5. 纤维摩擦性能测定.docx

实验五 纤维摩擦性能测定实验 一、 实验目的 1. 通过实验，熟悉纤维摩擦系数仪的结构原理和操作步骤； 2. 掌握纤维摩擦性能的测试原理、方法标准和相关指标计算。 二、 基础知识 1. 纺织纤维的摩擦性能不仅直接影响到纺织工艺的顺利进行，而且与纱、织物的质 量关系密切。 2. 纤维的摩擦性能通常用摩擦阻力和摩擦系数表示，摩擦阻力是两个相互接触的物 体在法向压力作用下，沿着切向相互移动的阻力，当法向压力为零时，摩擦力也应 为零。由于纺织纤维固有的软物质结构特点（细、长、柔软、表面微细结构独特， 而且有各种附加物等） ，即使法向压力为零，纤维之间作相对运动时也会产生摩擦阻 力，该阻力称为抱合力。当摩擦力和抱合力同时存在时，这两种阻力之和统称为切 向阻力。纤维的摩擦性能与纤维的表面结构、纤维表面的附加物（如棉腊、糖份油 酯、油剂等）以及化纤中是否加消光剂有关。当纤维的表面结构具有方向性时，则 不同方向的摩擦系数有异。摩擦力分静摩擦力和动摩擦力；摩擦力与法向压力比值 称为摩擦系数，也分静摩擦系数和动摩擦系数。 3. 测量短纤维的摩擦系数一般用绞盘法，将试样纤维如图以一定角度θ包围在摩擦 辊上（摩擦辊轴的材质可以是金属、橡胶或包覆纤维） ，试样纤维的两端分别挂上相 同负荷 f0 的张力夹，其中右端的张力夹挂在测力装置的挂钩上，左端自然垂下。当 摩擦辊顺时针回转或纤维沿摩擦辊表面滑动时，由于纤维与摩擦辊表面存在着摩擦 力，测力装置测得挂钩处负荷为 m。此时 f2 = f0 ，而 f1  f0  m，根据欧拉公式，纤 维在绞盘上的摩擦系数可用下式计算： f2  f1e 或  Inf2  Inf1 Inf0  In( f0  m)    当   180°时，    ，则 摩擦系数  Inf0  In( f0  m) 1.364  0.733 lg f0 f0  m 式中： f2 —绞盘紧端的纤维张力，mg； f1 —绞盘松端的纤维张力，mg；  —纤维与绞盘之间的包角； f0 —纤维两端张力夹重量，mg； m—测得负荷值（摩擦力），mg；  —纤维与绞盘之间的摩擦系 数。 三、方法标准 目前无国家方法标准。 四、仪器与设备 XCF-1A 纤维摩擦系数测试仪仪 五、实验步骤 1. 参数选择 （1） 试验方法：A—摩擦辊下降法；B—摩擦辊转动法；（本实验用 B 法） （2） 预加张力：根据需求选择，确保纤维试样伸直不伸长； （3） 摩擦辊材质：根据需求选择不同的表面材质，如金属、橡胶、纤维包覆； （4） 摩擦辊速度：根据需求选择摩擦辊的转动速度或下降速度； （5） 时间范围：测试数据的采集时间量。 （6） 试验次数：每个实验室样品测试 20~30 次，可根据需要增减。 2. 参数设置：打开仪器电源及电脑，进入测试程序（图 1），点击“设置”，对测试 分区、预张力夹负荷、摩擦辊转速等参数进行设置，然后按“确定”（图 2）。 3. 力值标定：点击“标定”按钮（图 1） ，在挂钩零负荷情况下，检查仪器力值显示 数字是否在“50”左右，如偏离较大，通过仪器下机箱控制面板上的内校电位器 “C”来调至“50”左右，点击“校零”按钮，使力值归零，挂上 2cN 标准砝码，点 击“满度” ，使力值显示为 2000（图 3）。 4. 试样放置：按控制面板上的“复位”键，两个张力夹分别夹持试样纤维的两端并 挂在摩擦辊上，用镊子将内侧的一个张力夹挂在传感器挂钩上，使纤维与摩擦辊包 围弧为 180°，并通过调整张力夹与挂钩的接触状况，使图 1 的蓝色负荷显示数为零。 5. 数据测试：按控制面板上的“测试”键，仪器自动检测试样纤维的摩擦力，并计 算出摩擦系数。如需删除每个无效数据，点击“剔除” （图 1） ，选择所要删除的数据， 点击“删除”“图 4”。 6. 测试结果：根据需要点击“打印”或“保存” ，记录平均动摩擦系数、静摩擦系数、 变异系数。 图3 图4 图1 图2