纖維耐磨性

玻璃纖維耐磨性的測定方法如下。將纖維固定在固定支架上的夾具中，并架到侍試材料做的圓盤上。纖維另一端懸掛著一定重量的物體。圓盤以75m/min的速度旋轉(zhuǎn)，此時，紗和圓盤接觸的部分受到磨損。由于不斷磨去表面，纖維經(jīng)過一些時間，即使在較小負荷的作用下也會斷裂。記錄下纖維從開始磨損到斷裂的時間。因為在該情況下，纖維斷裂所需要的時間，不僅與該纖維的耐磨性有關(guān)，而且與施加的負荷有關(guān)，所以負荷取最小值，大約等于斷裂負荷的30%左右。

試驗是用不同直徑的鋁硼硅酸鹽纖維進行的（下表）。

大部分試驗用的纖維是在高于受磨損的地方斷裂的。圓盤旋轉(zhuǎn)時，所產(chǎn)生的摩擦力的方向和拉引重物的方向相一致。這樣，纖維在上部所受的壓力比施加的負荷要大。纖維所受的最大壓力可以按歐拉公式計算，壓力大約超過施加負荷30%。纖維在磨損區(qū)以外斷裂正說明疲勞現(xiàn)象對強度的影響比磨損時強度的損失要大。如纖維僅在磨損作用下破壞，所需時間比上表的時間要長。

玻璃纖維耐磨性的各次測定數(shù)據(jù)分散度較大，這可能是由于玻璃纖維的不均一性所致。

試驗后，在顯微鏡下仔細觀察纖維時，在磨損表面發(fā)現(xiàn)有很多不透明微粒，這是圓盤表面研磨的結(jié)果。直徑50μm的纖維磨損160min時，磨去層的數(shù)值很大，在顯微鏡下完全可以測定出來。當(dāng)負荷為斷裂負荷的15.6%時，磨去層的數(shù)值大約為0.02～0.06μm/min。

雖然列舉的資料還不能完全說明問題，伹它也提供了關(guān)于玻璃纖維耐磨性的某些概念。當(dāng)纖維受到短時間磨損時，例如在紡織加工過程中，其斷裂不是磨損所造成的，一般是其它原因(常常是彎曲)所引起的。當(dāng)玻璃纖維及其制品受到長時間的磨損時，其斷裂可能是磨損的結(jié)果。

水分對玻璃纖維耐磨性的影響很大（如前所述，水分增加會大大降低纖維的力學(xué)強度）。例如，相對濕度為60%時，直徑50μm的纖維，在41～424min的磨損過程中斷裂；在濕度為70%時，纖維經(jīng)0.5～10min就斷裂，而且磨去層的數(shù)值從0.02μm；增加到0.2μm。

纖維涂上憎水性涂層，不僅可以保護纖維表面免受水分作用，而且可以防止纖維表面免受磨損材料的機械作用。

對玻璃纖維及其制品的耐磨性， 目前研究得很不夠，但由于玻璃纖維已經(jīng)應(yīng)用于日常生活方面，所以這個問題具有非常重大釣意義。填補這個空白點是當(dāng)前的一項迫切任務(wù)。

纖維及其制品在加工和實際使用過程中，會由于不斷經(jīng)受摩擦而引起磨損，而纖維的耐磨性就是指纖維耐受外力磨損的性能。

纖維的耐磨性與其紡織制品的堅牢度密切相關(guān)。耐磨性的優(yōu)劣是衣著用織物服用性能的一項重要指標(biāo)。纖維的耐磨性與纖維的大分子結(jié)構(gòu)、超分子結(jié)構(gòu)、斷裂伸長率、彈性等因素有關(guān)。一般說來，分子主鏈鍵能高，分子鏈柔曲性好，聚合度高，取向度高，結(jié)晶度適當(dāng)，結(jié)晶顆粒較細且均勻，纖維的玻璃化溫度在使用溫度附近，耐磨性能較好。同時從纖維性能方面看，纖維表層硬度高，拉伸急彈性回復(fù)率高。拉伸斷裂比功大，恢復(fù)功系數(shù)高時，耐磨性能較好。另外，磨損過程中溫濕度、試樣張力、磨料種類等，都對纖維的耐磨性能有影響。

常見纖維耐磨性高低的順序如下：

錦綸→丙綸→維綸→乙綸→滌綸→腈綸→氯綸→毛→絲→棉→麻→富強纖維→銅氨纖維→粘膠纖維→醋酯纖維→玻璃纖維。 2100433B

耐磨性是大部分材料，包括紡織材料磨損的主要原因之一。玻璃纖維制品在紡織加工和使用過程中也要經(jīng)受磨損。玻璃纖維由于磨損而損壞的情況是很多的。雖然如此，一般對玻璃纖維的磨損過程以及耐磨性同各種不同因素的關(guān)系卻研究得很少。

脆性物體在磨損時，由于研磨而磨去了物體的表面層。耐磨性通常是根據(jù)磨去物質(zhì)的數(shù)量或單位時間內(nèi)磨去層的厚度來判定的。但這樣來評定細纖維的耐磨性非常困難，因為測定少量磨去的玻璃或磨去層的厚度會帶來很大的誤差。A.Φ.扎克和Ю.п.曼科測定了把纖維磨損到完全破壞所耗去的時間。這種評價具有很大的實際意義。它提供了在不同條件下判定纖維磨損情況的可能性。

紡織制品中的檄維材料在使用過程中，不斷的受摩擦作用直到損壞；耐磨性的大小，可以決定纖維材料及其制品的使用性能。耐磨性高的纖維制品使用性能也好。如將耐磨性低的纖維與耐磨性高的纖維混紡，可以使制品的耐磨性大大提高，從而提高其使用價值。例如在粘膠纖維中加入15%卡普綸纖維，用這種混紡紗制成的襪子，其耐磨性比純粘膠紗所制的可增加一倍。纖維的耐磨性主要決定于下列因素：

1．纖維的化學(xué)性能；

2．纖維的結(jié)構(gòu)，特別是大分子的定向度；

3．后處理的條件和所用試劑的特性；

4．單纖維支數(shù)。

必須注意，纖維的耐磨性試驗的結(jié)果，常受所用試驗方法和條件的影響，如使用的儀器、速度、摩擦面的特性、纖維張力、所施壓力、試樣接觸大小、纖維濕度以及其他因素，都會影響試驗所得的結(jié)果。其次，試驗必須在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度條件下進行，才有比較的價值。對纖維耐磨性的測定，迄今尚無標(biāo)準(zhǔn)的方法，且實際使用中的摩擦情況也不一樣，因此所得的結(jié)果僅具相對性的比較意義。

特性

耐磨性abrasion resistance又稱耐磨耗性。材料的耐磨損性能，用磨耗量或耐磨指數(shù)表示。耐磨性幾乎和材料所有性能都有關(guān)系，而且在不同磨耗機理條件下，為提高耐磨性對材料性能亦有不同要求。由于摩擦材料和試驗條件各不相同，可用磨耗指數(shù)表示或由用磨耗試驗機在規(guī)定條件下進行試驗所測得的材料減量Cg}}rr}0)或其倒數(shù)表示，耐磨性是摩擦磨損試驗中的一個測量參量。涂料止業(yè)件，指涂層對摩擦機械作用的抵抗能力。實際上是涂層的硬度、附著力和內(nèi)聚力綜合效應(yīng)的體現(xiàn)。在條件相同的情況下，涂層耐磨性優(yōu)于金屬材料，因其有豁彈性效應(yīng)，可把能量緩沖、吸收和釋放掉。通常用涂膜耐磨儀測定耐磨性。在一定的負載下，涂膜用橡膠砂輪經(jīng)規(guī)定的轉(zhuǎn)數(shù)打磨后，求得涂膜的失重量，以克表示。紙經(jīng)受橡皮、砂紙和類似物體摩擦作]J-Il時的耐久性也稱耐磨性。表征紙的表面硬度。這種性質(zhì)通過在規(guī)定的負荷和移動速率下，以標(biāo)準(zhǔn)摩擦材料摩擦紙時，紙的重量損失率來表示。某些希望有表面硬度的紙如箱板紙和書寫紙，一般要用淀粉或膠料進行表面處理。 2100433B