织物的力学性能测试

织物的力学性能测试

（拉伸性能、撕裂性能、顶破性能、耐磨性能）

织物的力学性能是指织物在各种机械外力作用下所呈现的性能。它是织物的基本性能。

织物抵抗因外力引起损坏的性质称为织物的耐久性或坚牢度，大多是通过测试织物的拉伸断裂、顶裂、撕裂以及耐磨性等来反映这一性能的。织物在小负荷作用下呈现的性质近年来备受人们的关注，如织物手感、视觉风格、起毛起球、勾丝等。这里主要介绍织物的坚牢度试验。

织物的拉伸断裂试验

织物拉伸断裂试验目前主要采用单向(受力)拉伸，即测试织物试条的经(纵) 向强力、纬(横)向强力，或与经纬向呈某一角度的强力。它适用于机械性能具有各向异性、拉伸变形能力较小的制品。对于容易产生变形的针织物(特别是易卷边的单面针织物)、编织物以及非织造布一般采用顶破试验为宜。

一、试验原理

将一定尺寸的试样，按等速伸长方式拉伸至断裂，测其承受的最大力——断裂强力及产生对应的长度增量——断裂伸长。必要时，还可画出织物的强力——伸长曲线，算出多种拉伸指标。

二、试验参数选择

1、试样形状

根据织物的品种不同，试样的形状有以下3种形式，见图。

图织物拉伸断裂试验的试条形状和夹持方法

(1)拆边纱法条样：用于一般机织物试样。裁剪的试样宽度应比规定的有效试验宽度宽5mm或lOmm(按织物紧密程度而定)，然后通过拆边纱法从试样宽度两侧拆去数量大致相等的纱线，直至试样宽度符合规定要求，以确保试验过程中纱线不会从毛边中脱出。

(2)剪切法条样：适用于针织物、涂层织物、非织造布和不易拆边纱的机织物试样。

(3)抓样法条样：试样宽度大于夹持宽度。适用于机织物，特别是经过重浆整理的，不易抽边纱的和高密度的织物。

比较3种形态试样的试验结果，拆边法的强力不匀较小，而强力值略低于抓样法。

2、试验参数

织物拉伸断裂的试验参数见表。

注：拆边纱法条样应先裁剪成6 mm宽或7 mm宽（疏松织物），然后两边抽去等量边纱，使试样的有效宽度为5 mm。

为便于施加张力，试样长度宜放长30~50 mm。

3、预加张力

按以下原则确定预张力：

(1)按试样的单位面积质量来决定，见表。

(2)当断裂强力低于20N时，按概率断裂强力的(1±0.25)％确定预加张力。

(3)抓样法的预张力，采用织物试样的自重即可。

(4)当试样在预张力作用下产生的伸长大于2％时，应采用无张力夹持法(即松式夹持)。这对伸长变形较大的针织物和弹力织物更合适。

4、大气条件

试样的调湿、测试的标准大气条件为三级标准大气条件。

三、试验步骤

(1)准备试样。根据织物品种，选择试条形状，按规定的试样尺寸裁剪试样，长度方向应平行于织物的经向(纵行)或横向(或横列)。每份样品的经纬向试样至少5块，并在标准大气条件下调湿4h。

(2)按规定要求，调整上下夹钳的隔距(夹持长度)、拉伸速度。

(3)夹装试样。先将试样一端夹紧在上夹钳中心位置，然后将试样另一端放

入下夹钳中心位置，并在预张力作用下伸直；再紧固下夹钳(或采用松式夹持法)。

四、结果计算

(1)计算试样的经、纬向平均断裂强力(N)。

计算精度：平均值≤10N 时，修约至0.1N ；10N<平均值<1000N 时，修约至 1N ；平均值≥1000N 时，修约至10N 。

(2)计算试样的经、纬向断裂伸长率及其平均值。

预张力夹持试样时：

松式夹持试样时：

式中：ΔL 为预张力夹持试样时的断裂伸长(mm)；L 0为试样夹持长度(mm)； ΔL ’松式夹持试样时的断裂伸长(mm)；L 0’为松式夹持试样达到规定预张力时的 长度(mm)。

断裂伸长率平均值的计算精度，按数字修约规则修约。平均值≤8％时，修约至0.2％；8％<平均值<50％时，修约至0.5％，平均值≥50％时，修约至1％。

织物的撕破性能测定

撕破是指织物受到集中负荷的作用而撕开的现象。撕破试验常用于军服、篷帆、帐篷、雨伞、吊床等机织物，还可用于评定织物经树脂整理、助剂或涂层整理后的耐用性(或脆性)。撕破试验不适用机织弹性织物、针织物及可能产生撕裂转移的经纬向差异大的织物和稀疏织物。

GB ／T 3917—1997规定了织物撕破性能的3种测试方法，即舌形试样法、梯形试样法和冲击摆锤法。这里介绍冲击摆锤法。

冲击摆锤法

1、冲击摆锤法撕裂机理

冲击摆锤法与单舌试样法的撕裂机理相似，但受力速度快，属冲击型撕裂。试样固定在夹钳上，将试样切开一个切口，然后释放处于最大势能位置的摆锤，当动夹钳离开定夹钳时，试样沿切口方向被撕裂。

2、试样

每个实验室样品裁剪经向和纬向两组各为5块的试样，试样的短边与经向平 行的称为“纬向撕裂试样”，试样短边与纬向平行的称为“经向撕裂试样”。试样尺寸如图所示。

%1000??=L L 断裂伸长率%100'0'

??=L L 断裂伸长率

图冲击摆锤法试样尺寸(mm)

3、试验步骤

冲击摆锤仪如图所示。

图YG033型冲击摆锤仪

1——扇形锤2——指针3——定夹钳4——动夹钳

5——开剪器6——挡板7——强力标尺

(1)将扇形锤1沿顺时针方向转动，抬高至试验开始位置，并将指针2拨至指针挡板处6，使定夹钳3与扇形锤上的动夹钳4的2个工作平面正好对齐；

(2)将试样夹在两夹钳中，试样长边与夹钳顶边平行，试样夹在中心位置，再轻轻将有凹槽的底边放在夹钳的底部，在凹槽对边用开剪器5切1个(20±0．5) mm的切口，余下的撕裂长度为(43±0.5) mm。

(3)按下摆锤停止键，放开摆锤。当摆锤回摆时握住它，以免破坏指针位置。从测量标尺分度值或数字显示器读出撕破强力(N)，强力应落在所用标尺值15％~85％范围内。当撕裂一直在15 mm宽的凹槽区内进行时，该次试验属正常。否则，属不正常，试验数据应剔除。若5块试样中有3块或以上被剔除，则此法不适用，也可加倍试样数量再试验。

4、试验结果计算

分别计算5块试样的经向及纬向的撕破强力算术平均值(N)，修约到1位小数，必要时，记录样品每个方向的最大或最小撕破强力。

织物的顶破性能测定

顶破是指织物在垂直于织物平面的外力作用下，鼓起扩张而逐渐破坏的现象。顶破的受力方式与单向拉伸断裂不同，它属于多向受力破坏。服装的肘部、膝部的受力情况，袜子、鞋面布、手套等的破坏形式，降落伞、气囊袋、滤尘袋等的受力方式都属于这种类型。对于某些延伸性较大的针织物(如纬编针织物)，顶破试验更具优越性。顶破试验机有弹子式、气压式及液压式等类型。

弹子顶破试验仅能获“顶破强力”一项指标，而液压式和气压式胀破试验除了测出“胀破强度”外，还可测出胀破扩张度和胀破时间。

弹子式顶破法

1、试验原理

将试样固定在夹布圆环内，弹子按一定速度垂直顶向试样，直至顶破，仪器自动显示顶破强度。

2、试验参数

试样直径为6cm；夹布圆环内径为2.5cm；弹子直径为2cm；试验机下降速度为10~1lcm/min。

3、调湿、试验用大气条件

试样应在标准大气(温度20℃±3℃、相对湿度65％±3％)下调湿24h以上，并在该标准大气下测试。

如果试验是在室温条件下进行的，则所测的实际顶破强力，应根据试样的实际

回潮率加以修正(顶破试验后将全部试样称重、烘干，测其实际回潮率)。

4、试验程序

(1)检查仪器各部位是否正常。校正强力指针至“0”位，开动电动机，使顶破弹子升至最高位置。

(2)将试样放人夹布圆环内并旋紧，再将其平放在布夹头上。

(3)按启动扳手进行试验。待试样完全顶破后，推启动扳手，使仪器回复原位。

(4)记录顶破强力值，精确至0.0lkg。

(5)将强力指针拨回0位，重复上述步骤，测完5块试样。

如果试样夹得不紧，就会从圆环中滑出，或者试样的顶破变形过大，都会发

生试样顶不破现象。此时试验结果无效，另换一块试样重做。

5、结果计算

(1)计算5块试样的顶破强力算术平均值，精确至小数点后1位。

(2)当试验不在标准大气条件下进行时，需根据试样的实际回潮率计算其校正顶破强力。

校正顶破强力=修正系数K×实测顶破强力

棉毛、棉汗布针织物的顶破强力修正系数K值见表。

织物的耐磨性测定

织物耐磨性是指织物抵抗与另一物体摩擦而磨损的性能。在服用过程中，织物磨损的受力一般都较小，但作用频繁，而且受磨损的方式与部位因人而异。因此，进行织物耐磨试验时，磨料类型以及磨损方式的选择尤为重要。常用的磨料有砂纸、炭化砂轮、钝刃刀片及特制的橡胶板等。磨损的方式有平磨、曲磨、折边磨、动态磨、翻动磨(更适合针织等)。本试验采用织物平磨仪。

1、仪器的结构和工作原理

将织物试样在一定条件下与磨料(砂轮)接触并做相对运动，使试样受到多方向的磨损。通过对比织物磨损前后的变化来评价其耐磨性。

1——试样2——工作圆盘3——左方支架4——右方支架

5——左方砂轮磨盘6——右方砂轮磨盘7——计数器

8——开关9——吸尘装置

其工作原理如下：织物试样1固定在工作圆盘2上，圆盘以70r/min做等速回转运动。圆盘上方有两个支架3、4，其上分别装有2个砂轮磨盘5,6，它们可在自身轴上回转。试验时，工作圆盘上的试样与2个砂轮磨盘接触并做相对运动，试样受到多个方向磨损后形成一个磨损圆环。磨盘对试样的压力可通过改变支架上的加压重锤来调节(支架本身的质量为250g)。砂轮有多种类型供选择。此外，还可用吸尘装置9来自动清除试样表面的磨屑。

2、试样

在试验室样品上随机剪取直径为125mm的织物试样5~10块，试样上不得有疵点和折痕，距布边至少10cm以上。

3、试验步骤

(1)安装试样。将剪好的试样中央开一个小孔，然后将试样固定在工作圆盘上，用六角扳手旋紧夹布环，使试样受到一定张力。

(2)选择适当压力的磨料。加压重锤有4种：125g、250g、500g、1000g；炭化砂轮有3种：粗A—100、中A—150、细A—2800。

可对试样做预试验，再调整压力和磨料类型。

(3)调节吸尘管高度和风量。一般高出试样表面1～1.5mm为宜。接好吸尘软管、吸风管。根据磨屑的多少调节吸尘管风量(用仪器右端的调压手柄来调节)。

(4)计数器清零。开动电动机进行试验。试验结束，记录摩擦次数。然后抬起吸尘管支架，取下试样，计数器复位，清理砂轮。重复试验，测完全部试样。

4、结果评定

织物耐磨性的评定方法通常有：

(1)观察外观性能的变化。经相同条件的摩擦后织物光泽、起毛、起球等外观形态的变化：磨断纱线的根数等。

(2)测定物理性能变化。织物经规定条件的磨损后，测其质量或断裂强度等的变化。