織物脹破強(qiáng)力測試方法介紹

    織物脹破強(qiáng)力測試方法介紹，頂破強(qiáng)力或脹破強(qiáng)力的測試方法主要有三種：脹破法、彈子頂破法和鋼球法。
    國外如美國、日本、韓國、加拿大、澳大利亞等采用脹破法測試。

    一、測試標(biāo)準(zhǔn)
    我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7742部分和第二部分分別規(guī)定了織物脹破強(qiáng)力測試的兩種方法：液壓法和氣壓法，同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)等效采用ISO13938.1和ISO13938.2標(biāo)準(zhǔn)。另外，常用的標(biāo)準(zhǔn)還有ASTMD3786，其規(guī)定了織物的脹破性能的測試方法，包括手動(dòng)和電動(dòng)液壓測試儀和氣動(dòng)測試儀的操作方法。在實(shí)際檢測中，采用液壓法測試較氣壓法測試織物的脹破性能更加廣泛。
    采用不同的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)條件上稍微有些不同。在采用液壓法測試時(shí)，GB/T7742.1和ISO13938.1規(guī)定，測試面積可建議為50mm2，加壓速率恒定在100-12500px3/min之間，或者通過預(yù)實(shí)驗(yàn)，采用保證織物在20s左右被脹破的加壓速率；而ASTMD3786規(guī)定的測試面積建議為125mm3，加壓速率為95±5ml/min。

    二、測試原理
    織物脹破性能測試時(shí)，是將試樣夾持在可延伸的膜片上，在膜片下面施加壓力（手動(dòng)液體加壓，電動(dòng)液體加壓或氣體加壓等），使膜片和試樣膨脹，以恒定的速度增加壓力，直到試樣破裂，測得脹破強(qiáng)力或脹破擴(kuò)張度。

    三、測試方法
    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。

    四、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。對于不同織物，脹破速度對應(yīng)脹破時(shí)間的變化速度不同，但總體趨勢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，可見脹破速度對測試結(jié)果有一定影響。本文試驗(yàn)對6組試樣進(jìn)行了測試，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，且不同試樣對脹破速度的敏感程度不同。可以推斷，在脹破速度小幅變化時(shí)對測試結(jié)果影響較小，但在結(jié)果處于合格評定極應(yīng)考慮此方面影響。
    2．4變異系數(shù)
    CV值表示測試結(jié)果的離散程度，為測試結(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)性測試，結(jié)果如表3所示。由表3可見，對于均勻試樣，不同類型織物的CV值無明顯差別，且CV值較小說明該測試方法具有較好的精密度。

    五、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，對測試結(jié)果有明顯影響；脹破時(shí)間隨脹破速度增大而減少，可通過初次測試結(jié)果對脹破時(shí)間作出有效調(diào)整；脹破速度小幅變化時(shí)對測試結(jié)果影響較小，但也不能忽略；該測試方法精密度較好，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)測試合格的產(chǎn)品很可能在新標(biāo)準(zhǔn)測試中不合格。這需要纖檢機(jī)構(gòu)在試驗(yàn)面積方面達(dá)成共識，或?qū)ο鄳?yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)作出修訂。

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