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苧麻織物與玻璃織物的力學(xué)性能研究

點擊次數(shù):2734 更新時間:2011-09-03

在過去十幾年中,天然纖維憑借優(yōu)良的力學(xué)性能、巨大的生產(chǎn)優(yōu)勢、對化學(xué)物質(zhì)的抵抗性以及其低成本低密度的優(yōu)勢逐漸引起了各國人民對它的研究興趣[1-2]。我國有著豐富的苧麻資源,作為天然纖維的一種,苧麻纖維因其優(yōu)良的沖擊性能、抗拉強度、較高的比模量和很小的比重、可循環(huán)利用等優(yōu)點,適合用作復(fù)合材料的增強材料[3]。但由于其力學(xué)、化學(xué)性能等較差,目前整體的應(yīng)用仍十分有限。相比來看,玻璃纖維增強復(fù)合材料在各類產(chǎn)業(yè)中的運用則更加廣泛。例如SMC與GMT(玻璃纖維氈增強熱塑性片材)模壓汽車零部件、高壓玻璃鋼管、CNG(壓縮天氣)瓶等產(chǎn)品已有長足發(fā)展[4]。然而玻璃纖維復(fù)合材料在生產(chǎn)制造中污染較大,在注重環(huán)保的今天其大規(guī)模應(yīng)用也有一定的局限性。

    目前對于兩種不同增強材料的力學(xué)性能的比較研究尚不深入。由于材料的拉伸性能是反映材料力學(xué)性能的重要指標(biāo),同時材料拉伸性能與材料其他力學(xué)性能之間有一定正相關(guān)關(guān)系,一般可以用材料拉伸性能的優(yōu)劣來大致表征材料力學(xué)性能的高低[4-5],故本文對苧麻布與玻璃纖維布的力學(xué)性能進(jìn)行了深入的研究,以此比較二者的力學(xué)性能。

    1試驗

    1.1材料

    三種不同規(guī)格的苧麻布(湖南岳陽洞庭集團生產(chǎn)):苧麻布1(28tex×28tex),苧麻布2(28tex×28tex),苧麻布3(42tex×42tex)。

    兩種玻璃纖維布的規(guī)格是:玻璃纖維布1的經(jīng)緯密度16×14,玻璃纖維布2的經(jīng)緯密度是30×25。

    1.2方法和儀器

    1.2.1苧麻布及玻璃纖維布經(jīng)緯密度測試試驗

    本試驗參照ASTMD3375—2003a機織物經(jīng)緯密度的標(biāo)準(zhǔn)試樣方法。

    試驗儀器:Y511B型織物密度鏡。

    試驗步驟:1)將苧麻布平展的鋪開在實驗臺上,并用重物固定四角。2)確定對角線。在織物中確定一條對角線,并在對角線上任意取五個點。3)通過織物密度鏡,在點觀察并統(tǒng)計寬度為25mm,長度為25mm的經(jīng)緯紗根數(shù)。

    1.2.2苧麻布及玻璃纖維布織物單位面積重量測量試樣試驗

    本試驗參考ASTMD3776-1996(2002)中織物單位面積質(zhì)量(重量)的測量方法,目的是求出每種織物的密度,從而結(jié)合斷裂的應(yīng)力計算出每種織物的比模量。

    試驗儀器:主要采用JA3003電子天平(上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司)。

    試樣準(zhǔn)備:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,在每種試樣中剪下120mmx120mm的樣品,并將其分為60mmX60mm的四塊樣品,要求剪裁準(zhǔn)確。

    試驗方法:1)將準(zhǔn)備好的小樣分別稱量,并記錄試驗數(shù)據(jù)。2)通過計算公式計算單位面積重量。

    通過計算得出苧麻布的平均密度1.5g/cm3,玻璃纖維布密度取2.5g/cm3。

    1.2.3苧麻布及玻璃纖維布的斷裂強力伸長測試

    本試驗參考ASTMD5035-1995(2003)紡織織物斷裂強力和伸長的標(biāo)準(zhǔn)(StandardTestMethodforBreakingForceandElongationofTextileFabrics(StripMethod))。

    試驗儀器:采用美國INSTRON公司生產(chǎn)的強力測試機(systemIDnumber3369P9522),使用配套的1KN鉗口。

    試樣準(zhǔn)備:1)剪裁寬35mm,長150mm的樣品經(jīng)緯向各5個。2)兩邊扯去數(shù)量基本相等的紗線,使樣品寬度為25mm。

    試驗方法:1)設(shè)置儀器的跨距(75±1)mm,拉伸速度(300±10)mm/min,預(yù)張力調(diào)整為2N。為了達(dá)到試驗標(biāo)準(zhǔn)的要求將氣泵調(diào)整到90PSI(PSI英文全稱為Poundspersquareinch,表示磅/平方英寸,是一個壓強的單位,90PSI指的是鉗口對材料的夾持壓力的大?。?,并要保證樣品在兩鉗口夾持狀態(tài)下的垂直度。  

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