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    織物脹破性能試驗準備條件


    為了保證紡織品能夠進行正常的生產和使用,織物必須具有一定的力學性能,脹破性能試驗就是表征織物綜合力學性能的有效方法之一。目前,脹破性能在國內毛針織品性能測試中得到了廣泛應用,但實際上脹破性能也適用于各類針織物、機織物、非織造布和層壓織物等。脹破性能測試設備根據力傳導介質不同分為氣壓型和液壓型,由于氣壓型設備在測試壓力較大時氣體介質易被壓縮,增加了測試結果的校正難度,因此液壓型測試設備具有更廣的使用范圍。本文將依據GB/T 7742.1—2005《紡織品織物脹破性能第1部分:脹破強力和脹破擴張度的測定液壓法》,重點研究使用液壓型測試設備時,試驗條件對測試結果的影響。該標準對“脹破強力”的提法與含義有一定偏差,“力”的單位應為N,而該標準中“脹破強力”的單位為kPa,為避免理解上的偏差,本文將用“脹破強度”替代。
    一、試驗
    1、儀器
    Gellowen 脹破儀,試驗面積(有效膜片面積)7.3、10.0、50.0 cm2,由于100 cm2脹破時間較長且僅能脹破少數低延展性試樣,因此本文研究未采用該面積。
    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,試樣的脹破強力為液體壓強與膜片彈性強度的差值。
    3、試驗步驟
    ①將樣品在標準大氣下調濕,取適合試驗面積大小的代表性試樣,每次測試取3個平行樣。
    ②選擇合適試驗面積的膜片,調節液壓速度,使脹破時間控制在合理范圍內。
    ③裝載試樣到膜片上,使試樣處于無壓狀態。
    ④將設備調零后啟動,記錄脹破速度、時間、高度和強力,計算平均值。
    二、結果與討論
    1、試驗面積
    在脹破試驗中,試驗面積越大樣品受力面積也越大,織物上受力紗線的數量也增多。表1為脹破時間在18~25 S范圍內,不同試驗面積下的脹破強度。由表1可以看出,隨著試驗面積增大,各類型試樣的脹破強度明顯減小,本文以梭織物為例分析原因。當梭織物受力面積增大4倍時,織物受力部位的直徑增大2倍,受力經緯紗線數量也增大2倍。由于受力紗線數量相對受力面積減少,而單紗強力不變,因而導致脹破強度相對變小。實際上,脹破的力值等于脹破強度和受力面積的乘積,從表1數據可以估算出,脹破的力值是隨試驗面積增大而增大的,可見雖然強度減小而力值卻增大。
    脹破強度與試驗面積理論上應呈反比關系,但實際情況下,紗線節點會有相當大的摩擦力,且試驗面積與受力面積不等,因此,其反比關系有所減弱。從表1可以看出,試驗面積7.3 cm2與50.0 cm2相比,各試樣的脹破強度約為3倍左右的關系;10.0 cm2與50.0 cm2相比,各試樣的脹破強度約為2倍多的關系。試驗者可從某一試驗面積的結果中初步估計其他面積的結果。
    2、脹破時間
    脹破時間是指脹破過程所需要的時間,GB/T7742.1—2005對脹破時間有明確規定,但儀器無法設置脹破時間,因此要通過對脹破速度的控制來實現規定的脹破時間。圖1為脹破面積為7.3 cm2時,3種試樣的脹破速度與脹破時間的關系。從圖1可以看出,脹破時間與脹破速度并非線性關系,這是由織物內部的非線性應力應變關系所導致的。對于不同織物,脹破速度對應脹破時間的變化速度不同,但總體趨勢上都是隨脹破速度的增加脹破時間減少,且在較小范圍內,脹破速度和脹破時間具有一定的線性關系。因此,調整脹破時間時,可通過第1次測試的結果推斷出所希望的脹破時間。
    3、脹破速度
    脹破速度是脹破試驗中加壓液體體積增加的速率,GB/T 7742.I一2005要求脹破時間為(20±5)s內,經2.2分析可知,這實際上是規定了脹破速度應處于一定范圍,可見脹破速度對測試結果有一定影響。本文試驗對6組試樣進行了測試,試驗面積為7.3 em2,結果如表2所示。由表2可以看出,脹破強度隨脹破速度提高而增大,但強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??梢酝茢?,在脹破速度小幅變化時對測試結果影響較小,但在結果處于合格評定極限時應考慮此方面影響。
    4、變異系數
    CV值表示測試結果的離散程度,為測試結果標準差與均值的百分比。均勻試樣的CV值也可反映出測試方法的精密度。本文試驗取3種均勻試樣做10次重復性測試,結果如表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。
    三、結論
    本文研究表明:脹破強度隨試驗面積增大而減小,對測試結果有明顯影響;脹破時間隨脹破速度增大而減少,可通過初次測試結果對脹破時間作出有效調整;脹破速度小幅變化時對測試結果影響較小,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較小。
    GB/T 7742.1—2005《紡織品織物脹破性能第1部分脹破強力和脹破擴張度的測液壓法》推薦的試驗面積為50 cm2,而其舊版本GB/T7742--1987(紡織品脹破強度和脹破擴張度的測定彈性膜片法》推薦的試驗面積為7.3 cm2和100 cm2,纖檢機構原常用7.3 cm2的試驗面積,這造成了測試方法標準更新后產品標準的指標不再適用,舊標準測試合格的產品很可能在新標準測試中不合格。這需要纖檢機構在試驗面積方面達成共識,或對相應的產品標準作出修訂。


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