紗線強力的構成和斷裂機理

分析紗線的斷裂過程可知，紗線斷裂是由一部分纖維斷裂或滑脫而引起的。
短纖維紡成的細紗，任意截面所握持的纖維，沿紗軸方向伸出的長度形成一定的分布。在這些纖維中，向兩端軸向伸出的較長纖維，其兩端被紗中其他纖維抱合和握持，當纖維間的摩擦力大于該纖維的斷裂強力時，則紗線被拉伸時，這部分纖維只能被拉斷；而沿此截面向兩端伸出的較短纖維，纖維間的摩擦力較小，當摩擦力小于該纖維的斷裂強力時，則紗線被拉伸時，這部分纖維將會從紗中抽拔出來而成為滑脫纖維。當纖維間的摩擦力恰好等于纖維的斷裂強力時，纖維之間的接觸長度，通常稱為“滑脫長度”，用L_c表示。
8 o! O. E7 m0 a; s; j; j; `2 y+ R當紗線開始受拉伸時，由于外層纖維所受的張力大于內層，又由于外層纖維的螺旋角大于內層，所以纖維張力在紗線軸向的有效分力外層小于內層。因此，在紗線拉伸的初始階段，最容易斷裂的是最外層的纖維。在紗線繼續拉伸的過程中，單紗外層纖維中小于2L_c的短纖維被抽拔滑脫，大于2L_c的長纖維受到最緊張的拉伸，當這些纖維受力達到斷裂強力時，將逐步斷裂。外層纖維斷裂后，紗條中承受外力的纖維根數減少，紗中由外向內的第二層纖維的張力增加，又由于外層纖維滑脫和斷裂后，解除了對內層纖維的抱合壓力，內層纖維間的抱合力和摩擦力迅速減小，造成更多纖維滑脫；未滑脫的纖維因為要承受更大的張力，因而被拉斷。如此直至紗線完全解體。這樣被拉斷的紗線因有大量纖維因滑脫而被從紗中抽拔出來，其斷口極不整齊，類似毛筆頭的形狀。
$ x- c( P3 A, w/ h! P5 g. t% t9 N; b

綜上所述，紗中纖維之所以斷裂，主要是因為斷面纖維根數少、斷面處單根纖維強力低、斷面處單根纖維強力不勻率大；紗中纖維之所以滑脫，主要是因為纖維長度短、短絨集聚、纖維卷曲少、纖維柔軟度差、纖維之間抱合力差。
8 r5 z8 f7 Y( p2 \" u" r由紗線的斷裂機理可知，紗線的強力并不是紗內各根單纖維強力之和，而是由兩部分組成的，一部分是斷裂纖維的強力之和，另一部分是滑脫纖維的滑動摩擦力之和。設Q為全部斷裂纖維所構成的部分強力，F為全部滑脫纖維所構成的部分強力，P為紗線強力。則可得到下面的計算式。
9 z0 W3 J' H8 Z1 wP=Q+F
) a/ T! I* H6 F由上式可以看到，要提高紗線強力，首先要選用強力高的纖維材料。但是，對于同一原料的紗線來說，應該設法提高Q，減少F，就是說，應增加紗線斷裂時斷裂纖維的根數、減少滑脫纖維根數，即提高纖維強力利用系數。
% U" ?. l8 I1 Z5 x! G要減少滑脫纖維的數量，提高紗線強力，必須從以下兩個方面入手。
6 `' q, m5 I% {2 H6 b, Y8 T- P（1）提高纖維長度，使纖維長度L﹥2L_c。
0 a3 p" B3 J0 Y8 m9 ^（2）提高紗線中纖維間的抱合力和摩擦力。這可從增大紗線捻度、提高紗線中纖維平行伸直度、提高纖維線密度，即增加纖維間接觸面積來達到。