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纺织品胀破顶破强力测试分析

来源: /  作者:   时间: 2016/2/18 15:04:41

一、对比测试

1、仪器设备

胀破法:胀破仪(恒定体积增长速率为100cm3/min~500cm3/min,精度±10%),膜片。

弹子顶破强力试验:弹子顶破强力机,下降速度为10cm/min~11cm/min,弹子直径为2 cm,圆环内径为2.5 cm。

钢球法:等速伸长型试验仪(CRE),精度不超过示值的±1%。包括一个试样夹持器和一个球形顶杆组件。顶破装置由夹持试样的环形夹持器和钢质球形顶杆组成。环形夹持器内径为(45±0.5)mm,顶杆的头端为抛光钢球,本试验所用钢球直径为(38±0.02)mm。

2、试样处理和测试的环境

胀破法:样品须在温度(20±2)℃和湿度(65±2)%的状态下调湿和试验。

弹子顶破强力试验:将试样在常温下展开平放20 h,然后在试验室温度为(20±2)℃,相对湿度为(65±3)%条件下,放置4 h后进行试验。

钢球法:预调湿、调湿和试验用大气应按GB 6529规定执行,温度为(20±2)℃,湿度为(65±4)%。

3、测试结果

根据织物的种类和克重选择8种不同的样品,将所选样品按照胀破法、弹子顶破法和钢球法分别测试其顶破强力或胀破强力。


二、分析

1、试验结果分析

图1为弹子顶破法和钢球法测试结果的柱形图。从图1中可以看出,弹子顶破法测出的强力值明显小于钢球法,前者大约为后者的50%~60%。这主要是因为:钢球的直径(38 mm)大于弹子的直径(20 mm),织物受顶破作用时,钢球与试样的接触面积明显大于弹子,要达到相同的压强值,钢球法所须加载的力要明显大于弹子顶破法。

对比新、旧标准的顶破强力的标准值可以发现:虽然新标准采用了钢球法测试顶破强力,但是对顶破强力的要求并没有相应的提高;而对于没有更新的标准(如FZ/T 73020-2004等),原来采用弹子顶破法测试针织物的顶破强力,现在均采用了钢球法测试,但是其对顶破强力的要求仍然沿用原标准的标准值,这些显然都是不合理的。

2、破坏分析

图2和图3分别给出了针织物顶破测试时两种典型的破坏情况。其中(1)为胀破法,(2)为钢球法,(3)为弹子顶破法。

从图中可以看出,对于平纹组织和珠地组织,三种测试方法所形成的破坏裂口都是相似的。平纹组织会形成平行于织物纵向的裂口,而且沿着织物的横向有较多的线圈脱散;而珠地组织的破坏裂口为破洞形状,破坏主要表现为纱线的断裂,几乎不会形成线圈脱散。因此推断,三种方法具有相似的破坏机理。由弱环理论可知:针织物在受到顶破或胀破作用时,会在某一强力最弱处首先产生破坏,进而在此破坏处产生应力集,随着试验地进行,平纹织物在破坏的周围会有大量的线圈沿横向脱散,裂口沿纵向不断扩展;珠地织物则会有更多的纱线发生断裂,其裂口会沿四周扩展。

2.3相关性分析

分别对三种方法的结果进行二元线性回归分析,所得结果见表3,其中,x—弹子顶破法,y—钢球法,z—胀破法。可以看到,三种方法相互之间具有线性关系,相关系数也较高,具有很好的相关性。图4为三种测试方法相互间的相关曲线图,从图中可以更直观的看到,三种方法之间具有良好的线性相关性。表3三种测试方法间的回归方程及相关系数。


三、结言

由以上分析可以得出如下结论:

1)钢球的直径比弹子大,钢球法获得的顶破强力也较弹子顶破法大。目前采用GB/T 19976-2005(钢球法)标准测试顶破强力的产品标准,顶破强力要求明显偏低,使有些产品虽然达到标准要求,但顶破强力值较低,影响服用功能的要求。因此,建议在修订标准时,可以考虑适当提高顶破强力的标准值要求。

2)三种测试方法具有相似的破坏机理,织物破坏后的裂口形状也基本相同。

3)三种测试方法的结果相互之间具有良好的线性关系,三者之间具有很好的相关性。


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