木棉纤维拉伸性能的测试与评价

1.4　测试次数

初步的测试发现,由于木棉纤维短、细、脆而使得单纤维强力测试困难,即使按照前述方法制样,测试成功率不足30%.利用K1分别准备了两份样品,每一样品制作了200个如图2(b)所示的测试试样,两份样品测试成功的数据均为53根纤维.在95%置信度下显著性检验可知,K1的两份样品的测试结果无显著性差异,这表明木棉的强伸性能分布相对集中,53根纤维的有效测试数据可以代表样本总体性能,所以对K2,K3,K4都测试到53个数据和拉伸曲线为止.
 

2　结果与讨论

2.1　木棉纤维强伸性能特征

用单根代表曲线法选取具有代表性的拉伸曲线分别代表4个木棉品种的拉伸性能.所谓单根代表曲线法是指根据实测试样所得的断裂强力、断裂伸长率的平均值,在n(样本容量)根拉伸曲线中选取其中一根最接近上述指标的平均值的曲线,即为代表性曲线14种木棉纤维的典型拉伸曲线如图3所示
 

从图3可以看出,木棉纤维随着负荷的增加,强力和伸长之间呈比较好的线性相关,拉伸曲线与棉纤维相似,都没有明显的屈服点.同时,木棉纤维的断裂强力比较低,4种木棉纤维的平均断裂强力低于2cN,平均断裂伸长率小于4.5%,远远小于棉纤维的断裂强力和断裂伸长率.

为了更好地了解木棉纤维强伸性能特征,4种木棉纤维的平均断裂强力、断裂伸长率等统计值如表2所示
 

从表2可以看出,4种木棉断裂强力均值在1.44～1.71cN,大于现有梳棉机对纤维最低断裂强力1.2cN的要求,这对木棉纤维纺纱具有重要的意义,但4种木棉纤维断裂强力低于1.2cN均占一定的比例,给木棉纺纱带来一定的困难.尽管4种木棉试样的断裂强力存在较大的差异,但在换算到相同线密度条件下,4种木棉纤维的断裂强度并无明显的差异,特别对于K2,K3,K4,纤维的断裂强度差异更小,4种木棉整体上表现出断裂强度在2～3cN/dtex之间.4种木棉纤维的拉伸模量存在较大的差异,K1和K2拉伸模量相近,拉伸模量为110cN/dtex左右,而K3和K4拉伸模量相近,拉伸模量为50cN/dtex左右,比较试样发现,K1和K2来自印度尼西亚,而K3和K4来自泰国,可能不同产地的木棉纤维拉伸模量存在一定的差异.

从表2还可以看出,4种木棉纤维断裂伸长率整体上分布在1.83%～4.23%,断裂伸长率相对较低,意味着纤维承受最大负荷时伸长变形能力小,断裂功小,因此木棉纤维在日常使用时,会出现容易断裂、变碎的情况.另外从表2的CV值可以看出,木棉纤维断裂强力和断裂伸长率有一定的离散性,需要对纤维强伸性能的分布做进一步的分析.

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