1、第六章第六章 纖維的表面性質纖維的表面性質 纖維的表面性狀是構筑纖維集合體的客觀基礎。 纖維的表面是外力，光、熱輻射，電磁和液、汽體作用的直達部位和主要載體。 纖維表面同時也是發生老化、破壞、產生缺陷的主體。 第一節第一節 纖維表面的內涵纖維表面的內涵 一、表面的基本概念一、表面的基本概念 纖維表面的表達與物理或物理化學所述表面一致，包括表面結構、表面性質和表面狀態。 1. 纖維表面的定義纖維表面的定義 所謂纖維表面是指纖維表層0.55nm內的組成、結構和其亞微米尺度及其以下的表觀形態。顯然，是微尺度（micro-scale），確切地說是形態亞微米尺度（submicro-scale）、厚度納米

2、尺度（nanoscale）和分子尺度（molecular scale）。表層厚度 表面輪廓粒子 2. 表面能表面能 所謂表面能，又稱表面自由能，是指形成單位面積表面所消耗的功。 為表面張力A(W=F l)F肥皂液膜lL液體表面增大所作的功液體表面增大所作的功 LFlLlFAWE 二、纖維表面涉及的內容二、纖維表面涉及的內容 纖維表面主要涉及表面結構、表面性質。 1. 纖維表面結構內涵纖維表面結構內涵 纖維表面結構包括要素：表面厚度、表面形態、表面組成和表面結構。 表面形態是表層的外輪廓，同樣是微尺度的，但跨度較大，在原子尺度亞微米尺度范圍內，如掃描隧道電子顯微鏡STM（Scanning tun

3、neling microscope）或原子力顯微鏡AFM（Atomic force microscope）所看到的表面原子排列輪廓， 表面原子像 羊毛 兔毛 2. 纖維表面所涉及的基本物理性質纖維表面所涉及的基本物理性質 纖維表面性質主要涉及人們所熟悉的摩擦性質，；浸潤性質。還有纖維表面的熱學、光學、電學性質，以及表面缺陷引起的力學性質劣化等。 第二節 纖維的摩擦性質 一、 基本指標：（一）、切向阻力 (cN)F= f N= F1 + F2 （二）、摩擦系數 = F2 /N ( 靜摩擦系數s,動摩擦系數D ) （三）、抱合力 F1（四）、切向阻抗系數f （五）、抱合系數h h= F1 /l (

4、cN/mm) （六）、抱合長度Lh Lh =(F1 /Nt)1000 (m) Lh =F1NmNFf1 二、 影響摩擦的因素：（一）法向壓力（或張力） 切向阻力的增加率不隨正壓力上升成等比例增加，但切向阻力是增加的。切向阻抗系數隨法向壓力的增加而下降，逐漸趨于一定值。cbNaNFcNbaNFf1/ （二）溫、濕度在通常情況下切向阻抗系數隨溫度的上升而降低，但在90以上的高溫情況下切向阻抗系數卻上升。 切向阻抗系數隨相對濕度的增加而增加，出現液態水時有一個下跳。 （三）表面潤滑劑狀況纖維表面潤滑情況對摩擦力影響很大，為了減少摩擦纖維表面常涂一些潤滑劑（毛有和毛油，化纖有化纖油劑，棉有天然棉臘等）

5、。潤滑劑的粘滯系數和滑動速度構成對摩擦力的影響 . （四）表觀接觸面積的影響 式中，為與粗糙度和材料硬度相關的常數。ANF （五）表面粗糙度物理表面的粗糙程度對摩擦性狀影響很大，因為摩擦力是由于兩物體間接觸產生的，所以摩擦力的大小與接觸表面的情況有關.粗糙度r摩擦系數O硬體軟體 （六）相對滑移速度的影響 靜摩擦力FS大于動摩擦力FD，滑動速度對切向阻力的影響規律如圖vOSD流體潤滑邊界潤滑大多測試段 粘滑現象粘滑現象 纖維間相對低速滑移時，會發生時而保持不動（粘），纖維產生變形或同向移動；時而又相對快速滑移（滑），這種現象稱為粘滑（stickslip）現象。 FSFFDxO(FS,FD)v下移

6、動板上滑動塊F彈簧(a)(b)粘滑過程及摩擦力曲線粘滑過程及摩擦力曲線 “粘滑現象”具有下列特征：切向阻力值的波動范圍隨速度增加而縮小即粘滑現象變小， 當滑動速度0.1m/min時, “粘滑現象” 消失 纖維受的張力越大粘滑現象越嚴重。纖維動、靜摩擦系數差異越大，粘滑現象越大。 T=75gT=50gT=25g80100604020010-410-310-210-1100101102滑移速度(m/min)摩擦力(g) 三、 摩擦抱合的測定方法簡介具體的測量方法很多，大致可分為三類。（1）絞盤法 測量單纖維在纖維或其他物體（如金屬的，陶瓷的，橡膠）上產生相對運動（剛開始運動時，即靜摩擦，或保持恒定速度運動時，即動摩擦）所需的力。這類方法中最常用的是絞盤法，用歐拉公式可計算出摩擦系數。FT1T0mm(a)絞盤法機構(b)絞盤法原理T0T1dSdTT+dTR （2）抽拔法 不加壓可測量纖維的抱合力。若在纖維束側向加一壓力，則可測纖維的切向阻力。 F0f(F