化学纤维测试技术

null化学纤维测试技术化学纤维测试技术主讲：东华大学李汝勤教授null一、测量与误差基础 二、化学纤维发展动态 三、化学纤维强伸性能测试 四、纤维线密度测试 五、纤维卷曲与热收缩性能测试 一、测量与误差基础一、测量与误差基础（一）测量误差（一）测量误差 任何一种测量总是有误差的，即使采用最准确的仪器来进行测量，所得结果永远不会是被测量的真值，而只是它的近似值。 测量值x减去真值x0，所得差值称为测量的绝对误差△x 绝对误差不能用作误差大小的相对比较。 相对误差r是绝对误差△x与真值x0的比值。 由于真值无法得到，可以近似地以测量值x代替分母中的真值x0null测量误差按其来源可以分为以下几种： (1)测量方法与仪器误差 仪器设计所依据的理论不完善，或假设条件与实际测量情况不一致所造成的误差，以及由于仪器结构不完善、仪器校正与安装不良所造成的误差。 (2)环境条件误差 测量环境条件变化，如温湿度改变、电磁场影响、外来机械振动、电源干扰等所产生的误差。环境温湿度变化还会引起试样本身物理机械性质的变化。 (3)人员操作误差 由于试验人员操作方法不规范所造成的误差，包括读数时的视差等。 (4)试样误差 取样方法不当、取样代表性不够和试验个体数不足等产生试样误差。null由仪器结构上的原因，可能出现的误差有以下几种： (1)零值误差 仪器零点未调好，测量结果在整个范围内绝对误差为一常数， (2)校准误差 仪器刻度未校准，指示结果系统偏大或偏小，相对误差为一常数 (3)非线性误差 仪器输入量与输出量之间不符合直线转换关系 (4)迟滞误差 仪器输入量由小到大和由大到小，在同一测量点仪器输出量的差异；或是仪器进程示值与回程示值之间的差异，简称进回程差。 (5)示值变动性 对同一被测对象进行多次重复测量，测量结果的不一致性。 nullnull 以上各种误差尽管来源和表现形式有所不同，就其性质来说，可以分为三大类： (1)系统误差 是在测量过程中保持恒定或遵循某种变化规律的误差 (2)随机误差 是对同一被测对象进行多次重复测量，测量结果不一致误差 (3)粗大误差 又称疏忽误差，是指明显地歪曲了试验结果的误差。 测试结果出现异常值，需要根据一定的法则进行处理 （二）仪器误差（二）仪器误差１、仪器的静态特性 仪器的静态特性，是指被测量不变或作缓慢变化时，仪器所表现的特性。 描述仪器静态特性，有如下一些指标： (1)测量范围 仪器在误差允许条件下的测量值范围。 (2)灵敏度 单位被测量变化所引起仪器读数的变化 式中：△a为指针位移或仪器读数变化；△A为被测量的变化。 null 测试系统输入量与输出量为线性关系时，灵敏度为一常数，等于转换直线的斜率。测试系统输入量与输出量为非线性关系时，灵敏度等于曲线被测点的斜率。 (3)准确度 仪器测量结果与被测对象真值之间的接近程度。 (4)精密度 仪器在规定条件下对被测量进行多次测量，所得结果之间的一致程度。 (5)稳定性 在规定条件下，仪器保持其性能不变的特性，称为仪器的稳定性。 (6)可靠性 指仪器在规定条件和时间内，保持能完成规定功能的能力。仪器出现故障机率愈小，可靠性愈高。null ２、仪器的动态特性 仪器的动态特性，是指仪器对快速变化的被测信号的响应能力。 一般的仪器或测试系统，可由图所示的3个部分，即传感器、信号处理单元和指示记录装置组成。测试系统的动态特性，是它所组成部分的动态特性的总的表现。 传感器是一种能量转换器，可以将一种被测物理量转换为其他形式的物理量，多数情况下转换为电量。null 信号处理单元，包括测量放大、信号变换电路等。 指示记录装置中备运动部件的质量和弹性，是决定指示和记录部分动态特性的重要因素。 仪器或测试系统动态特性的测试方法有如下两种： (1)阶跃信号响应法 在仪器或测试系统输入端送入阶跃信号x(t)，该系统输出信号y(t)随时间而变化 (2)频率响应法 在仪器或测试系统输入端加以振幅不变的正弦信号，当信号频率发生变化时，输出信号与输入信号振幅比的变化 nullnull（三）试样误差 １、取样方法 取样的目的是既要从总体中抽取一部分代表总体的子样，又要使取样误差最小。具体取样方法可分为四种。 (1)纯随机取样 对总体不经过任何分组排队完全凭着偶然的机会从中抽取，是取样的基本形式。 (2)等距取样 把总体按一定的标志排队，然后按相等的距离抽取。可使子样比较均匀地分布在总体之中。 (3)代表性取样 把总体划分成几个代表性类型组，然后在组内用纯随机取样或等距取样，分别从各组中取样，再把各部分子样合并成一个子样。null (4)阶段性随机取样 从一批货物中取得试样分为三个阶段：即批样、试验室样品、试样。 批样——从要求试验的整批货物中取得一定数量的包数（或箱数）称为 批样。 试验室样品——从批样中用适当方法缩小成试验室样品。 试样——从试验室样品中按一定的方法取得做各项物理、化学性能试验 的样品，称试样。null２、试验次数的确定 从总体中抽取的随机子样，它们的平均数所形成的分布属常态分布，这一分布的标准差用S.E来表示，称为标准误差 式中：σ为总体中个体的标准差；n为子样中个体的数目。 子样中个体数愈大，其子样平均值标准差愈小，愈接近总体真值。子样平均数的标准误差S．E愈大，说明子样平均数的离散性愈大，即子样平均数与总体平均数可能发生较大的差异。 null 实际上σ常是不知道的。通常可以用子样的标准差来估计总体的标准差。 若子样很大时，一般当n≥50 null 可以下式估计子样平均数与总体平均数之间可能产生的误差范围。 nullnull由子样平均数 来估计总体平均数可能发生的区间为： 　 总体平均数 null 若某一试验的允许误差△的要求已知，可由下式求出子样所需试验的个体数目： null 例：振动法测纤维线密度所需试验纤维根数 置信概率为９５％时，t取1.96（ASTM） Ｅ为允许误差率，取±３％ 根据以上公式，得到不同CV值时所需试验纤维根数 CV 　＝　５％　 n = 10.7根 CV 　＝　８％　 n = 27根 CV 　＝　１０％　 n = 42.7根 CV 　＝　１２％　 n = 61.5根 CV 　＝　１５％　 n = 96根 CV 　＝　１８％　 n = 138根 一段纤维试样CV ％在１０～１２％间，可选用５０根。 CV ％大的，要增加根数。 null（五）异常值处理和试验方法精密度估计 １、异常值的判断和处理 在试验结果数据中，往往发现个别数据比其他数据明显过大或过小，这种数据称为异常值。异常值的出现可能是被试验总体固有随机变异性的极端表现，它属于总体的一部分；也可能是由于试验条件和试验方法的偏离所产生的后果；或是由于观测、计算、记录中的失误所造成的，它不属于总体。 null 异常值的处理方式有以下几种： (1)异常值保留在样本中，参加其后的数据； (2)允许剔除异常值，即把异常值从样本中排除； (3)允许剔除异常值，并追加适宜的测试值计入； (4)在找到实际原因后修正异常值。 指定作为检出异常值的统计检验显著性水平α，称为检出水平。 指定作为判断异常值为高度异常的统计检验的显著性水平α *，称为剔除水平。null 除特殊情况外，剔除水平一般采用1％或更小，而不宜采用大于5％的值。 在选用剔除水平的情况下，检出水平可取5％或再大些。 判断样本中的异常值，可能有以下几种情况： (1)上侧情形根据以往经验异常值都为高端值； (2)下侧情形根据以往经验异常值都为低端值； (3)双侧情形异常值是在两端都可能出现的极端值。 上侧情形及下侧情形统称为单侧情形。 目前国际上通用的异常值检验方法有 （１）奈尔检验法 （２） 格拉布斯检验法 （３）狄克逊检验法 （４）偏度一峰度检验法null２、试验方法的精密度估计 对被测对象进行多次测量，所得结果的一致程度，称为精密度。精密度可以用重复性和再现性表示。 重复性是指在同一实验室内由同一操作者，在相同试验条件和较短时间间隔内，用同一仪器机台与试验方法，对同一试样进行试验结果的一致性。按统计方法计算的重复性数值以r表示。 再现性是指在不同实验室，由不同操作者、不同仪器机台，用同一试验方法对同一试样进行试验结果的一致性。按统计方法计算的再现性数值以R表示。 通过一定的方法确定了某试验项目的试验方法精密度r和R后，那末在日常测试中，试验人员对同一子样作两次测定，实验结果的差值应小于r；两个实验室对同一子样备做一次测定，实验结果的差值应小于R。null试验方法的准确度（ISO 5725-1和-2） 准确度（Accuracy)真实性Trueness 大量试验结果的平均值与“真实值”之间的差异，与接近程度相应。精确性Precision 对同一样品重复测量之间的变异性，即是结果之间的一致性程度。重复性Repeatability 对于给定的试样和测量方法：同一实验室； 相同操作者； 相同使用的仪器； 相同环境； 相同测试时间。再现性Reproducibility 试样和方法相同； 不同实验室； 不同操作者； 不同仪器； 不同时间。null 为了确定试验方法的精密度，必须由主管部门指定单位负责组织实验室问试验，确定试验样品、水平范围、水平数、试验、标准测试方法以及解决试验中的问题。 参加精密度试验的单位必须具备必要的仪器设备、恒温恒湿控制达到标准要求，有合格的操作人员和技术人员、以及具有一定的技术管理水平。null 重复性r、再现性R的计算以前，都是在某一个水平上进行，假设实验室充数i=1,2,3,…,p。实验室内试样试验的重复充数k= 1,2,3,…,n。然后计算各实验室所得结果的平均值　和方差　。 nullnull (１)重复性r值的计算null (二)再现性R值计算 null (三)重复性和再现性的应用null null （３）null（五） 测量结果的不确定度 １、不确定度的概念 任何测量过程都不可避免存在误差，误差来自备方面因素，对测量结果作出综合评定时，除了所得测量值外，还需要有一个用以说明测量值确定程度的参数，即不确定度。 不同误差来源产生的标准不确定度可以分为两类，即A类标准不确定度和B类标准不确定度。能用统计分析方法对一系列测量值计算出标准差的，称为A类标准不确定度。用不同于以上方法得出标准差的称为B类标准不确定度。null A类标准不确定度分量和B类标准不确定度分量可以按变异相加原理合成为测量值标准不确定度。除此以外，将标准差乘以包含因子k，用标准差的倍数k表示的不确定度称为扩展不确定度。 用测量值±扩展不确定度表示在一定置信水平下被测量真实值可能存在的区间。null２、标准不确定度 （一）A类标准不确定度 1、贝赛尔法null null null null nullnullnull二、化学纤维发展动态二、化学纤维发展动态null（一）世界各国化纤生产概况 表 2008年主要国家地区化纤产量（单位：kt） null据日本化纤协会（JCFA）估计，2009年全球化纤产量比2008年增加8%达到4160万吨。     JCFA表示，受全球金融危机影响，2008年全球化纤产量出现了自1982年以来的最大降幅。2009年下半年全球化纤生产出现复苏，并促使全年产量同比增加。     2009年全球化纤产量比2007年的4120万吨略有增长。     JCFA跟踪记录的全球8个国家和地区中，2009年中国化纤产量增幅最大，比2008年强劲增长16%，达到2610万吨。这主要受中国国内需求强劲增长的刺激。2009年中国仍是全球最大的化纤生产国，约占全球总产量63%，比2008年上升5个百分点。     印度是全球第二大化纤生产国，2009年生产化纤282万吨，比2008年增长10%，也受到国内需求强劲增长的刺激。2009年印度的化纤产量约占全球总产量6.8%。   null    东南亚地区是全球第三大化纤生产地区，2009年共生产化纤274万吨，同比增长4%，占全球总产量6.6%。     全球第四大化纤生产地区是中国台湾地区，2009年生产化纤218万吨，同比增长2.3%，约占全球化纤总产量5.2%。     2009年西欧地区共生产化纤208万吨，同比下降15%，约占全球5%的份额，是全球第五大化纤生产地区。美国化纤产量同比下降11%至172万吨，约占全球总产量4.1%，成为全球第六大化纤生产地区。     JCFA称，2009年全球涤纶长纤产量比上年增加10%，达到1980万吨；腈纶短纤产量比上年增长7%，达到201万吨。 null（二）化学纤维的发展 1、高性能纤维：碳纤维、芳纶、高强度聚乙烯 碳纤维：以以聚丙烯腈（PAN）、沥青、粘胶纤维为原料经预氧化和碳化后制成高强、高模、耐高温、电磁屏蔽的材料纤维，其中PAN基碳纤维占总产量90%。空中客车A350中碳纤维复合材料用量占40%，波音787机翼和机身用量达50%，导弹、火箭、人造卫星基础材料。（辽阳石化发展大型芳纶生产基地、上海石化腈纶研究所发展碳纤维） 2、芳砜纶（PSA） 耐高温、阻燃、热稳定、电绝缘、抗辐射，用于防护、过滤等领域。（上海特安纶公司）null3、超高性能PBO纤维 强度和模量是对位芳纶的2倍，耐高温、阻燃（强度5.8GPa，模量270GPa）（东华大学、上海石化）用于航空航天及高温防护材料。 4、PPT弹性纤维（新型聚酯纤维） 高伸长、低模量、高回弹性 PET/PPT双组分纤维：同属聚酯材料复合纺丝，产生三维卷曲比PPT有更高的延伸性、弹性、蓬松性。  5、氨纶 产能产量、出口大幅发展（浙江华峰、烟台氨纶…….）。 制作紧身衣、运动服、牛仔裤。null6、再生PET涤纶短纤维 回收聚酯PET瓶片，再生资源利用，发展循环经济。 7、粘胶 再生纤维素纤维，原料有棉浆、木浆、竹浆等，近年来美国、日本、欧洲等国粘胶企业停产、设备拆除较多，我国粘胶产量持续增长。 第二代：高湿模量粘胶，克服普通粘胶湿强度低、湿模量低、织物稳定性差缺点。莫代尔（Modal）、丽赛（Richcel）、纽代尔（Newdal）等。 第三代：Lyocell纤维，采用新溶剂、制造过程中无CS2，溶剂可回收利用，对环境无污染，称为绿色纤维，国内刚起步。 null8、聚乳酸（PLA）纤维 由玉米、甜菜、甘蔗等可持续再生的植物资源取得的原料，发酵制得L—乳酸成为环状二聚体聚合而成。 比聚酯轻，吸湿好，具有生物降解功能，对环境无污染。 用于手术缝合线。 9、工程用短纤维 长度6mm以下，与混凝土混合或与沥青混合作增强型建筑材料，防材料裂缝，减少材料变形，提高抗压强度。 三、化学纤维强伸性能测试三、化学纤维强伸性能测试null（一）概述 纺织材料的拉伸性能主要包括强力和伸长两方面。纺织品的拉伸性能与组成的纤维拉伸性能有关。天然纤维中的麻伸长小，其制品刚硬；羊毛伸长大，其制品柔软。化学纤维的强力和伸长可在加工过程中控制。除拉伸断裂特性外，纤维在外力作用下的变形回复能力，影响纺织品的尺寸稳定性和使用寿命。有时还要测定纺织材料的蠕变、应力松弛、反复拉伸特性等。 强力试验仪器种类很多，从原理上分有机械式和电子式两大类。机械式强力仪有摆锤式、斜面式和杠杆式等。从动力来源来分，有电动式、重力式、水压式和液压式。null 基本作用机构组成，包括以下一些部分： (1) 夹持和拉伸试样机构，包括拉伸速度的调节、夹持器升降 控制和自动操作等。 (2) 负荷测量系统，用于指示试样受力大小。 (3) 伸长测量机构，包括断裂自停装置。 (4) 试验结果的数据处理和打印输出。 (5) 负荷-伸长曲线的绘制。 nullnullnullnull一般表示纺织材料拉伸特性，采用以下指标： (1)断裂强力 指试样拉伸至断裂所能承受的最大负荷.单位为N(牛顿) 或cN(厘牛顿)。 (2)断裂伸长率 试样拉伸至断裂所增加的长度与标准预张力下试样夹持的初始长度之比，称为断裂伸长率。 null(3)应力与应变 试样单位截面积所受负荷大小称为应力，单位为N／mm²。或cN／mm²。纺织材料截面积不易测量，应力常以单位线密度所受力的大小表示，也称比应力。单位为N／tex、cN／tex、或cN／dtex。试样拉伸过程中的伸长值与初始长度之比为伸长率，或称应变，以百分率表示。 (4) 强度 试样单位线密度所能承受的断裂强力，称为比强度或强度。单位为N／tex、cN／tex或cN／dtex. (5)初始模量 应力一应变曲线起始部分的斜率，初始模量的单位为N／tex、cN／tex或cN／dtex。null(6)屈服点应力与应变 应力一应变曲线中起始直线部分向延伸区域过渡的转折点，称为屈服点，相对应的应力与应变称为屈服点应力与应变。取曲线上P点，其切线DE的斜率等于D点与断裂点A连线的斜率，P点即为屈服点。屈服点的另一种求法。作拉伸曲线起始部分直线与平坦部分切线相交，交角的对分线与曲线交点C即为屈服点。null (7)断裂功 拉伸试样至断裂时外力所作的功，称为断裂功。如图所示，断裂功等于负荷一伸长曲线下的面积。 式中；W为断裂功； 代表负荷一伸长曲线； 为负荷最大值所对应的伸长 null(8) 断裂比功 单位线密度和单位长度的试样拉伸至断裂，外力所作的功称为断裂比功。数值上等于应力一应变曲线下的面积。断裂比功可用于不同试样断裂功的比较，与试样线密度和长度无关。 (9)功系数 负荷-伸长曲线下面积与断裂强力和断裂伸长乘积之比。如图所示，图(a)曲线上凸，功系数大于1/2；图(b)曲线下凹，功系数小于1/2.null１、环境温湿度 （二）试验条件对强力伸长试验结果的影响相对湿度10%null相对湿度相对湿度null２、试样长度 随着试样长度增加，强力与伸长减小，减小的程度与纺织材料本身不匀性有关。强力试验时国家标准规定的试样长度，纱线为500mm；织物为200 mm；纤维一般用20 mm。必须注意，试样长度不同，其测试结果也会不一样。null３、拉伸试验速度 拉伸试验速度高，试样断裂时间短，试验结果强力增加。纤维强力试验参照国际标准规定，改用统一的拉伸试验速度。对平均断裂伸长率小于8％的纤维，拉伸试验速度为试样隔距长度的50％／min；平均断裂伸长率等于或大于8％，小于50％时，拉伸试验速度为试样隔距长度的100％／min；平均断裂伸长率大于或等于50％时,拉伸速度为试样长度的200％／min。null４、试样预加张力 合理的预张力应该使试样伸直而不伸长。 null５、试样加载方式 1、等速牵引(Constant Rate of Traverse) 下夹持器等速拉伸试样时，上夹持器位移较大且无确定的规律。这种加载方式既不是等加伸长率，也不是等加负荷，称为等速牵引型，简称C.R.T型。 2、 等加负荷型(Constant Rate of Loading) 单位时间试样所增加的负荷量相等，这种加载方式称为等加负荷型，简称C.R.L型。 3、 等加伸长率型(Constant Rate of Extension) 单位时间试样所增加的伸长率相等，这种加载方式称为等加伸长率型，简称C.R. E型。null 同一试样用三种加载方式的强力仪器试验所得结果不一样，可一用图加以说明。图中所示某一试样的负荷一伸长曲线，假设试样断裂时间为10s，在C. R. E加载方式下经过3s，试样中的负荷就相当高，试样试验期间大部分承受着比较高的负荷。在C. R. L加载方式下，试样试验期间负荷增大比较均匀，但在最后3s，伸长增加很大。显然，两种加载方式下所得纺织材料强力伸长值是不一样的。 由上可知，不同加载方式强力仪的试验结果之间是不能比较的。国际推荐的标准加载方式是等加伸长率型，即C. R. E型强力试验机。６、夹持器质量对测试结果的影响６、夹持器质量对测试结果的影响手动夹持器 气动夹持器 电磁力夹持器 null（三）纤维电子强力仪原理与结构 １、电子强力仪的基本特点 (1) 测力传感器具有足够快的动态响应能力。 (2) 测力传感器受力时的位移量，比纺织材料受力变形小得多。 (3) 试样变形量的测试精度比机械式强力仪用杠杆放大高许多倍。 (4) 从所得试样的负荷—伸长曲线上，可以获得除强力与伸长外的材料的其他性能指标，如试样的初始模量、屈服点应力-应变等，这些指标可进一步表达材料的力学性能。null２、测力传感器 电子强力仪测力传感器有电阻式、电感式等。电阻式传感器是电子强力仪中应用最为广泛的测力传感器，其基本工作原理在于金属电阻丝的应变电阻效应，即电阻丝在受到外力作用时产生变形引起电阻变化，通过测量电阻变化推知所受外力的大小。 对于金属丝的电阻，可用下式表示： 式中L为金属丝长度；A为金属丝截面积； 为金属丝电阻系数，或称电阻率。null图4-22null３、纤维强力仪测试要求 为了能对不同粗细纤维的强伸性能进行比较，采用单位线密度的纤维强力，即纤维的比强度来表示纤维的强伸性质。国际化学纤维标准化局最新修订的化纤短纤比强度测试方法规定：“如果要测试纤维的比强度，先要测量单根纤维的线密度，再将试样断裂强力除以相应的线密度”。 XQ-1型纤维强伸度仪可与XD-1型振动式细度仪联机，自动计算单根纤维比强度、模量和断裂比功，绘制负荷—伸长曲线 。null同一根纤维在用振动式细度仪测完线密度后，再放入强伸度仪的上夹持器和下夹持器中，按操作钮使上下夹持器闭合，下夹持器自动下降拉伸纤维。纤维断裂后下夹持器自动回升，上下夹持器自动打开，仪器显示试样断裂强力、断裂伸长率、定伸长负荷值及试验次数。 打印机还可打印纤维线密度、比强度、模量和断裂比功的单值和统计值。仪器与计算机相连，可进行测量数据存贮，实时显示和打印纤维试样拉伸时的负荷—伸长曲线。 nullnull初始模量对纤维材料来说是一项十分重要的指标，从拉伸曲线上确定曲线起始直线部分上的两个点，作为计算初始模量的起点和终点。 图4-25 初始模量起点和终点的确定 nullnull４、弹性纤维性能测试 XQ-2型纤维强伸度仪除一次拉伸试验的功能指标与XQ-1A型纤维强伸度仪相同外，增加了以下弹性试验功能。 (1)定伸长弹性试验 下夹持器下降拉伸纤维试样至设定定伸长值后停止，拉伸曲线由O至A，经t1时间后到达B点，下夹持器回升至原位，拉伸曲线由B至O过程中当负荷逐渐减小到零时，相应于曲线上C点，对应伸长为 。回复停留时间t2后再次下降拉伸纤维至出现张力时，相应于曲线上D点，对应伸长为 nullnull定伸长弹性试验曲线 null(2)循环定伸长弹性试验 试样进行N次拉伸循环，每次循环中最大伸长保持一定，试样N次循环结束后下夹持器回升原始位置停留一定时间进行松驰回复，然后拉伸试样至出现张力时得到塑性变形大小，可得弹性回复百分率。 (3)定负荷弹性试验 试验中最大负荷值保持一定，其值由仪器预先设置。试验开始下夹持器下降拉伸纤维试样至设定的定负荷值后停止。经t1时间后下夹持器回升，至原位松驰回复停留t2时间后再次下降拉伸纤维至出现张力时，得到塑性变形大小，可得纤维弹性回复百分率。 null(4)循环定负荷弹性测试 试样进行N次拉伸循环，每次循环中最大负荷保持一定。N次循环结束后下夹持器回升原始位置停留一定时间进行松驰回复，拉伸试样至出现张力时得到塑性变形大小，可得弹性回复百分率。 (5)应力松驰试验 拉伸试样至一定伸长后停止，保持伸长不变，试样内部应力松驰使负荷逐渐减小，可计算试样的松驰变形百分率。 (6)蠕变试验 下降拉伸试样至一定负荷后停止，以后保持负荷不变，但伸长逐渐增加，可计算试样蠕变变形百分率。 nullXL-2型纱线强伸度仪、XN-1型氨纶弹性测试仪原理与 ＸQ-2型仪器相似。null５、预取向丝、高强高模纤维与工程纤维强伸度仪测试 （１）XQ-1B型预取向丝强伸度仪     XQ-1B型预取向丝强伸度仪，是适应涤纶短纤维生产过程品质控制需要的新型仪器，具有气动夹持、自动操作、快速测量的特点，适用于涤纶单根原丝的测试。     该仪器能够测试六个指标：预取向丝的自然伸长率、EYS1.5、自然拉伸倍数、最大拉伸倍数、断裂强力和断裂伸长的单值及统计值。 （２）XQ-1C型纤维强伸度仪 适合用于碳纤维、芳纶等高强度高模量纤维的强伸度性能测试。 （３）XG-1A型工程纤维强伸度仪    XG-1A型工程纤维强伸度仪可用于测试6mm以下长度的短纤维工程材料，采用结构特殊设计的夹持器，用XGD-1型图象直径仪测得纤维直径输入仪器，计算纤维单位截面积的强力，其强度和模量单位采用MPa。 nullnull四、纤维线密度测试四、纤维线密度测试（一）概述（一）概述纤维细度是影响纱线性质最重要的因素之一，细羊毛比粗羊毛具有更高的纺纱和商业价值。 化学纤维的细度在制造过程中可以控制。 纺织品的弯曲刚性、悬垂性以及手感受纤维细度的影响很大。 纤维细度对纱条均匀度具有重要影响。 织物的光泽也受纤维细度的影响。 纺织品的染色速率与纤维细度有关null 特克斯(又称号数)，是指纤维在公定回潮率下，1000米长度所具有的重量克数。 nullnullnull测量纤维细度的方法，大致可以有以下几种： (1)称重法 包括逐根测量单根纤维长度后称重、束纤维定长切断称重。 (2)气流法 利用气流通过纤维产生的阻力大小，推求纤维比表面积，从而可以求取纤维细度大小。棉纤维气流法所测结果与纤维线密度和成熟度有关。 (3)光学测量法 包括光学投影测量纤维直径、液体分散法测量单根纤维直径以及气流分散法测量单根纤维直径等。 (4)单根纤维振动法（二）振动法测量纤维线密度（二）振动法测量纤维线密度国际上化学纤维线密度测量推荐采用振动法。 振动法测量线密度，采用弦振动原理。 弦振动测量可以有以下三种方法：①自由振动法；②强迫振动法；③自激振动法。现以自激振动法为例说明如下： 纤维1被夹持器2所握持，其下端由张力夹5夹住并加以一定张力。纤维受力激振并限定在上刀口3和下刀口4之间的长度内振动。null根据振动理论，纤维弦振动的固有振动频率为： null为了保证测试结果正确性，纤维振弦长度即上下刀口之间距离误差应小于±１％，仪器频率计数误差应小于±0.5％,张力夹重量误差小于±0.5％。 以上测试误差可用拨盘校正。 振动式细度仪主要指标： １、测试范围； ２、准确度； ３、变动性； ４、起振张力范围：旧型仪器：0.11cN/dtex~0.15cN/dtex; 升级仪器： 0.10cN/dtex~0.25cN/dtex。 同一张力夹，可以允许试样粗细在较大范围变动，都能起振，且对测试结果线密度无影响。nullnull振动法测试纤维线密度特点： １、可以求得纤维线密度分布的CV值； ２、避免切断纤维束人工加张力时的张力不一致性； ３、测试同一根纤维线密度和强伸特性，可得到纤维强度和模量的准确性。 注意点： 振动式细度仪所用张力夹实际重量值与名义重量值误差应≤±0.5％，比强伸度测试用张力夹精度要求高。 null振动细度仪校验方法： １、标准样品校验法 用振动仪测试１００根标准样品纤维，得平均线密度值，与标准样品线密度标定值相对比，求得校正系数。 ２、单丝称重校验法 取５根１０００mm长的单丝，用十万分之一的天平称出其质量，计算出该单丝线密度。将每根单丝剪成长度为５０mm的纤维段，得到共１００根短纤维试样，逐根用振动仪测试得到平均线密度，与单丝称重所得线密度对比，求得校正系数。 ３、测长称重法 用振动仪测试１００根单纤维并把它们放在一边，得到纤维线密度的平均值和变异系数。如果振动仪计数的变异系数大于１０％，该样品不适用于检查振动仪。把放在一边的纤维一起称重，称量精度为±１％。逐根测量所有纤维的长度，精度为±１％。计算纤维的平均线密度，由此求得校正系数。 五、纤维卷曲与热收缩性能测试五、纤维卷曲与热收缩性能测试（一） 纤维卷曲性能测试（一） 纤维卷曲性能测试卷曲可以使短纤维纺纱时增加纤维之间的摩擦力和抱合力，使成纱具有一定的强力。 １、卷曲指标与计算 (１)卷曲数 (２)卷曲率null(３)卷曲回复率 (４)卷曲弹性率２、纤维卷曲的检验方法２、纤维卷曲的检验方法(１)放大镜法 (２)投影法 （３）Y362-A型卷曲弹性仪 扭力天平的平衡力对纤维加载轻负荷和重负荷，步进电机传动下夹持器升降，计数输入步进电机的脉冲数进行长度测量。通过放大镜人工目光点数25mm中纤维的卷曲波数。null（４）XCP-1A型纤维卷曲弹性仪 采用图像处理技术检测纤维25mm长度内的卷曲数，减小人工点数纤维卷曲数的不确定性。由高精度测力传感器测试纤维所受轻负荷和重负荷，测力范围20mN，力值分辨率0.001mN，下夹持器行程40mm，长度分辨率0.01mm。 null根据纤维线密度设定轻负荷和重负荷，然后用镊子将纤维试样1松弛地夹入上夹持器2和下夹持器3之间，按启动按钮，控制器7发出脉冲通过脉冲分配器8,驱动步进电机9带动传动装置4，使下夹持器下降拉伸纤维试样。通过测力传感器5、放大器6将纤维试样所受力送至控制器7。当拉伸纤维力值达到设置的轻负荷时，仪器记取试样初始长度L0，由摄像头11、照明装置10和计算机12所组成的图像测试系统通过显示屏13显示纤维试样卷曲图形，自动计数纤维卷曲数。 XCP-1A型纤维卷曲弹性仪结构原理图 null下夹持器继续下降拉伸纤维试样，当力值达到所设置的重负荷时，仪器记取试样伸直长度L1，由L0和L1即可计算纤维卷曲率。如果还需测试卷曲弹性率，则纤维试样在承受重负荷情况下下夹持器停止30秒后回升原位，松弛状态下停止2分钟再次下降拉伸纤维试样至轻负荷，记取试样的回复长度L2。由所得L0、L1、和L2计算纤维弹性卷曲率。 null（二）纤维热收缩率测试（二）纤维热收缩率测试各种化学纤维热收缩的温度和热收缩率是不同的。 如果把热收缩率差异较大的化学纤维混纺和交织，则在印染加工过程中，会造成纱线收缩不一，致使布面产生疵点。 涤纶短纤维千热处理温度为180℃，时间30分钟。 null测量单根纤维干热或湿热处理前后长度的变化。 摄像装置逐根依次读取试样圆筒架上所挂纤维加热前和加热后长度的变化，自动计算纤维平均热收缩率和变异系数。由计算机通过显示屏监视测试过程并自动打印测试结果。 热收缩率测量范围0～25％，热收缩率测量误差≤±0.1％，上下夹持器间距20mm。 null纤维试样l的一端为试样圆筒架2上的上夹持器3所夹持，试样下端悬挂张力夹4。通过摄像头5采集纤维试样长度信息进入计算机6。圆筒架沿园周装有35个试样，由计算机6发出脉冲信号经脉冲分配器8送入步进电机9，带动试样圆筒架转动，摄像头5对试样圆筒架上的纤维试样依次进行长度测量。试样圆筒架的起始测量位置处装有一个计量标准块，用于仪器测量值的标定。仪器测量分辨率为0.01mm。 nullnull为使收缩率测量准确可靠，应注意以下问题： 1、所选烘箱要有足够的功率和良好的加热恒温性能，筒子放入烘箱内的位置对测试结果有较大影响，操作时筒子安放在靠近烘箱内的温度传感器部位。筒子放入烘箱后，轻轻关上烘箱门，待温度升至180℃时，才开始计时，加热时间30分钟。一个烘箱内只能放一个筒子，由于放两个筒子时间长，烘箱关门后温度下降很多，再回升至180℃所花时间长，热收缩率会偏小。 2、纤维所加张力应保持所有纤维试样都伸直卷曲消失。 null谢谢!谢谢!