羊毛和蠶絲纖維的力學性能

1、YOUR SUBTITLE GOES HERE羊毛和蠶絲纖維的力學性能1your topic goes here羊毛和蠶絲纖維的拉伸與疲勞性能羊毛和蠶絲纖維拉伸曲線的基本特征和斷裂機理羊毛和蠶絲纖維的彎曲與扭轉性能羊毛和蠶絲纖維的摩擦與抱合性能2一、拉伸曲線的基本特征 按斷裂伸長和斷裂強力之間對比關系的不同，紡織纖維的拉伸斷裂曲線可分三類： 第一類：強力很高、伸長率很小，如棉、麻等天然纖維素纖維。原因：取向度和結晶度、聚合度都比較高，大分子屬剛性分子鏈之故；3第二類：強力不高、伸長率很大，如羊毛、醋酯。這類纖維的大分子柔曲性較高，結晶度與取向度較差，雖然聚合度并不一定低，但因為分子間不能形成良

2、好的排列，過長的分子鏈反而增加了自身的卷曲4第三類：強力與伸長率都介乎這二者之間。多數纖維的拉伸曲線屬于這一種類型。 蠶絲的拉伸曲線（圖3-6）屬第三類型。但桑蠶絲與柞蠶絲的拉伸曲線仍有很大的差別：柞蠶絲模量較桑蠶絲為低，到曲線的中間部位時斜率變小，即伸長率增長較快，且斷裂點低于桑蠶絲。這主要是因為柞蠶絲分子的特點是側基大、活潑性基團多和彎曲纏結的分子鏈比較多，所以對外表現為模量小，易變形，而且只要伸長率超過一定數值（濕態(tài)時僅23%），就會由于卷曲分子纏結點的打開使伸長很快增長，從而對應力的反應變得十分敏感。在這以后，則和桑蠶絲一樣，由于伸直了的分子鏈之間可在活潑基團的作用下建立起相當的作用力

3、，而使曲線末端的模量增大。但最后終因柞蠶絲的結晶度不及桑蠶絲高，使斷裂點較桑蠶絲為低。 5各纖維的拉伸曲線對比6羊毛和蠶絲的疲勞1、疲勞破壞形式（1）靜態(tài)疲勞（或蠕變疲勞）（2）多次拉伸疲勞（或動態(tài)疲勞）羊毛和蠶絲的重復拉伸疲勞圖7疲勞破壞的影響因素（1）表征指標：耐久度或疲勞壽命，指材料能承受的加負荷、減負荷反復循環(huán)的次數。（2）影響因素：纖維材料性能方面：纖維分子量增加，結晶度提高，耐疲勞性好；取向度增加，耐疲勞性差。屈服強度高，屈服伸長大，斷裂功大，耐疲勞性好。試驗或實際應用條件方面8拉伸斷裂機理及影響因素1 纖維的拉伸破壞機理纖維斷裂機理： 大分子主鏈的斷裂 大分子之間的滑脫纖維斷裂過

4、程： 脆斷 韌斷纖維拉伸斷裂時的裂縫和斷裂面9羊毛和蠶絲纖維的彎曲與扭轉性能纖維的彎曲剛度RB (cNcm2)為 : RB=EI E為纖維的彈性模量(cN/cm2)；I為纖維的斷面慣性矩(cm4) 半徑為r的圓形截面斷面慣性矩:I0=r4/4 纖維的橫截面形狀一般都不是正圓形,其斷面慣性矩If (cm4)為：r為纖維截面按等面積折換成正圓形時的等效半徑(cm)；f為截面形狀系數 纖維的實際彎曲剛度為：10羊毛纖維彎曲性和扭轉性能 1.彎曲性能：羊毛纖維由于拉伸初始模量和壓縮模量低，因而抗彎曲剛度較低。這也是毛絨產品手感柔軟的重要原因。毛絨單根纖維抗彎曲疲勞強度不高，一般情況下重復50折曲時只能

5、耐1000次以下的反復折曲，皮質層細胞之間的胞間物質將開裂松散，這也是毛絨產品起球后容易脫落的重要原因之一。 2.扭轉性能：毛絨單根纖維的抗扭轉剛度是各種纖維中較低的，扭轉的彈性恢復能力也很好，因而羊毛纖維產品的保形性較好。毛絨單根纖維抗重復扭轉疲勞強度不高。在扭轉螺旋角10重復扭轉時也只能耐1000次以下，皮質層細胞之間的胞間物質破碎開裂松散而破壞。這也是羊毛纖維產品起球后容易脫落的重要原因。 11蠶絲纖維的彎曲與扭轉性能蠶絲，是熟蠶結繭時分泌絲液凝固而成的連續(xù)長纖維，也稱“天然絲” 。它與羊毛一樣，是人類最早利用的動物纖維之一，根據食物的不同，又分桑蠶、柞蠶、木薯蠶、樟蠶、柳蠶和天蠶等。

6、彎曲性能：和羊毛纖維相比，蠶絲纖維的截面系數較低，彎曲模量較高，相對抗彎剛性也較高，這也是蠶絲蛋白與羊毛纖維的一個區(qū)別。扭轉性能：和羊毛纖維相比，蠶絲纖維的截面系數較低，扭轉模量較高，相對抗扭剛度也就羊毛纖維較高。12各種纖維彎曲與扭轉性能的對比13羊毛和蠶絲纖維的縮絨性羊毛纖維的縮絨性： 羊毛在濕熱和化學試劑作用下，經機械外力反復擠壓，纖維集合體慢慢收縮緊密，并相互穿插糾纏，交編氈化，這一性能，稱為羊毛的縮絨性。由于羊毛表面鱗片指向這一特點，形成羊毛的定向摩擦效應，逆鱗片摩擦系數比順鱗片摩擦系數要大，這一差異是羊毛縮絨的基礎。逆鱗片和順鱗片的摩擦系數差異越大，羊毛氈縮性能越好。毛織物整理過程中，經過縮絨工藝(又稱縮呢)，織物長度收縮，厚度和緊度增加。表面露出一層絨毛，外觀優(yōu)美，手感豐厚柔軟，并且有良好的保暖效果。利用羊毛的縮絨性，把松散的短纖維結合成具有一定機械強度、一定形狀、一定密度的毛氈片，這一作用稱為氈合。氈帽、氈靴等就是通過氈合制成的。 14羊毛纖維集合體的壓縮性能纖維的壓縮性能，不論是縱向壓縮還是徑向壓縮，在檢測與表達上都有很大困難，纖維的縱向壓縮性能，現已明確與制成織物后的刺癢感有很大關系。纖維集合體的壓縮變形可以用幾何體的體積或高度的變化來表示，并設壓縮變形絕對值和相對值兩個指標進行表示。15毛絨單根纖維橫向壓縮時有良好的抗壓縮破壞能力，不易破碎和破裂。羊毛