纺织材料测试技术

纺织材料测试技术MeasuringTechniquesforTextileMaterials主要内容第二讲纱线测试技术第三讲织物测试技术第一讲纤维材料测试技术简单介绍纺织材料测试的国家标准、行业标准与国际标准的相关知识以及纺织材料试验用标准大气环境；重点介绍鉴别纺织纤维的方法、纤维形态的检测技术以及纤维物理机械等性能的测试方法。主要介绍纱线细度及细度不匀率、纱线捻度和毛羽以及纱线力学性能的测定技术等。重点介绍织物结构的综合分析技术、织物力学性质的测试技术和织物色牢度与生态纺织品的测试方法；简单介绍高新技术在纺织材料测试中的应用、纺织专业实验室的基本功能及布局等。第一讲纤维材料测试技术第一节纺织材料的测试标准与测试环境第二节纺织纤维材料的认识与鉴别第三节纺织纤维几何形态与尺寸的测定第四节纺织纤维材料的力学性能测试第五节纺织纤维材料的其他性能测试第三节纺织纤维几何形态与尺寸的测定纤维的几何形态与尺寸主要是指纤维的长度、细度、卷曲或转曲等，它们与纤维的可纺性、成纱质量、手感、保暖性等关系密切，是纤维的常规检验项目。纺织纤维的长度测量纺织纤维的细度测量纺织纤维的卷曲特征测定纺织纤维的长度测量罗拉式长度分析仪法：用于棉纤维长度的测定梳片式长度分析仪法：用于羊毛、苎麻、绢丝或不等长化纤长度的测定中段切断称重法：用于等长化纤长度的测定排图法：用于羊毛、棉、苎麻、绢丝或不等长化纤等长度分布的测定电容法：用于毛条或棉麻条中纤维长度的测定纺织纤维长度的测量方法纺织纤维的长度测量罗拉式长度分析仪法的测量原理罗拉式纤维长度分析仪是用来分选纤维长度的仪器。它先将纤维整理成一端平齐，使从罗拉钳口送出，平齐的一端在前，结果较短的纤维先脱离罗拉钳口的控制，以后用钳夹将脱离控制的纤维分别加以收集和称重，最后按公式计算纤维长度的各种指标。纺织纤维的长度测量罗拉式与梳片式纤维长度分析仪法的测量原理纺织纤维的长度测量梳片式长度分析仪法的测量原理罗拉式纤维长度分析仪是用来分选纤维长度的另一种仪器。它将上梳片自工作区移开，把整理平直的纤维束放置在梳片上的一端，用压叉将纤维束压入梳针内，从露出的一端逐次抽出部分纤维，然后叠放到梳片的另一端，并做成一端平齐的纤维束。压上梳片，转过仪器，在纤维不平齐的一端使部分下梳片落下，以露出适量的纤维，将纤维逐根抽出后加以收集和称重，最后按公式计算纤维长度的各种指标。纺织纤维的长度测量梳片式长度分析仪法的测量原理纺织纤维的长度测量nLoWnLccWctccoWWWWWccLLL中段切断称重法的测量原理在求取化学纤维长度时，采用切断称重法。先将纤维排成长纤维在下，短纤维在上，一端平齐，宽约25mm的纤维束。用夹子夹住纤维束整齐的一端，先用稀梳，再用密梳，从纤维束尖端开始，逐步靠向夹子根部梳理多次，梳去浮游纤维，再用夹子将不整齐的一端夹住，整齐端露出夹子处20mm或30mm，梳去短纤维。用切断器切取已梳过的纤维束的中段，切断长度为Lc，称得重量为Wc，然后称取两端纤维束重量Wt。Lc（1）定长制：公定回潮率下，单位长度的质量特克斯(tex)：旦尼尔(D)：（2）定重制：公定回潮率下，单位质量的长度公制支数(公支)：英制支数(s)：纺织纤维的细度测量LG1000NktLG9000NkdkeeeG840LN纺织纤维细度的表示方法直接法：如直径、投影宽度、截面积、周长或比表面积间接法：用纤维长度与质量比值表示，有定长制与定重制两种指标kmGLN纺织纤维的细度测量中段切断称重法：用于棉纤维细度测定气流仪法：用于间接测量棉纤维、同质羊毛及化纤细度马克隆气流仪法：用于间接测量棉纤维细度及成熟度振动法：用于测量单根化纤的线密度纺织纤维细度的测量方法显微投影测量法：用于羊毛纤维细度测定激光细度仪法：用于快速测量羊毛及化纤细度微机图像法：用于测量棉、毛、丝、麻及化纤的细度直接法间接法将纤维切成短片段，制片后经500倍的显微放大，用目镜测微尺（或楔形尺）来测量纤维直径，采用计数法，计算纤维的平均直径和直径变异系数。纺织纤维的细度测量Ndndii显微投影测量法纺织纤维的细度测量激光细度仪法将毛条或纤维束试样切成约2mm短片段，并放入机内合适的混合液体中搅拌待用。测量时，纤维液体自动流经位于激光光束及其检测器之间的测量槽，纤维逐根掠过并遮断激光光束，从而使光通量产生变化，用光电检测器检测出与单根纤维直径大小相应的电信号，并将其通过鉴别电路和模数转换电路，输入计算机进行数据处理，即可显示、打印纤维平均直径和直径变异系数等指标。放大负反馈自动调整电路参考光电池检测光电池测量槽分光器光阑激光管反光镜纺织纤维的细度测量微机图像法该法是利用计算机图像处理技术，将纤维纵向或横向截面的光学图像转化为数字图像来自动测量和分析纤维的细度及其分布。它不仅可自动测量纤维的纵向投影直径，还可测量纤维的横截面积及截面异形度或形状因子。纤维纵向或横向切片光学显微镜系统CCD摄像头图像采集卡计算机图像处理及分析系统显示或打印（平均直径、截面积、等效直径、圆形因子等指标）纺织纤维的细度测量中段切断称重法将纤维排成一端平齐、平行伸直的纤维束然后用纤维切断器在纤维中段切取10mm长的纤维束，再在天平上称重，并计数这一束中段纤维的根数。根据纤维切断长度、根数和重量，计算出纤维的公制支数等指标。fcmGnLN这里，Lc为中段纤维重量；Gf为中段纤维重量；n为中段纤维根数。纺织纤维的细度测量中段切断称重法纺织纤维的细度测量fcmGnLN中段切断称重法将纤维排成一端平齐、平行伸直的纤维束然后用纤维切断器在纤维中段切取10mm长的纤维束，再在天平上称重，并计数这一束中段纤维的根数。根据纤维切断长度、根数和重量，计算出纤维的公制支数等指标。这里，Lc为中段纤维重量；Gf为中段纤维重量；n为中段纤维根数。纺织纤维的细度测量2320)1(1HSPAKQ气流仪法气流仪的测定原理是在一定压力差下，通过测量纤维集合体的空气流量与纤维的比表面积成一定关系来间接测量纤维的细度。这里，K为常数；S0为纤维比表面积；A、L分别为样筒内截面积与样筒高度；ΔP为样筒两端压力差；μ空气粘滞系数（与环境温湿度有关）；ε为样筒内纤维空隙率。dLdLddLdLddS44)2(4242220LdΔPAH纺织纤维的细度测量气流仪法纺织纤维的细度测量40135060.0PMk马克隆气流仪法马克隆气流仪本来是一种用气流方法测定机械轴或孔的直径的仪器，后来被用于纤维细度的测量，但随着对纤维气流仪理论的深入研究，人们发现气流仪读数并不单纯反映纤维细度，而是细度的成熟度的综合反映。从物理意义上讲，气流仪读数反映了纤维的透气性，是纤维比表面积的函数。为了回避气流仪在定义上的分歧意见，美国以Micronaire这种仪器的商业名称作为量的名称和单位名称，用它们取代细度(μg/in)。纺织纤维的细度测量马克隆气流仪法纺织纤维的细度测量40135060.0PMk马克隆气流仪法马克隆气流仪本来是一种用气流方法测定机械轴或孔的直径的仪器，后来被用于纤维细度的测量，但随着对纤维气流仪理论的深入研究，人们发现气流仪读数并不单纯反映纤维细度，而是细度的成熟度的综合反映。从物理意义上讲，气流仪读数反映了纤维的透气性，是纤维比表面积的函数。为了回避气流仪在定义上的分歧意见，美国以Micronaire这种仪器的商业名称作为量的名称和单位名称，用它们取代细度(μg/in)。振动法测量纤维细度是采用弦振动原理。纤维的上端被夹持器夹持，另一端经上刀口和下刀口后，在其上施加一定的张力，使纤维伸直。由仪器在纤维上施加一横向振动，使纤维产生共振，根据弦振理论，纤维弦振动的固有振动频率可用下面的公式计算：式中：l为纤维的振弦长度(cm)；Tt为纤维线密度(g/cm)；T为已知的施加张力。纺织纤维的细度测量振动法tTTlf21激振器数据处理放大器228105.2flTTt纺织纤维的卷曲特征测定纺织纤维卷曲特征的定义纺织上通常把沿纤维纵向形成的规则或不规则的弯曲称为卷曲。纺织纤维卷曲特征与卷曲指标的内涵卷曲数：指纤维单位自然长度内的卷曲数卷曲率：指纤维单位伸直长度内，卷曲伸直的长度所占的百分率卷曲弹性回复率：指纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度对卷曲伸直长度的百分率卷曲回复率：指纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度对伸直长度的百分率纺织纤维的卷曲特征测定纺织纤维卷曲特征的测试原理用纤维卷曲弹性仪对纤维施加规定的负荷，在规定的时间内，测定纤维在一定长度内的卷曲数以及卷曲回复的长度，然后计算出有关的卷曲指标。L0L2L1第四节纺织纤维材料的力学性能测试纤维在纺织品加工和使用过程中都会受到各种外力作用而产生变形，甚至被破坏，纤维承受各种外力所呈现的特性称为力学性能。纤维的力学性能是纤维品质检验的重要内容，它与纤维的纺织加工性能和纺织品的服用性能关系非常密切。纤维力学性质测试的主要项目有拉伸性能，包括一次拉伸断裂、拉伸弹性（定伸长弹性或定负荷弹性）、蠕变与应力松弛、拉伸疲劳（多次拉伸循环后的塑性变形）、压缩性能以及表面摩擦性能等。第四节纺织纤维材料的力学性能测试纤维的一次拉伸性能测试纤维一次拉伸断裂试验的表征指标1断裂强力：纤维能够承受的最大拉伸力，单位N，cN2相对强力（强度）：断裂强力与纤维细度指标的比值断裂强度（比强度）：N/tex，N/Den，cN/dtex，cN/Den断裂长度：指纤维自身重量与其断裂强力相等时所具有的长度。即一定长度的纤维，其重量可将自身拉断，该长度即为断裂长度。3断裂应力：纤维单位面积上能承受的最大拉伸力，MPa4断裂伸长率：纤维拉伸至断裂时产生的伸长占原始长度的百分率。第四节纺织纤维材料的力学性能测试纤维的一次拉伸性能测试纤维拉伸曲线及其表征指标纤维拉伸至断裂过程中，其负荷（或应力）与伸长（应变）的关系曲线。1断裂强力（Pa）：2断裂伸长（ΔL）：3初始模量（E）：4断裂功（W）：PaΔL强力伸长第四节纺织纤维材料的力学性能测试纤维的蠕变和松弛性能试验蠕变：指纤维在恒定拉伸作用下，其变形随作用时间的延续而增加的过程；应力松弛：指纤维在恒定应变条件下，其内应力随着时间的延长而减少的过程。纤维在外力作用下产生的应力随时间而变化的性质称为流变性质，它包括纤维的蠕变与应力松弛两种类型。第四节纺织纤维材料的力学性能测试纤维的蠕变和松弛性能试验纤维蠕变试验：将纤维拉伸到设定的负荷值，记录其对应的初始伸长值及纤维在一定时间内因蠕变而产生的伸长值。为保持纤维的内应力为设定值，需使下夹头做间断下降，直至达到设定的时间。L0L2L1L3第四节纺织纤维材料的力学性能测试纤维的蠕变和松弛性能试验纤维应力松弛：将纤维拉伸到设定的伸长率值，下夹头停止拉伸，记录此时对应的负荷值。以后每隔一定时间记录或打印纤维松弛过程中的负荷变化情况，直至达到设定的时间，下夹头复位，结束试验。第四节纺织纤维材料的力学性能测试纤维的耐疲劳性能试验选择一定大小的恒定负荷作用于纤维，直至纤维破坏，测其所需要的时间；纤维在某一恒定负荷反复拉伸作用下直至破坏，测其所需要的拉伸循环次数；纤维经定负荷或递增负荷反复拉伸作用后，测其累积的塑性变形值。纤维的耐疲劳性通常是指在反复负荷作用下，或在静负荷的长时间作用下引起的损伤或破坏，其测试的方法有以下几种：第四节纺织纤维材料的力学性能测试纤维的压缩性能测试纤维的压缩性能的测试方法有两种：恒定压缩法和连续压缩法，其中恒定压缩法又可分为恒定压力法和恒定变形法。纺织纤维对压缩性能的要求按产品用途而异，对于絮类材料不仅要求蓬松柔软，而且要有良好的压缩性能。服装材料的压缩性能是影响其风格的重要参数之一。第四节纺织纤维材料的力学性能测试纤维的压缩性能测试恒定压力法：对试样分别施加恒定的轻重压力，保持一定时间后测其两种压力下的厚度值，然后卸除压力，待试样恢复一定时间后，再次测其轻压下的厚度。由测试结果计算压缩性能指