第十七章织物的耐久性.

第十七章织物的耐久性第一节织物的力学耐久性一、织物的耐疲劳性织物在循环载荷或形变，或明显小于断裂强度的静载荷长时间作用下，织物发生断裂或损伤破坏，这种现象称为织物的疲劳；织物抵抗疲劳破坏的能力称为耐疲劳性。1．织物在静态机械外力作用下的疲劳（1）疲劳现象与机理疲劳：织物（或纤维、纱线）在较小拉伸力作用下直至断裂的现象；机理：纤维的塑性变形纤维间的滑移纱线的滑移与断裂tt(P0,T2)(P0,T1)(PC,T1)b(t0)1Ct0t(1)OOPP0PCT2T1图17-1静力作用下的伸长率与时间曲线（2）疲劳性的测量与表达临界伸长率：织物在临界力作用下，在极长的时间内，仍无法达到破坏而达到的临界伸长率，也称极限弹性伸长率:FCCSP2．织物在动态机械外力作用下的疲劳（1）疲劳现象与机理疲劳：织物（或纤维、纱线）经受多次加负荷、去负荷（负荷远远小于断裂负荷）的反复拉伸循环作用，即在重复（交变）外力或伸长作用下性能衰退直至破坏的现象；机理：纤维的疲劳与破坏材料发热引起的性能衰退P0Obadec123P停顿(ab)(a)受力有停顿P0Obadec123P不停顿(a=b)(b)到P0立即回复图17-2定负荷反复拉伸曲线（2）定负荷疲劳及测试CeWSSR弹性功回复率：32eR弹性伸长回复率：Obadec00P图17-3定伸长率（应变）反复拉伸曲线（3）定应变疲劳及测试定应变即在织物反复拉伸中，总伸长率保持不变。负荷不断增大，相对作用较剧烈。N105CCObbb断裂应力b断裂应变lnNbbO(a)-N或-N曲线(b)lnN-()曲线图17-4疲劳极限与使用寿命曲线（4）疲劳极限与循环次数一般当N≥105时，认为材料已能够达到无限反复作用的使用极限，此时的最大应力、应变值即称为疲劳极限。3．影响织物耐疲劳性能的因素（1）织物的结构织物结构的稳定性结构中弹性部分的多少（2）构成织物的纱线、纤维本身的耐疲劳性（3）试验和使用条件环境温湿度反复作用的频率和停顿时间PABC接触物体(磨料)织物表面移动图17-5织物表面受到磨损的示意图二、织物的耐磨损性1．织物的磨损机理摩擦中纤维的断裂机械作用切割作用抽拔作用表面磨损动态疲劳粘弹损耗热学作用表面摩擦热效应织物的磨损机理：2．织物耐磨性的测量方法及指标平磨耐磨仪测量曲磨折边磨动态磨翻滚磨穿着试验压块磨料往复移动块压力可调织物v速度可调p0(a)往复式压力可调p0织物磨轮转速可调0吸尘口转盘(b)回转式图17-6平磨式磨损测量机构原理示意图夹头织物磨刀(重量可调)重锤图17-7曲磨测定仪往复平台L夹头试样图17-8折边磨测定仪砂纸织物(重量可调)重锤滑车(磨料可换)速度可调试验筒叶轮磨料图17-9动态磨测定仪图17-10翻动磨测定仪磨破强度评价厚度物理性状衰减重量表面光泽透气性指标:（1）织物磨断或出现一定大小破洞或磨断一定根数纱线时的摩擦次数；（2）经一定摩擦次数后的剩余强力或强度下降百分率。3.影响织物耐磨性的主要因素（1）纤维性状几何特征（长度、线密度、截面形态等）、力学性质（2）纱线性状捻度、纱线的结构、混纺纱中纤维径向分布（3）织物结构织物厚度、组织、经纬密或未充满系数、经纬纱线密度、平方米重量、结构相等（4）后整理烧毛、剪毛、刷毛、热定型、树脂整理（5）试验条件磨料、压力、温湿度三、织物的耐勾丝性1.织物的勾丝性织物在使用中因勾挂而使纤维和纱线被拉出于织物表面的程度。（长丝织物和针织物）2．织物勾丝性的测量方法和指标方法：（1）钉锤式勾丝仪测量方法（2）刺辊式勾丝仪测量方法（3）箱式勾丝仪测量方法评定方法：与标准样照对比评级，分5级，5级最好，一级最差。链条铜球排钉试样毛毡层橡胶层(a)钉锤式夹布滚筒试样刺辊针排试样皮辊锯条试样箱(b)刺辊式(c)滚箱式图17-11织物钩丝测量方法及机构示意图3.影响勾丝性的因素（1）纤维性状圆形截面—勾丝↑；长丝—勾丝↑；纤维的伸长能力和弹性↑—勾丝↓（2）纱线性状结构紧密、条干均匀—勾丝↓（3）织物结构结构紧密、表面平整的织物——勾丝↓针织物——勾丝↑（4）后整理热定形和树脂整理——勾丝↓四．织物的耐刺割性1．基本概念织物被利器刺穿或切割或复合作用破坏的难易性。2.刺割破坏机理xOP(a)(b)II切割挤入区III挤压摩擦区I弯曲拉伸区图17-12织物刺割曲线机理:刺割破坏是刺入的拉、压、弯引起纤维变形及避让和切割引起纤维断裂的双重作用的复合。分三个阶段：第一阶段：织物的触点处的弯曲与其他部位伸长，与顶破试验相同；第二阶段：纤维、纱线的切断及纤维、纱线的分开，取决于利器的锋利程度；第三阶段:利器穿过织物形成连续切割和挤压摩擦的过程。3.织物耐刺割性的测量与指标xOP(b)不同切割效果PS0xCPCxSPSPS无切割有切割易于切割(a)机构原理图xOl0力传感器刺刀夹头v图17-13织物刺割仪测量原理及刺割曲线表征指标：临界刺割强力/临界刺割比强度临界刺入位移/临界刺入应变临界刺入比切割系数/抗切割度/刺割极限刺入临界模量4.影响织物耐刺割的基本因素纤维的力学性能纱线的结构织物结构环境温湿度和测试条件第二节织物的耐老化性老化：纺织材料在加工、储存和使用过程中，要受到光热、辐照、氧化、水解、温湿度等各种环境因素的影响，使性能下降，最后丧失使用价值的现象。织物抵抗老化的特性称为耐老化性。一.织物老化现象及作用1现象力学性质的劣化外观特征的退化功能的消失2作用形式物理作用化学作用生物作用复合作用二．单一作用的老化1.基本作用机理（1）物理作用力学作用：织物塑性变形的积累热作用：纤维聚集态结构的变化光作用：织物中纤维分子的光降解、光氧化和光热转换的热作用所致电磁作用：电击穿、电热转换的热击穿、放电的蚀刻和电解作用所致水作用：膨胀改变分子间作用力，甚至水解分子（2）化学作用对纤维的分子结构和分子间结构的化学溶解、降解、开键、交联等作用，会改变大分子的聚合度、破坏分子间的相互作用，形成活性较强的低分子物或极性基团，使纤维的物理、化学可及性增大，纤维的结构变得不稳定，甚至破坏。物理作用的光、热、电也都会产生化学作用，尤其是光和放电作用。（3）生物作用主要发生在天然纤维织物中。2.基本测量与评价指标（1）评价指标静态长时间作用，记录某种现象发生的时间反复多次作用，记录某种现象发生或变化的作用次数设定作用时间或作用次数，观测作用前后的某一性能或质量的变化比（2）老化试验机械疲劳试验日晒老化试验光辐射老化试验热老化试验水浸老化试验紫外照射老化试验通电（加电压或加电流）老化试验三．复合作用的老化1.基本复合作用及结果差异（1）作用实例（2）与单一作用的差异光热复合作用光、水、汗复合作用拉、扭、弯力与海水复合作用2.一般评价方法组合原位测量