CN106353185B - 一种复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置，包括有机壳、升降机构、夹持器和电子控制系统，测试装置还包括有一种用于溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分的溶解处理机构及带有夹紧单元的固定组件。测试方法：1、挑选复合纤维；2、固定复合纤维；3、将固定好的复合纤维放入容器内加热溶解，保留待测纤维；4、进行复合纤维拉伸性能测定；5、采集数据。本发明的复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置及测试方法，该测试装置首先可实现复合纤维中除待测纤维外的其它纤维成分的溶解，其次，可进行超细纤维的拉伸性能测试，在测试过程中，夹持超细纤维方便牢靠，不易导致超细纤维发生弯曲或脱落的现象，测定精度高。

Description

一种复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及复合纤维拉伸性能测定的技术领域，特别是涉及一种复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置及测试方法。

背景技术

复合纤维是多组分纤维的一种，在同一根纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物纤维，这种纤维称复合纤维，利用复合纤维制造技术可以获得兼有两种聚合物特性的双组分纤维，有并列型、皮芯型、海岛型等复合纤维，其中，海岛纤维具有微细、特柔等特性，比天然皮革中的胶原纤维有更好的柔软性，耐久性、易保养，主要用于制造合成皮革、人造鹿皮等。

合成皮革的性能指标测定，主要指标有：断裂强力、断裂伸长率、疲劳性能、弹性回复率等，通常是由合成革基布中的纤维的拉伸性能决定，目前，复合纤维拉伸性能的测定，都是用常规的单纤维强力仪来测定的。皮芯型复合纤维是指两种组分聚合物分别沿纤维纵向连续形成皮层和芯层的复合纤维，皮芯型复合纤维的单丝纤度一般为3-5D，人们用肉眼可清晰看得到。在进行皮芯型复合纤维拉伸性能测定时，需将其两端分别固定在测定装置的上气/手动夹持器和下气/手动夹持器中，下气/手动夹持器可随着测试装置中升降机构的升降，来完成皮芯型复合纤维的拉伸性能测定。

海岛型纤维中，“岛”与“海”成分在纤维的轴向上是连续、密集、均匀分布的，它具有常规纤维的纤度，使用特定溶剂将“海”纤维成分溶掉，则可得到集束状的“岛”纤维成分，而“岛”纤维成分的单丝纤度一般为0.05D左右，属于超细纤维，现有的拉伸性能测试装置不能满足复合纤维中海岛型纤维单一组分的拉伸性能测试，首先，无法分离复合纤维中的待测纤维，其次，会因夹持超细纤维，牢固度不够，易出现超细纤维在测试过程中，因拉伸力度不够，导致超细纤维弯曲或脱落，得不出精确的测试数据，因而，需要一种新的复合纤维中单一组分拉伸性能测试装置来满足拉伸性能测定设备技术领域的市场需求。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明实现了一种可测试现有复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置及测试方法，该测试装置首先可实现复合纤维中除待测纤维外的其它纤维成分的溶解，其次，可进行超细纤维的拉伸性能测定，在测试过程中，夹持超细纤维方便牢靠，不易导致超细纤维发生弯曲或脱落的现象，测定精度高。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置，包括有机壳、升降机构、夹持器和电子控制系统，所述夹持器包括有与机壳固定的上把手夹持器和由升降机构驱动的下把手夹持器，所述上把手夹持器处设置有应力传感器，所述测试装置还包括有一种用于溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分的溶解处理机构，所述溶解处理机构包括有用于溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分的容器及溶解后用于夹紧待测纤维的具有夹紧单元的固定组件。

进一步的，所述容器包括有密封盖及容器本体，所述密封盖内圆周边设置有密封垫，所述容器包括有密封盖及容器本体，所述密封盖内圆周边设置有密封垫，所述容器本体内固定设置有隔板，所述隔板上设置有多个穿孔。

进一步的，所述隔板上表面固定设置有多个卡位槽，所述卡位槽包括卡位右槽及卡位左槽。

进一步的，所述固定组件包括有活动梁、U型框架本体及用于夹紧复合纤维的夹紧单元，所述活动梁底面设置有与活动梁一体成型的凸块，所述U型框架本体包括第一支撑板、第二支撑板和横梁，所述第一支撑板和第二支撑板顶端均设置有凹槽，所述活动梁顶面中部和横梁底面中部均设置有固定板，所述固定板中部设置有固定孔。

进一步的，所述凹槽和凸块相适配，通过穿过所述凹槽和凸块中心位置的第一螺杆固定，所述第一螺杆的末端用第一螺帽固定。

进一步的，所述夹紧单元设置在活动梁底面及横梁顶面，所述夹紧单元包括两两相对的夹紧块及穿过夹紧块中心位置的第二螺杆，所述夹紧块两两相对的一面设置有弹簧及挡片，所述第二螺杆远离弹簧的一端用第二螺帽固定。

进一步的，所述活动梁底面及横梁顶面均设置有与夹紧块配合滑动的轨道。

进一步的，所述活动梁及横梁上均设置有穿孔。

一种复合纤维中单一组分拉伸性能的测试方法，包括如下步骤：

(1)、挑选：从复合纤维卷上挑选出多个单根复合纤维；

(2)、固定：

a、将挑选好的每根复合纤维分别通过夹紧单元固定在固定组件上；

b、向外旋转第二螺帽，使弹簧处于最松弛的状态，将复合纤维的两端分别置于夹紧单元内；

c、向内旋转第二螺帽，在第二螺帽旋转力的作用下，使夹紧块和弹簧向复合纤维的方向推进，直至夹紧复合纤维；

(3)、溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分：

a、将夹紧有复合纤维的多个固定组件放入装有纤维溶解液的容器内，纤维溶解液为甲苯或二甲基甲酰胺或NaOH中的一种；

b、加热容器并使温度控制在20-100℃，保温时间设置为5-60分钟，溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分，保留待测纤维；

(4)、检查待测纤维形态：

a、经纤维溶解液冷却后，将夹紧有待测纤维的固定组件移出容器；

b、使用单镜片放大镜观察待测纤维的形态，挑选出夹紧有全部在拉伸状态下的待测纤维的固定组件备用；

(5)、进行待测纤维的拉伸性能测试：

a、将固定组件通过固定孔分别与下把手夹持器及下把手夹持器固定；

b、向外旋转第一螺帽，将穿过凹槽与凸块的第一螺杆旋转下，使活动梁与U型框架本体分离；

c、利用升降机构带动下把手夹持器运动，升降机构包括电机、导轨、钢丝、固定块和螺栓，电机通过带传动连接钢丝，下把手夹持器通过螺栓固定在固定块上，钢丝带动固定块在导轨上滑动；

d、电机通过带轮带传动钢丝转动，钢丝带动螺栓升降，由于螺栓与固定块固定连接，螺栓带动固定块升降，固定块在升降过程中沿导轨运动，由固定块带动下把手夹持器升降，从而由固定板带动U型框架本体的升降，实现复合纤维中待测纤维的拉伸；

(6)、采集数据：

a、由上把手夹持器处的应力传感器采集数据后传给电子控制系统做处理；

b、电子控制系统包括有显示屏、主板、单片机、接口电路、控制按键，显示屏和控制按键均固定在机壳的外壳上，电子控制系统处理后的数据通过显示屏显示。

进一步的，所述步骤(3)中加热温度控制在恒温95℃，保温时间设置为30分钟。

与现有技术方案相比，本发明的有益效果在于：

本发明的一种复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置及其测试方法，该测试装置可实现复合纤维中单一组分之超细纤维的拉伸性能的测定，该测试装置设置的溶解处理机构中的容器，可实现复合纤维中除待测纤维外的其它纤维成分的溶解，容器为透明玻璃材质，可方便观察复合纤维在溶解过程中的形态，容器中设置的多个卡位槽，使容器内可同时放置多个固定有复合纤维的固定组件，提高溶解后待测纤维的选择率，缩短复合纤维的溶解次数；其次，可进行超细纤维的拉伸性能测定，该测试装置设置的溶解处理机构中的固定组件，可保证在复合纤维在溶解及待测纤维在测试过程中，夹持待测纤维方便牢靠，不易导致待测纤维发生弯曲或脱落的现象，测定精度高；该测试方法可实现复合纤维中除待测纤维外的其它纤维成分的溶解及可进行超细纤维的拉伸性能测定，测定精度高，符合市场需求，可推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中容器的结构示意图；

图3是本发明中隔板的俯视图；

图4是本发明中固定组件的结构示意图一；

图5是本发明中固定组件的结构示意图二；

图6是本发明中固定组件的侧视图；

图7是本发明的工艺流程图；

附图标记：

1、机壳；2、上把手夹持器；3、下把手夹持器；4、容器；5、密封盖；6、容器本体；7、密封垫；8、隔板；9、穿孔；10、卡位右槽；11、卡位左槽；12、活动梁；13、U型框架本体；14、第一螺杆；15、第一螺帽；16、固定板；17、凸块；18、第一支撑板；19、第二支撑板；20、横梁；21、凹槽；22、夹紧块；23、第二螺杆；24、第二螺帽；25、弹簧；26、挡片；27、固定孔；28、穿孔；29、导轨；30、钢丝；31、固定块；32、显示屏；33、电源开关；34、启动按钮；35、平衡架；36、待测纤维。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1所示，一种复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置包括有机壳1、升降机构、夹持器和电子控制系统，夹持器包括有与机壳1固定的上把手夹持器2和由升降机构驱动的下把手夹持器3，上把手夹持器2处设置有应力传感器；测试装置还包括有一种用于溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分的溶解处理机构，溶解处理机构包括有用于溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分的容器4及溶解后用于夹紧待测纤维的具有夹紧单元的固定组件。

如附图2及附图3所示，容器4为透明玻璃材质，可方便观察复合纤维在溶解过程中的形态，容器4包括有密封盖5及容器本体6，密封盖5内圆周边设置的密封垫7，可防止溶解过程中有挥发气体外漏，容器本体6固定设置有隔板8，隔板8上设置有多个穿孔9，倒入容器本体6内的溶液，通过隔板8上设置的穿孔9，流入隔板8底部，使溶液分流均匀；隔板8上表面固定设置有多个卡位槽，卡位槽包括卡位右槽10及卡位左槽11，固定组件可置于卡位槽内，使容器内可同时放置多个固定有复合纤维的固定组件，提高溶解后待测纤维的选择率，缩短复合纤维的溶解次数。

如附图4、附图5及附图6所示，用于夹紧待测纤维的固定组件包括有活动梁12、U型框架本体13及用于夹紧复合纤维的夹紧单元，活动梁12底面设置有与活动梁12一体成型的凸块17；U型框架本体13包括第一支撑板18、第二支撑板19和横梁20，第一支撑板18和第二支撑板19顶端均设置有凹槽21，第一螺杆14穿过凹槽21和凸块17，第一螺杆14的末端用第一螺帽15固定，活动梁12与U型框架本体13为可拆卸式连接，将凸块17置于凹槽21内，通过第一螺杆14和第一螺帽15固定连接，在进行复合纤维中单一组分的测定时，向外旋转第一螺帽15，将穿过凹槽21与凸块17的第一螺杆14旋转下，使活动梁12与U型框架本体13分离，凸块17脱离凹槽21处。

如附图4、附图5及附图6所示，为了使复合纤维在固定组件内固定牢靠，活动梁12底面和横梁20顶面均设置有固定连接的夹紧单元，夹紧单元包括两两相对的夹紧块22及穿过夹紧块22中心位置的第二螺杆23，夹紧块22相对的一面设置有弹簧25及挡片26，第二螺杆23远离弹簧25的一端用第二螺帽24固定，活动梁12底面及横梁20顶面设置有与夹紧块22配合滑动的轨道；活动梁12及横梁20上均设置有穿孔28，复合纤维两端均可穿过穿孔28，打结固定，增加复合纤维在固定组件内的牢固度；活动梁12顶面中部和横梁20底面中部均设置有固定板16，固定板16的中部设置有固定孔27，在进行复合纤维中单一组分拉伸性能的测定时，将活动梁12顶端中部设置的固定板16，通过固定孔27与上把手夹持器2固定，U型框架本体13的底端设置的固定板16，通过固定孔27与下把手夹持器3固定。

本发明提供了一种复合纤维中单一组分拉伸性能的测试方法，包括如下步骤：

(1)、挑选：从复合纤维卷上挑选出多个单根复合纤维；

(2)、固定：

将挑选好的复合纤维分别通过夹紧单元固定在固定组件上；

先将复合纤维通过夹紧单元固定在固定组件上，应进行如下操作：向外旋转第二螺帽24，使弹簧25处于最松弛的状态，将复合纤维的两端分别置于夹紧单元内，向内旋转第二螺帽24，在第二螺帽24旋转力的作用下，使夹紧块22和弹簧25向复合纤维的方向推进，直至夹紧复合纤维；

(3)、溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分：

将夹紧有复合纤维的多个固定组件放入装有纤维溶解液的容器内，纤维溶解液为甲苯或二甲基甲酰胺或Na0H中的一种；加热容器4并使温度控制在20-100℃，保温时间设置为5-60分钟，优选的，将容器4加热至95℃，恒温条件下保温30分钟后，溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分，保留待测纤维36，溶解其它纤维后产生的空隙，在弹簧25自身弹力的作用下，将待测纤维36夹紧；

(4)、检查待测纤维形态：

经纤维溶解液冷却后，将夹紧有待测纤维36的固定组件移出容器；使用单镜片放大镜观察待测纤维36的形态，挑选出夹紧有全部在拉伸状态下的待测纤维36的固定组件备用；

(5)、进行待测纤维的拉伸性能测试：

将固定组件通过固定孔27分别与下把手夹持器2及下把手夹持器3固定，向外旋转第一螺帽15，将穿过凹槽21与凸块17的第一螺杆14旋转下，使活动梁12与U型框架本体13分离，凸块17脱离凹槽21处；利用升降机构带动下把手夹持器3运动，升降机构包括电机、导轨29、钢丝30、固定块31和螺栓，电机通过带传动连接钢丝30，下把手夹持器3通过螺栓固定在固定块31上，钢丝30带动固定块31在导轨29上滑动；电机通过带轮带传动钢丝30转动，钢丝30带动螺栓升降，由于螺栓与固定块31固定连接，螺栓带动固定块31升降，固定块31在升降过程中沿导轨29运动，由固定块31带动下把手夹持器3升降，从而由固定板16带动U型框架本体13的升降，实现复合纤维中待测纤维36的拉伸；下把手夹持器3下方设置有平衡架，可用于测试待测纤维36的初张力。

(6)、采集数据：

由上把手夹持器2处的应力传感器采集数据后传给电子控制系统做处理，电子控制系统包括有显示屏32、主板、单片机、接口电路、控制按键，显示屏32和控制按键均固定在机壳的外壳上，电子控制系统处理后的数据通过显示屏32显示；

控制按键包括电源开关33和启动按钮34。

以上复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置及测试方法，可实现复合纤维拉伸性能指标的测定，主要有断裂强力、断裂伸长率、断裂强度、疲劳性能、弹性回复率、屈服应力、屈服伸长等多项统计指标。

以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置，包括有机壳、升降机构、夹持器和电子控制系统，所述夹持器包括有与机壳固定的上把手夹持器和由升降机构驱动的下把手夹持器，所述上把手夹持器处设置有应力传感器，其特征在于，所述测试装置还包括有一种用于溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分的溶解处理机构，所述溶解处理机构包括有用于溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分的容器及溶解后用于夹紧待测纤维的具有夹紧单元的固定组件，所述固定组件包括有活动梁、U型框架本体及用于夹紧复合纤维的夹紧单元，所述活动梁底面设置有与活动梁一体成型的凸块，所述U型框架本体包括第一支撑板、第二支撑板和横梁，所述第一支撑板和第二支撑板顶端均设置有凹槽，所述活动梁顶面中部和横梁底面中部均设置有固定板，所述固定板中部设置有固定孔，所述凹槽和凸块相适配，通过穿过所述凹槽和凸块中心位置的第一螺杆固定，所述第一螺杆的末端用第一螺帽固定，所述夹紧单元设置在活动梁底面及横梁顶面，所述夹紧单元包括两两相对的夹紧块及穿过夹紧块中心位置的第二螺杆，所述夹紧块两两相对的一面设置有弹簧及挡片，所述第二螺杆远离弹簧的一端用第二螺帽固定。

2.根据权利要求1所述的复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置，其特征在于，所述容器包括有密封盖及容器本体，所述密封盖内圆周边设置有密封垫，所述容器本体内固定设置有隔板，所述隔板上设置有多个穿孔。

3.根据权利要求2所述的复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置，其特征在于，所述隔板上表面固定设置有多个卡位槽，所述卡位槽包括卡位右槽及卡位左槽。

4.根据权利要求1所述的复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置，其特征在于，所述活动梁底面及横梁顶面均设置有与夹紧块配合滑动的轨道。

5.根据权利要求1所述的复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置，其特征在于，所述活动梁及横梁上均设置有穿孔。

6.一种复合纤维中单一组分拉伸性能的测试方法，其特征在于：采用如权利要求1-5中任一项所述的复合纤维中单一组分拉伸性能的测试装置，包括如下步骤：

(1)、挑选：从复合纤维卷上挑选出多个单根复合纤维；

(2)、固定：

a、将挑选好的每根复合纤维分别通过夹紧单元固定在固定组件上；

b、向外旋转第二螺帽，使弹簧处于最松弛的状态，将复合纤维的两端分别置于夹紧单元内；

c、向内旋转第二螺帽，在第二螺帽旋转力的作用下，使夹紧块和弹簧向复合纤维的方向推进，直至夹紧复合纤维；

(3)、溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分：

a、将夹紧有复合纤维的多个固定组件放入装有纤维溶解液的容器内，纤维溶解液为甲苯或二甲基甲酰胺或NaOH中的一种；

b、加热容器并使温度控制在20-100℃，保温时间设置为5-60分钟，溶解复合纤维中除待测纤维成分外的其它纤维成分，保留待测纤维；

(4)、检查待测纤维形态：

a、经纤维溶解液冷却后，将夹紧有待测纤维的固定组件移出容器；

b、使用单镜片放大镜观察待测纤维的形态，挑选出夹紧有全部在拉伸状态下的待测纤维的固定组件备用；

(5)、进行待测纤维的拉伸性能测试：

a、将固定组件通过固定孔分别与下把手夹持器及下把于夹持器固定；

b、向外旋转第一螺帽，将穿过凹槽与凸块的第一螺杆旋转下，使活动梁与U型框架本体分离；

c、利用升降机构带动下把手夹持器运动，升降机构包括电机、导轨、钢丝、固定块和螺栓，电机通过带传动连接钢丝，下把手夹持器通过螺栓固定在固定块上，钢丝带动固定块在导轨上滑动；

d、电机通过带轮带传动钢丝转动，钢丝带动螺栓升降，由于螺栓与固定块固定连接，螺栓带动固定块升降，固定块在升降过程中沿导轨运动，由固定块带动下把手夹持器升降，从而由固定板带动U型框架本体的升降，实现复合纤维中待测纤维的拉伸；

(6)、采集数据：

a、由上把手夹持器处的应力传感器采集数据后传给电子控制系统做处理；

b、电子控制系统包括有显示屏、主板、单片机、接口电路、控制按键，显示屏和控制按键均固定在机壳的外壳上，电子控制系统处理后的数据通过显示屏显示。

7.根据权利要求6所述的复合纤维中单一组分拉伸性能的测试方法，其特征在于，所述步骤(3)中加热温度控制在恒温95℃，保温时间设置为30分钟。

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