織物脹破強(qiáng)度儀實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備條件
織物脹破強(qiáng)度儀實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備條件，為了保證紡織品能夠進(jìn)行正常的生產(chǎn)和使用，織物必須具有一定的力學(xué)性能，脹破性能試驗(yàn)就是表征織物綜合力學(xué)性能的有效方法之一。目前，脹破性能在國內(nèi)毛針織品性能測(cè)試中得到了廣泛應(yīng)用，但實(shí)際上脹破性能也適用于各類針織物、機(jī)織物、非織造布和層壓織物等。脹破性能測(cè)試設(shè)備根據(jù)力傳導(dǎo)介質(zhì)不同分為氣壓型和液壓型，由于氣壓型設(shè)備在測(cè)試壓力較大時(shí)氣體介質(zhì)易被壓縮，增加了測(cè)試結(jié)果的校正難度，因此液壓型測(cè)試設(shè)備具有更廣的使用范圍。
本文將依據(jù)GB／T7742．1—2005《紡織品織物脹破性能第1部分：脹破強(qiáng)力和脹破擴(kuò)張度的測(cè)定液壓法》，重點(diǎn)研究使用液壓型測(cè)試設(shè)備時(shí)，試驗(yàn)條件對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“脹破強(qiáng)力”的提法與含義有一定偏差，“力”的單位應(yīng)為N，而該標(biāo)準(zhǔn)中“脹破強(qiáng)力”的單位為kPa，為避免理解上的偏差，本文將用“脹破強(qiáng)度”替代。
一、試驗(yàn)
1．1儀器
SDLAtlasM229型脹破儀，試驗(yàn)面積(有效膜片面積)7．3、10．0、50．0cm2，由于100cm2脹破時(shí)間較長且僅能脹破少數(shù)低延展性試樣，因此本文研究未采用該面積。
1．2原理
將試樣夾持在橡膠膜片上方，勻速增加液體體積，使液體壓迫膜片膨脹，頂破試樣，試樣的脹破強(qiáng)力為液體壓強(qiáng)與膜片彈性強(qiáng)度的差值。
1．3試驗(yàn)步驟
①將樣品在標(biāo)準(zhǔn)大氣下調(diào)濕，取適合試驗(yàn)面積大小的代表性試樣，每次測(cè)試取3個(gè)平行樣。
②選擇合適試驗(yàn)面積的膜片，調(diào)節(jié)液壓速度，使脹破時(shí)間控制在合理范圍內(nèi)。
③裝載試樣到膜片上，使試樣處于無壓狀態(tài)。
④將設(shè)備調(diào)零后啟動(dòng)，記錄脹破速度、時(shí)間、高度和強(qiáng)力，計(jì)算平均值。
二、結(jié)果與討論
2．1試驗(yàn)面積
在脹破試驗(yàn)中，試驗(yàn)面積越大樣品受力面積也越大，織物上受力紗線的數(shù)量也增多。表1為脹破時(shí)間在18～25S范圍內(nèi)，不同試驗(yàn)面積下的脹破強(qiáng)度。由表1可以看出，隨著試驗(yàn)面積增大，各類型試樣的脹破強(qiáng)度明顯減小，本文以梭織物為例分析原因。當(dāng)梭織物受力面積增大4倍時(shí)，織物受力部位的直徑增大2倍，受力經(jīng)緯紗線數(shù)量也增大2倍。由于受力紗線數(shù)量相對(duì)受力面積減少，而單紗強(qiáng)力不變，因而導(dǎo)致脹破強(qiáng)度相對(duì)變小。實(shí)際上，脹破的力值等于脹破強(qiáng)度和受力面積的乘積，從表1數(shù)據(jù)可以估算出，脹破的力值是隨試驗(yàn)面積增大而增大的，可見雖然強(qiáng)度減小而力值卻增大。
脹破強(qiáng)度與試驗(yàn)面積理論上應(yīng)呈反比關(guān)系，但實(shí)際情況下，紗線節(jié)點(diǎn)會(huì)有相當(dāng)大的摩擦力，且試驗(yàn)面積與受力面積不等，因此，其反比關(guān)系有所減弱。從表1可以看出，試驗(yàn)面積7．3cm2與50．0cm2相比，各試樣的脹破強(qiáng)度約為3倍左右的關(guān)系；
10．0cm2與50．0cm2相比，各試樣的脹破強(qiáng)度約為2倍多的關(guān)系。試驗(yàn)者可從某一試驗(yàn)面積的結(jié)果中初步估計(jì)其他面積的結(jié)果。
2．2脹破時(shí)間
脹破時(shí)間是指脹破過程所需要的時(shí)間，GB／T7742．1—2005對(duì)脹破時(shí)間有明確規(guī)定，但儀器無法設(shè)置脹破時(shí)間，因此要通過對(duì)脹破速度的控制來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的脹破時(shí)間。圖1為脹破面積為7．3cm2時(shí)，3種試樣的脹破速度與脹破時(shí)間的關(guān)系。從圖1可以看出，脹破時(shí)間與脹破速度并非線性關(guān)系，這是由織物內(nèi)部的非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系所導(dǎo)致的。對(duì)于不同織物，脹破速度對(duì)應(yīng)脹破時(shí)間的變化速度不同，但總體趨勢(shì)上都是隨脹破速度的增加脹破時(shí)間減少，且在較小范圍內(nèi)，脹破速度和脹破時(shí)間具有一定的線性關(guān)系。因此，調(diào)整脹破時(shí)間時(shí)，可通過第1次測(cè)試的結(jié)果推斷出所希望的脹破時(shí)間。
2．3脹破速度
脹破速度是脹破試驗(yàn)中加壓液體體積增加的速率，GB／T7742．I一2005要求脹破時(shí)間為(20±5)s內(nèi)，經(jīng)2．2分析可知，這實(shí)際上是規(guī)定了脹破速度應(yīng)處于一定范圍，可見脹破速度對(duì)測(cè)試結(jié)果有一定影響。本文試驗(yàn)對(duì)6組試樣進(jìn)行了測(cè)試，試驗(yàn)面積為7．3em2，結(jié)果如表2所示。由表2可以看出，脹破強(qiáng)度隨脹破速度提高而增大，但強(qiáng)度變化明顯小于速度變化，且不同試樣對(duì)脹破速度的敏感程度不同?？梢酝茢?，在脹破速度小幅變化時(shí)對(duì)測(cè)試結(jié)果影響較小，但在結(jié)果處于合格評(píng)定極應(yīng)考慮此方面影響。
2．4變異系數(shù)
CV值表示測(cè)試結(jié)果的離散程度，為測(cè)試結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差與均值的百分比。均勻試樣的CV值也可反映出測(cè)試方法的精密度。本文試驗(yàn)取3種均勻試樣做10次重復(fù)性測(cè)試，結(jié)果如表3所示。由表3可見，對(duì)于均勻試樣，不同類型織物的CV值無明顯差別，且CV值較小說明該測(cè)試方法具有較好的精密度。
3結(jié)論
本文研究表明：脹破強(qiáng)度隨試驗(yàn)面積增大而減小，對(duì)測(cè)試結(jié)果有明顯影響；脹破時(shí)間隨脹破速度增大而減少，可通過初次測(cè)試結(jié)果對(duì)脹破時(shí)間作出有效調(diào)整；脹破速度小幅變化時(shí)對(duì)測(cè)試結(jié)果影響較小，但也不能忽略；該測(cè)試方法精密度較好，均勻性樣品的變異系數(shù)較小。
GB／T7742．1—2005《紡織品織物脹破性能第1部分脹破強(qiáng)力和脹破擴(kuò)張度的測(cè)液壓法》推薦的試驗(yàn)面積為50cm2，而其舊版本GB／T7742--1987(紡織品脹破強(qiáng)度和脹破擴(kuò)張度的測(cè)定彈性膜片法》推薦的試驗(yàn)面積為7．3cm2和100cm2，纖檢機(jī)構(gòu)原常用7．3cm2的試驗(yàn)面積，這造成了測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)更新后產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)不再適用，舊標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試合格的產(chǎn)品很可能在新標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中不合格。這需要纖檢機(jī)構(gòu)在試驗(yàn)面積方面達(dá)成共識(shí)，或?qū)ο鄳?yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)作出修訂。
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