学习点│多纤维制成纱线的强力比较，每天学习一点点【纺织材料学】

1 关于双组分纤维混合
Hamburger是预测混纺纱理论强力的开拓者。当不同拉伸性质纤维A和B混纺时，由于两者断裂伸长不同，断裂伸长较小的纤维先断裂，断裂前纱线中的两种成分的纤维共同承担外力，其中一种断裂后，另一种继续承担负荷，这时混纺纱的拉伸曲线就会出现两个峰值，*高的峰值表示为混纺纱的断裂强力。混纺纱的断裂强力与混纺比密切相关，两个峰值的表达式为：

图2中的折线ACB即为双组分纤维的混纺纱随混纺比变化的理论强力曲线。而C点为双组分纤维混纺时，混纺纱强力达到*小时的临界点，其对应的混纺比为临界混纺比。此时，有：

 

从上述可知，两种成分纤维混纺时存在临界混纺比，而且强力的大小跟两种纤维的比例有关。
1．1 不同比例的大麻和绢丝混纺
纤维性能指标如表1所示。
不同比例的大麻和绢丝混纺制成不同号数的纱线，强力测试的结果如表2所示。

由表2数据可知，随着麻纤维含量的增高，纱线的强力在逐渐下降。这完全符合上述混纺纱的拉伸曲线。在纺制17．9tex纱线时，当纱线混纺麻／绢丝比例从55／45到80／20递增时，纱线强力在 65／35和70／30之间存在临界点。
1．2 亚麻落麻与涤纶混纺
亚麻落麻与涤纶混纺时同样有这样的情况发生。
涤纶纤维的断裂强力为2．8 cN／dtex，亚麻麻纤维的断裂强力为3．3 cN／dtex。两者断裂强力相差不多，但亚麻落麻纤维的断裂伸长率为10％左右，而涤纶纤维的断裂伸长率高达37％。纯涤纶纱在受到拉伸时，由于涤纶纤维间的抱合力和摩擦力较大，表现为纱线的断裂强力和断裂伸长率较高。随着涤纶含量的减少，亚麻落麻含量增加，纱线受到拉伸时，较短的亚麻落麻纤维**滑脱或断裂，只有较少的涤纶纤维承受外力的作用，所以，随着涤纶含量的逐渐减少，纱线的强力逐渐减小(见图3)。

当亚麻落麻纤维的含量增至60％ 时，纱线的断裂强力又呈增大的趋势，主要是由于有较多的亚麻落麻纤维承受外力，同时，由于亚麻落麻纤维长度较短，且纤维间的抱合力和摩擦力较小，有部分纤维发生滑脱，因此，纱线强力虽呈增加趋势，但比涤纶纤维为主要成分时低，此时，因少量涤纶纤维的存在，对纱线的强力起到增强的作用，随着涤纶纤维的逐渐减少，这种增强作用逐渐减小，所以，纱线的断裂强力又呈现减小的趋势。另外，随着涤纶含量的增加，纱线表面缠绕纤维的数量增多，这种缠绕纤维的存在，增加了纱线中纤维间的抱合力，抱合力的增加对纱线的强力起增强作用。

2 关于三组分纤维混纺
2．1 三组分混纺纱的有关测试
有人使用三种典型纤维棉、涤纶和粘胶进行实验，所得结果预示着良好的应用前景。有人认为混纺纱的低强主要是由于组成纤维的断裂伸长差异所致。还有人认为混纺纱中所有高强纤维不是同时断裂的，且在它们断裂后仍继续承担部分负荷，因为断裂与非断裂两部分纤维彼此问存在着摩擦抱合。因此实际的拉伸图显示出一条有斜率变化的光滑曲线。
实验所用原料包括棉、涤纶和粘胶纤维，其性能如表3所示。
为了研究纱线拉伸性能，所有试样捻度相同。试样规格如表4所示。
三组分混纺纱通过下述方法延伸同一模型进行预测：①分别测出100％棉纱、100％涤纶纱和 100％粘胶纱的强力；②按相同比例绘制强力一伸长曲线；③描绘二组分混纺曲线，作为标准；④对于三组分混纺纱，**考虑棉和粘胶的二组分混纺，因为它们与涤纶相比具有低伸长；⑤在三组分混纺纱中，先考虑棉和粘胶的比例，然后将该比例转换成三组分混纺中的二组分混纺纱比例；⑥ 转换的二组分混纺纱强力由棉／粘(C／V)混纺曲线给出；⑦利用这些转换值与涤纶强力值，绘制出涤／粘／棉(P／V／C)强力曲线。

纯纺纱的应力一应变曲线如图4所示。二组分混纺纱和三组分混纺纱强力预测曲线分别如图5 和图6所示。

2．2 力学性质讨论
所有纱线的力学性能如表5所示。从表5中可以看到s 2强力*大、s3 强力*小，亦即纯涤纶纱强力*高，纯粘胶纱强力*低。从表5中还可以看出，二组分混纺纱中S5 的强力是S4 ～S6 中*小的。尽管有50％的粘胶存在，但涤／粘(P／V)混纺呈现出较好的强力。这可能是由于相同的纤维长度和伸长使纤维混和较好所致。s5 的低强是由棉纤维较低的强力所致，也可能是南于纤维伸长值的差异所致。

对三组分混纺纱的S7 ～S10。而言，s7 的强力*小，其中棉和粘胶纤维占90％，涤纶占10％。随着涤纶组分从10％增加至40％，纱线的强力也从 S7 到S10不断增加。但这种增加不是线性的，如图5 所示，起初增长显著，以后逐渐平缓。不过s3、s5 和 s7的CV值较高则可能是由于棉、粘胶纤维的强力 CV值较高所致。在二组分混纺纱中，S6 的强力*大，这可能是由于纤维性能诸如伸长和长度的较好搭配所致。S4 的强度接近S1，S5 接近S3 ，S6 介于 S2和S3之间。这表明，不同纤维构成的混纺纱具有不同的强力。S7一S10的三组分混纺纱的强力随涤纶比例的增加而不断提高。不过起初较慢，以后提高迅速。比较实测与预测的强力值表明，三组分纤维模型假设基本正确。

3 结束语
通过对多成分混纺纤维纱线强力的分析，不同的混纺比对纱线的成纱强力的影响遵循着一定的规律，生产过程中可以加以利用，以达到混纺纱的*佳性能和生产效益。