纤维拉伸指标有哪些？

原标题：纤维拉伸指标有哪些？

纤维材料在外力的作用下遭到破坏时，只要的和基本的方式是纤维材料被拉断。表示纤维拉伸特征的指标有许多。可以分为拉伸断裂点相关的指标和拉伸曲线相关的指标两大类。

与断裂点相关指标

1

断裂强力

断裂强力就是纤维材料受外界拉伸到断裂时所需的力（纤维承受的最大外力），基础单位为牛顿（N），衍生单位有厘牛（cN）、毫牛（mN）、千牛（kN）等。各种强力测试仪上测得的读数都是强力，如单纤维、束纤维强力分别为拉伸一个纤维、一束纤维至断裂时所需的力。强力与纤维的粗细有关，所以对不同粗细的纤维，强力缺乏可比性。

2

强度

拉断单位细度纤维所需要的强力称为强度，该指标用以比较不同粗细的纤维拉伸断裂性质。纤维或纱线粗细不同时，其断裂强力也不相同，故对于不同粗细的纤维或纱线，断裂强力没有可比性。为了便于比较，可将断裂强力折合成规定粗细时的力，即强度。由于折合的标准粗细规定不同，纤维材料的强度有许多种，最常用的主要有一下三种：

1. 断裂应力 断裂应力是指纤维单位截面面积上能承受的最大拉力，单位为N/mm2（即兆帕，MPa）。其计算公式如下：

由于纺织纤维和纱线的截面形状很不规则，并且其中有不少空腔、空洞和缝隙，其真正的截面很难求测，因此在日常生产中，这个指标应用不多。

2. 断裂强度 强度指每特（或每旦）纤维所能承受的最大拉力（亦称比强度、相对强度），单位为N/tex（或N/旦）。其计算公式如下：

3. 断裂长度单根纤维或纱线延续很长，握持上端，当握持点下悬挂总长内纤维或纱线的自身重力把纤维或纱线自身沿握持点拉断（即重力等于强力）时，这个长度就是断裂长度。断裂长度一般用L表示，单位为千米（km）。在生产实践中，测定纤维或纱线的断裂长度不使用悬挂法，而是用强力折算出来的。其公式如下：

纤维相对强度的三个指标之间的换算关系如下：

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断裂伸长

纤维拉伸是产生的伸长占原来长度（隔距长度）的百分比称为伸长率。纤维拉伸至断裂时的伸长率称为断裂伸长率，表示纤维承受外力作用而拉伸变形的能力。其计算公式如下：

4

湿干强度比

纤维在完全润湿时的强力站在干态（标准大气下）时强力的百分率称为湿干强度比。了解材料润湿后强度的变化状况，可以帮助我们把握在湿态工艺加工时或洗涤时材料的耐水湿能力。绝大多是纤维的湿干强度比小于100%，而棉麻等天然纤维素纤维则大于100%。

5

10%定伸长负荷

纤维拉伸伸长10%时所需要的负荷（力），专用于棉型化纤，为婚房是用于纤维性能匹配的指标。

与拉伸曲线相关的指标

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纤维的拉伸曲线

纤维在拉伸外力作用下产生的应力应变关系成为拉伸性质。利用外力拉伸试样，以某种规律不停地增大外力，结果在比较短的时间内试样内应力迅速增大，直到断裂。便是纤维在拉伸过程中的负荷和伸长的关系曲线成为纤维的负荷—伸长曲线。各种纤维的负荷—伸长曲线形态不一。

△此图所示为典型的负荷—伸长曲线

2

初始模量

初始模量是指纤维负荷—伸长曲线上起始一段（纤维基本伸直后拉伸的一段）交织部分伸直延长线上的应力应变之比。

初始模量的大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，它反映了纤维的刚性。初始模量大，表示纤维在小负荷作用下不易变形，刚性较好，其制品也比较挺括；初始模量小，表示纤维在小负荷作用下容易变形，刚性较差，其制品比较软。

3

屈服应力与屈服伸长率

在拉伸曲线上，图线的坡度由较大转向较小时，表示材料对于变形的抵抗能力逐渐减弱，这一转折点称为屈服点，屈服点初所对应应力和伸长率就是它的屈服应力和屈服伸长率

屈服点是纤维开始明显产生塑性变形的转折点。一般而言，屈服点高即屈服应力和屈服伸长率大的纤维，不易产生塑性变形，拉伸弹性较好，其制品的抗皱性、抗起拱变形等也较好。

4

断裂功、断裂比功和功系数

1. 断裂功 断裂功是指拉断纤维是外力所做的功，也就是纤维受拉伸到断裂时所吸收的能力。

2. 断裂功比 断裂功比是指拉断单位线密度（1tex）、单位长度（1mm）材料所需的能量（mJ），单位常用N/tex来表示。

3. 功系数功系数是指实际功与假定功（即断裂强力×断裂伸长，相当于从断裂点作纵横坐标的平行线所围成的矩形面积）之比。

4. 纤维柔顺性系数在英、美国家经常用到纤维柔顺性系数C这个指标。

刚性纤维和低延性纤维，如玻璃纤维、苎麻纤维等，C=0，说明曲线是直线性的，这时通常柔顺性差，但还要结合初始模量方可正确判断；对于某些纤维，如聚酰胺纤维，C＜0，说明曲线是下凹形的，柔顺性好；若C＞0，说明曲线是上凹形的，柔顺性差，但可塑性可能较好，且C值越高，可塑性越大。

几种常见纤维的拉伸性质指标

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来源：《纺织材料》

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