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技术文章 |
纺织品胀破性能试验条件分析
作者: 来源: 阅读: 时间:2017-08-16 14:24 字体:[  复制 

  为了保证纺织品能够进行正常的生产和使用,织物必须具有一定的力学性能,胀破性能试验就是表征织物综合力学性能的有效方法之一。目前,胀破性能在国内毛针织品性能测试中得到了广泛应用,但实际上胀破性能也适用于各类针织物、机织物、非织造布和层压织物等。胀破性能测试设备根据力传导介质不同分为气压型和液压型,由于气压型设备在测试压力较大时气体介质易被压缩,增加了测试结果的校正难度,因此液压型测试设备具有更广的使用范围。本文将依据 GB / T 7742. 1—2005《纺织品 织物胀破性能 第 1 部分:胀 破强力和胀破扩张度的测定 液压法》,重点研究使用液压型测试设备时,试验条件对测试结果的影响。该标准对“胀破强力”的提法与含义有一定偏差,“力”的单位应为 N,而该标准中“胀破强力 ”的单位为 kPa,为避免理解上的偏差,本文将用“胀破强度”替代。


  1  试验

  1.1  仪器
  SDL Atlas M229 型胀破仪,试验面积( 有效膜片面积 ) 7. 3、10. 0、50. 0 cm2 ,由于 100 cm2  胀破时间较长且仅能胀破少数低延展性试样,因此本文研究未采用该面积。

  1. 2原理

  将试样夹持在橡胶膜片上方,匀速增加液体体积,使液体压迫膜片膨胀,顶破试样,试样的胀破强力为液体压强与膜片弹性强度的差值。

  1.3  试验步骤

  ①将样品在标准大气下调湿,取适合试验面积大小的代表性试样,每次测试取 3 个平行样。
  ②选择合适试验面积的膜片,调节液压速度,使胀破时间控制在合理范围内。
  ③装载试样到膜片上,使试样处于无压状态。
  ④将设备调零后启动,记录胀破速度、时间、高度和强力,计算平均值。

  2结果与讨论

  2.1  试验面积

  在胀破试验中,试验面积越大样品受力面积也越大,织物上受力纱线的数量也增多。表 1 为胀破时间在 18 ~ 25 s 范围内,不同试验面积下的胀破强度。由表 1 可以看出,随着试验面积增大,各类型试样的胀破强度明显减小,本文以梭织物为例分析原因。当梭织物受力面积增大 4 倍时,织物受力部位的直径增大 2 倍,受力经纬纱线数量也增大 2 倍。由于受力纱线数量相对受力面积减少,而单纱强力不变,因而导致胀破强度相对变小。实际上,胀破的力值等于胀破强度和受力面积的乘积,从表 1 数据可以估算出,胀破的力值是随试验面积增大而增大的,可见虽然强度减小而力值却增大。

2-1.png


  胀破强度与试验面积理论上应呈反比关系,但实际情况下,纱线节点会有相当大的摩擦力,且试验面积与受力面积不等,因此,其反比关系有所减弱。从表 1 可以看出,试验面积 7. 3 cm2 与 50. 0 cm2 相比,各 试 样 的 胀 破 强 度 约 为 3 倍 左 右 的 关 系; 10. 0 cm2 与 50. 0 cm2 相比,各试样的胀破强度约为2 倍多的关系。试验者可从某一试验面积的结果中初步估计其他面积的结果。

  2. 2胀破时间

  胀破时间是指胀破过程所需要的时间,GB / T7742. 1—2005 对胀破时间有明确规定,但仪器无法设置胀破时间,因此要通过对胀破速度的控制来实现规定的胀破时间。图 1 为胀破面积为 7. 3 cm2时,3 种试样的胀破速度与胀破时间的关系。从图 1可以看出,胀破时间与胀破速度并非线性关系,这是由织物内部的非线性应力应变关系所导致的。对于不同织物,胀破速度对应胀破时间的变化速度不同,但总体趋势上都是随胀破速度的增加胀破时间减少,且在较小范围内,胀破速度和胀破时间具有一定的线性关系。因此,调整胀破时间时,可通过第 1 次测试的结果推断出所希望的胀破时间。

2-4.png  

  1.3  胀破速度
  胀破速度是胀破试验中加压液体体积增加的速率,GB / T 7742. 1—2005 要求胀破时间为 ( 20 ± 5 ) s内,经 2. 2 分析可知,这实际上是规定了胀破速度应处于一定范围,可见胀破速度对测试结果有一定影响。本文试验对 6 组试样进行了测试,试验面积为 7. 3 cm2 ,结果如表 2 所示。由表 2 可以看出,胀破强度随胀破速度提高而增大,但强度变化明显小于速度变化,且不同试样对胀破速度的敏感程度不同。可以推断,在胀破速度小幅变化时对测试结果影响较小,但在结果处于合格评定极限时应考虑此方面影响。

2-2.png

 
  2. 4变异系数

  CV 值表示测试结果的离散程度,为测试结果标准差与均值的百分比。均匀试样的 CV 值也可反映出测试方法的精密度。本文试验取 3 种均匀试样做10次重复性测试,结果如表3所示。

2-3.png


  本文研究表明:胀破强度随试验面积增大而减小,对测试结果有明显影响;胀破时间随胀破速度增大而减少,可通过初次测试结果对胀破时间作出有效调整;胀破速度小幅变化时对测试结果影响较小,但也不能忽略;该测试方法精密度较好,均匀性样品的变异系数较小。

  GB / T 7742. 1—2005《纺织品 织物胀破性能第 1部分 胀破强力和胀破扩张度的测液压法》推荐的 试 验 面 积 为 50 cm2 ,而 其 旧 版 本 GB / T 7742—1987《纺织品 胀破强度和胀破扩张度的测定弹 性 膜 片 法》推 荐 的 试 验 面 积 为 7. 3 cm2 和 100 cm2 ,纤检机构原常用 7. 3 cm2 的试验面积,这造成了测试方法标准更新后产品标准的指标不再适用,旧标准测试合格的产品很可能在新标准测试中不合格,这需要纤检机构在试验面积方面达成共识,或对相应的产品标准作出修订。

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