纺织材料之织物篇（八）：织物的基本力学性质

[编辑:Cyx]  [发布时间:2015-07-13]  []

　　一、织物的拉伸性能
　　1.织物的拉伸性能指标
　　断裂强度：织物断裂强力指标单位常用N/5cm，即5cm宽度的织物的断裂强力。
　　断裂功：织物在外力作用下拉伸至断裂时，外力对织物所做的功。
　　还有断裂伸长率、断裂比功等。
　　2.影响织物拉伸性能的因素
　　（1）纤维性质：纤维品种不同，织物的拉伸断裂性能也不相同。即使是相同品种的纤维，当它的性状上稍有差异时，织物的拉伸断裂性能亦会产生相应的变化。
　　（2）纱线的线密度和结构
　　在织物组织和密度相同条件下，用线密度较大的纱线织造的织物，其强度比线密度小的为高。
　　（3）经纬密度和织物结构
　　若经密不变仅纬密增加，则织物纬向强度增加，而经向强度有下降的趋势；若纬密不变仅经密增加，则不仅织物经向强度增加，纬向强度也有增加的趋势。织物组织的种类很多，就机织物的三原组织而言，在其他条件相同时，平纹织物的断裂伸长率大于斜纹，而斜纹又大于缎纹。
　　（4）上机张力
　　织物在织造过程中的上机张力会影响到纱线的强度和织物的结构，从而影响织物的强力。上机张力大，也就是纱线负荷较大，在负荷大的情况下进行多次开口，经纱强度受到的损失就大，因而使织物强度降低。
　　（5）测试条件
　　二、织物的撕裂性能
　　织物边缘在一集中负荷作用下被撕开的现象称为撕裂，亦称撕破。
　　1.影响织物撕裂强力的因素
　　（1）影响织物撕裂强力的内在因素
　　纱线性质：织物撕裂强力与受力三角区的大小和纱线强度关系密切。织物的撕裂强力与纱线强力成近似正比的关系。纱线的断裂伸长率越大、摩擦系数越小，受力三角区越大，同时受力的纱线根数越多，因此撕裂强力也就越大。
　　织物组织：织物组织不同，经纬纱的交织点数不同，纱线能做相对移动的程度也不同。一般平纹组织织物的撕裂强力最小，方平组织织物的撕裂强力最大，缎纹组织和斜纹组织介于两者之间，且缎纹组织的撕裂强力大于斜纹组织。
　　织物织缩：织物织缩对织物撕裂强力的影响有两个方面：一方面，织缩增大时，织物伸长增加，受力三角形增大，受力纱线的根数增多，使撕裂强力增加；另一方面，织缩增大时，纱线弯曲程度增加，使纱线间的相互挤压和摩擦增大，受力三角形变小又会使单缝法撕裂强度降低。但前者是主导因素。
　　织物的经纬密：在纱线直径相同的条件下，经纬密均低的织物，撕破强力较大。经纬密都较大的织物，由于受力三角形变小，受力纱线根数少而撕裂强力降低。
　　织物的后整理：织物经树脂整理后，织物的一般服用性能可以得到改善，但织物的撕裂强力会降低。
　　（2）试验条件对织物撕裂强力的影响
　　试样尺寸的影响：在梯形法撕裂试验中，受力三角形与切口处第一根断裂纱线的长度有关，其长度越长，受力三角区越大，受力纱线根数越多，撕裂强力也越大。
　　撕裂速度的影响：通常梯形撕裂强力随撕裂速度增加而提高（因为是拉伸）；单缝撕裂强力随撕裂速度增加而降低（因为是剪切三角区）。
　　温湿度条件：温湿度不同会影响纱线本身的断裂强度和断裂伸长率，并且严重影响到纱线的表面摩擦性能，从而影响织物的撕裂强力。
　　2．织物的纰裂
　　织物纰裂是指织物在使用过程中受外力作用后产生的纱线横向滑移的结构损坏现象。
　　产生纰裂的原因是多方面的：纤维本身摩擦系数小，伸直度高，硬度和抗弯曲刚度大；织物的经纬密小、织物结构松、交织点少；经纬纱结构紧、表面光滑、捻度大等，以及织造过程中的上机张力等。
　　三、织物的顶破性能
　　织物在一垂直于其平面的负荷作用下，顶起或鼓起扩张而破裂的现象称为顶破。
　　影响织物顶破性能的因素：
　　织物拉伸断裂强力对顶破强力有直接影响。通常，随着织物经纬向拉伸强力的增加，顶破强力明显提高。
　　机织物经纬向的结构和纱线性质差异程度，对织物顶破或胀破强力有很大的影响。实验表明，当经、纬纱的断裂伸长率、织缩率和经密、纬密相近时，经、纬两系统同时发挥分担负荷的最大作用，故顶破强力较大；反之，差异大的，首先在伸长能力差的系统断裂，顶破强力就较小。
　　针织物正是具有高伸长率的特点和各向同性的调整，顶破强度较高。
　　非织造布的纤维强度，纤维间固着点的强度是影响顶破的关键因素。其次，纤维摩擦、卷曲和纠缠作用亦影响顶破性能。
　　四、织物的弯曲性能
　　织物抵抗弯曲变形的能力，称为弯曲或抗弯刚度。
　　影响织物刚柔性的因素：
　　1.纤维性状
　　纤维初始模量是织物刚柔性的决定性因素。纤维的初始模量大，织物刚性也大。
　　异形截面与圆形截面的纤维相比，异形截面的纤维刚性较大。另外，中空纤维的弯曲刚度随着中空度的增加而加大，其织物的硬挺度也增大。纤维的弯曲和摩擦系数也对织物弯曲刚度产生影响，其值越大，织物刚性越大。
　　2.纱线性状
　　纱线直径较粗、捻度较大时，纱线的弯曲刚度较大，织物较硬挺；反之，织物较柔软。
　　3.织物几何结构
　　机织物中交织点越多，浮长越短，经纬纱间切向滑动阻力就越大，织物中经纬纱间作相对移动的可能性越小，织物就越刚硬。
　　针织物中线圈长度越长，纱线之间接触点越少，纱线间切向滑动阻力就越小，织物就越柔软。
　　非织造布中，纤维间的粘结点越多，粘结点越大，非织物的刚性越大。
　　不管何种织物，其厚度增加时，织物弯曲刚度也显著提高。
　　4.后整理
　　合成纤维织物，在烧毛、染色、热定形时，因处于高温作用下，若温度处理不当，会导致织物发硬、变脆。
　　织物的刚柔性可用机械和化学的方法加以改变。当棉麻织物用液氨处理，可改善织物的柔软性，效果显著。要提高织物的硬挺度，可进行硬挺整理。要改善织物的柔软性，可以采用柔软整理。
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