1概述

單紗拉伸的性能指標(biāo)是評(píng)定成紗等級(jí)的主要依據(jù)之一，它對(duì)于紗線的生產(chǎn)、工藝的制定、工藝的調(diào)整、織造工藝及生產(chǎn)效率等都有著重要意義。評(píng)價(jià)紗線拉伸性能的指標(biāo)主要有平均斷裂強(qiáng)力、平均斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂強(qiáng)力變異系數(shù)、斷裂伸長(zhǎng)變異系數(shù)、平均斷裂時(shí)間等，此外在某些特定的場(chǎng)合下還需要斷裂功、斷脫強(qiáng)力、初始模量等指標(biāo)。拉伸性能中的最小強(qiáng)力、最小伸長(zhǎng)率等弱環(huán)指標(biāo)可作為后道工序（織造）的參考指標(biāo)。

2目的與要求

通過測(cè)試，掌握單紗強(qiáng)伸性能的測(cè)定方法，了解單紗強(qiáng)力儀的結(jié)構(gòu)和工作原理，并學(xué)會(huì)分析拉伸性能的各項(xiàng)指標(biāo)。

3采用標(biāo)準(zhǔn)

3.1采用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 3916、ISO 2062《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強(qiáng)力和伸長(zhǎng)率的測(cè)定》

3.2  相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB 6529《紡織品的調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》、FZ/T 10014《棉及化纖純紡混紡紗線交付驗(yàn)收抽樣方案》、FZ/T 10013.1《溫度與回潮率及化纖純紡、混紡制品斷裂強(qiáng)力的修正方法本色紗線及染色加工線斷裂強(qiáng)力的修正方法》、GB/T 4743《紡織品 卷裝紗 紗線線密度的測(cè)定 絞紗法》

4儀器與用具

4.1YG061F型電子單紗強(qiáng)力儀(如圖29—1所示)

4.2取樣盤

儀器來(lái)源：

YG061Z型全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀

YG061F/PC型 電子單紗強(qiáng)力儀

YG061F型 電子單紗強(qiáng)力儀

YG061C、T型 電子單紗強(qiáng)力儀

YG061J型 電子單紗強(qiáng)力儀

圖29-2電子單紗強(qiáng)力儀工作原理流程圖

5原理

被測(cè)試樣的一端夾持在CRE型電子單紗強(qiáng)力儀的上夾持器上，另一端加上標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的預(yù)張力后用下夾持器夾緊，同時(shí)采用100%隔距長(zhǎng)度（相對(duì)于試樣原長(zhǎng)度）的速率定速拉伸試樣，直至試樣斷裂。由于夾持器和測(cè)力傳感器緊密結(jié)合，此時(shí)測(cè)力傳感器把上夾持器上受到的力轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)，經(jīng)放大電路放大后，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，最后把轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。儀器可記錄每次測(cè)試的斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)等技術(shù)指標(biāo)，測(cè)試結(jié)束后，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)會(huì)給出所有技術(shù)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)值（儀器工作原理流程見圖29-2）。儀器聯(lián)接電腦后，還能增加多項(xiàng)測(cè)試功能，并且實(shí)時(shí)顯示、圖解、記錄拉伸全過程，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖形長(zhǎng)期存儲(chǔ)，更有利于網(wǎng)絡(luò)化管理。

6取樣

6.1按表29-1抽取一箱或多箱組成大樣，作為被測(cè)樣品的代表。

表29-1抽取規(guī)定

6.2如果只需要平均值，應(yīng)從大樣的各箱中盡量均勻地抽取10個(gè)卷裝，作為實(shí)驗(yàn)室樣品卷裝。

6.3  生產(chǎn)按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用等距取樣；貿(mào)易方面的檢驗(yàn)取樣，按照FZ/T 10014抽取。

7試樣

7.1測(cè)試的試樣最少數(shù)量為：短纖維紗線50根，其他種類紗線20根；或根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)確定數(shù)量。試樣應(yīng)均勻地從10個(gè)卷裝中采集。

7.2在紗線不造成損傷的前提下，用取樣盤來(lái)盛取試樣。

8環(huán)境及修正

測(cè)試應(yīng)在GB 6529標(biāo)準(zhǔn)要求的標(biāo)準(zhǔn)大氣下進(jìn)行，在非標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下測(cè)得強(qiáng)力應(yīng)按照FZ/T 10013.1進(jìn)行修正（見附錄）。仲裁試驗(yàn)采用二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)大氣。

9程序與操作

9.1預(yù)熱儀器：測(cè)試前10min開啟電源預(yù)熱儀器，同時(shí)顯示屏?xí)@示測(cè)試參數(shù)。

9.2確定預(yù)張力:調(diào)濕試樣為(0.5±0.10)cN/tex，濕態(tài)試樣為 (0.25±0.05)cN/tex。變形紗施加預(yù)張力要求既能消除紗線卷曲又不使之伸長(zhǎng)，如果沒有其他協(xié)議，變形紗建議采用下列預(yù)張力（線密度超過50tex的地毯紗除外）。

表29-2變形紗預(yù)張力計(jì)算（根據(jù)名義線密度）

9.3設(shè)置參數(shù)

9.3.1隔距：根據(jù)測(cè)試需要設(shè)置，一般采用500mm，伸長(zhǎng)率大的試樣采用250mm。

9.3.2 拉伸速度：根據(jù)測(cè)試需要設(shè)置，一般情況下500mm隔距時(shí)采用500mm/min速度，250mm隔距時(shí)采用250mm/min速度，允許更快的速度。

9.3.3  輸入其它參數(shù)：例如次數(shù)、紗號(hào)等。

9.3.4選擇測(cè)試需要的方法：例如定速拉伸測(cè)試、定時(shí)拉伸測(cè)試、彈性回復(fù)率測(cè)試等。

9.4按“試驗(yàn)”鍵，進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)。

9.5紗管放在紗管支架上，牽引紗線經(jīng)導(dǎo)紗器進(jìn)入上、下夾持器鉗口后夾緊上夾持器。

9.6按9.2在預(yù)張力器上施加預(yù)張力（預(yù)張力器在測(cè)試前調(diào)準(zhǔn)、備用）。

9.7 夾緊下夾持器，按“拉伸”開關(guān)，下夾持器下行，紗線斷裂后夾持器自動(dòng)返回。在試驗(yàn)過程中，檢查鉗口之間的試樣滑移不能超過2mm，如果多次出現(xiàn)滑移現(xiàn)象須更換夾持器或者鉗口襯墊。舍棄出現(xiàn)滑移時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并且舍棄紗線斷裂點(diǎn)在距鉗口或夾持器5mm以內(nèi)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

9.8重復(fù)9.5～9.7，換紗、換管，繼續(xù)拉伸，直至拉伸到設(shè)定次數(shù)為止，測(cè)試結(jié)束。

9.9打印出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。測(cè)試完畢，關(guān)斷電源。

注：當(dāng)儀器需要校準(zhǔn)時(shí)，可執(zhí)行下列校準(zhǔn)程序：預(yù)熱30min后，儀器在復(fù)位狀態(tài)下按“清零”鍵，上夾持器放上1000cN砝碼，數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定后，按“滿度”鍵，然后按“校驗(yàn)”鍵，最后按“復(fù)位”鍵退出。

10結(jié)果及計(jì)算

10.1斷裂強(qiáng)力

（29—1）

式中：—斷裂強(qiáng)力平均值，cN；

—各次斷裂強(qiáng)力值，cN；

—拉伸次數(shù)。

注：1.如不在標(biāo)準(zhǔn)的溫、濕度條件下，測(cè)得結(jié)果應(yīng)按附錄進(jìn)行修正。其他材料參照FZ/T10013.1。

2.斷裂強(qiáng)度是指紗線斷裂強(qiáng)力與其線密度的比值，通常以cN/tex表示。

10.2斷裂伸長(zhǎng)率：

（29—2）

式中：—斷裂平均伸長(zhǎng)率，%；

—各次斷裂伸長(zhǎng)率，%；

—拉伸次數(shù)。

10.3斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)公式：

（29—3）

（29—4）

式中：——標(biāo)準(zhǔn)差；

——各次測(cè)得數(shù)據(jù)值；

——測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值；

——測(cè)試根數(shù)，至少為50根；

——變異系數(shù)，%。

11測(cè)試報(bào)告

11.1記錄：儀器測(cè)試參數(shù)，包括測(cè)試日期、儀器型號(hào)、試樣名稱、規(guī)格，溫度、濕度等。

11.2結(jié)果：斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)的變異系數(shù)等。

12相關(guān)知識(shí)

12.1不同拉伸測(cè)試機(jī)理的儀器比較

12.1.1標(biāo)準(zhǔn)與儀器：GB/T 3916方法標(biāo)準(zhǔn)等效采用ISO 2062標(biāo)準(zhǔn)，適用于它所涵蓋的各種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定使用CRE(等速伸長(zhǎng))型強(qiáng)力儀，舊標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定使用的CRL型（等加負(fù)荷）、CRT型（等速牽引）的儀器僅作為過渡，可根據(jù)協(xié)議采用。GB/T 3916標(biāo)準(zhǔn)采用定速拉伸，摒棄了舊標(biāo)準(zhǔn)的定時(shí)拉伸。三種不同的檢測(cè)機(jī)理，測(cè)得結(jié)果有較大差異，如：過去廣泛使用的CRT型儀器采用定時(shí)拉伸，儀器不可避免存在著機(jī)械摩擦和自停機(jī)構(gòu)的“倒磅”負(fù)值誤差，另外測(cè)力機(jī)構(gòu)的慣性造成的不確定性誤差和操作者的人為誤差，往往也不容忽視。

12.1.2 CRE型單紗強(qiáng)力儀的優(yōu)點(diǎn)：CRE(等速伸長(zhǎng))型強(qiáng)力儀大都采用非電量電測(cè)技術(shù)，其測(cè)力傳感器的機(jī)械摩擦和慣性影響幾乎可忽略不計(jì)，操作者的人為誤差因素也較少，因此測(cè)得結(jié)果較為準(zhǔn)確。加上電測(cè)系統(tǒng)一般都可與計(jì)算機(jī)連接，因此工作效率高，尤其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析保存功能，是CRT機(jī)械式強(qiáng)力儀完全無(wú)法比擬的。

12.2 拉伸速度對(duì)斷裂強(qiáng)力的影響：紗線試樣以比較低的速度拉伸時(shí)，由于纖維之間的抱合力增加速率比較小，試樣中部分纖維是以抽出的形式導(dǎo)致試樣斷裂；當(dāng)紗線試樣以比較高的速度拉伸時(shí)，纖維之間的抱合力迅速增加，在力的作用下試樣中纖維斷裂的比例增加，因此試樣的斷裂強(qiáng)力增大。此外，紗線拉伸過程中纖維的抽出和斷裂所需的力值還與試樣的捻系數(shù)有關(guān)。

12.3 CRE型單紗強(qiáng)力儀有半自動(dòng)和全自動(dòng)之分：半自動(dòng)儀器摒棄了復(fù)雜的自動(dòng)換管、引紗輔助系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了儀器結(jié)構(gòu)和控制電路，降低了成本，增加了可靠性。儀器在工作過程中換管、引紗等工序可通過人、機(jī)交叉的方式同時(shí)進(jìn)行，從而提高儀器的工作效率；其缺點(diǎn)是操作工勞動(dòng)強(qiáng)度較大。全自動(dòng)儀器自動(dòng)化程度高，雖然操作工勞動(dòng)強(qiáng)度小，但是可靠性比半自動(dòng)型稍差，且價(jià)格比較昂貴。

12.4 不同試驗(yàn)材料的檢測(cè)對(duì)儀器的基本要求：儀器首先要滿足試樣斷裂所需的強(qiáng)力要求。伸長(zhǎng)率較大的試樣要減小試驗(yàn)隔距長(zhǎng)度。伸長(zhǎng)率比較小的試樣，儀器測(cè)力系統(tǒng)應(yīng)有足夠的采樣速率，對(duì)于采樣速率不能滿足要求的儀器，有時(shí)可通過降低拉伸速度的方式進(jìn)行彌補(bǔ)。

12.5 不同試驗(yàn)材料的檢測(cè)對(duì)儀器夾持器的要求：短纖維紡制的紗線對(duì)夾持器沒有特殊要求；化纖長(zhǎng)絲試樣的夾持器要采用硬度合適的軟墊襯，并在拉伸過程中持續(xù)加壓，使之夾緊；斷裂強(qiáng)力比較高的試樣要采用迂回夾持或拴柱式夾持，試樣在夾持器引出的溝槽中抱合。總之，要保證試樣既不滑脫，又不在鉗口邊斷裂。

12.6 有的廠家現(xiàn)在研制出便攜式電子單紗強(qiáng)力儀，可用來(lái)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試空氣捻結(jié)器的接頭強(qiáng)力。隨著新材料的不斷涌現(xiàn)，對(duì)測(cè)試技術(shù)的要求越來(lái)越高，而計(jì)算機(jī)技術(shù)的介入使儀器的精度也越來(lái)越高，功能越來(lái)越強(qiáng)大，大多數(shù)希望得到的功能都比較容易實(shí)現(xiàn)。

13思考題

13.1試分析影響強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果的因素有哪些？

13.2試敘述CRE型單紗強(qiáng)力儀的工作原理