单纤维拉伸性能测试

1概述

纺织纤维的拉伸性能测试是纤维品质检验的重要内容，纺织纤维在加工和使用过程中会受到各种外力的拉伸作用而产生变形，甚至被破坏，拉伸性能与纤维的纺织加工性能和纺织品的服用性能有密切的关系。

2目的与要求

掌握单纤维拉伸性能的测试方法，了解电子单纤维强力仪的结构和原理，并对试样的测试结果进行处理和分析。

3采用标准

3.1 采用标准:GB 9997《化学纤维单纤维断裂强力和断裂伸长的测定》、GB/T 14337《合成短纤维断裂强力及断裂伸长试验方法》

3.2 相关标准:GB/T 14334《合成短纤维取样方法》、GB/T 14335《合成短纤维线密度测试方法》、GB 6529《纺织品的调试和试验用标准大气》等 4 仪器与用具

4.1 LLY-06型电子单纤维强力仪，见图1。

4.2 黑绒板、镊子、天平。

5原理

被测单纤维的一端由上夹持器夹持住，另一端施加标准规定的预张力后由下夹持器夹紧。测试时下夹持器以恒定的速度拉伸试样，下夹持器下降的位移即为纤维的伸长。试样受到的拉伸力通过和上夹持器相连的传感器转变成电信号，经放大器放大及A/D转换器转换后，由单片机计算出纤维在拉伸过程中的受力情况。原理框图见图2。6取样

按GB/T 14334取出实验室样品。

7环境及修正

7.1 预调湿用标准大气，温度不超过50℃，相对湿度10%~25%。

7.2 调湿和测试用标准大气按GB 6529执行:温度(20±2)℃,相对湿度(65±3)%。

8试样及制备

从实验室样品中随机均匀取出10g作为测试样品，进行预调湿和调湿，使试样达到吸湿平衡(每隔30min连续称量的质量递变量不超过0.1%)。从已达平衡的样品中随机取出约500根纤维，均匀铺放于绒板上以备测定。

9程序与操作

9.1 确定测试参数

9.1.1 名义隔距长度

纤维名义长度大于或等于35mm时名义隔距长度为20mm;纤维名义长度小于35mm时为10mm。

9.1.2 拉伸速度按表1设定。

表1 纤维拉伸速度设定

9.1.3 预张力

腈纶、涤纶:0.075cN/dtex;丙纶、氯纶、锦纶:0.05cN/dtex。

注:预张力按纤维的名义线密度计算，湿态试验时，预张力为干态时的一半,某些纤维如不适合上述预张力，经有关部门协商可另行确定。

9.1.4 计算线密度

按GB/T 14335《合成短纤维线密度试验方法》测定该试样的平均线密度。

9.2 仪器调整

9.2.1 打开电源开关，预热10min。

9.2.2 调节夹持器距离，使上下夹持器的隔距等于纤维的名义隔距长度。

9.2.3 用力值砝码校验仪器测力系统准确度。

9.3 测试

9.3.1 一次拉伸断裂测试

9.3.1.1 设置测试参数

将仪器功能设定为一次拉伸断裂测试，同时设定预加张力、初始长度、试样线密度、拉伸速度、测试次数等参数。

9.3.1.2 取下上夹持器， 用张力夹随机地从绒板上夹取一根纤维一端，另一端用上夹持器夹紧，然后将上夹持器挂在挂钩上，试样在规定的张力下悬垂并穿过下夹持器，夹紧下夹持器。应保证纤维放在上、下夹持器的中间位置。

9.3.1.3 按"拉伸"键，仪器开始拉伸，拉伸断裂后，下夹持器返回，显示屏显示断裂强力、断裂伸长、断裂时间、断裂功、初始模量及三个不同伸长时的应力值。

9.3.1.4 重复测试，每个试样测试50次，直到本组测试完毕。仪器可显示和打印一组的平均值(X)，标准差(S)、不匀率(CV值)及每一根试样的测试结果。

9.3.2 定伸长弹性测试

纤维被拉伸至设定伸长值L1(即纤维总伸长)后，仪器自动停止拉伸，让纤维即处于应力松弛状态,并维持设定时间T1(即定时1)下夹持器回升，纤维内应力逐渐减小，至设定的预张力值时的伸长回复值即纤维的急弹性变形L2 。夹持器停止，让纤维继续松弛设定时间T2(即定时2)后，下夹持器继续回升到达上限位置后，再次拉伸纤维，当纤维内应力等于设定的预加张力时，对应的拉伸值为纤维的塑性变形L3，下夹持器则回升到上限位后自停，结束测试。

9.3.2.1 设置测试参数

选定定弹性拉伸功能，并设定预加张力、初始长度、定伸长百分率、拉伸速度、定时1(T1)、定时2(T2)、测试次数等。

注:定伸长百分率是相对于初始长度而言的。

9.3.2.2 按标准要求夹好纤维，同9.3.1.2。按"拉伸"键，仪器自动测试并显示和打印L1、L2、L3、L4(总弹性L4=L1-L3)以及弹性功回复率W2/W1(其中W2为纤维回复时所做的功，W1为纤维拉伸到定伸长值时所做的功)。当到达设定的测试根数时，仪器显示或打印出L1、L2、L3、L4及W2/W1的统计值(X、S及CV)。

9.3.3 其他拉伸性能测试

根据不同的测试要求，按上述方法在仪器上设定不同的拉伸功能和相应的参数进行测试,可得到反映纤维拉伸性能的其它指标,具体操作详见单纤维强力仪的说明书。

10结果计算

10.1 平均断裂强力

(14-1)

式中: -断裂强力测得值,cN;

―测试根数;

-平均断裂强力，cN。

10.2 平均断裂强度

(14-2)

式中: -平均断裂强力，cN;

-实测线密度，dtex;

-平均断裂强度, cN/dtex。

10.3 平均断裂伸长率

(14-3)

式中: -断裂伸长率测得值，%;

―测试根数;

-平均断裂伸长率，%。

10.4 断裂强力和断裂伸长率的标准差及变异系数

(14-4)

(14-5)

式中: -标准差;

-断裂强力、断裂伸长率的各次测得值;

--断裂强力、断裂伸长率的平均值;

―测试根数;

-变异系数，%。

注:强力、断裂强度、变异系数均计算到小数点后三位，按GB 8170修约到小数点后二位。伸长率计算到小数点后二位，修约到小数点后一位。

11测试报告

11.1 说明: 执行标准，仪器型号，试样名称，夹持的长度，温湿度等。

11.2 结果计算:平均断裂强力，平均断裂强度，平均断裂伸长率，断裂强力和断裂伸长的变异系数等。

纤维:21或22号切片

胶原纤维被伊红染成粉红色，为粗细不等的束状结构，交叉排列，有的较直或呈波浪形，其中的原纤维大多看不清。

弹性纤维染成蓝紫色，单条分布而不成束，纤维粗细不等，有分支，并交织成网。

高倍镜下绘图，显示部分疏松结缔组织。

注解:胶原纤维、弹性纤维、成纤维细胞、巨噬细胞、肥大细胞和浆细胞。