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纺织品基本力学性能测试方法对比分析

纺织品在日常使用过程中,会受到拉伸、压缩、弯曲、摩擦等机械外力作用引起的断裂、撕裂、爆裂等多种形式的损伤。纺织品影响纺织品的耐用性,是质量评估的主要因素。

文章描述了纺织品的断裂强度、撕裂强度、顶破强度和接缝性能等基本力学性能的破坏机理,并介绍了 织物力学性能试验方法 以及检测过程中应注意的事项,对提高检测精度和产品质量可以起到一定的参考作用。

 最大力量

在规定条件下进行拉伸试验时,当试样断裂时记录的织物最大力。

1 损坏原理

当织物受外力拉伸时,织物中的纱线被弯曲逐渐拉直,被拉伸的纱线变细,横向未拉伸的纱线在切向滑动阻力的作用下,纱线两侧逐渐向内凹进,织物变成“束腰形”,最终纱线一根根断掉,织物解体。 织物拉伸和断裂过程示意图如下所示。

织物试样在张力下的断裂

2 检测标准

ISO 13934-1:纺织品 – 织物的拉伸性能 – 第 1 部分:使用条带法测定最大力和最大力下的伸长率
ISO 13934-2:纺织品 – 织物的拉伸性能 – 第 1 部分:使用抓取法测定最大力

这两种测试方法都适用于机织物,也可用于其他织物,但通常不适用于弹性织物、土工织物、玻璃纤维织物以及碳纤维和聚烯烃扁平长丝织物。 两种测试方法都使用恒定伸长率 (CRE) 来测试织物在干湿状态下的最大力。

剥离法的原理:以恒定速率拉伸规定尺寸的织物试样直至其断裂。 夹持法的原理:用指定尺寸的夹持器夹住试样的中心部分,以恒定的速率拉伸试样直至断裂。

在条带法中,样品的整个宽度被夹持器夹持并拉伸,而在夹持法中,样品的中心部分由夹持器沿宽度方向夹持和拉伸。 与夹持法相比,条带法给出的结果不均匀,节省了测试材料,但织物试样更容易为夹持法准备,测试程序更接近实际使用。 两种标准件的标距、试样尺寸和延伸率见下表。

普通 ISO 13934-1 剥离法 ISO 13934-2 夹持方法
标距长度

/毫米

最大力伸长率≤75%:200±1

最大力伸长率>75%:100±1

100±1或75±1

经本人同意

有关各方

标本尺寸

/毫米

长度 >200

有效宽度:50±0.5(不包括毛边)

宽度:100±2

长度>100

延伸率 20mm/min 或 100mm/min 50mm /分钟

 撕裂 S强度

面料在实际穿着时,面料的某些部位突然受到集中载荷,例如面料的某些部位突然被尖锐的物体勾住,或者身体下蹲,裤裆或裤裆突然受到外力,纱线将受到最大载荷,然后断裂或破裂。

1 损坏原理

织物在撕裂过程中形成应力三角形,织物的撕裂强度与单根纱线强度呈正相关,纱线最大受力伸长率越大,应力三角形越大,受力次数也越大。纱线,因此撕裂强度越大。

2 检测标准

各种面料在不同场景的使用中,撕裂的形式也多种多样。 目前有以下方法可用于测试织物的撕裂强度。

ISO 13937-1:纺织品 – 织物的撕裂性能 – 第 1 部分:使用弹道摆法测定撕裂力 (Elmendorf)
ISO 13934-2:纺织品 – 织物的撕裂性能 – 第 2 部分:裤型试样撕裂力的测定(单次撕裂法)
ISO 13937-3:纺织品 – 织物的撕裂性能 – 第 3 部分:翼形试样撕裂力的测定(单次撕裂法)
ISO 13937-4:纺织品 – 织物的撕裂性能 – 第 4 部分:舌形试样撕裂力的测定(双撕裂试验)
ISO 9073-4:纺织品 – 非织造布的测试方法 – 第 4 部分:抗撕裂性的测定

上述测试方法基于不同的原理,形成的三角形有显着差异,得到的结果没有可比性。 例如,弹道摆法一般更适用于撕裂强度较高的斜纹织物,如牛仔布; 裤形试件(单撕裂法)一般更适用于撕裂方向规则的各种机织物(棉印染布、精梳毛呢)和无纺布。

 爆破 强度

在垂直于平面的载荷作用下,织物出现爆胀和破裂的现象,此时的力称为爆破强度。 爆破测试类似于在肘部、膝盖等处施加在服装上的力,并模拟穿着时的真实情况。 特别适用于针织物、三轴织物、无纺布和降落伞织物,是评价某些针织物内在质量的重要指标。

1 损坏原理

在爆破力的作用下,织物伸长,先开始沿经纬向变形,在强度最弱的点,纱线断裂,然后沿经向或纬向撕裂,呈现直角或线性中断。

2 测试标准

ISO 3303-1:橡胶或塑料涂层织物 - 爆破强度的测定 - 第 1 部分:钢球法。
测试原理:将试件夹在刚性同轴孔之间,以固定速度运行的抛光钢球压在试件上直至失效。 记录导致失效所需的力和抛光钢球在失效时的位移。

ISO 13938-1:纺织品 - 织物的爆破性能 - 第 1 部分:确定爆破强度和爆破膨胀的液压方法。
测试原理:将试样夹在可伸缩的隔膜上,在隔膜下方施加液体压力,迫使隔膜和试样膨胀,以恒定速率增加液体体积,直到试样膨胀和爆裂,并测量爆破压力。

ISO 13938-2:纺织品 – 织物的爆破性能 – 第 2 部分:测定爆破强度和爆破膨胀的气动方法。
测试原理:与液压法基本相同,只是在隔膜下方施加压缩气体,迫使隔膜和试样膨胀。

对于后两种方法,在压力不超过 800KPa 的情况下,使用液压和气动破碎装置获得的结果通常没有显着差异,该压力范围涵盖了大多数普通服装的性能水平。 对于爆破压力较高的特殊纺织品,水力法更适合。

 接缝 Performance

服装一般是由几块布料拼接而成,几块布料相接的位置称为接缝。 接缝的质量直接影响织物的质量及其性能。

在接缝处,纱线的强力和滑移会严重影响纺织服装面料的适用性,因此接缝性能是一个重要指标。 针织物主要评估接缝强度,机织织物评估接缝处的接缝强度和纱线防滑性。

接缝

1 接缝强度

针织物和机织物由于织造方法不同,导致织物在组织结构、服用性能和款式上差别很大,它们的接缝强度测试方法也不同。

1.1 针织面料和弹力面料

针织和弹力织物的接缝强度有两种方法:
FZ/T 01030:针织物和弹性机织物——最大接缝断裂力和爆破膨胀力的测定——爆破法
FZ/T 01031:针织物和弹性机织物——最大接缝断裂力和伸长率的测定——抓取法

1.2 机织物

机织织物的接缝强度根据 ISO 13935-1(剥离法)和 ISO 13935-2(抓法)进行测试。 这两种试验方法适用于机织物的直缝,不适用于弹性机织物、土工合成材料、无纺布、涂层织物、玻璃纤维织物以及碳纤维和聚烯烃扁丝织物的生产,主要试验两种测试方法的参数如下表所示。

ISO 13935-1和ISO 13935-2的主要测试参数

普通 ISO 13935-1 ISO 13935-2
标距长度/mm 200± 1 100± 1
试样尺寸/mm 350 * 100 25 * 25
 延伸率 100mm /分钟 50mm /分钟

2 纱线在接缝处的防滑性

当接缝处的纱线受到拉力和摩擦力时就会发生滑移,即机织物中的经(纬)纱在纬(经)纱上移动,滑移是不可逆的,纱线滑移主要用于测量机织物的接缝性能。

机织物抵抗滑移损伤的能力称为抗滑性,它直接影响织物的使用性能。 机织织物接缝处抗滑性的测试方法是标准 ISO 13936
第 1 部分:固定缝开口方法
第 2 部分:固定负载方法
第 3 部分:针夹法

 测试注意事项

1 调节和测试的气氛

织物强度主要受纤维强度的影响。 测试环境的温度和湿度会影响纤维的温度和回潮率,进而影响纤维的内部结构、状态和拉伸性能。

当纤维的回潮率恒定且温度升高时,纤维内大分子的热运动增加,大分子的柔韧性增加,分子间键合减弱,导致单根纤维强度下降。 在恒温条件下,相对湿度越高,纤维的分子间键合越弱,结晶区越松散,导致纤维强度降低。 因此,试验应严格按照标准规定进行,在标准大气条件下进行调节和试验。

2 测试仪器

仪器的灵敏度和稳定性会对测试结果产生一定的影响。 当仪器灵敏度低时,会使预张力不准确,织物强力小则对测试结果有影响。 当织物强力大时,仪器的不稳定性会导致测试结果的CV值偏大,影响测试的准确性。 如果两个夹子不在同一平面上,夹子抓地滑或夹子表面不平整,都会导致试样在夹子附近断裂,从而影响测试结果的真实性。

3 预紧

在测试织物强度时,往往需要预拉力,预拉力的目的是使织物平直而不拉长。 过大的预张力会造成纤维损伤,从而影响织物强度; 过少的预紧力会导致纤维不能充分拉直,从而影响最终的测试结果。

4抽样

取样应按标准进行,应具有代表性,避免折痕、折痕和边缘等,不应含有影响测试结果的缺陷。

5 操作员

样品制备过程应严格按照标准要求进行,并保持双手干燥、清洁,以免手上的汗水影响检测结果。

 C包含

本文确定了影响测试结果的一些因素、测试方法的适用范围、测试过程中的测试环境、仪器、采样和标准化操作,可用于提高实验室测试的准确性和引导生产企业有效提高产品质量。

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