Lyocell纤维混纺纱强度与混纺比关系的研究.pdf
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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“ * ”
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