纱线的强度。测试 条件为：温度2 0 士3 C ，相对湿度6 5 士3 ； 纱线测试前在标准条件下平衡4 8 小时；夹距： 图3L y o c e l l 、P E T 纤维的拉伸性能 围4L y o c e l l P E T 混纺纱强度与混纺比的关系 5 0 0 m m ，拉伸速度：5 0 0 m m m i n ，预加张力： 1 3 c N 士3 c N 。测试仪器：I n s t r o n1 2 1 2 万能电子 强力仪。纱支为2 8 t e x 。 ” 嚣t 鬈“ * ”
9、2 口呻8 7 岫r 啉Ol 榭H 删呻 围5P E T L y o c e l l 混纺纱强度 与混纺比关系的测试结果 从图4 、5 看出P E T I 。y o c e l l 混纺纱强度与 混纺比的关系的预测结果与实测结果有良好的 一致性。因此L y o c e l l 、P E T 纤维混纺时，我们 可以不重视混纺比对纱线强度的影响。而从 L y o e e l l 的吸湿性好，触感滑爽、柔软等优点，而 P E T 保形性好等特性去选择混纺比，从而达到 “优势互补”效应。另外，据有关资料报道，L y o c e l l 、P E T 纤维混纺时，P E T 纤维含量大于 万方数据 PD
10、F Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 2 0 0 0 年4 月 3 0 时，L y o c e l l 纤维的原纤化倾向将大大降 低，因此织物要求光滑外观或“桃皮绒”效果，混 纺比是一个需要考虑的因素。 三、L y o c e l l 棉混纺纱的拉伸性能 图6 是L y o c e l l 、棉纤维应力应变曲线，根 据以上的分析，可以得到L y o c e l l 棉混纺纱强 度与混纺比的关系，即图7 。如图6 、7 所示，L y o c e l l 纤维含量的增加导
11、致L y o c e l l 棉混纺纱 断裂强度的稳定地增加。这是由于随着棉纤维 的减少，棉纤维正被“较强”的L y o c e l ! 纤维取 代。 图6L y o c e l l 、棉纤维的拉伸性能 了7 图7L y o c e l l 棉混纺纱强度与混纺比的关系 图8 为棉L y o c e l l 混纺比为1 0 0 0 ，8 7 5 1 2 5 ，7 5 2 5 ，6 2 5 1 3 7 5 ，5 0 5 0 ，3 7 5 6 2 5 ，2 5 7 5 ，1 2 5 8 7 5 ，0 1 0 0 的纱线的强度。测试条 件、测试仪器与P E T L y o c e l l 混纺纱相同。
12、纱 支为2 8 t e x 。 预测结果与实测结果的良好的一致性，可 以从图7 、8 得出。L y o c e l l 纤维和棉混纺时，可 以将L y o c e l l 纤维作为“增强纤维”提高纱线、 2 恻2 嘲 墨 o 盎 j l l l t M “mn “ J * 2 哪 图8L y o c e l l 棉混纺纱线强度 与混纺比关系的测试结果 织物的强力。而且与涤棉混纺相比L y o c e l l 棉 混纺有更好的匹配性，因为L y o c e l l 纤维含量 较低时混纺纱强度不出现最低点，而涤棉混纺 纱在涤纶含量较低时，其强度有一比纯棉纱强 度更低的最低点。因此，价格、织物强度、
13、织物所 要达到的手感及服装的穿着效果将是考虑混纺 比的重要因素。 四、L y o c e l l 毛、L y o c e l l 绢丝 混纺纱拉伸性能的预测 图9 为L y o c e l l 纤维和细羊毛纤维的应力 应变图，根据类似的方法可得到L y o c e l l 羊毛 混纺纱强度随混纺比变化的趋势( 图i 0 ) 。虽然 未作实验验证，但仍可相信L y o c e l l 的混入不 但赋于织物有丝毛感，而且提高了纱线、织物的 强力。L y o e e l l 羊毛混纺织物，特别是针织物是 一值得开发的品种。 2 0：1 04 0 应盎( 蚪) 囝9L y o c e l l 、羊毛纤
14、维的拉伸性能 图1 1 、1 2 所示L y o c e l l 绢丝混纺纱强度与 混纺比的关系与L y o c e l l P E T 混纺纱极其相 似，这是绢丝和P E T 的拉伸性能相似的结果。 5 4 3 2 V l ， 0F!钿。吖。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 坊织学报第二十一卷第= 期 濑l OL y o c e l l l 羊毛混纺 纱强震与混纺比戆荧篆 魁UL y o c e l l 、绢篓的拉伸性能 L y o c e l
15、l 纤维的混入不仅使纱线强力提高，成本 的降低将更可观。 S 斟 豢 嚣 豁 舡目钎一t I y o c d L 一锏 0 拜H 罅l 墼一0 鞋 鬻1 2L y o e e l l 绢熊混纺盼辩整与混纺兜辩蓑幕 五、缡诺 L y o c e l l 纤维和P E T 、棉等其它纤维的混 纺纱符会简化模型所描述的混纺比与纱鼓强度 的关系，根据最终产晶酌要求和用途可以选择 食遗的混纺眈。 参考资耩+ 1 J J 。T e x t 。I n s t ，1 9 4 9 ，4 0 ，p 7 0 0 - p 7 2 0 。 2 J T e x t I n s t ，1 9 6 5 ，4 6 ，T 6 8
16、 4 一T 6 9 8 。 3 T e x t R e s J ，t 1 9 6 8 ，3 8 t 7 6 2 - 7 6 6 4 3 ( ( T e x t R e s j ，1 9 6 8 ，3 8 ，8 6 0 - 3 6 5 + E 6 3 J T e x t I n s t ，1 9 9 6 ，8 7 ，4 6 7 - 4 8 8 。 6 姚穆主编t 纺织材料学，北京，纺织工业出版 社，l 粤8 0 年。 7 3 严溅景缩并：纤缭材辩攀导论：魏京，舞缴工盈 出版社，1 9 9 0 年。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark