测定纤维织物拉伸断裂强力和伸长率的方法

1.实验目的

掌握织物拉伸断裂强力和断裂伸长率的测定方法。

2.实验原理

用拉伸实验机将织物样条拉伸至断裂，记录所需物理量。初始有效长度为在规定的预张力下，两夹具起始位置钳口之间的试样长度。断裂强力为拉伸试样至断裂时施加到试样上的最大载荷。断裂伸长率为织物受外力作用拉至断裂时，拉伸前后的织物长度变化与拉伸前织物长度的比值，通常以百分数表示，断裂伸长的长度可直接在仪器上读出，也可通过自动记录的力值-伸长曲线得出。

本实验规定了两种不同类型的试样：

Ⅰ型试样适用于硬挺织物（如线密度不小于300 tex的粗纱织成的网格布，或经处理剂／硬化剂处理的织物）；

Ⅱ型试样适用于较柔软的织物，以便于操作，减少实验误差。

3.实验仪器及工具

拉伸试验机、夹具、测力及记录伸长装置、取样模板、剪裁刀等。

1）拉伸实验机

使用等速伸长（CRE）试验机，Ⅰ型试样的拉伸速度为（100±5）mm／min，Ⅱ型试样的拉伸速度为（50±3）mm／min。该试验机在规定的实验速度下应无惯性，在规定实验条件下，示值最大误差不超过1%。

2）夹具

夹具的宽度应大于试样宽度，夹具的夹持面应平整且相互平行，并尽可能平滑，若夹持试样不能满足要求时，可使用衬垫、锯齿形或波形夹具。纸毡、皮革、塑料或橡胶片都可作为衬垫材料。

夹具使试样的中心轴线与实验时试样的受力方向保持一致。对于Ⅰ型试样上下夹具的初始距离（有效长度）应为（200±2）mm，对于Ⅱ型试样应为（100±1）mm。

3）模板

实验时用到的模板如图2-3所示，该模板用来从实验室样本上裁取过渡试样。Ⅰ型试样模板的尺寸为350 mm×370 mm，Ⅱ型试样模板的尺寸为250 mm×270 mm。模板应有两个槽口用于标记试样中间部分（有效长度）。

实验时用模板裁取过渡试样，再从过渡试样上裁取试样，然后对试样进行拆边使其达到标准宽度。

4.实验步骤

1）试样调湿

将试样放置在温度为（23±2）℃、相对湿度为（50±10）%的标准环境下调湿16 h。

2）试样准备

（1）试样选取。去除待测布卷最外层（至少1 m），裁取长约1 m的布段为实验室样本。Ⅰ型试样和Ⅱ型试样的尺寸要求及实验时拉伸速度如表2-4所示。对于Ⅰ型试样，试样长度应为350 mm，确保试样的有效长度为（200±2）mm。试样去除毛边（试样的拆边部分）后宽度应为50 mm。对于Ⅱ型试样，试样长度应为250 mm，确保试样的有效长度为（100±1）mm。试样去除毛边后宽度应为25 mm。

图2-3　模板示例

表2-4　试样和实验参数

当织物的经、纬密度非常小时（低于3根／cm），Ⅰ型试样的宽度可大于50 mm，Ⅱ型试样的宽度可大于25 mm。(www.xing528.com)

（2）试样预处理。为防止试样端部被试验机夹具损坏，有必要对试样进行特殊处理，处理步骤如下所示。

①裁取一片硬纸或纸板，其尺寸应大于或等于模板尺寸。

②将织物完全平铺在硬纸或纸板上，确保经纱和纬纱笔直无弯曲并相互垂直。

③将模板放在织物上，并使整个模板处于硬纸或纸板上，用裁切工具沿模板的外边缘同时切取一片织物和硬纸或纸板作为过渡试样。对于经向试样，模板上有效长度的边应平行于经纱；对于纬向试样，模板上有效长度的边应平行于纬纱。

④用软铅笔沿模板上两个槽口的内侧边画线，移开模板。画线时注意不要触碰纱线。

⑤在织物两端长度各为75 mm的端部区域涂覆合适的胶黏剂，使织物的两端与背衬的硬纸或纸板粘在一起，中间两条铅笔线之间的部分不涂覆。可使用以下材料涂覆试样的端部：a.天然橡胶或氯丁橡胶溶液；b.聚甲基丙烯酸丁酯的二甲苯溶液；c.聚甲基丙烯酸甲酯的二乙酮或甲乙酮溶液；d.环氧树脂（尤其适用于高强度材料）。也可采用如下方法涂覆试样：将样品端部夹在两片聚乙烯醇缩丁醛片之间，留出样品的中间部分，然后再在两片聚乙烯醇缩丁醛片表面铺上硬纸或纸板，并用电熨斗将聚乙烯醇缩丁醛片熨软，使其渗入织物。

⑥过渡试样烘干后，将其沿垂直于两条铅笔线的方向裁切成条件试样。Ⅰ型试样宽度为65 mm，制成尺寸为350 mm×60 mm的试样；Ⅱ型试样宽度为40 mm，制成尺寸为250 mm×40 mm的试样。每个试样包括长度为200 mm（Ⅰ型试样）或100 mm（Ⅱ型试样）无涂覆中间部分以及两端各为75 mm的涂覆部分。

⑦细心地拆去试样两边的纵向纱线，两边拆去的纱线根数应大致相同，直到试样宽度符合要求为止。

3）拉伸实验过程

（1）调整夹具间距。Ⅰ型试样的间距为（200±2）mm，Ⅱ型试样的间距为（100±1）mm。确保夹具相互对准并平行，使试样的纵轴贯穿两个夹具前边缘的中点，夹紧其中一个夹具。在夹紧另一夹具前，从试样的中间或与试样纵轴相垂直的方向切断衬纸板，并在整个试样宽度方向上均匀地施加预张力，预张力大小为预期强力的（1±0.25）%，然后夹紧另一个夹具。如果强力机配有记录仪或计算机，可以通过移动活动夹具施加预张力。应从断裂载荷中减去预张力值。

（2）启动活动夹具，拉伸试样至断裂。

（3）记录最终断裂强力。当织物分为两个或两个以上断裂阶段时，如双层或更复杂的织物，记录第一组纱断裂时的最大强力，并将其作为织物的拉伸断裂强力。计算每个方向（经向和纬向）断裂强力的算术平均值，分别作为织物经向和纬向的断裂强力测定值（单位为N），保留小数点后两位。

（4）记录断裂伸长，精确至1 mm，计算每个方向（经向和纬向）的断裂伸长率，结果保留两位有效数字。

（5）平行测试5组试样。

（6）如果有试样断裂在与两个夹具中任一夹具接触线距离小于10 mm处时，则在报告中记录实验情况，但计算时舍去该值，并用新试样重新实验。

注：有3种因素可能导致试样在夹具内或夹具附近断裂，如织物存在薄弱点（随机分布）；夹具附近应力集中；夹具导致试样受损。

5.实验结果

（1）将测得的断裂强力、断裂伸长率记录在表2-5中。

表2-5　数据记录及计算

（续表）

（2）计算断裂强力和断裂伸长率的算术平均值、标准差和离散系数。