張才前

(紹興文理學(xué)院 元培學(xué)院，浙江 紹興 312000)

勾結(jié)參數(shù)對(duì)滌綸長(zhǎng)絲強(qiáng)力的影響

張才前

(紹興文理學(xué)院 元培學(xué)院，浙江 紹興 312000)

使用雙立柱電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，選擇4個(gè)不同的勾結(jié)位置、4種不同的拉伸速度，設(shè)定3種夾持距離，對(duì)4種滌綸FDY長(zhǎng)絲的勾結(jié)斷裂強(qiáng)力和伸長(zhǎng)率進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明：長(zhǎng)絲未勾結(jié)的強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)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(qiáng)力越大，而勾結(jié)位置對(duì)勾結(jié)斷裂伸長(zhǎng)率影響不明顯；夾持距離在100 mm到500 mm，長(zhǎng)絲勾結(jié)后強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率遵循“弱環(huán)定律”；隨著長(zhǎng)絲纖度的增加，強(qiáng)力呈逐漸遞增趨勢(shì)，而斷裂伸長(zhǎng)率隨纖度變化不明顯。

勾結(jié)參數(shù)；長(zhǎng)絲；勾結(jié)強(qiáng)力；斷裂伸長(zhǎng)率

紗線在生產(chǎn)、加工及使用過(guò)程中不可避免會(huì)發(fā)生彎曲，而勾結(jié)強(qiáng)力則是評(píng)價(jià)紗線抗彎曲性能的主要手段。國(guó)內(nèi)外的研究表明，勾結(jié)強(qiáng)力與織物的抗起毛起球性有很大的關(guān)系，紗線勾結(jié)強(qiáng)力越低，毛球越易脫落，起毛起球的性能越好[1-2]；同時(shí)勾結(jié)強(qiáng)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(cè)試勾結(jié)處斷裂強(qiáng)度[4]采用的測(cè)試儀主要有華龍萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)儀、臺(tái)式雙立柱電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、島津DCS—500型強(qiáng)力機(jī)等[5-6]。

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

1 試 驗(yàn)

1.1 材料及儀器

材料：4種滌綸長(zhǎng)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(yàn)儀器：美國(guó)TiniusoISEN公司的H-10K-L型臺(tái)式雙立柱萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。

1.2 方 法

分別改變長(zhǎng)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(duì)滌綸長(zhǎng)絲強(qiáng)力的影響，具體設(shè)計(jì)如下：

1)長(zhǎng)絲規(guī)格見(jiàn)1.1試驗(yàn)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(gè)，位置點(diǎn)以勾結(jié)點(diǎn)距離長(zhǎng)絲下端夾持點(diǎn)長(zhǎng)度與夾持長(zhǎng)絲總長(zhǎng)度的比值表示，分別選擇0位置處(無(wú)勾結(jié))、1/2、1/4、2/5位置處；

試驗(yàn)預(yù)加張力為5 cN，各試驗(yàn)測(cè)試20次，勾結(jié)斷裂強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率取20次數(shù)據(jù)平均值；試驗(yàn)環(huán)境按GB 6529—1986Ⅱ級(jí)規(guī)定，設(shè)定溫度為22 ℃，相對(duì)濕度為68 %。

2 結(jié)果與討論

2.1 長(zhǎng)絲線纖對(duì)勾結(jié)強(qiáng)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(cè)試，所得結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 長(zhǎng)絲纖度對(duì)勾結(jié)強(qiáng)力影響Tab.1 Effect of thread density of fi lament on hook strength

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

2.2 拉伸速度對(duì)勾結(jié)強(qiáng)力的影響

選擇76 dtex/24根FDY長(zhǎng)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(cè)試其勾結(jié)強(qiáng)力，測(cè)試結(jié)果如表2。

從表1可得，長(zhǎng)絲在拉伸速度200 mm/min時(shí)勾結(jié)強(qiáng)力最大，在300 mm/min時(shí)勾結(jié)強(qiáng)力最小，之后拉伸強(qiáng)力又隨著拉伸速度提高而增大。這可能是因?yàn)?，拉伸速度小時(shí)，長(zhǎng)絲有一定松弛時(shí)間，一定程度提高了紗線強(qiáng)力；但隨著拉伸速度的提高，由于長(zhǎng)絲在初速為零到高速拉伸過(guò)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(qiáng)力，因此總體松弛時(shí)間長(zhǎng)短為主要因素，拉伸慣性力為次要因素；而表2中斷裂伸長(zhǎng)率規(guī)律則呈現(xiàn)先減小后增大趨勢(shì)，最大值在拉伸速度500 mm/min時(shí)達(dá)到，說(shuō)明對(duì)于斷裂伸長(zhǎng)率，松弛時(shí)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(duì)長(zhǎng)絲勾結(jié)強(qiáng)力的影響Tab.2 Effect of stretching speed on hook strength of fi lament

2.3 夾持距離對(duì)勾結(jié)強(qiáng)力的影響

選擇76 dtex/24根FDY長(zhǎng)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(cè)試其勾結(jié)強(qiáng)力，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3 夾持距離對(duì)長(zhǎng)絲勾結(jié)強(qiáng)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(qiáng)力減小，斷裂伸長(zhǎng)率也減小。這主要是因?yàn)?，夾持距離越長(zhǎng)，纖維材料相同伸長(zhǎng)率下的彈性能越大，并在一些點(diǎn)出現(xiàn)能量積聚，引起瞬時(shí)斷裂。同時(shí)雖然化纖長(zhǎng)絲總體很均勻，但長(zhǎng)度方向上各處截面的面積和結(jié)構(gòu)有一些差異，導(dǎo)致長(zhǎng)絲強(qiáng)力分布不均勻，符合“弱環(huán)定律”。

2.4 勾結(jié)位置對(duì)勾結(jié)強(qiáng)力的影響

選擇76 dtex/24根FDY長(zhǎng)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(cè)試其勾結(jié)強(qiáng)力，測(cè)試結(jié)果如表4所示。

表4 勾結(jié)位置對(duì)勾結(jié)強(qiáng)力的影響Tab.4 Effect of hook positions on hook strength

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

同時(shí)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(qiáng)力的偏差率在5 %以內(nèi)，說(shuō)明勾結(jié)位置對(duì)化纖長(zhǎng)絲勾結(jié)強(qiáng)力的影響不大；但勾結(jié)位置對(duì)勾結(jié)斷裂伸長(zhǎng)率的影響較大(偏差率超過(guò)－10 %)。因此應(yīng)用1/2處勾結(jié)檢測(cè)長(zhǎng)絲勾結(jié)性能，可用于檢測(cè)長(zhǎng)絲勾結(jié)強(qiáng)力，但對(duì)長(zhǎng)絲勾結(jié)斷裂伸長(zhǎng)率檢測(cè)則有誤差。

3 結(jié) 論

通過(guò)研究，得到結(jié)論如下：

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

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

3)松弛時(shí)間和拉伸慣性力同時(shí)影響長(zhǎng)絲斷裂強(qiáng)力和伸長(zhǎng)率，對(duì)于斷裂強(qiáng)力，松弛時(shí)間是主導(dǎo)因素，但對(duì)于斷裂伸長(zhǎng)率，拉伸慣性力起主要作用。

4)隨著長(zhǎng)絲纖度的增加，強(qiáng)力逐漸遞增，而比強(qiáng)度逐漸減?。粩嗔焉扉L(zhǎng)率隨纖度變化不明顯。

[1] 于偉東.紡織材料學(xué)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2006.

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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(shí)驗(yàn)師，主要從事紡織材料與紡織品檢測(cè)及紡織儀器研發(fā)工作。