高弹性纤维的抗拉强度及检测

　　高弹性、超强韧的纤维与天然蜘蛛丝相似，具有很实用及超前的优越性，可用于制造特殊纺织品、传感器等等，而且生产过程绿色环保。

　　蜘蛛丝是最强韧的天然纤维之一，制造出媲美天然蛛丝的人造纤维，是材料学的重要研究方向。剑桥大学日前发布新闻公报说，与现有生产方法相比，这项新技术能耗低，不需要使用有毒溶剂，而且在室温下就能运作，可用于改进人造蛛丝及其他各种合成纤维的生产。相关论文发表在美国《国家科学院学报》上。

　　研究人员以一种凝胶为原料，利用纺丝方法从中拉出长丝，与蜘蛛吐丝类似。这种凝胶的成分98%是水，其余成分是经过特殊处理的二氧化硅纳米粒子和纤维素，由一种被称为瓜环的筒状分子“手铐”铐在一起。

　　在凝胶中富含水的环境下，不同分子间的相互作用使它们结合形成复杂的超分子结构，从而可以在室温下拉成直径仅几微米的长丝。约30秒后，丝线中的水分挥发，留下韧性和弹性都很高的纤维。

　　这种纤维的抗拉强度约为100兆帕到150兆帕，大约相当于天然蛛丝的十分之一，高于粘胶纤维和人造丝等部分合成纤维，以及人和动物毛发等天然纤维。此外，它还有非常高的阻尼，像蹦极绳一样可以吸收大量能量。

　　织物撕破强力机可用于测试织物撕破强力，常用的方法有梯形法、舌法A和单舌法B。不同的测试方法对应的测试原理和结果会有所不同。

　　一、实验仪器：

　　织物撕破强力机，米尺、笔、剪刀、镊子。

　　二、实验试样：

　　机织物一块

　　三、实验方法和程序：

　　（一）梯形法

　　1.在距布样布边1/10幅宽（幅宽100cm以上的，距布边10cm）内，沿纱路裁剪经、纬向试样各5条，条样尺寸为5.5X30cm扯去长度方向边纱，宽度精确修正至5cm。

　　2.用笔在条样上划出两个夹住标记线，并在梯形短边的正中处，开剪一条10mm长的剪缝。

　　3.试验前检查及准备工作同拉伸试验，上、下夹距离至10cm。

　　4.放下制动器，固定上布夹，并将准备好的试样一端置入上布夹中间位置，使布夹钳口与条样上的斜线相吻合，再拧紧上布夹。

　　5.将条样另一端沿斜线夹入下布夹，其开口一边，应使之垂直，放松上布夹制动器，拧紧下布夹。

　　6.拉动扳手，下布夹下降，直至条样全部撕裂，读取最疝撕破强力值，并记录。

　　如果试样在撕破过程中从钳口滑出，或者钳口附近断裂而使实验结果有显著变化的，经确认是操作或仪器的机械性能上问题，可剔除，并在原布样上重新裁取再做。

　　（二）舌法A

　　1.在距布样的布边1/10幅宽（幅宽100cm以上的，距布边10cm）内沿纱路裁剪经、纬向试样各5条。一般织物的条样尺寸为5×20cm，毛纺织物为7.5×20cm，有时可采用7.5×20cm。

　　2.调整上下夹钳间距离为7.5cm，在隔距调整受限制时，可改为10cm。

　　3.放下制动器，固定上布夹，将条样的一“舌”的内边(即开剪线)，置于上布夹的中以部位，夹紧，另一“舌”的内边，按同样要求，夹紧于下布夹中，上、下二“舌”的内边即（剪开线）必须连成一线，并通过上、下夹钳中心线。

　　4.拉动扳手，下布夹下降，直至条样撕裂长度达7.5cm，读取最大值为撕破强力，并记录。

　　若试样在撕裂过程中从钳口滑出，或者钳口附近断裂而使实验结果有单舌试条显著变化的，经确认是操作或仪器的机械性能上问题，可剔除，并在原布样上重新裁取再做。

　　(三)单舌法B

　　织物撕破强力机的扇形落锤，可以绕支点转动，支点设在工作台的支持臂上，在支持臂的侧面有一个固定布夹，在扇形落锤上有一个运动布夹和弹簧挡片。为用来为试样开缝的开剪器，在扇形落锤的轴套外，再套有指针，由于轴套间的磨擦作用，指针可以随扇形落锤一起摆动。但在指针前进的路上，因受到固装在工作台上的挡针铁片阻挡，于是轴套间产生磨擦打滑，指针不能随同逆时针方向摆动，从而可以指示撕破的位能或受力大小。

　　1．试样准备：布样裁剪及条样数同单舌法A。

　　2．将扇形落锤3顺时针方向转到为工作台1上的弹簧挡片所挡住，此时，布夹和两工作面正好相平齐。

　　3.将条样夹入两布夹内，并使布夹钳口与条样正中夹持线吻合。

　　4.扳动开剪器，对试样剪取规定长度的单缝。

　　5.按下弹簧挡片，释去对扇形落锤的制动，扇形落锤即反时针摆落，布夹6也随同摆落，使条样对撕，直至全部撕破为止。记录单舌落锤试条针所示的撕破强力。

　　6.将仪器复位。取下试样。一次试验完成（试验时，试条滑动或钳口处断裂时，换试条重做）。

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