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纸及纸板拉伸性能测试

2008-08-02 23:20阅读:
拉伸实验是研究纸及纸板各项力学性能的基础。该实验测出的各项参数值——抗张强度、裂断长、伸长率及抗张能量吸收是研究纤维交织力、柔韧性、纸的松厚度等项性能的最有效的指标,与纸及纸板的耐折抗弯耐破戳穿等项性能亦有密切的关系。
包装用纸及纸板在加工、使用过程中经常要受到张力作用。如瓦楞纸生产过程中的瓦楞原纸在闸紧力作用下的压楞;水泥袋在灌装水泥时,纸袋纸受到的张力冲击;瓦楞纸箱封缄用胶带在瓦楞纸箱包装跌落时的动态张力作用等等。
抗张强度与伸长率:抗张强度是衡量纸张抵抗外力拉伸的能力。具体来说,它是指一定宽度(15mm)的纸或纸板试样所能承受的最大抗张力,其单位是KN/m,曾用单位Kgf/15mm (1Kgf/15mm=0.6538KN/m)。通常以裂断长(即一定宽度纸条在本身质量的重力作用下将纸拉断时所需要的长度)表示,裂断长可以清除定量不同的影响,且便于与抗张强度比较。
裂断长L(m)与抗张强度的关系:
L=Gp/BW
式中 Gp—试样的绝对抗张力(N) Gp/B—为试样的抗张强度 KN/m
B—试样的宽度(m) W—试样定量(g/m2)
横断面的抗张强度:是指试样单位面积上的抗张力。单位是Kpa,曾用单位是Kgf/cm2 (1Kgf/cm2=98KN/m=98Kpa).在测出绝对抗张力和试样截面积之后,按下式计算而得:
P=Gp/F
式中 P—单位横截面的抗张强度,KN/m2或Kgf/cm2;
Gp—试样的绝对抗张力,N或Kgf;
F—试样的横截面积(宽×厚),m2或cm2。
抗张指数:
X=Gp.W0b0/Wb=100Gp/1.5w
式中 X—抗张指数Kgf;
Gp—绝对抗张力Kgf;

W—试样的定量g/m2;
W0—100g/m2;
b0—1cm;
b—试样宽度1.5cm。
伸长率:是试样受到张力至断裂是新增加的长度对原试样长度的百分率。即
伸长率=(L-L0)/L0×100%
式中 L0—试样测试前的长度,mm;
L—试样断裂时的长度,mm。
伸长率是衡量纸及纸板韧性的一项指标,伸长率高则韧性好。
抗张能量吸收(或韧性)抗张能量吸收:是指以抗张力与伸长所做的功的面积所表示的纸张的动态强度又称破裂功。其单位Nm/m2或J/m2。曾用单位Kgf.cm/cm2 (1Kgf.cm/cm2=98.07J/m2)。
对于包装用纸,仅有抗张强度、耐破度、撕裂度等指标,还不能全面衡量纸张质量。抗张强度较大、伸长率较小的纸在包装时的破损程度反而比抗张强度较小,伸长率较大的纸张要严重。要使包装时破损小,纸的强韧性是个重要指标。而强韧性是由根据抗张强度与伸长率所画的曲线面积(见下图曲线)—破裂功表示的。
Gp(N)
ΔL(m)
例如:普通包装纸的伸长率小,而伸性纸袋纸的伸长率大。伸性纸袋纸用于包装的破损小的原因就是其韧性大。曲线面积可由面积仪或积分器测量求得,也可用下式进行换算:
T.E.A=K•Gp•ΔL/(B•L)
式中: T.E.A—抗张能量吸收值J/m2
Gp—试样断裂时的绝对抗张力N;
Gp/B—抗张强度
B—试样的宽度m;
ΔL—试样断裂时的绝对伸长m;
ΔL/L—伸长率
L—试样原长200mm(0.2m)
K—由Gp与ΔL所决定的矩形面积中阴影面积所占比例(见上图曲线)
纵向试样K=0.62
横向试样K=0.72
四、实验步骤
1.准备材料
准备足量的纸袋纸(低定量的双面牛皮纸)、瓦楞原纸、胶带原纸或其它替代性纸,并裁切成尺寸大小合适(符合取样器的范围)的样张备用。
2.样品的取样及处理
(1)用纸张定量测定标准试样取样器取样,并用天平称重,确定所用纸张的定量值。
(2)同质纸板沿纵横方向切取宽为15±0.1mm,长为250mm的试样10片,试样纸条两个平行边应平行,最大平行误差应小于0.1mm,边上不能有毛刺,并置于标准温、湿度(50%RH,23℃)条件下,处理至平衡。

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