织物胀破强力测试方法介绍

    织物胀破强力测试方法介绍，顶破强力或胀破强力的测试方法主要有三种：胀破法、弹子顶破法和钢球法。
    国外如美国、日本、韩国、加拿大、澳大利亚等采用胀破法测试。

    一、测试标准
    我国国家标准GB/T7742部分和第二部分分别规定了织物胀破强力测试的两种方法：液压法和气压法，同时该标准等效采用ISO13938.1和ISO13938.2标准。另外，常用的标准还有ASTMD3786，其规定了织物的胀破性能的测试方法，包括手动和电动液压测试仪和气动测试仪的操作方法。在实际检测中，采用液压法测试较气压法测试织物的胀破性能更加广泛。
    采用不同的标准，技术条件上稍微有些不同。在采用液压法测试时，GB/T7742.1和ISO13938.1规定，测试面积可建议为50mm2，加压速率恒定在100-12500px3/min之间，或者通过预实验，采用保证织物在20s左右被胀破的加压速率；而ASTMD3786规定的测试面积建议为125mm3，加压速率为95±5ml/min。

    二、测试原理
    织物胀破性能测试时，是将试样夹持在可延伸的膜片上，在膜片下面施加压力（手动液体加压，电动液体加压或气体加压等），使膜片和试样膨胀，以恒定的速度增加压力，直到试样破裂，测得胀破强力或胀破扩张度。

    三、测试方法
    1．1仪器
    SDLAtlasM229型胀破仪，试验面积(有效膜片面积)7．3、10．0、50．0cm2，由于100cm2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。

    四、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18～25S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。
    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7．3cm2与50．0cm2相比，各试样的胀破强度约为3倍左右的关系；
    10．0cm2与50．0cm2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7．3cm2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。
    2．3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／T7742．I一2005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7．3em2，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。
    2．4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。由表3可见，对于均匀试样，不同类型织物的CV值无明显差别，且CV值较小说明该测试方法具有较好的精密度。

    五、结论
    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／T7742．1—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50cm2，而其旧版本GB／T7742--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7．3cm2和100cm2，纤检机构原常用7．3cm2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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