摘要
本研究工作目的是要开发一种测量单根纤维抗张强力(度)的方法,并用此法获得的数据研究单纤维与束纤维之间抗拉性能的关系。已开发了根据单纤维抗拉性能预估束纤维强度的数学模型。单纤维强力测量法给出了棉纤维伸长与卷曲的资料。本研究工作所用几组样品中,平均伸长是11.8％,平均卷曲是4.8％。单纤维强度数据分析表明,平均单纤维断裂强度处于束纤维强度的上限。与史太洛仪或HVI束强相比,采用平均单纤维强度在某种程度上改进了纤维强度与棉纱强度的相关性。 A.W.Palmer在1960年Smithsonian学会的报告中记述了R.Webb博士在H.Richardson长期专业协作下获得的一项“成就”。此成就是在三十年代末发现了原棉的纤维强度与棉纱强度之间是高度正相关的。先前的研究人员曾多次致力寻求这种关系,但均告失败,欧洲的一些研究人员只找到一个低度的正相关,并且在他们的试验中有不少结果实际上是负相关的。这(?)到干扰的结果与所有合理假定明显。(?)而驰。显然,这是由各别断裂的单纤维汇总数据所引起,没有考虑它们的横截面大小。Webb和Richardson采取束纤维形式表达纤维强度的合计数据,并用Webb自己实验室开发的 Chandler Strength Tester拉断棉束,完成了他们的意义深远的科学发现。为根据原棉分析研制的大量方程式预估棉纱品质奠定了基础。这仅是开始。其它许多研究人员在测量棉纤维束强方法开发上进行了努力。1942年,在亚利桑那农业实验站任职的农业专家E.H.Pressley发表了关于试验扁平束纤维强度的仪器的论文。此仪器就是行业中称作卜氏仪的那种仪器。1953年,田纳西大学的物理学家K.L.Hertel发表了关于测量扁平束纤维断裂力和伸长的Stelometer仪器(下称史太洛仪)的论文。这些试验室仪器作为行业束强标准至今已近半个世纪之久。六十年代,美国农业部与美国棉农开始支持研究开发一种自动“快速”束强仪,于是出现了当前称为HVI的系统。这种仪器采用“楔形(tapered)”试样,试样中的纤维沿着长度方向被夹取,其自由端头经梳理后用于试验。这种楔形试样即使在两个钳口之间断裂区也存在自由端头。所以,试样就用“楔形”这个词。曾对上述几种仪器做了大量试验,以求得束纤维强度与棉纱强度之间的关系。相关分析表明,总的说来卜氏仪和史太洛仪的束强同纱强之间具有正相关系数值,范围在0.8～0.9,HVI则在0.7～0.8。这些仪器的开发是一种单纯形式的开拓工作。可是电子和计算机技术日新月异地在向前飞速发展,这些进展使我们有机会去继续进行用单纤维形式确定纤维特性的开拓工作。于是在1987年着手此项开拓工作。我们认为只有了解单纤维抗拉特性,才能更好地去了解束纤维和棉纱的抗拉特性,才能真正提高棉纱强度。例如,本报告中研究的棉样平均单纤维抗张强度是35gf/tex,平均HVI束抗强度是26gf/tex,平均史太洛束抗张强度是21gf/tex。然而,这些棉花的27tex环锭纱平均强度只有13gf/tex,;气流纱平均强度则是11gf/tex,分别只有37％与31％的平均纤维抗张强度转化成棉纱抗张强度。这说明,在纤维——棉纱加工工艺中有大量潜能有待开发。在本文中,我们报道开发一种单纤维强度试验装置的工作以及用这种仪器最终得到的单纤维强度数据。
