纱线的动态力学性能.pdf

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1、第2 7 卷第8 期 2 0 0 6 年8 月 纺织学报 J o u m a lo f7 r e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 7N o 8 A u g 2 0 0 6 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 lf 2 0 0 6 ) 0 8 一0 0 1 9 0 3 纱线的动态力学性能 成玲，梁银铮 ( 天津工业大学纺织学院，天津3 0 0 1 6 0 ) 摘要纱线的力学性能在很大程度上影响着织物的力学性能和耐用性，因此对纱线力学性能的研究，尤其是对 纱线在动态拉伸情况下的动态力学性能的研究是十分重要的。应用美国劳森公司的c 1 1 1 纱线性能测试仪，对纱

2、线 的动态力学性能进行了研究分析，通过测试发现，纱线的动态力学性能指标比静态测试的力学指标更能全面真实 地反映纱线在织造过程中的实际受力情况和力学性能。 关键词力学性能；断裂强力；动态强力；纱线 中图分类号：鸭1 0 1 2文献标识码：A D y n a m i cm e c h a I l i c a lp r o p e r t i e so fy a m s C H E N GL i n g ，L I A N GY i n z h e n g ( 胁甜矿7 h f 抛，死。彬，l 尸。枷 n 站踟i 钟瑙渺，死。聊n 3 0 0 1 6 0 ，仇i 加) A b s t r a c tM

3、 e c h a n i c a lp m p e r t i e so fy a m sh a v eg r e a ti n n u e n c eo nt h ef 曲r i c sm e c h a n i c a lp m p e r t i e sa n d d u r a b i l i t y S o ， i ti sv e r yi m p o r t a n tt or e s e a r c ht h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fy 锄s ， e s p e c i a l l yt h ed y n a m i c

4、 m e c h a n i c a lp I D p e r t i e s C T Td e V e l o p e db yA m e r i c a nL a w s o n - H e m p h i l lC o m p a n yw a su s e dt oe x a m i n et h e d y n a m i cm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fy a n l s ，a n dt e s t sr e s u l ts h o w e dt h a tt h ed y n a m i cm e c h a n i c a

5、lp r o p e r t i e so ft h e y 锄h a v em o r ei m p a c to ni t sp r o d u c t i o nt h a nt h es t a t i cm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s 1 【e yw o r d s m e c h a n i c a lp m p e r t y ；b r e a k i n gs t r e n 昏h ；d y n a m i ct e n a c i t y ；y a m 纱线的力学性能是影响织物产品质量如强力、 手感、外观以及耐用性等的重要因素。用

6、于评价纱 线力学性能的主要指标有断裂强力、断裂伸长 等。1 。o 。目前这些指标主要采用静态测试方法获 得，如采用单纱强力仪测试H o 。但是，纱线在实际织 造加工以及实际服用过程中，总是处于一种动态的 受力状况。虽然静态测试的力学指标在一定程度上 能够描述纱线的力学性能，但它并不能全面真实地 反映在织造过程中以及在服用过程中纱线的受力情 况。因此，研究纱线的动态力学性能对于更好地了 解纱线的特性，提高产品质量具有十分重要的 意义。 本文在不同的运动速度和不同的张力条件下测 试了纱线的动态强力和伸长，探讨了纱线的动态力 学性能。 1实验部分 1 1仪器 研究纱线动态力学性能所使用的仪器是美国劳

7、 森( h w s o n ) 公司的c T T ( c o n s t a n tt e n s i o nt r a n s p o n ) 纱 线性能测试仪。该仪器能够在恒定的张力状态下， 通过各种附件装置对纱线的动态强力、纱线的伸长、 摩擦因数、纤维绒毛脱落量、纱线的耐磨损性、纱线 的外观质量等进行测试。采用该仪器可在各种运行 速度下测试纱线的动态力学性能，纱线状态更接近 于纱线在生产加工过程中的实际状态。 1 2 试样及测试条件 试样选用1 0t e x 2 纯毛精纺纱线和1 4 5t e x 纯 收稿日期：2 0 0 5 一l O 1 8修回日期：2 0 0 6 一0 4 2 5

8、基金项目：天津市高等学校科技发展基金项目( 2 0 0 5 1 3 0 2 ) 作者简介：成玲( 1 9 6 8 一) ，女，副教授，硕士。主要研究领域包括纺织材料结构与性能、计算机在纺织上的应用等。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【2 0 】 纺织学报第2 7 卷 棉精梳纱线。测试温度为2 0 ，相对湿度为6 5 。 2 结果与分析 2 1 纯毛纱线动态强伸度 选取5 种来自不同生产厂家相同线密度、相同 静态力学性能，即单纱断裂强度和断裂伸长非

9、常接 近的纯毛精纺纱，分别对它们的动态力学性能进行 了测试分析。表1 为5 种纯毛纱在运动速度为 1 0 0 一I I l i n 时的动态断裂强力值和动态强力值，以及 纱线在不同张力下的伸长量。 测试结果表明，具有相同线密度、相同静态力学 性能的纯毛纱线，其动态力学性能有明显差异。从 表1 可看出，在一定的运动速度下，纱线的伸长量随 纱线张力的增加而增大，当张力达到某一值时纱线 断裂，此时可得纱线的断裂强力，其中A 1 的动态断 裂强力最高，A 3 的动态伸长量最大，而A 4 的动态断 裂强力最低。A 1 在高速运动条件下具有较低的伸 长量和较高的断裂强力，表明该纱线能够承受较大 动态张力，

10、并能维持正常的运行，即纱线的动态强力 值高。A 2 和A 5 虽然具有相同的动态断裂强力值， 但从表1 可以看出A 5 具有较大的动态伸长量。以 上5 种纱线虽然具有相同的静态断裂强度和断裂伸 长，但在一定运动速度下却表现出不同的动态力学 性能。这主要是由于纱线在静态力学性能测试中， 被测纱线试样的力学性能指标是用其在固定状态下 一次性拉伸至断裂时所表现出的强伸度值来描述 的，不能真实反映在纺纱生产中，因纤维性能如纤维 长度、线密度等不同，或者因纺纱工艺不同而造成的 纱线力学性能的差异。但是，纱线在织造过程中，由 于高速运行和张力的变化，这些差异对纱线力学性 能的影响就会明显显现。常常会造成具

11、有相同静态 力学性能指标但来源不同的纱线，在实际织造过程 中表现出来的性能如断头率等以及对织造工艺的影 响明显不同，即纱线的动态力学性能指标对于实际 生产的影响比静态力学性能指标要显著。 表l运动速度为l m ，I l I i n 时纱线的动态力学性能 2 2 纯棉纱线动态强度 选用了3 种不同的纱线运动速度1 0 0 、2 0 0 、 3 6 0I l l ，r I l i n ，对在静态测试条件下断裂强力均为 1 4 7c N t e x ，来自不同厂家的1 0 种1 4 5t e x 纯棉精梳 纱线进行动态强力测试，测试结果见表2 。 从表2 中可以看出，在运动状态下，这些纱线的 动态强

12、力出现了差异。由3 种速度下纱线动态断裂 强力的离散值可看出，随着速度的增加，纱线间动态 强力的差异越明显，这说明随着纱线运动速度的增 加，由纤维性能或纺纱工艺不同造成的纱线质量差 异越明显。 此外，随着纱线运动速度的加快，其动态强力基 本呈现下降趋势。用r 检验法b 1 对3 种不同运动速 度下各纱线的动态强力之间的差异显著性进行检 验，即： 表2 纱线在3 种不同运动速度下的动态断裂强力 纱线编号 不同运动速度下的断裂强力，c N 1 0 0 I I l ，I I l i n2 0 0 I l l ，I l l i n 3 6 0 “m i n ：| 瓦。zI 者蓉 万方数据 PDF Wa

13、termark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第8 期 成玲等：纱线的动态力学性能 【2 1 】 圯- | 置。小者 式中，x 。、x ：、x ，分别是运动速度为1 0 0 、2 0 0 、 3 6 0 一m i n 时纱线动态断裂强力平均值；s 、s ：、J s ，分 别是运动速度为1 0 0 、2 0 0 、3 6 0m m i n 下纱线动态断 裂强力标准方差；n 为每组样本数量。计算得出 1 2 = 1 3 5 0 ，1 3 = 2 2 8 3 。 由于o0 5 ( 1 8

14、) 为1 7 3 4 ，f 。：为1 3 5 0 ，显然小于 。脚( 1 8 ) ，而f 。，为2 2 8 3 ，大于f o0 5 ( 1 8 ) 。因而，对于 同一种纱线，在运动速度为1 0 0 、2 0 0m m i n 时，动态 强力的变化( 减小) 并不显著。而当速度提高到 3 6 0r I l I I l i n ，纱线动态强力的变化就很显著了。由此 可知，纱线运动速度越高，其动态强力下降越明显。 因而在实际生产过程中，在提高纱线运动速度时要 考虑纱线动态强力下降的因素，纱线的运动速度要 适中，不宜过大，否则纱线的强力下降过多，纱线容 易断裂，影响生产的效率和质量。 3结论 1 )

15、纱线的动态力学性能在一定程度上更加真 ( 上接第1 8 页) 材料变成典型的脆性材料而失去了使用价值。 在聚集态结构方面，辐射效应降低了聚酯纤维 的熔点和玻璃化转变温度，而纤维的结晶度将会得 到不同程度的提高。 添加消光剂、紫外线屏蔽剂对聚酯纤维经紫外 线辐射后的性能起到了稳定作用，对聚酯分子量和 力学性能作用比较明显，这有利于延长聚酯纤维的 使用周期。在消光剂、紫外线屏蔽剂的稳定化作用 方面，纳米级紫外线屏蔽剂起到的作用要略优于微 米级消光剂，这可能是纳米尺寸效应起作用的缘故。 麴 参考文献： 1 H o e k s t mHD ，s p o o 玎n a k e rJL ，B r e e

16、nJ ，e ta 1 u V - e x p o s u I eo fs t a b i l i z e da n dn o n s t a b i l i z e dH D P E6 l m s ： p h y s i c o c h e m i c a lc h a r a c t e r i z a t i o n J P 0 1 y m e rD e g m d a t i o n a n dS t a b i l i t y ，1 9 9 5 ，4 9 ：2 5 l 一2 6 2 2 J e a n - L o u i sP h i l i p p a r t ， c h r i s

17、 t o p h es i n t u r e l ， R e n eA m a u d ， e ta 1 I n n u e n c eo ft h e e x p o s u r ep a r a m e t e r s o nt h e 实地反映了纱线在后加工过程中的行为，为生产实 践提供了重要的工艺参数，可以更好地控制纱线的 运行状态。 2 ) 具有相同线密度、相同静态力学性能的纱 线，由于纤维性能或纺纱工艺等的不同，其动态力学 性能会出现明显差异。 3 ) 纱线在不同运动速度下，动态强力值不同， 并且随着运动速度的增加，纱线的动态强力呈现下 降趋势。同时，纱线运动速度越高，其动态强力

18、下降 越明显。黼 参考文献： 1 姚穆，周锦芳，黄淑珍，等纺织材料学 M 北京：中 国纺织出版社，1 9 9 7 2 庾在海，吴文英，陈瑞琪纺织过程中的纱线张力测试 方法 J 传感器世界，2 0 0 4 ，1 0 ( 1 ) ：2 7 2 9 3 张淼，费建本，邱学明纺织电子式强力仪测力动态特 性分析与检定方法探讨 J 济南纺织化纤科技， 2 0 0 3 ，( 3 ) ：l 一7 4 胡文侠纺织材料学实验 M 西安：陕西科学技术出 版社，1 9 9 6 5 汪荣鑫数理统计 M 西安：西安交通大学出版社， 1 9 8 6 m e c h a n i s mo fp h o t o o x i d

19、 a t i o no fp o l y p m p y l e n elJJ P o l y m e r D e g r a d a t i o na n dS t a b i l i t y ，1 9 9 9 ，6 4 ：2 1 3 2 2 5 D a yM ， M i l e sDM P h o t o c h e m i c a l d e g r a d a t i o no fp o l y ( e t h y l e n et e r e p h t h a l a t e )( I ) ：i m d i a t i o ne x p e r i m e n t sw i t h

20、 t h ex e n o na n dc a r b o na r c 【J J o u r n a lo fA p p l i e dP o l y m e r S c i e n c e ，1 9 7 2 ，1 6 ：1 7 5 1 8 9 M a l i kSK ，7 r a n u j aA m m U Vr a d i a t i o n s ： p m b l e m sa n d r e m e d i e s J M a n m a d eT e x t i l e si nI n d i a ，2 0 0 3 ，( 5 ) ：1 6 4 1 6 9 W 粕gW e i ，A

21、 t s u s h it a n i g I l c h i ，M o t o t 8 d aF u k u h a r a ，e ta 1 S u 血c en a t u r eo fU Vd e t e r i o m t i o ni np m p e r t i e so fs o l i dp o l y ( e t h y l e n et e r e p h t h a l a t e ) J J o u m a lo fA p p l i e dP o l y m e r S c i e n c e ，1 9 9 8 6 7 ：7 0 5 7 1 4 C h i uSJ ，C

22、 h e n gWH T h e 瑚dd e g r a d a t i o na n dc a t a l y t i c c r a c k i n go fp o l y ( e t h y l e n et e r e p h t I l a l a t e ) J P o l y m e r D e g m d a t i o na n dS t a b i l i t y ，1 9 9 9 ，6 3 ：4 0 7 4 1 2 x uD a y i D S Ca n a l y s i so fP E Tr e s i n s J S y n t h e t i cF i b e r

23、 I n d u s t r y ，1 9 9 3 ，1 6 ( 5 ) ：2 8 3 2 J i a n gS h i c h u n ， J i x i a n g l i n g ， A n L i _ j i a ， e ta 1 C r y s t a l l i z a t i o n b e h a v i o ro fP C Li n h y b r i d c o r l f i n e d e n v i m n m e n t J P o l y m e r ，2 0 0 l ，4 3 ：3 9 0 l 一3 9 0 7 j 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 3 4 5 6 7 8 r L r L r l r l r L r l 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark