布艺之家讯：(二)影响棉纤维强度的因素。
棉纤维在整个拉伸过程中的具体情况是十分复杂的。从实质上说,纤维的断裂主要是由于非结晶区中大分子的断裂和大分子之间结合力的破坏而引起的。它受棉纤维内在因素和外界条件两方面的影响。
1.内在因素。
影响棉纤维强度的内因主要是棉花类别、品种、成熟度以及纤维的内部结构。
由于棉花类别、品种、成熟度不同,其力学性质有明显的差别。通常细绒棉单纤维强力和断裂长度均小于长绒棉;同一类别不同品种的棉纤维强度也不同;同一品种棉纤维的单强随成熟程度的增加而增加。
从纤维内部结构来看,纤维素大分子的聚合度、取向度和纤维的结晶度越大,纤维的强度也越大。这是因为纤维大分子的聚合度高,大分子链比较长,从结晶区中完全抽拔出来不太容易;大分子的取向度好,说明大分子沿纤维轴向排列的程度比较好,在拉伸中受力的大分子的根数多,纤维的强度好;当纤维的结晶度高时,纤维内大分子的排列比较规整,缝隙孔洞较少且较小,大分子间的结合力较大,所以纤维的强度较高。
2.外界因素。
影响棉纤维强度的外因主要是外界温湿度和强力机上的测试条件。
随着外界温度的提高,棉纤维大分子的动能提高,大分子间的结合力减弱,纤维的强度有所下降。随着相对湿度的提高,纤维中所含水分增多,棉纤维的强度增大。这是因为,棉纤维的聚合度非常高,大分子链极长,当回潮率提高后,大分子链之间的氢键有所削弱,增强了大分子间的滑动能力,反而调整了大分子的张力均匀性,从而使受力大分子的根数增多,纤维强度有所提高。
强力机上的测试条件对纤维强度的影响是多方面的。这里主要讨论试样长度、试样根数和拉伸速度的影响。
当试样长度长时,测得的强度较低。这是因为纤维各处的截面积和结构不均一,所以同一根纤维上各处的强力不尽相同,断裂总是发生在弱环处,测试所得强力实际上是纤维弱环处的强力。当试样长度短时,最弱的弱环被测到的机会就少,所以平均强度有所提高。被测试样的不均一性越大,试样长度对测试结果的影响也越大。
进行束纤维强力测试时,随着试样中纤维根数的增加,测得的单纤维强力会下降。这是由于试样中各根纤维的强力不一致,特别是伸长能力不一致,而且伸直状态也不一样。在外力作用下,伸长能力小、强力差、较伸直的纤维首先断裂,之后拉伸外力又为其他纤维所承受,即各根纤维不是同时断裂,这就称为断裂的不同时性或断裂不一致性。正因为如此,测得的束纤维强力必然小于单根纤维强力之和。
在其他条件一定时,强力机上对试样的拉伸速度加快,测得的强力增大。这是由于纺织纤维属于黏流体,其应力应变情况随拉伸作用时间长短有所不同,纤维在短时间拉伸作用下尚未大量消耗内能,因而呈现出较大的强力;若拉伸速度慢,作用时间长,纤维在小负荷下已经消耗内能,故断裂时所需的最大负荷有所降低。
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