【棉纤维类标准】棉纤维断裂比强度的测定(平束法)

  棉纤维断裂比强度的测定(平束法)

    GB/T 13783－1992

    Cotton fibres－Determination of breaking

    tenacity of flat bundles

    本标准参照采用国际标准ISO 3060－1974《棉纤维——平束法断裂强度的测定》。

    1　主题内容与适用范围

    本标准规定了利用平行排列的棉纤维束测定棉纤维断裂比强度和断裂伸长率的试验方法。

    本标准适用于能制成棉束的棉纤维，并使用专为测试平束棉纤维而设计的拉伸试验仪(见附录A、B、C)。其他拉伸试验仪如能装纳卜氏试样夹持器也可使用本方法。

    2　引用标准

    GB 6097　棉纤维试验取样方法

    GB 6529　纺织品调湿和试验用标准大气

    GB／T 13776　用校准棉样校准棉纤维试验结果

    3　术语

    3.1　隔距长度　gauge length

    试样在规定预张力下，拉伸试验开始时，试样被夹持器夹持的两个内侧夹持点之间的距离。

    3．2　断裂负荷　breaking load

    在试样拉伸至断时加于它的最大负荷。

    3．3　比强度　tenacity

    一个试样受到拉力时所显示出来的强度，以未受应变试样每单位线密度所受的力来表示，单位为cN／tex等。

    3.4　断裂比强度　breaking tenacity

    与断裂负荷对应的比强度。

    3.5　断裂伸长　enlongation at breaking load

    与断裂负荷相应的伸长。

    4　原理

    平束纤维拉伸至断时所受的断裂负荷及断裂伸长率可从拉伸试验仪上直接读出，而纤维束的长度已确定，所以只要再测出拉伸纤维束的质量，便可计算出纤维束的断裂比强度。

    5　仪器设备与标准样品

    5.1　强力试验仪：适合于测定平束纤维的断裂负荷，附录A、B、C(参考件)给出了三种适用

    国家技术监督局 1992－11－04批准 1993－06－01实施

    GB/T 13783－1992

    的纤维强力仪，其他强力仪如可装纳卜氏试样夹持器也可使用。

    5．2　卜氏试样夹持器：夹持器厚度为11．81mm，隔距片厚度3．2mm。

    5．3　夹持器台钳：用于拧紧卜氏试样夹持器时握持夹持器。推荐的台钳至少有一个能指示90N·cm扭矩的装置。

    5．4　天平：称量5mg，分度值0．01mg。

    5．5　机械式纤维混合器。

    5．6　其他工具

    5．6．1　稀梳：每厘米约10针。

    5. 6．2　密梳：每厘米约20针。

    5．6．3　扳手、割刀、镊子、绒板、玻璃板、培养皿等。

    5．7　标准样品：具有规定的或公认的强度值的校准棉样，参见GB／T 13776。

    6　调湿和试验用标准大气

    6．1　调湿和试验用标准大气应符合GB 6529的规定，温度为20±2℃，相对湿度为65％±3％。

    6．2　若样品的回潮率高于标准平衡回潮率时，样品应先进行预调湿。预调湿大气相对湿度要在10％～25％之间，温度不高于50℃，相对湿度65％，温度20℃的大气加热到47±31℃时，就产生该预调湿大气。

    7　试验程度

    7．1　试验设备

    7．1.1　按照仪器的使用说明书或附录中所列仪器的规定对试验仪器和夹持器台钳作机械上的校正。

    7．1．2　检查卜氏试样夹持器的皮垫是否良好，如果皮垫有明显的凹槽就需更换。皮垫必须平整并与夹持器的金属表面保持在同一平面上。

    7．2　试验试样制备

    7．2．1　从实验室样品中随机取出棉样，例如16小撮，通过不断地并合对分将它们混合，制成一份棉束；或者按照GB 6097的要求，从实验室样品取样，用机械式纤维混合器制备试验棉条，再从棉条中取样，制成一份棉束。对于校准棉样或其他已充分混合的棉花样品，可直接从中随机抽取棉花制成一份棉束。

    梳理棉束的一端，然后倒过来再梳理另一端，棉束的中部也必须受到充分的梳理。

    每份棉束至少要足够制备六个试样。

    7．2．2　将每份棉束纵向分成六个小束。每个小束在密梳上梳理二至三次，以除去游离纤维、短纤维、棉结和杂质。对零隔距试验和3．2mm隔距试验，应分别梳去15mm及以下和20mm及以下棉纤维。要适当控制梳齿刺进棉束的深度，以尽可能防止纤维断裂。用同样方法梳理试样的另一端，在梳理中部时，要使纤维一端平直(试样的宽度要保持在6mm左右)。

    7．2．3　将制好的小束试样放在培养皿或绒板上，进行预调湿或调湿处理。调湿时间不少于2h。

    7．2. 4　按下述方法之一将调湿好的纤维束放入卜氏试样夹持器中。

    7．2．4．1　用无预张力装置的夹持器台钳时，把夹持器锁紧在台钳中，并打开夹持器，握持小棉束的两端，使其保持约6mm宽，并将它放在打开的夹持器的中间，在放下夹持器的钳口并以90N·cm的扭矩拧紧的同时，用足够的张力使纤维伸直，扭矩可以用装在台钳座上的扭矩指示器来控制，从台钳上取下夹持器，

    GB/T 13783－1992

    用割刀把棉束的伸出端切掉。

    7．2．4．2　用有预张力装置的夹持器台钳时，把夹持器锁紧在台钳中，打开夹持器，把小棉束平齐一端夹入张力夹中，张开固定在台钳上的张力夹夹口，把握持在张力夹中的平束试样的松散端插入固定张力夹夹口，然后把张力夹向前拉，直到它被扣在张力杆钩子上。用力压住固定张力夹以防纤维滑脱，然后松开张力杆弹簧，对平束试样施加张力，关上夹持器夹并用90N·cm的扭矩将它拧紧，首先拧紧靠近固定张力夹的一个夹持器，以保证两夹头之间具有规定的张力，如7．2．4.1条所述，从台钳上取下夹持器，切掉伸出的纤维。

    7.3　试验仪器的操作

    把装好试样的夹持器装入强力仪，按仪器说明书的规定将试样拉断。

    在试样断裂后记录断裂负荷及断裂伸长率(对于3．2mm隔距试验)。从仪器上取下夹持器，检查是否所有的纤维都被拉断。如果不是所有的纤维都被拉断，或者断裂不规则(不规则的断口与夹持器的钳口形成一个角度)，或者断裂负荷低于所用仪器要求的最小值，则舍弃这个试样并重新试验。如果断裂正常，则把夹持器放在台钳中，打开夹头，用镊子收集断裂的全部纤维，并测定它们的质量，记录精确至0．01mg。在收集和称量试样时，手指不得接触纤维，否则,应将收集的纤维置于黑绒板上，放在试验用标准大气中，至少平衡一小时后再测定其质量。

    7.4　校准棉样的使用

    为了消除因受操作者、仪器或其他在测试中不能控制的因素的影响，每个操作者在试验中必须使用校准棉样，使样品的测试结果校准到标准水平。

    校准棉样的使用方法按GB／T 13776的规定进行，但比强度修正系数要求在0．9～1．1之间。如果要将摆锤式仪器的测试结果调整到斜面式仪器结果的水平上，修正系数要求在1．16～1．36之间。断裂伸长率的修正系数在0．8左右。

    7.5　试验次数

    每份样品测试六份试验试样，若两个操作者参加试验，则每人测试三份试验试样，如由三个操作者参加试验，则每人测试两份试验试样，这样结果就更加可靠。

    8　试验结果的计算和表达

    8.1　修正前的断裂比强度

    用式(1)、(2)计算各试样修正前的断裂比强度：

    对于零隔距长度试验：　　　　　 Pt=(Fr×118)／m………………………………………………(1)

    对于3．2mm隔距长度试验：　　 Pt=(Fr×150)／m………………………………………………(2)

    式中：Pt——断裂比强度，以厘牛顿／特克斯表示；

    Fr——断裂负荷，以牛顿表示；

    m——棉束质量，以毫克表示。

    计算结果精确到一位小数。

    8.2　平均断裂比强度

    根据各试样的计算结果，求平均断裂比强度Pt，结果精确到一位小数。

    8.3　修正后的断裂比强度

    GB/T 13783－1992

    由校准棉样各试样平均试验结果按式(3)计算修正系数，精确到三位小数：修正系数K=校准棉样标准

    值校准棉样观测值(3)

    在整个试验过程中，若使用多种校准棉样，则可按各校准棉样的试样个数加权平均修正系数。

    按式(4)计算修正后的断裂比强度T，精确到一位小数：

    T=K·Pt………………………………………………………(4)

    8．4　断裂伸长率

    对于3．2mm隔距的试验，由记录的各试样的断裂伸长率计算平均断裂伸长率。同样，按第8．3条计算平均断裂伸长率修正系数，再计算修正后的平均断裂伸长率，以％表示，结果精确至一位小数。

    8．5　多操作者试验结果的计算

    若由两个或三个操作者参加试验，则其试验结果应分别计算。最后，以他们试验结果的平均值作为最终试验结果。

    9　精密度

    以下精密度数据是在5．2条规定的夹持器尺寸的条件下得出的。

    试验精密度要求在95％的概率水平下，置信界限的相对值在5％以内，置信界限的相对值按式(5)计算：

    Δ％=1.96CV/n………………………………………………(5)

    式中：n——测试试样数；

    CV——测试变异系数。

    如果试验结果的置信界限小于5％，则测试的试样数便足够了。如果置信界限大于或等于5％，则应增加测试的试样数，直至置信界限小于5％时，将各试样的测试结果的平均值作为试验结果。

    10　试验报告

    试验报告应包括下列内容：

    10．1　试验是根据本标准进行的。

    10．2　试验结果。平均断裂比强度，以厘牛顿／特表示，精确到一位小数。平均断裂伸长率，以百分率表示，精确至一位小数。

    如试验用非斜面式仪器，而平均断裂比强度已调整到斜面式仪器的水平上，也应予说明。

    10．3　试验条件

    10．3．1　试验仪器的型式；

    10．3．2　名义隔距长度；

    10．3．3　试验试样数；

    10．3．4　试验的操作人数；

    10．3．5　所用的修正系数。

    GB/T 13783－1992

    附　录　A

    斯特洛纤维强伸度仪(Stelometer)的说明和操作

    (参考件)

    A1　说明

    斯特洛纤维强伸度仪是一种摆式强伸度试验仪，用来拉断平束纤维并指示拉断试样所需要的负荷，GJC－02束纤维强度/伸长率仪及YG011型束纤维强力机属于此类仪器。

    A2　仪器的准备

    调节右面把柄下的螺丝，将仪器水平泡调整到水平。把一片金属薄带装入卜氏夹持器，把夹持器装入仪器，装入的方向与夹持器在试验时方向一致。

    揿下释放扳柄以放开摆锤，并校验强力指针从0走到70N所需的时间。调节控制油缸上的阀门，以得到所需的10N／s的加载率。抓住仪器头部，这样就能在强力指针读数为20N时止住摆锤并检查伸长指针的位置，它应在零刻度左边的第一根刻线上。同样，当强力指针读数为70N时，伸长指针应指在零刻度左边的第二根划线上，如未对准，可把仪器头上的固定螺丝拧开，旋转调节螺丝，直到伸长指针在正确的位置，再拧紧固定螺丝，每当用不同的夹持器或夹持器隔距片以后，通常需重新调节。

    A3　操作

    把夹有试样的夹持器装入仪器，松开扳柄，强力指针和伸长指针就会在标尺上移动，待试样断裂后，读出力的刻度，精确到0．1N；必要时读出伸长度刻度，精确到0．1％。如果读得的断裂负荷小于30N，则舍弃该试样，重新试验。

    GB/T 13783－1992

    附　录　B

    卜氏(Bressley)束纤维强力仪的说明和操作

    (参考件)

    B1　说明

    卜氏强力仪是一种带有自由滚动负载滑锤的斜面式纤维强力仪，用来拉断平束棉纤维所需要的负荷。STP－1型卜氏纤维强力仪属于此类仪器。

    B2　仪器的准备

    用一块薄金属片放在夹持器中以防止移动和分离。把夹持器装入仪器的规定位置，调节仪器底板上的调节螺丝，以校正滑锤轨道上的水平仪的水准，使仪器达到规定的水平条件(轨道角度应近似1．5°)。校准后，滑锤应能在一秒钟内从25N刻度滑行到90N刻度。

    B3　操作

    把夹有试样的夹持器放入仪器，轻轻提起锁杆以释放滑锤，从杆式刻度上读出读数，精确到0．5N，如果观察到的断裂负荷小于45N，则舍弃该试样，重新试验。

    GB/T 13783－1992

    附　录　C

    Y162A束纤维强力机的说明和操作

    (参考件)

    C1　说明

    Y162A是一种摆锤式强力试验仪，用来拉断平束纤维并指示拉断平束所需的负荷。

    C2　仪器的准备

    C2．1　水平校正：转动水平调节旋钮，校正仪器的水平位置。

    C2．2　零点校正：同Y162束纤维强力机，但上夹持器需用上夹座和卜氏夹持器上钳片，检查仪器零点位置，如不准，可移动平衡锤的左右加以校正，校正后，在整个试验过程，卜氏夹持器的上下钳片不得搞错。

    C2．3　隔距校正：调节下夹座的高低位置，使一副卜氏夹持器插入上下夹座时有一定的间隙。因为零隔距试验与3．2mm隔距试验时，卜氏夹持器总厚度不同，所以换一种试验方法时必须重新调整。隔距校正后，检查上下夹座是否对准，最后固定下夹座位置。

    C2. 4　速度调整：要求下夹座下降速度为300±5mm／min，如不相符，可转动调速螺母加以调整。

    C3　操作

    按试验方法标准制作试验试样，但要求试样的平束宽度为4～5mm，将夹有试样的夹持器插入夹持器夹座，注意夹持器的上下钳片不准装错。

    转动手柄，强力指针在标尺上移动，待试样断裂后，读出力的刻度，精确到10cN，如果断裂负荷在1800～2500cN范围之外，则舍弃该试样，重新试验。

    附加说明：

    本标准由中国纤维检验局提出并归口。

    本标准由国家纤维质量监督检验测试中心负责起草。

    本标准主要起草人何永政。

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