纺织材料之织物篇（八）：织物的基本力学性质

　　一、面料的拉伸性能
　　1.布料的拉伸性能指标
　　断裂强度：面料断裂强力指标单位常用N/5cm，即5cm宽度的面料的断裂强力。
　　断裂功：布料在外力作用下拉伸至断裂时，外力对布料所做的功。
　　还有断裂伸长率、断裂比功等。
　　2.影响布料拉伸性能的因素
　　（1）纤维性质：纤维品种不同，布料的拉伸断裂性能也不相同。即使是相同品种的纤维，当它的性状上稍有差异时，布料的拉伸断裂性能亦会产生相应的变幻。
　　（2）纺纱线的线密度与结构
　　在布料组织与密度相同条件下，用线密度较大的纺纱线织造的布料，其强度比线密度小的为高。
　　（3）经纬密度与布料结构
　　若经密不变仅纬密增添，则面料纬向强度增添，而经向强度有下降的趋势；若纬密不变仅经密增添，则不仅布料经向强度增添，纬向强度也有增添的趋势。面料组织的种类很多，就机布料的三原组织而言，在其他条件相同时，平纹布料的断裂伸长率大于斜纹，而斜纹又大于缎纹。
　　（4）上机张力
　　面料在织造过程中的上机张力会影响到纺纱线的强度与面料的结构，从而影响布料的强力。上机张力大，也就是纺纱线负荷较大，在负荷大的情况下进行多次开口，经纱强度受到的损失就大，因而使布料强度降低。
　　（5）测试条件
　　二、布料的撕裂性能
　　面料边缘在一集中负荷作用下被撕开的现象称为撕裂，亦称撕破。
　　1.影响布料撕裂强力的因素
　　（1）影响布料撕裂强力的内在因素
　　纺纱线性质：面料撕裂强力和受力三角区的大小与纺纱线强度关系紧密。布料的撕裂强力和纺纱线强力成近似正比的关系。纺纱线的断裂伸长率越大、摩擦系数越小，受力三角区越大，同时受力的纺纱线根数越多，因此撕裂强力也就越大。
　　布料组织：布料组织不同，经纬纱的交错点数不同，纺纱线能做相对挪移的程度也不同。普通平纹组织面料的撕裂强力小，方平组织布料的撕裂强力大，缎纹组织与斜纹组织介于两者之间，且缎纹组织的撕裂强力大于斜纹组织。
　　布料织缩：布料织缩对布料撕裂强力的影响有两个方面：一方面，织缩增大时，布料伸长增添，受力三角形增大，受力纺纱线的根数增多，使撕裂强力增添；另一方面，织缩增大时，纺纱线弯曲程度增添，使纺纱线间的相互挤压与摩擦增大，受力三角形变小又会使单缝法撕裂强度降低。但前者是主导因素。
　　布料的经纬密：在纺纱线直径相同的条件下，经纬密均低的面料，撕破强力较大。经纬密都较大的布料，由于受力三角形变小，受力纺纱线根数少而撕裂强力降低。
　　布料的整理：布料经树脂后整理后，布料的普通服用性能可以得到改善，但面料的撕裂强力会降低。
　　（2）试验条件对面料撕裂强力的影响
　　试样尺寸的影响：在梯形法撕裂试验中，受力三角形和切口处根断裂纺纱线的长度有关，其长度越长，受力三角区越大，受力纺纱线根数越多，撕裂强力也越大。
　　撕裂速度的影响：通常梯形撕裂强力随撕裂速度增添而提高（因为是拉伸）；单缝撕裂强力随撕裂速度增添而降低（因为是剪切三角区）。
　　温湿度条件：温湿度不同会影响纺纱线本身的断裂强度与断裂伸长率，并且严峻影响到纺纱线的表面摩擦性能，从而影响布料的撕裂强力。
　　2．面料的纰裂
　　布料纰裂是指布料在使用过程中受外力作用后产生的纺纱线横向滑移的结构损坏现象。
　　产生纰裂的缘故是多方面的：纤维本身摩擦系数小，伸直度高，硬度与抗弯曲刚度大；布料的经纬密小、布料结构松、交错点少；经纬纱结构紧、表面光滑、捻度大等，以及织造过程中的上机张力等。
　　三、布料的顶破性能
　　面料在一垂直于其平面的负荷作用下，顶起或鼓起扩张而破裂的现象称为顶破。
　　影响布料顶破性能的因素：
　　面料拉伸断裂强力对顶破强力有直接影响。通常，随着面料经纬向拉伸强力的增添，顶破强力明显提高。
　　机布料经纬向的结构与纺纱线性质差异程度，对布料顶破或胀破强力有很大的影响。实验表明，当经、纬纱的断裂伸长率、织缩率与经密、纬密相近时，经、纬两系统同时发挥分担负荷的大作用，故顶破强力较大；反之，差异大的，首先在伸长能力差的系统断裂，顶破强力就较小。
　　针织物物正是具有高伸长率的特点与各向同性的调整，顶破强度较高。
　　非织造布的纤维强度，纤维间固着点的强度是影响顶破的关键因素。其次，纤维摩擦、卷曲与纠缠作用亦影响顶破性能。
　　四、面料的弯曲性能
　　布料反抗弯曲变形的能力，称为弯曲或抗弯刚度。
　　影响布料刚柔性的因素：
　　1.纤维性状
　　纤维初始模量是布料刚柔性的决策性因素。纤维的初始模量大，布料刚性也大。
　　异形截面和圆形截面的纤维相比，异形截面的纤维刚性较大。其它，中空纤维的弯曲刚度随着中空度的增添而加大，其布料的硬挺度也增大。纤维的弯曲与摩擦系数也对布料弯曲刚度产生影响，其值越大，面料刚性越大。
　　2.纺纱线性状
　　纺纱线直径较粗、捻度较大时，纺纱线的弯曲刚度较大，面料较硬挺；反之，布料较柔软。
　　3.布料几何结构
　　机布料中交错点越多，浮长越短，经纬纱间切向滑动阻力就越大，面料中经纬纱间作相对挪移的可能性越小，布料就越刚硬。
　　针织物物中线圈长度越长，纺纱线之间接触点越少，纺纱线间切向滑动阻力就越小，面料就越柔软。
　　非织造布中，纤维间的粘结点越多，粘结点越大，非布料的刚性越大。
　　不管何种面料，其厚度增添时，布料弯曲刚度也显著提高。
　　4.整理
　　合成纤维布料，在烧毛、上色、热定形时，因处于高温作用下，若温度处理不当，会导致布料发硬、变脆。
　　面料的刚柔性可用机械与化学的办法加以改变。当棉麻布料用液氨处理，可改善布料的柔软性，效果显著。要提高布料的硬挺度，可进行硬挺后整理。要改善布料的柔软性，可以采纳柔软后整理。
　　纺织材料之布料篇（八）：布料的基本力学性质