纱线强力的构成和断裂机理

分析纱线的断裂过程可知，纱线断裂是由一部分纤维断裂或滑脱而引起的。
短纤维纺成的细纱，任意截面所握持的纤维，沿纱轴方向伸出的长度形成一定的分布。在这些纤维中，向两端轴向伸出的较长纤维，其两端被纱中其他纤维抱合和握持，当纤维间的摩擦力大于该纤维的断裂强力时，则纱线被拉伸时，这部分纤维只能被拉断；而沿此截面向两端伸出的较短纤维，纤维间的摩擦力较小，当摩擦力小于该纤维的断裂强力时，则纱线被拉伸时，这部分纤维将会从纱中抽拔出来而成为滑脱纤维。当纤维间的摩擦力恰好等于纤维的断裂强力时，纤维之间的接触长度，通常称为“滑脱长度”，用L_c表示。
当纱线开始受拉伸时，由于外层纤维所受的张力大于内层，又由于外层纤维的螺旋角大于内层，所以纤维张力在纱线轴向的有效分力外层小于内层。因此，在纱线拉伸的初始阶段，最容易断裂的是最外层的纤维。在纱线继续拉伸的过程中，单纱外层纤维中小于2L_c的短纤维被抽拔滑脱，大于2L_c的长纤维受到最紧张的拉伸，当这些纤维受力达到断裂强力时，将逐步断裂。外层纤维断裂后，纱条中承受外力的纤维根数减少，纱中由外向内的第二层纤维的张力增加，又由于外层纤维滑脱和断裂后，解除了对内层纤维的抱合压力，内层纤维间的抱合力和摩擦力迅速减小，造成更多纤维滑脱；未滑脱的纤维因为要承受更大的张力，因而被拉断。如此直至纱线完全解体。这样被拉断的纱线因有大量纤维因滑脱而被从纱中抽拔出来，其断口极不整齐，类似毛笔头的形状。
% M, R2 Y8 }( T

" U, I/ J* b: C. B+ H+ n- Q综上所述，纱中纤维之所以断裂，主要是因为断面纤维根数少、断面处单根纤维强力低、断面处单根纤维强力不匀率大；纱中纤维之所以滑脱，主要是因为纤维长度短、短绒集聚、纤维卷曲少、纤维柔软度差、纤维之间抱合力差。
8 L& J* P3 \! b# g2 r( d由纱线的断裂机理可知，纱线的强力并不是纱内各根单纤维强力之和，而是由两部分组成的，一部分是断裂纤维的强力之和，另一部分是滑脱纤维的滑动摩擦力之和。设Q为全部断裂纤维所构成的部分强力，F为全部滑脱纤维所构成的部分强力，P为纱线强力。则可得到下面的计算式。
P=Q+F
6 t8 a8 @/ d6 e9 s6 v1 W* n由上式可以看到，要提高纱线强力，首先要选用强力高的纤维材料。但是，对于同一原料的纱线来说，应该设法提高Q，减少F，就是说，应增加纱线断裂时断裂纤维的根数、减少滑脱纤维根数，即提高纤维强力利用系数。
' V7 Y$ B5 b/ W要减少滑脱纤维的数量，提高纱线强力，必须从以下两个方面入手。
（1）提高纤维长度，使纤维长度L﹥2L_c。
4 N+ M' h, \" X" t6 |（2）提高纱线中纤维间的抱合力和摩擦力。这可从增大纱线捻度、提高纱线中纤维平行伸直度、提高纤维线密度，即增加纤维间接触面积来达到。