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單纖維拉伸性能測試

1概述

紡織纖維的拉伸性能測試是纖維品質(zhì)檢驗的重要內(nèi)容，紡織纖維在加工和使用過程中會受到各種外力的拉伸作用而產(chǎn)生變形，甚至被破壞，拉伸性能與纖維的紡織加工性能和紡織品的服用性能有密切的關系。

2目的與要求

掌握單纖維拉伸性能的測試方法，了解電子單纖維強力儀的結構和原理，并對試樣的測試結果進行處理和分析。

3采用標準

3.1 采用標準:GB 9997《化學纖維單纖維斷裂強力和斷裂伸長的測定》、GB/T 14337《合成短纖維斷裂強力及斷裂伸長試驗方法》

3.2 相關標準:GB/T 14334《合成短纖維取樣方法》、GB/T 14335《合成短纖維線密度測試方法》、GB 6529《紡織品的調(diào)試和試驗用標準大氣》等 4 儀器與用具

4.1 LLY-06型電子單纖維強力儀，見圖1。

4.2 黑絨板、鑷子、天平。

5原理

被測單纖維的一端由上夾持器夾持住，另一端施加標準規(guī)定的預張力后由下夾持器夾緊。測試時下夾持器以恒定的速度拉伸試樣，下夾持器下降的位移即為纖維的伸長。試樣受到的拉伸力通過和上夾持器相連的傳感器轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)放大器放大及A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，由單片機計算出纖維在拉伸過程中的受力情況。原理框圖見圖2。6取樣

按GB/T 14334取出實驗室樣品。

7環(huán)境及修正

7.1 預調(diào)濕用標準大氣，溫度不超過50℃，相對濕度10%~25%。

7.2 調(diào)濕和測試用標準大氣按GB 6529執(zhí)行:溫度(20±2)℃,相對濕度(65±3)%。

8試樣及制備

從實驗室樣品中隨機均勻取出10g作為測試樣品，進行預調(diào)濕和調(diào)濕，使試樣達到吸濕平衡(每隔30min連續(xù)稱量的質(zhì)量遞變量不超過0.1%)。從已達平衡的樣品中隨機取出約500根纖維，均勻鋪放于絨板上以備測定。

9程序與操作

9.1 確定測試參數(shù)

9.1.1 名義隔距長度

纖維名義長度大于或等于35mm時名義隔距長度為20mm;纖維名義長度小于35mm時為10mm。

9.1.2 拉伸速度按表1設定。

表1 纖維拉伸速度設定

9.1.3 預張力

腈綸、滌綸:0.075cN/dtex;丙綸、氯綸、錦綸:0.05cN/dtex。

注:預張力按纖維的名義線密度計算，濕態(tài)試驗時，預張力為干態(tài)時的一半,某些纖維如不適合上述預張力，經(jīng)有關部門協(xié)商可另行確定。

9.1.4 計算線密度

按GB/T 14335《合成短纖維線密度試驗方法》測定該試樣的平均線密度。

9.2 儀器調(diào)整

9.2.1 打開電源開關，預熱10min。

9.2.2 調(diào)節(jié)夾持器距離，使上下夾持器的隔距等于纖維的名義隔距長度。

9.2.3 用力值砝碼校驗儀器測力系統(tǒng)準確度。

9.3 測試

9.3.1 一次拉伸斷裂測試

9.3.1.1 設置測試參數(shù)

將儀器功能設定為一次拉伸斷裂測試，同時設定預加張力、初始長度、試樣線密度、拉伸速度、測試次數(shù)等參數(shù)。

9.3.1.2 取下上夾持器， 用張力夾隨機地從絨板上夾取一根纖維一端，另一端用上夾持器夾緊，然后將上夾持器掛在掛鉤上，試樣在規(guī)定的張力下懸垂并穿過下夾持器，夾緊下夾持器。應保證纖維放在上、下夾持器的中間位置。

9.3.1.3 按"拉伸"鍵，儀器開始拉伸，拉伸斷裂后，下夾持器返回，顯示屏顯示斷裂強力、斷裂伸長、斷裂時間、斷裂功、初始模量及三個不同伸長時的應力值。

9.3.1.4 重復測試，每個試樣測試50次，直到本組測試完畢。儀器可顯示和打印一組的平均值(X)，標準差(S)、不勻率(CV值)及每一根試樣的測試結果。

9.3.2 定伸長彈性測試

纖維被拉伸至設定伸長值L1(即纖維總伸長)后，儀器自動停止拉伸，讓纖維即處于應力松弛狀態(tài),并維持設定時間T1(即定時1)下夾持器回升，纖維內(nèi)應力逐漸減小，至設定的預張力值時的伸長回復值即纖維的急彈性變形L2 。夾持器停止，讓纖維繼續(xù)松弛設定時間T2(即定時2)后，下夾持器繼續(xù)回升到達上限位置后，再次拉伸纖維，當纖維內(nèi)應力等于設定的預加張力時，對應的拉伸值為纖維的塑性變形L3，下夾持器則回升到上限位后自停，結束測試。

9.3.2.1 設置測試參數(shù)

選定定彈性拉伸功能，并設定預加張力、初始長度、定伸長百分率、拉伸速度、定時1(T1)、定時2(T2)、測試次數(shù)等。

注:定伸長百分率是相對于初始長度而言的。

9.3.2.2 按標準要求夾好纖維，同9.3.1.2。按"拉伸"鍵，儀器自動測試并顯示和打印L1、L2、L3、L4(總彈性L4=L1-L3)以及彈性功回復率W2/W1(其中W2為纖維回復時所做的功，W1為纖維拉伸到定伸長值時所做的功)。當?shù)竭_設定的測試根數(shù)時，儀器顯示或打印出L1、L2、L3、L4及W2/W1的統(tǒng)計值(X、S及CV)。

9.3.3 其他拉伸性能測試

根據(jù)不同的測試要求，按上述方法在儀器上設定不同的拉伸功能和相應的參數(shù)進行測試,可得到反映纖維拉伸性能的其它指標,具體操作詳見單纖維強力儀的說明書。

10結果計算

10.1 平均斷裂強力

(14-1)

式中: -斷裂強力測得值,cN;

―測試根數(shù);

-平均斷裂強力，cN。

10.2 平均斷裂強度

(14-2)

式中: -平均斷裂強力，cN;

-實測線密度，dtex;

-平均斷裂強度, cN/dtex。

10.3 平均斷裂伸長率

(14-3)

式中: -斷裂伸長率測得值，%;

―測試根數(shù);

-平均斷裂伸長率，%。

10.4 斷裂強力和斷裂伸長率的標準差及變異系數(shù)

(14-4)

(14-5)

式中: -標準差;

-斷裂強力、斷裂伸長率的各次測得值;

--斷裂強力、斷裂伸長率的平均值;

―測試根數(shù);

-變異系數(shù)，%。

注:強力、斷裂強度、變異系數(shù)均計算到小數(shù)點后三位，按GB 8170修約到小數(shù)點后二位。伸長率計算到小數(shù)點后二位，修約到小數(shù)點后一位。

11測試報告

11.1 說明: 執(zhí)行標準，儀器型號，試樣名稱，夾持的長度，溫濕度等。

11.2 結果計算:平均斷裂強力，平均斷裂強度，平均斷裂伸長率，斷裂強力和斷裂伸長的變異系數(shù)等。

纖維:21或22號切片

膠原纖維被伊紅染成粉紅色，為粗細不等的束狀結構，交叉排列，有的較直或呈波浪形，其中的原纖維大多看不清。

彈性纖維染成藍紫色，單條分布而不成束，纖維粗細不等，有分支，并交織成網(wǎng)。

高倍鏡下繪圖，顯示部分疏松結締組織。

注解:膠原纖維、彈性纖維、成纖維細胞、巨噬細胞、肥大細胞和漿細胞。