[纱线知识]纱线的拉伸断裂机理

　　生意社5月24日讯

　　一、纱线的一次拉伸断裂特性

　　纱线的断裂强度远比纤维的断裂强度要小，这是由于组成纱线的纤维强力利用率(strength efficiency)小于1，短纤纱小于50%。

　　加捻长丝纱的断裂伸长一般大于组成纤维的断裂伸长，因为倾斜纤维拉伸后沿纱线轴向的排列，增加了纱线长度和纤维间的相互滑移。

　　二、纱线强力的构成

　　纱线强力=滑脱纤维贡献的力+断裂纤维贡献的力。

　　滑脱长度(Slide length)：短纤维纱中周围纤维对一根纤维切向阻力的总和等于该纤维断裂强力时的纤维间接触长度，用lc表示。

　　要降低滑脱纤维的根数，要求减少长度小于2lc的纤维根数，即减少短纤维含量不同结构状态的纱，滑脱长度不一样，如捻度大，滑脱长度就短。

　　三、纱线的断裂过程

　　因加捻作用，纱中纤维相互紧密抱合，纱线的断裂过程就是纱中纤维的断裂和相互滑移过程。

　　纱中的纤维强力利用率低是因为：①纱中纤维的断裂的不同时性；②纤维头端滑移的问题；③纤维越短，捻度越低，滑脱部分纤维比例越多。而对于正常的环锭纺纱线，纤维的断裂是主要的。

　　对于纱线断裂的原因，现存在两种观点：

　　观点之一：在细纱拉伸过程中伸长大的外层纤维先被拉断，然后逐渐向内层纤维断裂扩展。

　　环锭纺细纱中，任一小段都是外层纤维的圆柱螺旋线长，内层纤维圆柱螺旋线短，中心纤维呈直线。因而外层纤维伸长大，张力高；内层纤维伸长小，张力低；中心纤维可能并未伸长，甚至被压皱着，各层纤维受力是不均匀的。

　　观点之二：纱线断裂时，中心即内层的纤维先断，然后纤维的断裂向外层扩展。

　　拉伸细纱使其伸长变形时，纱中各层纤维的伸长变形是不同的，其规律是：中心纤维伸长变形最大(等于纱线的伸长变形)，外层纤维的伸长变形最小。

　　纱线的断面特征：短纤维纱的断口不整齐，呈现松散的毛笔头似的形状。这是由于纱中纤维断裂的不同时性，当一部分张力较大纤维断裂后，纤维间的向心压力减小，纤维大量滑脱而抽拔出来。

　　长丝纱或者捻度很高的短纤维纱，断裂的断口比较齐整。这是由于纤维不易滑脱和拔出，部分纤维断裂后，迅速扩展至整个纱线而形成的。

　　低捻长丝纱和高捻长丝纱的断裂破坏过程差别较大：

　　低捻长丝纱断裂时，各根单丝间的关联小，分别在各自到达自身的断裂伸长值时断裂，而各断裂伸长值的差别不大，单丝的断裂几乎是同时发生的。

　　高捻长丝纱中各根单丝的断裂不同时性增加。整个断裂破坏过程在一个较长的伸长区间完成。断裂强力随捻度的增加而下降，且断裂早于低捻长丝纱，并在开始断裂以后，拉伸曲线出现一个较长的延伸部分。