摘要：牦牛尾毛经济价值高，是制作装饰品、假发和须髯等的理想用料。在以牦牛尾毛为原料的纺织过程中，会出现用拉伸细化技术进行处理的情况，同时也有在干湿不同条件下进行加工的情况，其拉伸力学性能及其随湿度的变化对纺织有一定影响。本实验通过使用微力材料试验机测出牦牛尾毛在干湿不同条件下的杨氏模量、屈服应力，分析得出浸水后的牦牛尾毛与干燥的牦牛尾毛相比，其单轴拉伸性能有较明显下降，变得更软、更易被拉断。
关键词：牦牛尾毛；微力材料试验机；杨氏模量；屈服应力；拉伸强度
1.引言
牦牛毛指构成牦牛毛被的粗毛和绒毛，是特种动物毛的一种。牦牛毛的毛髓少，且毛髓小，强度和伸长度好，是现代纺织加工业中毛纺原料之一。牦牛毛多为黑色、黑褐色或杂有白色，不利染色。牦牛尾毛经济价值高是制作装饰品、假发和须髯等的理想用料。[1]我国每年生产的数十万吨牦牛毛中，绝大部分是粗长纤维，可纺性差，拉伸细化技术可将牦牛毛纤维变细拉长，能改善刚度和减小细度,其应用范围和经济价值均能有所提高。[2]
本实验对牦牛尾毛的单轴拉伸力学性能进行研究，探究在干湿不同的条件下其力学的拉伸性质的差别，分别测出干湿条件下的杨氏模量，屈服应力和拉伸强度，得出湿度对其力学性质的影响，能对相关产品的生产实践活动、改进和使用提供一定帮助和参考。
2.研究方法
2.1实验基本原理
2.3实验步骤
（1）生物材料个体差异大，选10根牦牛尾毛使实验结果具有普遍性。
（2）用刻度尺从粗的一端量出6cm和7cm的连续两段从中间并剪开，分别两组的实验材料，以保证两段粗细均匀且拉伸性能一致。
（3）放入水中浸泡4小时，来确保材料完全浸润。
（4）使上端的砂纸下沿与上夹具下沿重合，下端同理。
（5）用手将夹具轻轻捏住再闭合夹具，减少夹具闭合的冲击碰撞造成材料损伤。
（6）在进行湿组实验前，将从水中捞出的牦牛尾毛放在吸水纸上将表面的水去除再进行实验操作，来防止实验时牦牛尾毛打滑。
2.4实验数据处理
牦牛尾毛直径d
由螺旋测微仪测得，每组在干组下端（即干组与湿组的中间部分）测3次取平均值作为两组牦牛尾毛的直径，具体数据如下。
表1牦牛尾毛直径数据表
表2干组实验数据
在图像的线性部分为材料的弹性阶段的应力应变曲线，其斜率为杨氏模量E。
干组：5.84GPa±1.19GPa
湿组：4.29GPa±0.96GPa
表3 湿组实验数据
3.2屈服应力σy
屈服应力有两种算法：①对绘出曲线进行分析，在曲线结束弹性阶段进入屈服阶段时出现的峰值所对应的应力即为需计算的屈服应力②对于未出现峰值的数据，将开始时弹性阶段的线性部分平移0.2%与所得的应力应变曲线的交点所对应的应力的值即为需计算的屈服应力。本次实验大多未出现峰值，因此本实验采用第二种算法。
干组：95.33MPa±18.07MPa
湿组：70.39MPa±14.70MPa
图4湿组stress-strain曲线
3.3拉伸强度σb
绘出曲线中应力的最大值即为拉伸强度。对于不是从中间断开而是从夹子处断裂的几次实验，由于在使用夹子夹住牦牛尾毛时使用了砂纸，可能对材料造成损伤导致材料过早断裂，因此本次实验所测得的拉伸强度比实际值小。
3.4实验结论
对实验数据进行分析，与干组相比，湿组的杨氏模量、屈服应力均有不同程度的降低。其中杨氏模量，湿组相较于干组降低1.5GPa左右，说明浸水后的牦牛尾毛变得更软，屈服应力湿组相较于干组降低25MPa左右，说明浸水后的牦牛尾毛更易被拉断。
牦牛尾毛的拉伸性能，如它能承受多大的拉力、会发生多大的形变，对于用牦牛尾毛制造产品的生产实践活动有着较重要的参考意义，同时在现实生活中，由牦牛尾毛所制成的产品常常在不同环境下使用。它在受力伸长时所表现的力学性质也与环境条件相关联，在湿度不同的环境下，牦牛尾毛的拉伸性会发生改变。此结果能对以牦牛尾毛为原料的纺织品提供一些参考。在其生产过程中要注意浸水后，其拉伸强度会下降，所能承受的拉力降低。在保存此类纺织品时，要避免受潮导致其性能劣化。
参考文献
[1]王娟,刘洪玲,于伟东.牦牛毛拉伸改性研究初探[J].毛纺科技,2004(8):44-47.
[2]刘健,胡玉波,于伟东.牦牛尾毛纤维基本形态及皮质细胞结构的表征[J].纺织学报,2009,30(10):41-47.
作者简介
崔祥（2001-），男，汉族，目前就读于新疆乌鲁木齐市第八中学。
论文作者:崔祥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/3/13
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