張才前

(紹興文理學院 元培學院，浙江 紹興 312000)

勾結(jié)參數(shù)對滌綸長絲強力的影響

張才前

(紹興文理學院 元培學院，浙江 紹興 312000)

使用雙立柱電子萬能材料試驗機，選擇4個不同的勾結(jié)位置、4種不同的拉伸速度，設定3種夾持距離，對4種滌綸FDY長絲的勾結(jié)斷裂強力和伸長率進行測試。結(jié)果表明：長絲未勾結(jié)的強力和斷裂伸長率之比比勾結(jié)狀態(tài)下的大，勾結(jié)位置越偏離中心位置，強力越大，而勾結(jié)位置對勾結(jié)斷裂伸長率影響不明顯；夾持距離在100 mm到500 mm，長絲勾結(jié)后強力和斷裂伸長率遵循“弱環(huán)定律”；隨著長絲纖度的增加，強力呈逐漸遞增趨勢，而斷裂伸長率隨纖度變化不明顯。

勾結(jié)參數(shù)；長絲；勾結(jié)強力；斷裂伸長率

紗線在生產(chǎn)、加工及使用過程中不可避免會發(fā)生彎曲，而勾結(jié)強力則是評價紗線抗彎曲性能的主要手段。國內(nèi)外的研究表明，勾結(jié)強力與織物的抗起毛起球性有很大的關(guān)系，紗線勾結(jié)強力越低，毛球越易脫落，起毛起球的性能越好[1-2]；同時勾結(jié)強力影響到織造工藝、面料耐彎曲破壞性能及面料美觀性能[3]。勾結(jié)是指2根紗線相互勾結(jié)套成環(huán)形，測試勾結(jié)處斷裂強度[4]采用的測試儀主要有華龍萬能試驗機、拉伸強度試驗儀、臺式雙立柱電子萬能材料試驗機、島津DCS—500型強力機等[5-6]。

目前，涉及紗線勾結(jié)強力性能的研究較多[5]，但是關(guān)于勾結(jié)測試參數(shù)對紗線勾結(jié)性能影響的探討較少[7-8]。而紗線實際彎曲過程比較復雜多變，因此探討各測試參數(shù)對紗線勾結(jié)性能的影響具有較大意義。為了避免測試樣品對測試結(jié)果的影響，本研究選擇性能穩(wěn)定的全牽伸滌綸長絲，通過改變測試參數(shù)，探討滌綸長絲勾結(jié)強力的分布規(guī)律。

1 試 驗

1.1 材料及儀器

材料：4種滌綸長絲，規(guī)格分別為FDY 33 dtex/24根、FDY 40 dtex/24根、FDY 76 dtex/24根和FDY 111 dtex/24根。

試驗儀器：美國TiniusoISEN公司的H-10K-L型臺式雙立柱萬能材料試驗機。

1.2 方 法

分別改變長絲規(guī)格、拉伸速度、夾持距離、勾結(jié)位置等工藝參數(shù)，探討勾結(jié)參數(shù)對滌綸長絲強力的影響，具體設計如下：

1)長絲規(guī)格見1.1試驗材料；

2)拉伸速度4種，分別是200、300、400、500 mm/min；

3)夾持距離3種，分別是100、250、500 mm；

4)勾結(jié)位置4個，位置點以勾結(jié)點距離長絲下端夾持點長度與夾持長絲總長度的比值表示，分別選擇0位置處(無勾結(jié))、1/2、1/4、2/5位置處；

試驗預加張力為5 cN，各試驗測試20次，勾結(jié)斷裂強力及伸長率取20次數(shù)據(jù)平均值；試驗環(huán)境按GB 6529—1986Ⅱ級規(guī)定，設定溫度為22 ℃，相對濕度為68 %。

2 結(jié)果與討論

2.1 長絲線纖對勾結(jié)強力的影響

在勾結(jié)位置為1/2處、拉伸速度為200 mm/min、夾持距離為100 mm條件下測試，所得結(jié)果見表1。

表1 長絲纖度對勾結(jié)強力影響Tab.1 Effect of thread density of fi lament on hook strength

從表1可得，隨著長絲纖度增大，勾結(jié)強力也逐漸增大，但斷裂伸長率規(guī)律不明顯。這主要是因為，對于同種長絲來說，纖度越大，在相同纖維根數(shù)條件下，單一纖維越粗，強力也就大。對于比強度，除40 dtex/24根之外，比強度隨纖度的增加而減小。這主要是因為相同材料，纖度小的長絲，單根纖維越細，而細纖維曲率半徑小，相同彎曲角度時，纖維外表面拉伸力和內(nèi)表面擠壓力也小，因此細纖維彎曲比強度較粗纖維大，這說明相同粗細條件下，細纖維的抗彎性能好于粗纖維，而斷裂伸長率隨纖度變化不明顯。

2.2 拉伸速度對勾結(jié)強力的影響

選擇76 dtex/24根FDY長絲，在勾結(jié)位置為1/2處、夾持距離為100 mm條件下，改變拉伸速度，測試其勾結(jié)強力，測試結(jié)果如表2。

從表1可得，長絲在拉伸速度200 mm/min時勾結(jié)強力最大，在300 mm/min時勾結(jié)強力最小，之后拉伸強力又隨著拉伸速度提高而增大。這可能是因為，拉伸速度小時，長絲有一定松弛時間，一定程度提高了紗線強力；但隨著拉伸速度的提高，由于長絲在初速為零到高速拉伸過程中，有一定拉伸慣性力的作用，又在一定程度上提高了斷裂強力，因此總體松弛時間長短為主要因素，拉伸慣性力為次要因素；而表2中斷裂伸長率規(guī)律則呈現(xiàn)先減小后增大趨勢，最大值在拉伸速度500 mm/min時達到，說明對于斷裂伸長率，松弛時間因素為次要因素，拉伸慣性力為主要因素。

表2 拉伸速度對長絲勾結(jié)強力的影響Tab.2 Effect of stretching speed on hook strength of fi lament

2.3 夾持距離對勾結(jié)強力的影響

選擇76 dtex/24根FDY長絲，在勾結(jié)位置為1/2處、拉伸速度為200 mm/min條件下改變夾持距離，測試其勾結(jié)強力，測試結(jié)果如表3所示。

表3 夾持距離對長絲勾結(jié)強力的影響Tab.3 Effect of clamp distance on hook strength of fi lament

由表3可得，隨著夾持距離的增加，勾結(jié)強力減小，斷裂伸長率也減小。這主要是因為，夾持距離越長，纖維材料相同伸長率下的彈性能越大，并在一些點出現(xiàn)能量積聚，引起瞬時斷裂。同時雖然化纖長絲總體很均勻，但長度方向上各處截面的面積和結(jié)構(gòu)有一些差異，導致長絲強力分布不均勻，符合“弱環(huán)定律”。

2.4 勾結(jié)位置對勾結(jié)強力的影響

選擇76 dtex/24根FDY長絲，在夾持距離為100 mm、拉伸速度為200 mm/min條件下,改變勾結(jié)位置，測試其勾結(jié)強力，測試結(jié)果如表4所示。

表4 勾結(jié)位置對勾結(jié)強力的影響Tab.4 Effect of hook positions on hook strength

從表4得，未勾結(jié)長絲強力和斷裂伸長率均最大，說明勾結(jié)明顯影響長絲斷裂強力和伸長率。在長絲有勾結(jié)的情況下，勾結(jié)位置在1/2處勾結(jié)強力最小，1/4處最大，2/5處居中，說明勾結(jié)位置越接近兩端夾頭，勾結(jié)強力越大；而長絲有勾結(jié)時，勾結(jié)位置在1/2處勾結(jié)斷裂伸長率最小，2/5處最大，1/4處居中，總體規(guī)律不明顯。

同時將勾結(jié)位置分別在1/4處，2/5處與1/2處比較，結(jié)果表明，勾結(jié)強力的偏差率在5 %以內(nèi)，說明勾結(jié)位置對化纖長絲勾結(jié)強力的影響不大；但勾結(jié)位置對勾結(jié)斷裂伸長率的影響較大(偏差率超過－10 %)。因此應用1/2處勾結(jié)檢測長絲勾結(jié)性能，可用于檢測長絲勾結(jié)強力，但對長絲勾結(jié)斷裂伸長率檢測則有誤差。

3 結(jié) 論

通過研究，得到結(jié)論如下：

1)勾結(jié)位置對勾結(jié)強力有一定影響，勾結(jié)位置越偏離中心位置，強力越大；而勾結(jié)位置對勾結(jié)斷裂伸長率影響不明顯。同時長絲未勾結(jié)的強力和斷裂伸長率之比比勾結(jié)狀態(tài)下的大。

2)長絲勾結(jié)后強力和斷裂伸長率隨夾持距離增大而逐漸減小，遵循“弱環(huán)定律”。

3)松弛時間和拉伸慣性力同時影響長絲斷裂強力和伸長率，對于斷裂強力，松弛時間是主導因素，但對于斷裂伸長率，拉伸慣性力起主要作用。

4)隨著長絲纖度的增加，強力逐漸遞增，而比強度逐漸減??；斷裂伸長率隨纖度變化不明顯。

[1] 于偉東.紡織材料學[M].北京：中國紡織出版社，2006.

[2] 焦亞男，王東寧.編織結(jié)構(gòu)玻璃長絲縫合線的打結(jié)強度[J].紡織學報，2009(8)：21-24.

[3] 楊萍，于偉東.紗線和織物的彎曲剛度[J].毛紡科技，2002(1)：8-12.

[4] 張水泉.苧麻纖維卷曲彈性、定伸長彈性、勾結(jié)強度檢測方法的探討[J]. 苧麻紡織科技，1995(3)：26-28.

[5] 沈鳳巖，方榮光，樓桂香.生絲抗彎剛度的測定方法及其儀器的研制[J].絲綢，1992(12)：48-49.

[6] 徐廣標，王府梅.纖維和紗線結(jié)構(gòu)對紗線彎曲剛度的影響[J].北京紡織，2002(8)：58-60.

[7] WANG Youjiang, LI Victor, Backer Stanley.Tensile properties of synthetic fiber reinforced mortar[J].Cement&Concrete Composites, 1990(12): 29-40.

[8] KUCKEIN C, CENTENO R, V.Mart′?nez Pillet. et al.on the magnetic field strength of active region filaments[J].Astronomy & Astrophysics manuscript no. KCMCMS,2009(4): 1-9.

Influence of hook parameters on the strength of polyester filament

ZHANG Cai-qian
(Yuanpei College of Shaoxing University, Shaoxing 312000, China)

The hook strength and breaking elongation of four kinds of polyester filament were tested with double-column electronic universal material testing machine. The hook testing parameter includes: four hook positions, four stretching speeds and three clamp distances. Conclusions are as follows: the strength of filament becomes smaller when the filament was hooked; the more off center of hook position, the hook strength are greater, while the hook position has little impact with elongation ratio; the hook strength and breaking elongation keep with "weak laws" when the clamp distances range from 100mm to 500mm; at last along with the increase of thread density of filament, the hook strength increases gradually, while the elongation at break with thread density change is not obvious.

Hook parameters; Filament; Hook strength; Breaking elongation

TS102.522

A

1001-7003(2012)01-0027-03

2011-10-18

張才前(1979－ ),男，實驗師，主要從事紡織材料與紡織品檢測及紡織儀器研發(fā)工作。