纤维细度、强度的测定

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高分子化学与物理实验,纤维细度、强度的测定,一、实验目的,1.了解XD-1型振动式细度仪与XQ-1型纤维强伸度仪的工作原理。,2.掌握XD-1型振动式细度仪与XQ-1型纤维强伸度仪使用操作方法以及测定结果的数据处理。,二、实验原理,XD-1型振动式细度仪，是利用弦振动原理测定纤维线密度的仪器，可直接显示线密度单值、平均值和变异系数，外接打印机可打印测试结果。,本仪器与XQ-1型强伸度仪联机，可测定单根纤维的比强度、初始模量和断裂比功。,本仪器由微处理器控制，采用自激震荡原理，测试精度高，操作简便，可减小人为试验误差。,XQ-1型纤维强伸度仪（量程100cN或200cN或300cN），是测定纤维拉伸性能的试验仪器，可在纤维干态或湿态下进行一次拉伸试验，显示强力、伸长率及定伸长负荷的单值、平均值和变异系数。并可在外接的打印机或绘图仪上打印各次数据，绘出拉伸曲线。,XQ-1型纤维强伸度仪与XD-1型细度仪联机使用，可测定单根纤维的比强度，并打中出各根纤维的初始模量和断裂比功。,XD-1型振动式细度仪原理：,纤维线密度：纤维的线密度是指纤维的粗细程度。纤维和纱线的线密度有多种表示形式，一般采用与纱线截面积成比例的间接指标来表示。常用的指标有特克斯（号数）、公制支数、英制支数、旦数。分定长制和定重制两类。,a.支数 单位质量（以g计）的纤维所具有的长度称支数，一般用每克纤维所具有的支数来表示。如1g 重的纤维长100m，称100 支。不同纤维因密度不同不能用支数比较。,b.细度 一定长度的纤维所具有的质量。细度的单位是特克斯（tex），简称特。是指1000m长纤维所具有质量的克数。纤维越细，细度越细，细度越小。如1000m长的纤维重5g，即为5tex。,c.旦（denier）符号位D 或d，是指9000m长的纤维所具有质量的克数称为“旦”；如9000m长的纤维重3g，即为3d。,根据振动理论，纤维弦振动的固有振动频率为：,单位g/cm，l单位cm，T单位gcm/s,2,，f单位H,Z,。,线密度单位转换为dtex(分特)，张力T单位转换成cN(厘牛顿)，上式改写为：=2.510,8,T/l,2,f,2,。当仪器振弦长度l固定为20mm时，纤维线密度为=6.2510,7,T/f,2,。,或,式中：l为纤维的振弦长度；为纤维的线密度；d为纤维直径；为纤维所受张力；E为纤维杨氏模量。,当纤维直径d与长度l之比小得多时，纤维固有振动频率可表示为,XD-1型振动式细度仪结构图,XQ-1型纤维强伸度仪原理：,纤维强力：绝对强力，纤维材料受拉伸至断裂时，所能承受的最大负荷。单位：牛顿，厘牛顿(1牛顿=102厘牛顿)。,伸长率：断裂伸长率，纤维材料拉伸至断裂时的伸长量占拉伸前原长的百分率。,定伸长负荷：在规定条件下，使纤维材料及其制品达到一定伸长时所需的力。以牛顿表示。,细度仪与强伸度仪配合使用：,1、比强度：按单位质量计算的强度称为比强度。比强度单位用gf/tex或cN/tex表示。,2、初始模量：初始模量是指纱线在受到的外力等于预张力处的模量，是指纤维拉伸曲线的起始部分直线段的应力与应变的比值。初始模量的大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，即纤维的刚性。纤维的初始模量是决定其弯曲性能的重要因素，一般初始模量越低，则纤维越柔软，其织物越适宜贴身穿。,3、断裂比功：一是拉断单位体积纤维所需作的功。重量断裂比功Ww，是指拉断单位线密度与单位长度纤维材料所需做的功。,变异系数，衡量各观测值变异程度一个统计量。当进行两个或多个资料变异程度的比较时，如果度量单位与平均数相同，可以直接利用标准差来比较。如果单位和（或）平均数不同时，比较其变异程度就不能采用标准差，而需采用标准差与平均数的比值（相对值）来比较。标准差与平均数的比值称为变异系数。,XQ-1型纤维强伸度仪结构图,XQ-1型纤维强伸度仪的下夹持器每升降0.01mm，步进电机相应送入2个脉冲数。,四、实验步骤,1纤维细度仪的校准,2纤维的细度测定,3纤维的强度测定,4纤维的比强度测定,五、实验结果和处理,参数,单位,第一次,第二次,第三次,平均值,纤维细度,定伸长(10%)负荷,最大伸长率,纤维强度,纤维比强度,六、实验总结与思考,1.纤维细度仪的测定原理是什么？,2.纤维比强度是怎样定义的?,3.纤维的细度测定过程中波动较大，可能原因有哪些？,4.纤维定伸长负荷的测定过程中无读数，可能原因是什么？,